JPH06253373A - 分散形制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】通信負担を軽減すると共に、メッセージの抜け
を簡単に確認し、確実に相手受信ステーション側へメッ
セージの通知を行えるようにする。 【構成】制御装置に、プロセス制御手段が出力するメッ
セージを受付け、そのメッセージをシーケンス番号を付
加して通信バス上にブロードキャストするメッセージ送
信手段と、通信バスを介して受信するシーケンス番号を
付加した再送要求を受け、そのシーケンス番号に対応す
るメッセージを再送要求元に送信するメッセージ再送手
段とを設け、オペレータステーションに、通信バス上に
ブロードキャストされたメッセージを受信し、そのメッ
セージに付加されたシーケンス番号を抽出して保存する
と共に、前回受信したメッセージに付加されていたシー
ケンス番号とを比較し、メッセージ抜けがあるか否かを
判定する機能を有するメッセージ受信手段と、メッセー
ジ抜けが判定された場合にメッセージ送信元に対して再
送要求信号を通信バスを介して送信する再送要求手段と
を設けて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、温度や圧力などのプロ
セス量を制御する分散形制御装置に関し、更に詳しく
は、通信バスを介して分散配置された制御演算を担当す
る複数の制御装置（フィールドコントロールステーショ
ン）と、制御の運転操作・監視を担当する操作監視装置
（オペレータステーション）とで構成される分散形制御
装置であって、各制御装置で発生する例えばプロセスア
ラーム等のメッセージを、通信バスを介してオペレータ
ステーション側に確実に送信する機能を備えた分散形制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】分散形制御装置は、制御対象であるプロ
セスの規模に応じて分散配置される複数の制御装置と、
制御運転やプロセスの監視を行うオペレータステーショ
ンとが互いに通信バスを介して接続されて構成されてお
り、オペレータステーションでは、複数の制御装置が扱
っている各種のデータを通信バスを経由して収集し、プ
ロセス全体の制御運転操作や監視を行うことができるよ
うになっている。また、各制御装置側で任意に発生する
各種プロセスアラーム等のメッセージを、オペレータス
テーションにおいて、確実にオペレータに通知できるよ
うに工夫されている。

【０００３】図３は、従来のこの種の分散形制御装置に
おいて、制御装置とオペレータステーションとの間で行
われるメッセージ通信の概念を説明するための図であ
る。オペレータステーションＯＰ１，ＯＰ２…は、制御
装置ＦＣ１，ＦＣ２…側からメッセージ通信を受信した
い場合、通信バスＶＮを経由して各制御装置に対して定
周期でメッセージ送信要求を行う。この様なメッセージ
送信要求を受けた制御装置ＦＣは、メッセージ要求のあ
ったオペレータステーションに向けて、自身制御装置内
で発生したメッセージを、単一または複数個まとめて送
信するようにしていた。なお、送信したメッセージが相
手のオペレータステーションに届いたかどうかの確認通
信は、この従来装置においては、通信負担が増加するた
めに省略されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この様な構成の従来の
分散形制御装置においては、メッセージ送信要求を行う
オペレータステーションＯＰの数が多くなると、メッセ
ージ発生時の通信回数が多くなり、通信バスＶＮの通信
負担が増大するという不具合いがある。また、メッセー
ジの送信に対して、確認通信を行わないためにメッセー
ジの内容が相手に伝わらない恐れがあり、信頼性の上で
問題であった。

【０００５】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、制御装置側からオペレータステーション側に送
るべき様々なメッセージを、通信バスの通信負担を増大
させないで、しかも確実に通信できるようにした分散形
制御装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この様な目的を達成する
本発明は、通信バスに接続された制御演算を担当する複
数の制御装置と、制御の運転操作・監視を担当するオペ
レータステーションとで構成される分散形制御装置であ
って、前記複数の制御装置に、プロセスの制御を行うと
ともに、そこで扱われるデータが所定の監視条件になっ
た場合にメッセージを出力するプロセス制御手段と、プ
ロセス制御手段が出力するメッセージを受付け、当該メ
ッセージをシーケンス番号を付加して前記通信バス上に
ブロードキャストするメッセージ送信手段と、通信バス
を介して受信するシーケンス番号を付加した再送要求を
受け、当該シーケンス番号に対応するメッセージを再送
要求元に送信するメッセージ再送手段とを設け、前記オ
ペレータステーションに、通信バス上にブロードキャス
トされたメッセージを受信し当該メッセージに付加され
たシーケンス番号を抽出して保存すると共に、前回受信
したメッセージに付加されていたシーケンス番号とを比
較し、メッセージ抜けがあるか否かを判定する機能を有
するメッセージ受信手段と、メッセージ抜けが判定され
た場合にメッセージ送信元に対して再送要求信号を通信
バスを介して送信する再送要求手段とを設けたことを特
徴とする分散形制御装置である。

