JPH0364137A - 多重伝送システムの自己診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、多重伝送システムにおいて、システム全体
の自己診断を行う多重伝送システムの自己診断装置に関
し、特に自己診断のオンライン化を図った多重伝送シス
テムの自己診断装置に関する。

［従来の技術］ 従来、石油、石油化学、鉄鋼、ガスなどのプロセスプラ
ントでは、それらのプロセス状態（例えば、温度、圧力
、流量など）に関する情報を取り込んで、プロセスが安
全に効率良く機能するように操作するプロセス制御が行
われている。このプロセス制御では、各プラント機器に
接続された子局と、これらの子局に対して信号の送受信
を行ってプロセス制御を行う集中監視装置（親局）とを
、多重伝送路を介して接続する多重伝送システムなどが
用いられている。

このような多重伝送システムでは、システム全体の信頼
性を常時確保しておく必要から、多重伝送路だけでなく
各子局の伝送特性についても容易に自己診断できること
が要求されている。

例えば、第３図は、特開昭６４−８９８３２号公報に示
された従来の多重伝送システムの伝送特性診断方法を示
すブロック図である。図において、（５１）は多重伝送
路、（Ｓｌ）、　　（Ｓ２）・・・・・・（Ｓｎ　）は
ステーション（子局）、（５３）は伝送制御部、（５４
）は人出力制御部、（５５）は外部機器、（５６）は集
中監視装置（信号処理装置）、（５７）は伝送制御部（
親局）、（５８）は中央処理装置（以下、ＣＰＵと称す
る）、（５９）はインタフェース、（６０）は出力装置
、（６１）は短絡線である。

次に動作について説明する。第３図に示される多重伝送
路（５１）には、複数ｎ個のステーション（Ｓｌ　）　
、　　（Ｓ２　）　−（Ｓｎ　）が接続され、また、多
重伝送路（５１）の一端には、集中監視装置（５６）が
接続されて、多重伝送システムを構成している。

この多重伝送システムにおける多重伝送路（５１）及び
各ステーション（Ｓｉ、ｉ＝１゜２・・・・・・ｎまで
の変数）の伝送特性を診断するには、まず各ステーショ
ン（Ｓｉ）の人出力制御部（５４）の出力線と入力線と
を短絡線（６１）で短絡させる。この状態で集中監視装
置（５６）のＣＰＵ（５８）を起動させることにより、
各ステーション（Ｓｉ）に対して伝送制御部（５７）か
ら多重伝送路（５１）を経由して時分割多重方式などに
より診断信号を送出する。

各ステーション（Ｓｉ）においては、この診断信号を伝
送制御部（５３）で受信し、その診断信号が短絡された
外部出力部から外部入力部を経由して戻される。この戻
された診断信号は、再び伝送制御部（５３）から多重伝
送路（５１）を介して集中監視装置（５６）へ返信され
る。集中監視装置（５６）では、ＣＰＵ（５８）の診断
プログラムにより、前記診断信号と返信された受信信号
とを比較して、多重伝送路及びステーションの伝送特性
を診断する。

前記診断時には、各ステーション番号（Ｓｔ）（７）変
数ｉを１から順に設定していって、全てのステーション
（ＳＬ　）　、　　（Ｓ２　）・・・・（Ｓｎ　）につ
いて実行する。また、この診断時において、各ステーシ
ョン（Ｓｉ）に接続されている外部機器（５５）は、人
出力制御部（５４）から切り離されている。そして、診
断結果は、インタフェース（５９）を介して出力装置（
６０）に出力される。

また、他の従来例として、例えば第４図は、特開昭６４
−８８７５２号公報に示された、デジタル入出力装置の
構成図である。図において、（１）はマイクロプロセッ
サ、（２）はインバータ、（３）は電流制限抵抗、（４
）はフォトカプラ、（５）はトランジスタ、（６）はリ
レーなどの負荷、（７）はフォトカプラ、（８）はイン
バータ、（９）は電源、（１０）　、　　（１１）　、
　　（１２）は電流制限抵抗、（１３ａ）〜（１３ｅ）
はコントローラ側と負荷（６）などのプロセス側との接
続端子、（２１）は診断用リレー　（２ｔ　ａ）　。

（２ｌ　ｂ）は診断用リレー（２１）により開閉する開
閉部（リレー接点）、（２２）はデジタル入力信号源（
接点）、（２３）は診断指令信号線、（２４）は診断指
令保持回路、（２５）は書き込み信号線、（２６）はベ
ース抵抗、（２７）はトランジスタである。

