JPH06100924B2 - プロセス制御システム - Google Patents

プロセス制御システム

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JPH06100924B2
JPH06100924B2 JP60274602A JP27460285A JPH06100924B2 JP H06100924 B2 JPH06100924 B2 JP H06100924B2 JP 60274602 A JP60274602 A JP 60274602A JP 27460285 A JP27460285 A JP 27460285A JP H06100924 B2 JPH06100924 B2 JP H06100924B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、プロセス操作用の電子式調節計とその上位計
算機とを備えたプロセス制御システムに関する。
〔発明の背景〕
従来の電子式調節計においては、調節計異常時には調節
計本体の出力操作器を使用し、出力をプロセスの安全側
に操作するようにしていた。しかし、これでは、上位計
算機で通信を経由してプロセスの監視操作を行う場合、
異常調節計の出力の監視、操作を行うことができず、以
下の問題を生ずる。
(1) 上位計算機より異常時の監視ができないため、
独立して異常調節計の出力監視を行わなければならず、
一括集中監視ができない。
(2) 上位計算機より出力操作ができないため、調節
計単独で出力操作を行わなければならず、誤操作の原因
となる。
(3) 上位計算機で異常表示を行う場合、調節計から
の異常信号を取り込むハードウエアが必要となる。
〔発明の目的〕
本発明は上記に鑑みてなされ、その目的は、プロセス制
御システムにおいて、プロセス用の電子式調節計に異常
が生じた場合でも、プロセス操作のバックアップを迅速
に対処し、しかもバックアップ時の上位計算機からの通
信を介して操作出力の変更を可能にし、上述計算機とバ
ックアップ用の補助操作出力部を有する電子式調節計と
間の通信ケーブルの簡素化を実現することにある。
〔発明の概要〕
本発明の要旨を、第5図の実施例に用いた符号を引用し
て説明する。
すなわち、本発明は、プロセス操作用の電子式調節計1
とその上位計算機6とを備えたプロセス制御システムに
おいて、 電子式調節計1は、プロセス計器3からの測定値信号を
入力してプロセス操作に必要な演算を行ない、その演算
結果を操作信号Aとしてプロセス操作器4に出力する
調節計メイン部(第5図では、A−D変換器8,制御演算
部11,D−A変換器14がこれに相当する)と、調節計メイ
ン部に異常が生じた時にプロセス操作器4への操作信号
の出力代行を行なう補助操作出力部とを有し、このう
ち、補助操作出力部は、プロセス計器3からの測定値信
号を入力するデータ入力部(A−D変換器)31と、調節
計メイン部が正常に動作している時に該調節計メインの
出力をトラッキングして、該調節計メイン部に異常が生
じた時にその直前の正常な操作信号をホールドしてプロ
セス操作器4に出力する(第5図では、D−A変換器33
を介して代行操作信号AOとして出力する)制御演算部32
を備え、 調節計メイン部と補助操作出力部は、いずれも上位計算
機6とプロセス制御に必要な通信を行なう通信部17,36
を備え、これらの通信部17,36が上位計算機6に通信切
替部37b,37c及び共用の通信ケーブル5を介して切替可
能に接続されると共に、調節計メイン部の出力側14と補
助操作出力部の出力側33とが出力切替部37aを介してプ
ロセス操作器4に切替可能に接続され、 これらの切替により、調節計メイン部が正常の時には、
該調節計メイン部の通信部17と上位計算機6及び該調節
計メイン部の出力側14とプロセス操作器4がそれぞれ接
続され、調節計メイン部が異常の時には、補助操作出力
部の通信部36と上位計算機6が及び該補助操作出力部の
出力側33とプロセス操作器4がそれぞれ接続されるよう
設定してあり、 一方、上位計算機6は、調節計メイン部に異常がある場
合には、補助操作出力部の通信部36を介して伝送される
