JPH0754442B2 - プロセス制御システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、プロセス制御システムに関し、とくにディジ
タル式分散形調節計を用いたプロセス用集中管理制御シ
ステムに関する。

従来技術 従来のディジタル式分散形調節計を用いたプロセス用集
中管理制御システムの一例を第１図に示す。複数台のデ
ィジタル式分散形調節計１が伝送線２を介して集中管理
用計算機（以下，管理用計算機という。）３へ接続され
る。各分散形調節計１は、１ループ又は複合ループのプ
ロセス制御をそれぞれ行なう。管理用計算機３は、 （ｉ）各制御ループの測定値及び操作量等の一時的ルー
プ・パラメータ（以下、一時パラメータという。）を伝
送線２経由で収集し表示するいわゆる一時パラメータの
集中監視、 （ii）各制御ループに対する制御プログラムの各種設定
値、PID制御の場合の比例帯、積分時間、及び微分時
間、並びに上・下限警報設定値等（以下、制御パラメー
タという。）を伝送線２経由で収集し表示する制御パラ
メータの集中監視、 （iii）前記制御パラメータを管理用計算機３から伝送
線２経由で変更する等の集中管理 の諸動作を行なうものである。

従来のディジタル式分散形調節計の構成の一例を第２図
のブロック図に示す。プロセスからのアナログ入力信号
IA1ないしIAnは、マルチプレクサ101によって順次取込
まれ、アナログ・ディジタル変換器102で変換の後、母
線103経由でメモリ113に記憶される。115は調節計表面
および側面における表示およびキーボードスイッチを示
し、表示インタフェース回路114を経由して母線103と接
続されている。プロセスからのディジタル入力信号ID1
ないしIDnは、ディジタル入力インタフェイス回路105及
び母線103経由でメモリ113に記憶される。記憶された入
力信号に含まれる各種データに対して中央処理ユニット
CPU（以下，単にCPUという。）112において制御用の演
算処理を施し、処理済信号を、ディジタル・アナログ変
換器106及びディジタル・マルチプレクサ107を介して出
力ホルダ108へ加えるか、又はディジタル出力インタフ
ェース回路109を介して出力ホルダ110へ加える。両出力
ホルダ108、110は、ディジタル・システムにおけるサン
プリング周期の間上記出力を保持し、さらに調節計異常
時にその異常発生直前の上記出力の値を保持する機能を
もっている。母線103に接続された伝送インタフェース
回路104は、当該調節計１のデータを外部回路へ伝送す
ると共に外部回路からデータを収集するもので、好まし
くは第１図の伝送線２に接続される。

ディジタル式分散形調節計のソフトウェアは、ROMに搭
載される場合が多い。即ち、標準化・互換性等を考慮し
て一般的に使われそうな演算単位のサブルーチンをすべ
てモジュール化し、第２図のメモリ113の一部を構成す
るEPROM又はマスクROM等のPOM上にソフトウェア・モジ
ュールの形で搭載しておき、それらのモジュールの中か
ら現実の制御に必要なものだけをソフトウェア・ワイヤ
リングで接続して所要のソフトウェアを構成する。ソフ
トウェア・モジュールの構成態様の一例を示す第3A図を
参照するに、ROM203上にサブルーチン203aないし203kが
モジュールの形で搭載されている。

こられのサブルーチンを用いて第3B図の様なカスケード
制御をする場合には、第3C図の様に第3A図のモジュール
を選んで接続する。即ち、第3B図の制御系では、炉21の
温度を制御するため、燃料管22における燃料の流量を流
量計23で検出し、流量データ信号を調節計１へ送る。調
節計１は、炉21内の温度計24で検出された温度データ信
号と前記流量データ信号とに基づいて燃料弁25の開度を
調整することによりバーナ26の燃焼及び炉内温度を制御
する。