次に動作について説明する。第４図のデジタル入出力回
路の自己点検は、診断時に励磁される診断用リレー（２
１）により互いに相反する動作をする接点（２１ａ）と
（２ｌ　ｂ＞とが使われる。

診断時には、接点（２１ａ）がデジタル出力ラインとデ
ジタル入力ラインとを接続して短絡し、接点（２ｌ　ｂ
）によりデジタル入力ラインをプロセス信号源から切り
離す。このように、出力部からの診断信号を入力部を利
用してリードバックさせることによって、デジタル入出
力回路及び多重伝送システムの自己点検を行っている。

通常動作時には、これらの入出力部がプロセス信号ライ
ンに各々接続され、プロセスの制御や監視に使用されて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の多重伝送システムの自己診断装置は、以上のよう
に構成されているため、第３図の場合、診断時には各ス
テーションに接続された外部機器を切り離して短絡線を
接続する必要がある。しかし、子局が遠方にある場合に
は、子局の外部機器を切り離したり、短絡線を接続する
ための準備や連絡に手間がかかるという問題点がある。

また、第４図の場合、当該入出力回路が増加するに従っ
て、診断用のリレーも回路数と同一数量準備する必要が
あったため、部品点数の増加により信頼性が低下すると
ともに、構成が複雑化し、コストがかかるという問題点
がある。

この発明は；上記のような問題点を解消することを課題
としてなされたもので、多重伝送路および子局の外部入
出力回路を含めた多重伝送システム全体の自己診断が容
易に行えるとともに、信頼性が高く、構成の簡略化が可
能で、経済性の高い多重伝送システムの自己診断装置を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る多重伝送システムの自己診断装置は、１
つの信号処理装置における複数の外部入出力回路を共通
ラインに接続し、この共通ラインにここに接続されてい
る複数の外部入出力回路における出力をプロセス信号の
出力とするか診断信号の出力とするかの切換えを行う信
号切換え部を設け、信号処理装置において診断信号受信
を受信した時に診断制御においてこれを検知するととも
に信号切換え部を切換えることによって、複数の外部入
出力回路からの出力をプロセス信号から診断信号に切換
え、オンラインで多重伝送システムの自己診断を行うこ
とを特徴とする。

［作用］ 診断信号を受信した時に、共通ラインに設けた信号切換
え部を切換え、複数の外部入出力回路からの出力をプロ
セス信号から診断信号に切換えることができる。従って
、オンラインで信号処理装置の自己診断が行えるととも
に、信号の切換えを効率的に行うことができる。

［実施例］ 以下図面に基づいて、この発明に係る多重伝送システム
の自己診断装置の好適な実施例について説明する。

第１図は、この発明の一実施例を示す構成図である。第
１図において、第４図と同一、または相当部分について
は同一符号または同一符号に枝番を付けて示し、重複説
明を省略する。なお、枝番の１と２はそれぞれ別の入出
力回路を示すものである。第１図の（３１）はインバー
タ、（３２）はベース抵抗、（３３）は電流制限抵抗、
（３４）はフォトカプラ、（３５）はトランジスタ、（
３６）は電流制限抵抗、（３７）はダイオード、（３ｇ
−１）、　　（３８−２）は電流制限抵抗、（３９−１
）、　　（３９−２）はフォトカプラ、（４０−１）、
（４０−２）はダイオード、（４２）は各デジタル人力
信号源（２２−１）。

（２２−２）の後段同士を共通に接続するデジタル入力
信号源共通（コモン）ライン、（４３）は診断信号を各
デジタル入力回路に人力するそれぞれの診断信号入力回
路を同一のラインで接続する診断信号共通（コモン）ラ
インである。なお、（１３ｆ）はコントローラ側の接続
端子、（１３ｇ）はプロセス側の接続端子である。

また、第２図は、他の実施例を示す構成図である。図に
おいて、（４１−１）、　　（４１−２）はダイオード
である。

次に動作について説明する。

多重伝送システムの基本的な構成は、第３図に示すもの
とほぼ同一である。ただし、この実施例では集中監視装
置（５６）における伝送制御部（５７）は親局、各ステ
ーション（Ｓｌ　）　。

（Ｓ２）・・・・・・（Ｓｎ　）は子局と呼称する。

また、第１図及び第２図は、第３図における各子局（Ｓ
ｉ）の入出力制御部（５４）の構成をそれぞれ示したも
のである。

先ず、第１図の通常動作時におけるデジタル人力は、電
Ｍ、（９）のプラス側の接続端子（１３ａ）から電流制
限抵抗（１１−１）　、フォトカプラ（７−１）　、接
続端子（１３ｄ−１）　、ダイオード（４０−１）、デ
ジタル入力信号源（以下、接点と称する）（２２−１）
、開閉部（２１ｂ）及び接続端子（１３ｅ）を経由して
電源（９）のマイナス側に至る回路が構成されている。