プロセス計器の測定値データを基にプロセス操作に必要
な演算を行なって、該補助操作出力部の通信部36を介し
てプロセス操作出力の変更ができる構成としてある。
なお、この作用については、次の実施例の項で発明の要
旨の作用として説明してある。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
第1図は本発明の一実施例に係るプロセス制御システム
の外観図、第2図は本実施例に用いる電子式自動調節計
のブロック回路構成図、第5図は本実施例における概略
構成図である。
第1図において、1はマイクロプロセッサを搭載した電
子式自動調節計(調節計本体)で、プロセスの圧力伝送
器(プロセス計器)3からの測定値信号を取り込み、取
り込んだ信号に対してPID演算を行ない、その結果を操
作信号として操作器4に出力する。
調節計の前面パネル2は、測定値および設定値表示器2
1、操作出力表示器22、設定値押ボタンスイッチ23、運
転モード切替スイッチ24および操作出力押ボタンスイッ
チ25を備えている。
そして、調節計本体1はケーブル5を介して上位計算機
6と接続してあり、通信可能としてある。
ここで、本プロセス制御システムの要点(発明の要旨)
について第5図により説明する。
電子式調節計1は、プロセス計器たる圧力伝送器3から
の測定値信号を入力してプロセス操作に必要な演算を行
ない、その演算結果を操作信号Aとしてプロセス操作
器4に出力する調節計メイン部(A−D変換器8,制御演
算部11,D−A変換器14)と、調節計メイン部に異常が生
じた時にプロセス操作器4への操作信号の出力代行(代
行の操作信号をAOで示す)を行なう補助操作出旅部とを
有する。
このうち、補助操作出力部は、圧力伝送器3からの測定
値信号を入力するデータ入力部(A−D変換器)31と、
調節計メイン部が正常に動作している時に該調節計メイ
ン部の出力をトラッキングして、該調節計メイン部に異
常に生じた時にその直前に正常な操作信号をホールドし
てプロセス操作器4に信号AOとして出力する(第5図で
は、D−A変換器33を介して出力する)制御演算部32を
備える。
調節計メイン部と補助操作出力部は、いずれも上位計算
機6とプロセス制御に必要な通信を行う通信部17,36を
備え、これらの通信部17,36が上位計算機6に対して通
信切替部37b,37c及び共用の通信ケーブル5を介して切
替可能に接続されると共に、調節計メイン部の出力側14
と補助操作出力部の出力側33とが出力切替部37aを介し
てプロセス操作器4に切替可能に接続される。これらの
切替により、調節計メイン部が正常の時には、該調節計
メイン部の通信部17と上位計算機6が及び該調節計メイ
ン部の出力側14とプロセス操作器4がそれぞれ接続さ
れ、調節計メイン部が異常の時には、補助操作出力部の
通信部36と上位計算機6が及び該補助操作出力部の出力
側33とプロセス操作器4がそれぞれ接続されるよう設定
してある。
一方、上位計算機6は、調節計メイン部に異常がある場
合には、補助操作出力部の通信部36を介して伝送される
圧力伝送器の測定値データを基にプロセス操作に必要な
演算を行なって、該補助操作出力部の通信部36を介して
プロセス操作出力の変更ができる構成としてある。な
お、第5図の通信ケーブル5のうちTXが上位計算機6に
対する送信回線、RXが受信回線であり、また、符号の1
5,34はドライバ、16,35はレシーバ、18が異常検出用の
ウオッチドックタイマーである。
上記構成によれば、通常は調節計メイン部が上位計算機
6と通信部17,通信ケーブル5を介してプロセス制御に
必要な通信を行ないつつ、プロセス操作器4に対する操
作制御がなされる。例えば、調節計メイン部では、圧力
伝送器3からの測定値信号を入力してA−D変換部8に
よりアナログ−デイジタル変換し、このデイジタル信号
を基に制御演算部11がプロセス操作に必な演算を行な
い、演算結果(操作信号A)をD−A変換器14でデイ
ジタル変換した後、出力切替部37aを介してプロセス操
作器4に出力されプロセス操作の制御がなされる。この
時の調節計メイン部の操作信号の出力(以下、これを操
作出力信号とする)Aは、補助操作出力部の制御演算