この制御をする第3C図のソフトウェアでは、入力点201
に加えられた前記温度データ信号に相当するアナログ入
力信号IA1に対し、リニアライズ・モジュール203eによ
り検出器非直線性の補正を施し、補正済信号をPIDモジ
ュール203fに加える。PID演算された結果を再びPIDモジ
ュール203fの設定値として用いる。このようにして、第
3C図の接続が行なわれるが、上記モジュールの接続はハ
ードウェア・ワイヤリングではなくソフトウェア・ワイ
ヤリングによってなされる。第3C図で点線に囲まれた部
分202は、このソフトウェア・ワイヤリングを示す。通
常は、ソフトウェア・ワイヤリング202を一括して、現
実のプロセスに応じフィールドでROMライタによりROMに
書込んだものを調節計１に搭載して制御動作に入る。あ
るいは、キーボード又はカセットレコーダ等から調節計
内の不揮発性メモリにロードして制御動作に移る。

従って、ハードウェアの面では本質的に無個性である調
節計に対し、フィールドでプラントに適用する際にソフ
トウェア・ワイヤリングで個性を与えることにより、無
個性の調節計を各種プラントにユニバーサルに適用する
ことができる。しかし、このような従来の調節計を用い
た制御システム構成には、次の様な欠点がある。

（ａ）調節計のソフトウェア・モジュールとして、フィ
ールドで使われる可能性のあるものをできるだけ多く予
め搭載しておくので、調節計の用途を広げる程モジュー
ルの数が増加し、調節計のメモリ容量が増加する。この
ため、用途の広い調節計では、それだけメモリ容量が増
加し平均故障間隔（MTBF）が低下し、またコスト高で不
経済になる。

（ｂ）複雑なループ構成や制御演算を用い多数のソフト
ウェア・モジュールを必要とするプラントが増えてはい
るが、現実に設置される調節計の過半数は比較的簡単な
ループ構成や制御演算で足りるのが実状である。このた
め、簡単なループ用の調節計では、全く使用しないソフ
トウェア・モジュールを持つことになり不経済である。

この不経済を避けるため、単純な構成の調節計と高度な
構成の調節計との２種類の調節計を用意することも考え
られるが、これでは標準化と互換性のメリットが犠牲に
なる。

（ｃ）従来の上記形式の調節計ではソフトウェアが複雑
であり、とくにソフトウェア・ワイヤリング処理のため
ROMライタの操作等には若干の熟練を要する。

（ｄ）調節計に異常が発生し予備調節計と交換する場合
に、ROMのソフトウェア・ワイヤリング部分をROMライタ
で書込みROMを予備調節計に搭載した後交換するか、又
はキーボード若しくはカセットからロードした後交換す
る手順になるので、緊急に交換することは実際上困難で
ある。

（ｅ）従来の調節計の異常時対策には次の様な問題があ
る。

・出力ホールドと称して、異常時には、プロセスに与え
る操作量を異常発生直前の値にそのまま保持し、修理回
復するまでそのまま待つ方法があるが、これではその後
のプロセスの変化に対応できず長時間バックアップは非
常に危険である。

・ハードマニュアルと称して、電源、ポテンショメータ
等比較的故障率の少ない部品のみ使用し手動操作により
プロセスに与える操作量を加減する回路を構成してお
き、調節計の異常検出時に調節計出力を自動的にその回
路の出力に切替える様にしたものもある。この場合に
は、異常の生じた調節計が修理により正常復帰するか、
又は予備調節計に切替えられるまで、入手による常時監
視と手動操作が必要である。しかし、複雑なループ構成
の制御システムにおいては、手動によるバックアップ操
作は実際上不可能である。

要するに、従来の調節計では、異常発生時に満足なバッ
クアップが得られない。

発明の目的 従って、本発明の目的は、従来技術の上記欠点を解決
し、最適のコスト・パフォーマンス関係を有すると共に
バックアップ及び故障診断の機能をも備えたプロセス制
御スステムを提供するにある。