【０００７】

【作用】各制御装置において、メッセージ送信手段は、
メッセージ通信を通信バスに接続されている全てのオペ
レータステーションに対して、ブロードキャスト通信に
より送信する。ここで送られるメッセージには、毎回の
ブロードキャスト通信毎に、シーケンス番号が付加され
る。

【０００８】通信バス上にブロードキャストされたメッ
セージ通信は、各オペレータステーションにおいて受信
され、メッセージ受信手段はシーケンス番号に基づきメ
ッセージ通信の受信漏れがあるか判定し、受信漏れが判
定された時だけ、メッセージの送信元に対して再送を要
求する。これにより、通信バスの負担を増大させない
で、メッセージを確実に多数のオペレータステーション
側に伝送できるようにしている。

【０００９】

【実施例】以下図面を用いて本発明の一実施例を詳細に
説明する。図１は、本発明の一実施例を示す構成ブロッ
ク図である。図において、ＦＣ１，ＦＣ２，……はそれ
ぞれ制御演算を担当する制御装置で、ここでは２台の制
御装置について示すが、制御対象であるプロセスの規模
に応じて多数分散配置される。ＯＰ１，ＯＰ２…はプロ
セスの運転操作や監視を担当するオペレータステーショ
ンで、各制御装置とは互いに通信バスＶＮを介して結ば
れている。このオペレータステーションの数も、プロセ
スの規模や監視範囲等に応じて複数設けられる。なお、
通信バスＶＮは、信頼性の向上をはかるために二重化構
成とする場合もある。

【００１０】各制御装置ＦＣ１，ＦＣ２において、１は
プロセスの制御を行うプロセス制御手段で、プロセスか
らの温度や圧力などのプロセス量を入力し、例えば、Ｐ
ＩＤ制御演算やシーケンス制御演算等を行うとともに、
そこで扱われるデータ、例えばプロセス量が所定の監視
条件になった場合にアラーム等のメッージを出力するメ
ッセージ出力機能を備えている。

【００１１】２はプロセス制御手段１が出力するメッセ
ージを受付け、そのメッセージをシーケンス番号を付加
して通信バスＶＮ上にブロードキャストするメッセージ
送信手段である。このメッセージ送信手段において、２
１はメッセージ受付手段、２２はメッセージ送信バッフ
ァである。メッセージ受付手段２１は、プロセス制御手
段１からのメッセージを受付け、単一または複数個のメ
ッセージをメッセージ送信バッファ２２に格納する。２
３はシーケンス番号付加手段で、実際にメッセージの送
信を行う毎に、例えばカウントアップ（またはカウント
ダウン）されるようなシーケンス番号をメッセージに付
加する機能を有している。２４はブロードキャスト手段
で、メッセージ送信バッファ２２に格納されたメッセー
ジとシーケンス番号付加手段２３で付加されたシーケン
ス番号とを通信バスＶＮ上にブロードキャストするよう
に構成されている。

【００１２】３は通信バスＶＮを介して、オペレータス
テーション側から送られたシーケンス番号を付加した再
送要求を受け、そのシーケンス番号に対応するメッセー
ジを再送要求元に送信するメッセージ再送手段である。
４は通信バスＶＮとの通信インターフェースを総括して
示したブロックで、通信バスＶＮに適合する通信規約に
沿った通信制御のもとで、メッセージ通信やその他デー
タの授受が行えるようにするものである。

【００１３】各オペレータステーションＯＰ１，ＯＰ２
において、５は通信バスＶＮとの通信インターフェース
を総括して示したブロック、６は通信バスＶＮ上にブロ
ードキャストされたメッセージを受信するメッセージ受
信手段で、メッセージ番号保存手段６１、受信したメッ
セージに付加されたシーケンス番号を抽出し、メッセー
ジ番号保存手段６１に保存されている前回受信したメッ
セージに付加されていたシーケンス番号とを比較し、メ
ッセージ抜けがあるか否かを判定するメッセージ抜け判
定手段６２を含んで構成されている。