部32でトラッキングされ、調節計メイン部で異常が生じ
た時の出力代行に備える。
調節計メイン部に異常が生じた場合には、通信切替部37
b,37cを介して上位計算機6と補助操作出力部の通信部3
6とが接続されるよう切り替わると共に、出力切替部37a
を介して補助操作出力部の出力側33とプロセス操作器4
が接続されるよう切り替わる。調節計メイ部の異常は、
通信部36を介して上位計算機6へ知らせる。また、補助
操作出力部の制御演算部32が前記のトラッキングした操
作出力データを基に異常が生じる直前の正常な操作信号
をホールドして、これを代行の操作出力信号AOとして出
力切替部37aを介してプロセス操作器4に出力する。こ
れにより、電子調節計(調節計メイン部)に異常が生じ
ても、にプロセス操作異常が生じることを防止する暫定
的な応急対処が迅速になされる。
その後は、補助操作出力部のデータ入力部31で入力した
圧力伝送器3の測定値信号が通信部36を介して上位計算
機6に伝送され、上位計算機6が調節計メイン部に代わ
ってプロセス制御に必要な操作出力信号を演算し、これ
を通信部36を介して補助操作出力部を経由してプロセス
操作器4に出力し、必要に応じてプロセス操作出力の変
更がなされる。このように、上位計算機6がプロセス操
作出力の変更を負担することで、自動調節計の本体の補
助操作出力部を設けたとしてもその制御演算部36を低コ
ストの簡易なものとすることができる。
また、本発明では、調節計メイン部が正常なときの調節
計メイン部・上位計算機6間のデータ通信と、調節計メ
イン部が異常なときの補助操作出力部・上位計算機6間
のデータ通信を通信切替部37b,37cを介して共用の通信
ケーブル5により実現できるので、通信系の簡素化を図
り得る。
ここで、本実施例における上記電子式自動調節計の構成
についての詳細を、第2図による説明する。
第2図は第1図の調節計本体1内部の一実施例を示す構
成図で、アナログ入力信号(圧力伝送器3からの測定値
信号)を選択するマルチプレクサ7、アナログ入力信号
をデイジタル信号に変換するA−D変換部8、第1図の
前面パネル2の各押ボタンスイツチ23〜25からの信号を
取り込むDI部9、測定値,設定値表示器21へ測定値およ
び設定値を表示する表示部10、A−D変換部8からのデ
イジタル信号よりPID演算を行う制御演算部11、制御演
算部11のシステムプログラムを格納するROM(リード・
オンリイ・メモリ)12、演算データを格納するRAM(ラ
ンダム・アクセス・メモリ)13、PID演算結果の操作出
力データをアナログ出力信号に変換するD−A変換部1
4、上位計算機6とドライバ15とレシーバ16とを介して
通信を行う通信部17およびCPUの異常を監視するウオツ
チドツクタイマ(WDT)18で構成された調節計メイン部
と、測定値信号と操作出力信号を選択するマルチプレク
サ30、アナログ入力信号をデイジタル信号に変換するA
−D変換部31、取り込まれた操作出力信号の出力を行う
制御演算部32、操作出力信号を出力するD−A変換部33
および異常時に上位計算機6とドライバ34、レシーバ35
を介して通信を行う通信部36で構成された補助操作出力
部と、異常時に出力信号を切り替える出力切替器37a、
通信を切り替える通信切替器37b,37c,37dとよりなる。
第3図は調節計異常時の動作を説明するための動作シー
ケンス図である。調節計正常時はWDTリセツト信号〔第
3図(a)〕が制御演算部11より出力される。上位計算
機6との通信〔第3図(c)〕は、調節計メイン部の通
信部17で送信TX,受信RX〔第3図(d)〕が行われる。
調節計メイン部の送信データは、補助操作出力部の受信
部(レシーバ36)にも受信RXとして入力され、補助操作
出力部にて保持される〔第3図(f)〕。操作器4への
出力信号は、調節計メイン部の出力A〔第3図
(e)〕として出力される。補助操作出力部の出力AO
〔第3図(g)〕は、調節計メイン部の出力Aにトラ
ツキングされて出力を行い、異常時の切り替えに備え
る。調節計メイン部が異常になると、WDTリセツト信号
が出力されなくなり、WDT信号〔第3図(b)〕が出力