発明の構成 第９図を参照するに、本願の特定発明によるプロセス制
御システムは、複数台の調節計１を伝送線２により管理
用計算機３へ接続したプロセス制御システムにおいて、
各調節計１に、伝送線２への選択的接続用の伝送制御手
段300と初期ロード手段301と記憶演算手段302、112、11
3（第４図参照）とからなる同一ハードウェアを設け；
管理用計算機３に、各調節計１に対する演算モジュール
とモードとループとパラメータとからなる制御情報を記
憶する記憶手段401、402、404、405（第５図参照）、及
びその制御情報から各調節計１に対する制御プログラム
を作成するための制御プログラム編集手段403を設けて
なるものである。このプロセス制御システムでは、管理
用計算機３の記憶手段401、402、404、405に設定した調
節計１ごとの制御情報に基づき作成した各調節計１の制
御プログラムを、その制御情報と共に伝送線２により当
該調節計１の初期ロード手段301を介して記憶手段302に
記憶して当該調節計１を作動させる。

第７図から第９図までを参照するに、上記特定発明と同
一の主要構成部を有し且つ同一の目的を達成する本願の
第２の発明は、複数台の調節計１を伝送線２により管理
用計算機３へ接続したプロセス制御システムにおいて、
各調節計１に、伝送線２への選択的接続用の伝送制御手
段300と初期ロード手段301と記憶演算手段302、112、11
3（第４図参照）と異常検出回路111（第４図参照）とか
らなる同一ハードウェアを設け、複数台の調節計１−ｉ
（ｉは１からｎ＋１までの自然数）の１台以上を予備調
節計１−（ｎ＋１）とし他を常用調節計とし；管理用計
算機３に、各調節計１に対する演算モジュールとモード
とループとパラメータとからなる制御情報を記憶する記
憶手段401、402、404、405（第５図参照）、その制御情
報から各調節計１に対する制御プログラムを作成する制
御プログラム編集手段403、並びに調節計１の異常検出
回路111による異常検出に応答して当該異常の検出され
た常用調節計１−ｉを予備調節計１−（ｎ＋１）に切替
える選択手段410及び切替え前の常用調節計１−ｉの入
出力線を切替え後の予備調節計１−（ｎ＋１）の入出力
線に切替える外部切替スイッチ４−ｉ、５−ｉ関連の切
替制御手段409を設けてなるものである。このプロセス
制御システムでは、管理用計算機３の記憶手段401、40
2、404、405に制御情報を調節計１ごとに設定し、その
制御情報に基づいて制御プログラム編集手段403により
作成した各調節計１の制御プログラムをその制御情報と
共に伝送線２により当該調節計１の初期ロード手段301
を介して記憶演算手段中の記憶領域302に記憶して当該
調節計１を作動させ、常用調節計１−ｉに異常を検出し
た時は、当該検出した常用調節計１−ｉの異常検出直前
の制御情報と該制御情報に基づき管理用計算機３で作成
した制御プログラムとを伝送線２により予備調節計１−
（ｎ＋１）の初期ロード手段301を介して記憶演算手段
中の記憶領域302に記憶し且つ当該検出した常用調節計
１−ｉをその入出力線６、７と共に前記記憶した予備調
節計１−（ｎ＋１）に切替える。

実施例 以下、第４図から第９図までに示す一実施例を説明す
る。第４図に示す本発明で使用の調節計１と第２図の従
来例の調節計１とのハードウェア上の相違は、異常検出
回路111からCPU112へのリセット線111−２、及び同じく
異常検出回路111から伝送インタフェース回路104へのト
リガ線111−３が追加されている点にある。

第５図は、本発明で使う調節計１のソフトウェア構成
と、管理用計算機３のうち調節計１に直接関連する部分
ソフトウェア構成を示すブロック図である。調節計１の
ソフトウェアは、メモリ113中にファームウェア化され
た初期ロード手段301内に貯えられた初期ロード・プロ
グラムと、この例では書替可能なRAMである記憶領域302
内に貯えられた制御プログラムとを有する。この記憶領
域302は、不揮発性又はバッテリ・バックアップとする
ことが望ましい。