接点（２２−１）が「閉」の場合は、上記回路に電流が
流れ、フォトカプラ（７−１）の２次側にも電流制限抵
抗（１２−１）を通じて電流が流れる。このため、フォ
トカプラ（７−１）のコレクタ電圧、すなわちインバー
タ（８−１）の入力は「Ｌ」レベルとなって、インバー
タ（８−１）の出力がｒＨＪレベルとなり、マイクロプ
ロセッサ（１）が接点（２２−１）の「閉」の情報を読
み込む。

接点（２２−Ｉ）が「開」の場合は、前記入力回路に電
気が流れないため、インバータ（８−１）の出力がｒＬ
Ｊレベルとなり、マイクロプロセッサ（１）は接点（２
２−１）の「開」の情報を読み込むことになる。

第１図では、デジタル入力回路を２組示したが、この人
力数は、適用されるシステムの規模に応じて所要のイン
ターフェース回路数が決められるため、更に多くの回路
を装備してもよい。

なお、他のデジタル入力回路の接点（２２−２）につい
ての動作も上記接点（２２−１）の場合と同様である。

次に、第１図の通常動作時におけるデジタル出力回路に
ついて説明する。デジタル出力は、マイクロプロセッサ
（１）からの出力信号ｒＨＪがインバータ（２−１）に
与えられるとｒＬＪを出力し、電流制限抵抗（３−１）
を経由してフォトカプラ（４−１）を非導通状態にする
。これにより、フォトカプラ（４−１）の２次側に接続
されたトランジスタ（５−１）のベースが電源（９）の
プラス側に電流制限抵抗（１０−１）によってプルアッ
プされているためｒＨＪレベルとなり、トランジスタ（
５−１）は導通する。

その結果、負荷（６−１）であるリレーを励磁し、図示
省略のリレー接点によりプロセスに対する出力信号を出
力する。

ただし、トランジスタ（５−１）のコレクタに接続され
ている電流制限抵抗（３ｇ−１）及びフォトカプラ（３
９−１）は、診断信号入力共通ラインに接続され、診断
用リレー（２１）の開閉部（２１ａ）が「開」となって
いるため電流は流れない。

このように、デジタル出力回路は、通常時はデジタル入
力回路とは全く独立にプロセスに対する出力動作を行う
ことができる。

なお、負荷（６−２）に関するデジタル出力回路も、上
記の負荷（６−１）の場合と同様に作動する。

次に、診断時における入出力回路の作動について説明す
る。診断時に、親局から各子局へ診断信号が送出される
と、以下の診断指令制御部で開閉部（２１ａ）　、　　
（２１ｂ）を互いに相反して開閉させる。

第１図の診断指令保持回路（２４）からの出力は、イン
バータ（３１）　、ベース抵抗（３２）を介してトラン
ジスタ（３５）に入力され、トランジスタ（３５）が非
導通状態となる。トランジスタ（３５）のコレクタに接
続されたフォトカプラ（３４）に電流制限抵抗（３３）
を通じて流れていた電流が遮断され、電流制限抵抗（３
６）を介してトランジスタ（３７）が導通状態となり、
リレー（２１）が励磁される。この結果、リレー（２１
）により開閉部（２１ｂ）は「開」状態となり、デジタ
ル人力信号源共通ライン（４２）に接続されたプロセス
のデジタル入力信号源（２２１）と（２２−２）がそれ
ぞれデジタル人力部のフォトカプラ（７−１）と（７−
２）のラインから切り離されて、前記のデジタル入力回
路が構成されなくなる。

その代わり、リレー（２１）の別の開閉部（２１ａ）が
「閉」状態となるため、デジタル出力回路に接続された
電流制限抵抗（３ｇ−１）、フォトカプラ（３９−１）
、トランジスタ（５−１）を経由して電源（９）のマイ
ナス側（１３ｃ）に至る診断信号入力回路が構成される
。

今、トランジスタ（５−１）が導通状態であると仮定す
ると診断信号入力回路に電流が流れる。

その回路に電流が流れると、フォトカプラ（３９−１）
の２次側に接続されたデジタル入力回路のフォトカプラ
（１１−１）にも電流が流れ、フォトカプラ（７−１）
に電流が流れることにより、インバータ（８−１）を経
由してマイクロプロセッサ（１）にデジタル出力回路の
リレー（６−１）の出力情報がリードバックされること
になる。