【００１４】７はメッセージ抜け判定手段６２におい
て、メッセージ抜けが判定された場合にメッセージ送信
元に対して再送要求信号を通信バスＶＮを介して送信す
る再送要求手段である。８は受信したメッセージを出力
するメッセージ出力手段で、ＣＲＴのような表示手段，
ブザー等の音声出力手段などが用いられる。この様に構
成した装置の動作を次に説明する。

【００１５】各制御装置ＦＣ１，ＦＣ２…と各オペレー
タステーションＯＰ１，ＯＰ２…との間は、例えば、オ
ペレータステーション側から制御装置側に対して、デー
タの送信要求を行い、制御装置側からはその送信要求に
答えてデータを要求元のオペレータステーション宛に返
信するというような、１対１のリード／ライト通信が行
えるようになっていて、オペレータステーションＯＰ
は、各制御装置が担当しているプロセス制御に関して、
その操作や監視が行える。ここで、通信バスＶＮを用い
て行われる各オペレータステーションや各制御装置間の
通信制御は、例えば、トークンパツシング方式による通
信規約に基づいて、自分のステーションに通信権を示す
トークンが回って来たときに行われるものとする。

【００１６】各制御装置ＦＣ１，ＦＣ２…において、プ
ロセス制御手段１は、ここでは一つのブロックで示して
いるが、多数の調節計やスイッチ計器などを含んでいる
場合もある。そして、各調節計やスイッチ計器がそれぞ
れの制御ループを制御している中で例えば、プロセス量
が異常に大きくなったなった等の異常状態が発生する
と、メッセージ受付手段２１にアラーム等を示すメッセ
ージを出力する。

【００１７】このメッセージを受け付けたメッセージ受
付手段２１は、メッセージ送信バッファ２２にそれらの
メッセージを格納する。ブロードキャスト手段２４は、
定周期あるいはメッセージ送信バッファ２２にその容量
一杯のメッセージが格納された時点で起動され、メッセ
ージ送信バッファ２２に格納されているメッセージを、
自分に通信権を示すトークンが回ってきた時に、通信バ
スＶＮ上にブロードキャストする。この時、シーケンス
番号付加手段２３は、ブロードキャスト通信毎に、メッ
セージが存在すればシーケンス番号を、＋１したシーケ
ンス番号とし、空メッセージの場合は、前回のシーケン
ス番号（最後に送信した空でないメッセージ送信時のシ
ーケンス番号）と同じシーケンス番号を付加する。

【００１８】図２は、通信バスＶＮ上にブロードキャス
トされる通信フレームの構成概念図である。通信フレー
ムの先頭には、ブロードキャスト通信による通信メッセ
ージであることを示す情報や送信元を示すステーション
番号等の情報が含まれたヘッダ部５１があり、続いて、
そのメッセージ通信のシーケンス番号５２、続いて、単
一または複数個のメッセージ５３等で構成される。ここ
で、シーケンス番号５２には、実際にメッセージが存在
する場合には、前回のメッセージ通信に付加されていた
シーケンス番号に対して、例えば＋１されたシーケンス
番号となっている。また、空きメッセージの場合には、
前回のブロードキャスト通信でのシーケンス番号と同じ
シーケンス番号となっている。

【００１９】ブロードキャスト通信による通信メッセー
ジを受け取った各オペレータステーションＯＰ１，ＯＰ
２…において、メッセージ受信手段６内のメッセージ番
号保存手段６１には、最新に受信したメッセージに付加
されているシーケンス番号が保存される。メッセージ抜
け判定手段６２は、通信バスＶＮ上にブロードキャスト
されたメッセージを受信すると、受信したメッセージに
付加されているシーケンス番号を抽出し、メッセージ番
号保存手段６１に保存されている、最新に受信したメッ
セージに付加されていたシーケンス番号とを比較し、メ
ッセージ抜けがあるか否かを判定する。

【００２０】即ち、今回受信したメッセージに付加され
ているシーケンス番号が、メッセージ番号保存手段６１
に保存されているシーケンス番号と同じか（空メッセー
ジが送られてきた場合）、または、メッセージ番号保存
手段６１に保存されているシーケンス番号より、＋１
（あるいは−１）されたシーケンス番号であればメッセ
ージ抜けは無いと判定する。これに対して、今回受信し
たメッセージに付加されているシーケンス番号が、メッ
セージ番号保存手段６１に保存されているシーケンス番
号に対して、例えば、＋２されたシーケンス番号である
ような場合、メッセージ抜けがあったと判定する。