初期ロード手段301の初期ロード・プログラムは、次の
機能を有する。

ｉ）電源リセット及び異常検出回路111からのリセット
線111−２上のリセット信号に応答し、この場合RAMであ
る記憶領域302をクリアし、出力を出力ホルダ108、110
でホールドし、伝送待ち状態で待機する。

ii）伝送インタフェース回路104からの割込み線104−１
上の信号に応答し、伝送された制御プログラムを記憶領
域302内の所定アドレスにロードする。

iii）伝送インタフェース回路104からの割込み線104−
１上の信号に応答し、伝送された制御パラメータ及び一
時パラメータをRAM領域302内の所定アドレスにロードす
る。

iv）制御プログラム、制御パラメータ、及び一時パラメ
ータの伝送終了割込み信号に対応し、出力ホールドを解
除し、制御動作を開始する。

管理用計算機３内の調節計対応部は、第５図に示す様
に、次の機能を果すに必要なメモリ領域及び処理手段を
有する。

ｉ）目的とするループ制御に必要と考えられる全てのサ
ブルーチンを含むプログラム・モジュールを記憶するモ
ジュール領域401。

このモジュール領域401は、管理用計算機３の傘下にあ
る各傘下調節計１−ｉ（ｉは１からｎまでの自然数）に
対する第3A図のプログラム・モジュール群203aないし20
3n等を全て記憶するものである。これらのモジュールは
傘下全調節計について共通である。

ii）各傘下調節計に対するループ構成及び制御モードを
記憶する制御ループ・モード領域402。

第3C図に例示されたソフトウェア・ワイヤリング202に
対応する部分を傘下の全調節計について記憶する部分で
ある。

iii）上記ソフトウェア・ワイヤリングに従ってプログ
ラム・モジュールを編集し、一本の制御プログラムに纏
める制御プログラム編集手段403。

iv）各傘下調節計の制御パラメータを記憶する制御パラ
メータ領域404。

一例として、傘下調節計中の第１調節計１−１の制御パ
ラメータ領域404−１を示す。即ち、PID制御の場合の比
例帯、積分時間、及び微分時間、並びに各種制御設定
値、警報設定値等を記憶する。

ｖ）各傘下調節計の一時パラメータを記憶する一時パラ
メータ領域405。

一例として、傘下調節計中の第１調節計１−１に対する
一時パラメータ領域405−１を示す。即ち、プロセスの
各種要素からの測定値、ディジタル入力信号のオン・オ
フ値、各傘下調節計からプロセスに与えられている制御
量を示す信号、ディジタル出力信号のオン・オフ値など
が記憶される。

vi）以下に説明する故障診断プログラムを記憶する故障
診断プログラム領域406。

vii）上記諸領域からのデータを編集するためのデータ
処理手段407。

viii）伝送信号を制御するための伝送手段408。

本発明においては、上記モジュール領域401、制御ルー
プ・モード領域402、制御パラメータ領域404、及び一時
パラメータ領域405は管理用計算機３の記憶手段の一部
であるとし、これらの記憶領域401、402、404、及び405
に記憶される情報を制御情報とよぶ。管理用計算機３の
機能は、記憶されたプログラムに従って中央処理ユニッ
トCPUの管理下で遂行されるソフトウェアであるが、第
９図における管理用計算機３のブロック図においては、
説明の便のため管理用計算機３の機能を手段として表現
している。