される。WDT信号を受けて補助操作出力部がバツクアツ
プモードへ移行する。補助操作出力部は、調節計メイン
部の異常を通信部36を介して異常コマンドを上位計算機
6へ送信する。上位計算機6は異常コマンドを受信し、
調節計の異常を検出する。操作出力信号は、補助操作出
力部の出力AOとして出力され、調節計メイン部の正常時
の出力信号でホールドされる。
上位計算機6は、現状の設定値を読み込むため、通信を
介して測定値コマンドを出力する〔第3図(c)〕。補
助操作出力部は測定値を返送する〔第3図(f)〕。上
位計算機6は操作出力を行う場合、出力データを送信す
る〔第3図(c)〕。補助操作出力部はその出力データ
を受信し、プロセス制御の必要に応じた操作出力の変更
を行う〔第3図(f)〕。
第4図は本発明の電子式調節計の動作の一実施例を示す
動作フロー図である。最初調節計メイン部では、入力処
理を行い、アナログ入力信号を入力する(ステツプS1
1)。次に、キー入力処理を行い、前面パネル2の操作
出力押ボタンスイツチ25からの信号を取り込む(ステツ
プS12)。次に、取り込まれた入力信号にPID演算を行
い、操作出力値を作成する(ステツプS13)。次に、表
示処理を行い、前面パネル2へ測定値,設定値表示を行
う(ステツプS14)。次に、出力処理を行い、操作出力
データをアナログ出力する(ステツプS15)。次に、WDT
リセツト処理を行い、WDTリセツト信号を出力する(ス
テツプS16)。次に、演算周期待ちを行い、演算周期な
ら再び入力処理より動作を開始する(ステツプS17)。
通信は割り込み処理にて行う。通信処理は、上位計算機
6からの通信データに対し、調節計内部のデータを返す
(ステツプS21)。補助操作出力部の動作は、まず、入
力処理を行い、測定値信号と調節計のメイン部の操作出
力信号を入力する(ステツプS31)。次に、WDT信号がオ
フなら(ステツプS32)、先に取り込んだ操作出力信号
を出力する(ステツプS33)。また、WDT信号がオンな
ら、異常発生が始めてかどうかの判定を行い(ステツプ
S34)、始めてなら調節計異常を上位計算機6へ送信す
る(ステツプS35)。次に、現状の操作出力値を出力す
る(ステツプS36)。通信処理は割り込みにて行い、WDT
信号がオフなら(ステツプS41)、調節計メイン部から
の内部データを受信し、異常時に補助操作出力部を介し
て正常時の調整計内部データの読み出しに備え、記憶し
ておく(ステツプS42)。WDT信号がオンなら異常時通信
処理を行う。そして、上位計算機6からのコマンドに合
わせて、測定値の送信および操作出力値の受信を行う
(ステツプS43)。次に、操作出力値の受信があつたか
どうかを判定し(ステツプS44)、受信があれば測定値
を出力する(ステツプS45)。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、プロセス制御シ
ステムにおいて、プロセス用の電子式調節計(調節計メ
イン部)に異常が生じた場合でも、該調節計本体に備え
た補助操作出力部が異常直前の正常なプロセス操作出力
信号を暫定的にホールドすることで直ちに操作出力信号
を代行し、プロセス操作のバックアップを迅速に対処す
ることができる。
しかもバックアップ時の上位計算機からの通信を介して
操作出力の変更を可能にすることで、電子式調節計にバ
ックアップ(出力代行)用の補助操作出力部を設けたと
してもその負担を軽減させ、補助操作出力部を簡易なも
のとすることができると共に、電子式調節計に設けた調
節計メイン部と補助操作出力部の上位計算機に対する通
信ケーブルを共用可能にすることで、通信回線の簡素化
を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るプロセス制御システム
の外観図、第2図は上記実施例に用いる調節計本体内部
のブロック回路構成図、第3図は上記実施例の調節計異
常時の動作を説明するための動作シーケンス図、第4図
は上記実施例の動作フロー図、第5図は上記実施例のプ
ロセス制御システムの要旨を示す構成概要図である。 1……調節計本体、2……前面パネル、3……圧力伝送
器、4……操作器、5……ケーブル、6……上位計算