【００２１】ここで、メッセージ抜けがあったと判定さ
れた場合、再送要求手段７は、そのメッセージの送信元
に対して、メッセージ抜けのあったシーケンス番号を指
定した再送要求信号を示す通信フレームを通信バスＶＮ
を介して送信する。この再送要求信号を受信した相手の
制御装置ＦＣ内のメッセージ再送手段３は、その再送要
求元に対して、指定されたシーケンス番号のメッセージ
を再び送信する。

【００２２】オペレータステーション側において、メッ
セージ再送手段３から通信バスＶＮを介して再び送信さ
れたメッセージは、メッセージ抜け判定手段６２でメッ
セージ抜けがあるか否かが前回と同じ様に判定されるこ
ととなる。メッセージ出力手段８は、メッセージ受信手
段６で受信したメッセージを、例えばＣＲＴ画面上に、
あるいは、音声出力手段を用いて出力する。

【００２３】この様な、メッセージ通信によれば、制御
装置側で発生する例えばプロセスの異常を通知するよう
なメッセージ出力が発生したような場合、ブロードキャ
スト通信で、通信バスにつながる各装置に送られ、この
メッセージを受信した側では、メッセージに付加されて
いるシーケンス番号を抽出し、それに基づきメッセージ
通信の抜けがあるか否かを確認するようにしたもので、
通信バスの負担を増大させないで、メッセージを確実に
オペレータステーション側に伝送できるようになる。

【００２４】なお、メッセージ通信の抜けが継続して生
ずるような場合、オペレータステーション側からは、何
度も繰り返して再送要求が行われることとなるが、その
ような事態が長い間継続することは、通信バスＶＮの負
担の上から好ましくない。従って、再送要求の回数を所
定の数で制限するようにしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、通信バスに複数のメッセージ受信ステーションが
接続されることとなっても、メッセージを送信する側
は、１回の通信で全ての受信ステーション側に必要なメ
ッセージを送信することができ、通信負担を軽減でき
る。また、メッセージの抜けを簡単に確認することが可
能であり、仮にメッセージ通信が抜けたような場合であ
っても、再び同じメッセージ通信が繰り返されるので、
最終的には確実に相手受信ステーション側へメッセージ
の通知を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。

【図２】通信バスＶＮ上にブロードキャストされる通信
フレームの構成概念図である。

【図３】従来の分散形制御装置において、制御装置とオ
ペレータステーションとの間で行われるメッセージ通信
の概念を説明するための図である。

【符号の説明】

ＦＣ１，ＦＣ２ 制御装置 ＯＰ１，ＯＰ２ オペレータステーション ＶＮ 通信バス １ プロセス制御装置 ２ メッセージ送信手段 ３ メッセージ再送手段 ４，５ 通信インターフェース ６ メッセージ受信手段 ７ 再送要求手段 ８ メッセージ出力手段 ２１ メッセージ受付手段 ２２ メッセージ送信バッファ ２３ シーケンス番号付加手段 ２４ ブロードキャスト手段 ６１ シーケンス番号保存手段 ６２ メッセージ抜け判定手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通信バスに接続された制御演算を担当する
   複数の制御装置と、制御の運転操作・監視を担当するオ
   ペレータステーションとで構成される分散形制御装置で
   あって、 前記複数の制御装置に、 プロセスの制御を行うとともに、そこで扱われるデータ
   が所定の監視条件になった場合にメッセージを出力する
   プロセス制御手段と、 プロセス制御手段が出力するメッセージを受付け、当該
   メッセージをシーケンス番号を付加して前記通信バス上
   にブロードキャストするメッセージ送信手段と、 通信バスを介して受信するシーケンス番号を付加した再
   送要求を受け、当該シーケンス番号に対応するメッセー
   ジを再送要求元に送信するメッセージ再送手段とを設
   け、 前記オペレータステーションに、 通信バス上にブロードキャストされたメッセージを受信
   し当該メッセージに付加されたシーケンス番号を抽出し
   て保存すると共に、前回受信したメッセージに付加され
   ていたシーケンス番号とを比較し、メッセージ抜けがあ
   るか否かを判定する機能を有するメッセージ受信手段
   と、 メッセージ抜けが判定された場合にメッセージ送信元に
   対して再送要求信号を通信バスを介して送信する再送要
   求手段とを設けたことを特徴とする分散形制御装置。