次に動作を説明する。動作の流れを示す第６図及び本発
明によるプロセス制御システムの構成を示す第９図のブ
ロック図を参照するに、動作が開始されるとステップ
でで、各傘下調節計１のループ構成及び制御モード等が
管理用計算機３の制御ループ・モード領域402等へ入力
される。この入力は、従来の分散形調節計においてROM
ライタでソフトウェア・ワイヤリング202を書込むこと
に対応する。さらに、制御パラメータ及び一時パラメー
タ等が管理用計算機３の制御パラメータ領域404及び一
時パラメータ領域405等へ入力される。この入力が終了
すると、管理用計算機３は、ステップへ進み制御ルー
プ・モード領域402等に書込まれているワイヤリングに
従い、モジュール領域401に予め書込まれているプログ
ラム・モジュールから必要なものを選択し且つ所要の順
序で結合し一本の制御プログラムに編集する。このと
き、制御プログラム編集手段403が使われる。制御プロ
グラム編集後もループ構成、制御モード等の情報は管理
用計算機３の制御ループ・モード領域402に記憶されて
いる。

他方、電源投入時に各傘下調節計１は、リセットされて
その初期ロード手段301が起動され、伝送待ち状態で待
機する。管理用計算機３は、調節計１の待機状態を条件
にステップへ進み、第５図の制御プログラム編集手段
403にて編集済の制御プログラムを、伝送制御手段408の
制御下において調節計１へ伝送する。調節計１は、伝送
された制御プログラムを、ステップで前記初期ロード
手段301により自己の好ましくは不揮発性RAMである記憶
領域302の所定アドレスにロードする。次に、ステップ
で制御パラメータが管理用計算機３からデータ処理手
段407及び伝送制御手段408を介して調節計１へ伝送さ
れ、ステップでその制御パラメータが調節計１の記憶
領域302の所定アドレスにロードされる。さらに、ステ
ップで一時パラメータが管理用計算機３からデータ処
理手段407及び伝送制御手段408を介して調節計１へ伝送
され、ステップでその一時パラメータが調節計１の記
憶領域302の所定アドレスにロードされる。

以上で、運動準備が終るので、調節計１の初期ロード手
段301は、ステップで自己の出力ホールドを駆除し、
ステップで制御動作に入る。動作中の調節計１は、ス
テップで制御パラメータ及び一時パラメータの情報を
適時に収集し且つ伝送制御手段300を介して管理用計算
機３へ伝送する。管理用計算機３のデータ処理手段407
は、ステップで制御パラメータ領域404及び一時パラ
メータ領域405の内容をこうして伝送された情報により
適時に更新する。この制御パラメータ及び一時パラメー
タの更新を除き、動作中の調節計の取扱い及び操作等
は、通常の調節計又は集中管理制御システムのそれと実
質上同等である。

第６図は、１台の調節計１に対する初期ロード動作を示
すが、同様な初期ロード動作が傘下調節計１−１ないし
１−ｎの全てに対し順次行なわれることは、当業者には
明らかである。なお、以上の説明では、傘下調節計１−
１ないし１−ｎが順次動作に入るものとしたが、まず全
ての傘下調節計の初期化を終えその後傘下調節計の全台
を一斉に指導させることも可能である。

以上説明した構成のプロセス制御システムにより次の動
作が可能になる。

I.運転中の制御モード変更 運転中に制御モードの変更がしばしば必要となるが、そ
の様な場合の例は次の通りである。

ｉ）プラントのスタートアップ時に、まずプロセスの同
定を行ない制御パラメータを求めてから実際の運転制御
に入る場合。

ii）プラントのスタートアップ時に、特定のスタートア
ップ・シーケンスとエネルギー最小等の最適化制御とを
行ない、定常状態に達してから通常のPID制御に移る場
合。

iii）定常状態では通常のPID制御を行ない、プラントを
停止させるときに、特定のシーケンス制御と固有の制御
アルゴリズムによる制御をプラント停止まで行なう場
合。

上記例の場合、パラメータの変更だけで足りループ構成
や制御モードに変更がなければ、従来の調節計で対処で
きるが、ループ構成や制御モードに係る制御プログラム
の変更が必要なときは従来の調節計では対処できない。
このため、従来は、異なる２台の調節計を用意し、それ
らの切替使用により対処するなどしていたが、これでは
設備が重複し不経済である。