器、7……マルチプレクサ、8……A−D変換部、9…
…DI部、10……表示部、11……制御演算部、12……RO
M、13……RAM、14……D−A変換部、15……ドライバ、
16……レシーバ、17……通信部、18……ウオツチドツク
タイマ(WDT)、21……設定値表示器、22……操作出力
表示器、23……設定値押ボタンスイツチ、24……運転モ
ード切替スイツチ、25……操作出力押ボタンスイツチ、
30……マルチプレクサ、31……A−D変換部、32……制
御演算部、33……D−A変換部、34……ドライバ、35…
…レシーバ、36……通信部、37a……出力切替器、37b〜
37d……通信切替器。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プロセス操作用の電子式調節計とその上位
    計算機とを備えたプロセス制御システムにおいて、 前記電子式調節計は、プロセス計器からの測定値信号を
    入力してプロセス操作に必要な演算を行ない、その演算
    結果を操作信号としてプロセス操作器に出力する調節計
    メイン部と、前記調節計メイン部に異常が生じた時に前
    記プロセス操作器への操作信号の出力代行を行なう補助
    操作出力部とを有し、 このうち、前記補助操作出力部は、前記プロセス計器か
    らの測定値信号を入力するデータ入力部と、前記調節計
    メイン部が正常に動作している時に該調節計メイン部の
    出力をトラッキングして、該調節計メイン部に異常が生
    じた時にその直前の正常な操作信号をホールドして前記
    プロセス操作器に出力する制御演算部を備え、 且つ前記調節計メイン部と前記補助操作出力部は、いず
    れも前記上位計算機とプロセス制御に必要な通信を行な
    う通信部を備え、これらの通信部が前記上位計算機に通
    信切替部及び共用の通信ケーブルを介して切替可能に接
    続されると共に、前記調節計メイン部の出力側と前記補
    助操作出力部の出力側とが出力切替部を介して前記プロ
    セス操作器に切替可能に接続され、 これらの切替により、前記調節計メイン部が正常の時に
    は、該調節計メイン部の通信部と前記上位計算機が及び
    該調節計メイン部の出力側と前記プロセス操作器がそれ
    ぞれ接続され、前記調節計メイン部が異常の時には、前
    記補助操作出力部の通信部と前記上位計算機が及び該補
    助操作出力部の出力側と前記プロセス操作器がそれぞれ
    接続されるよう設定してあり、 一方、前記上位計算機は、前記調節計メイン部に異常が
    ある場合には、前記補助操作出力部の通信部を介して伝
    送される前記プロセス計器の測定値データを基にプロセ
    ス操作に必要な演算を行なって、この補助操作出力部の
    通信部を介してプロセス操作出力の変更ができる構成と
    したことを特徴とするプロセス制御システム。
  2. 【請求項2】前記調節計メイン部は、前記プロセス計器
    からの測定値信号を入力してアナログ−デイジタル変換
    するA−D変換部、デイジタル変換された測定値信号を
    基にプロセス操作に必要な演算を行なう制御演算部、演
    算結果である操作信号をデイジタル−アナログ変換する
    D−A変換部を有し、 一方、前記補助操作出力部は、前記プロセス計器からの
    測定値信号を入力してアナログ−デイジタル変換するA
    −D変換部、前記調節計メイン部の制御演算部から出力
    される操作信号をトラッキングして、前記調節計メイン
    部に異常が生じた時の出力代行に備える制御演算部と、
    該制御演算部からの出力代行用の操作信号をデイジタル
    −アナログ変換するD−A変換部とを有して成る特許請
    求の範囲第1項記載のプロセス制御システム。
JP60274602A 1985-12-06 1985-12-06 プロセス制御システム Expired - Lifetime JPH06100924B2 (ja)

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