つまり、第３図で見ると、親局（５７）から多重伝送路
（５１）を介して子局（Ｓｉ）へ診断信号を送信すれば
、短絡線を使用することなくデジタル出力回路からデジ
タル入力回路にリードバックされて親局を経由し、集中
監視装置内で多重伝送路及び子局の外部入出力回路の伝
送特性を診断することができる。

このように、本実施例のデジタル入力回路は、通常動作
時にプロセスの人出力信号処理を行い、診断時に診断信
号のデジタル出力信号をデジタル出力回路から読み込ん
で、マイクロプロセッサ（１）からの出力情報との比較
を行い、リードバックした情報と一致しているか否かを
判断することにより自己診断機能を果たすことができる
。

また、デジタル入出力回路数が増加しても、リレー接点
（２１ａ）及び（２１ｂ）が各々のコモンラインに設け
られているため、リレーの接点は１組でよく、従来の第
４図に示す回路構成のように、回路数に応じてリレー接
点数を増加する必要がなくなる。このため、部品点数が
少なくて済み、装置の信頼性の向上とともに、コストの
低減化を図ることができる。

更に、上記実施例では、多重伝送システムの自己診断装
置として説明したが、集中監視装置側に直接人出力する
回路が装備されている場合には、集中監視装置側の入出
力部にこの実施例における自己診断回路を設け、これら
の入出力回路の異常検出に応用することも可能である。

この場合も、上記実施例の場合と同様に、開閉部を回路
数に対応して増加させる必要がなく、オンラインで入出
力回路の異常を検出する自己診断を容易に行うことが可
能である。

このようにして、デジタル入出力回路を利用して読み込
まれたデジタル出力信号は、親局へ返信され、親局を経
由して集中監視装置内で自己診断することができるため
、経済的である。

なお、ダイオード（４０）は、デジタル入力回路の廻り
回路防止用である。

また、上記実施例においてデジタル入出力回路の点数は
、適用するシステムに対応して変わるため、必ずしも入
出力回路の点数が同一とは限らない。このような場合、
従来では、入出力回路の何れか多い方に合わせて自己診
断回路のハードウェアを用意する必要があった。しかし
、第２図に示す他の実施例では、自己診断回路をデジタ
ル入力回路数に限定し、診断時は各デジタル入力回路へ
常に「１」の診断信号が人力されるように、デジタル入
力部にそれぞれダイオード（４１−１）。

（４１−２）を設け、その診断信号入力回路同士を共通
の診断信号人力共通ライン（４３）に接続し、接点（２
１ａ）を構成している。これにより、集中監視装置側で
「１」以外の情報を検出するか否かで自己診断が可能と
なり、デジタル出力回路の点数に影響を受けない自己診
断回路を構成することができる。

なお、上記のいずれの場合も、診断時におけるプロセス
のデジタル入力信号が遮断されるため、診断プログラム
にて全てのデジタル入力にかかるプロセスへの出力信号
は前値保持、すなわち診断に入る直前のデータを保持さ
せるものとする。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る多重伝送システムの
自己診断装置は、多重伝送路及び子局の人出力部を含む
多重伝送システム全体の自己診断をオンラインで容易に
実行することが可能になり、信頼性が向上するとともに
、通常の入出力回路を利用したため、コストを低減化す
ることができるという効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図はこ
の発明の他の実施例を示す構成図、第３図は従来例の構
成図、第４図は他の従来例の構成図である。 図において、（２１ａ）は診断信号開閉部、（２１ｂ）
はデジタル人力信号源開閉部、（４２）はデジタル人力
信号源共通ライン、（４３）は診断信号入力共通ライン
である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 多重伝送路に接続され、外部入出力回路を介し信号の送
   受信を行う複数の信号処理装置を備えた多重伝送システ
   ムの自己診断装置であって、１つの信号処理装置におけ
   る複数の外部入出力回路が接続される共通ラインと、 この共通ラインに設けられ、ここに接続されている複数
   の外部入出力回路における出力をプロセス信号の出力と
   するか診断信号の出力とするかの切換えを行う信号切換
   え部と、 信号処理装置における診断信号受信を検知し、この検知
   結果に基づいて信号切換え部の切換えを制御する診断制
   御部と、を有し、 診断信号受信時に複数の外部入出力回路からのの出力を
   プロセス信号から診断信号に切換え、オンラインで多重
   伝送システムの自己診断を行うことを特徴とする多重伝
   送システムの自己診断装置。