本発明によるプロセス制御システムによれば、管理用計
算機３に傘下の該当調節計について２種類または複数の
ループ構成および制御モードを記憶しておき、それらの
うち１組のループ構成及び制御モードを用いた制御プロ
グラムを常時使用し、調節計１における制御モード及び
制御プログラムの変更が必要になったときに、他の組の
ループ構成及び制御モードを用いて別の所要制御プログ
ラムを編成しこれを調節計１に再ロードすれば、制御プ
ログラムの変更をすることができる。この変更の際、新
しい制御プログラムのロードが完了する前に制御空白期
間の生ずる恐れがあるが、この恐れについては次のいず
れかの対策を講ずればよい。

ｉ）この制御プログラム変更の期間だけ、調節計の出力
を一時的にホールドしておく。

ii）後述の予備調節計によるバックアップ方式を用い、
この制御プログラム変更の期間だけ予備調節計を作動さ
せる。

iii）伝送速度を速める。

使用中のプロセスの応答速度が極端に速くない限り、管
理用計算機３と調節計１との間における制御プログラム
及びデータ類の伝送速度は十分速く、上記のいずれかの
対策で対処することができる。

一層速い伝送速度が必要な場合には、光伝送路による伝
送と割込み制御によるダイレクト・メモリ・アクセス
（DMA）方式の制御プログラム・ロードとを使用するこ
とも可能である。

II.調節計の暴走対策 運転中に調節計のCPUが暴走した場合の動作を第４図及
び第９図のブロック図を参照して説明する。調節計１に
暴走が生ずると、ウォッチドック・タイマ等からなる異
常検出回路111がそれを検出してホールド線111−１にホ
ールド信号を与える。このホールド信号に応答して、当
該調節計１の出力ホルダ108、110が暴走発生直前の値に
保持される。同時に、異常検出回路111は、リセット線1
11−２にリセット信号を与えると共にトリガ線111−３
にトリガ信号を与える。リセット信号に応じて、CPU112
がリセットされ、そのCPU112のリセット動作により、初
期ロード手段301が起動され伝送待ちの期待状態にな
る。また、トリガ信号は、伝送インタフェース回路104
を介して管理用計算機３へ伝送され、暴走発生を管理用
計算機３に通報する。

暴走発生の通報を受けた管理用計算機３は、制御ループ
・モード領域402に記憶された当該調節計１に対するル
ープ構成及び制御モード等の制御情報に基づいて制御プ
ログラムを再度編集し且つ当該調節計１へ伝送手段によ
り再送する。引き続き、暴走発生直前の制御パラメータ
及び一時パラメータを管理用計算機３から当該調節計１
へ伝送し、その伝送終了時に、当該調節計１のCPU112へ
伝送終了の割込み信号を与える。この伝送終了時の割込
み信号に応じて、当該調節計１のCPU112は、上記一時ホ
ールドを解除して制御動作を再開する。こうして、本発
明によれば調節計１の暴走に対する自動再起動が可能に
なる。

III.制御システムのバックアップ 本発明によるプロセス制御システムのバックアップ方式
を、第７図、第８図、及び第９図を参照して説明する。

第７図に、好ましい実施例における予備調節計１−（ｎ
＋１）の接続を示す。同図において、常用調節計１−１
ないし１−ｎは、それぞれ１ループ又は複合ループ単位
でプロセス制御をするものであり、伝送線２経由で管理
用計算機３に接続される。各調節計１−１ないし１−ｎ
の構成は第４図及び第５図に示されたものと同一であ
り、それぞれ制御対象10−１ないし10−ｎにおいて温
度、圧力、流量、その他のループごとに異なる制御量を
制御する。図示例では、ｎ台の常用調節計１−１ないし
１−ｎに対し、常用調節計と同一構成のバックアップ又
は予備調節計１−（ｎ＋１）を１台接続する。

制御対象10−１ないし10−ｎから対応する調節計１−１
ないし１−ｎへの入力線６−１ないし６−ｎ及び８−１
ないし８−ｎは、それぞれ第４図に示される入力信号IA
1ないしIAn及びID1ないしIDn等に対する複数本の線を含
むものであるが、一括して１本の線で代表してある。ま
た、各調節計１−１ないし１−ｎから対応する制御対象
10−１ないし10−ｎへの出力線７−１ないし７−ｎ及び
９−１ないし９−ｎは、それぞれ第４図に示される出力
信号OA1ないしOAn及びOD1ないしODn等に対する複数本の
線を含むものであるが、一括して１本の線で代表してあ
る。

切替スイッチ４−１ないし４−ｎ及び５−１ないし５−
ｎは、それぞれ常用調節計１−１ないし１−ｎの何れか
の調節計１−ｉに故障が検出された時に、当該故障のあ
る調節計１−ｉの入出力線を予備調節計１−（ｎ＋１）
の入出力線と切替えるためものである。予備調節計の入
出力線は、常用調節計１−１ないし１−ｎのいずれの調
節計の入出力線とも対応する必要があるから、複数の信
号線を含むものであるが、一括して１本の入力線と１本
の出力線で代表して示してある。これらの切替スイッチ
４−１ないし４−ｎ及び５−１ないし５−ｎは、切替制
御線11を介して管理用計算機３から制御される。

次に、第８図及び第９図を参照して動作を説明する。正
常運転状態では、切替スイッチ４−１ないし４−ｎ及び
５−１ないし５−ｎは、第７図に実線で示される動作位
置にある。第８図ステップで常用調節計１−ｉの異常
検出回路111（第４図）が異常を検出すると、ステップ
でホールド線111−１を介して両出力ホルダ108および
110にホールド信号が送出され、当該常用調節計１−ｉ
の出力が一時的に異常発生直前の値に保持される。同時
に、ステップｃでトリガ線111−３及び伝送インタフェ
ース回路104を介して、異常信号が伝送線２経由で管理
用計算機３へ伝えられる。

ステップで、管理用計算機３は、この異常信号に応答
して、そのとき制御ループ・モード領域402に記憶され
ている調節計１−ｉに対するループ構成、制御モードデ
ータに基づき、１本の制御プログラムを編集する。ま
た、利用可能な予備調節計１−（ｎ＋１）を選択手段41
0によって選択し、その予備調節計１−（ｎ＋１）の初
期ロード手段301を起動して伝送待の状態にする。ステ
ップで、管理用計算機３は、異常の検出された常用調
節計１−ｉのデータに基づいて編集された上記制御プロ
グラムを予備調節計１−（ｎ＋１）へ伝送する。ステッ
プで予備調節計１−（ｎ＋１）にその制御プログラム
が初期ロード手段301を介してロードされる。続いてス
テップ及びにおいて、管理用計算機３の制御パラメ
ータ領域404及び一時パラメータ領域405に記憶されてい
る調節計１−ｉに対するパラメータの制御情報が予備調
節計１−（ｎ＋１）にロードされる。

その後、ステップでロード完了を示す信号が管理用計
算機３へ伝送される。この信号に応答するステップ
で、管理用計算機３の切替手段409（第９図）が、当該
異常のある調節計１−ｉに対応する切替スイッチ４−ｉ
及び５−ｉのみを第７図の点線側の動作位置へ切替え
る。こうして、ステップで示される様に、常用調節計
１−ｉに対する予備調節計１−（ｎ＋１）による代替制
御が開始される。異常が検出された常用調節計１−ｉ
は、その後プロセスから切離されているので、その異常
に対する診断、修理及び良品との交換などを行なうこと
ができる。

異常の修復又は良品との交換後における予備調節計１−
（ｎ＋１）から常用調節計１−ｉへの復帰動作は、以上
の手順と全く同様に、制御プログラム、制御パラメー
タ、及び一時パラメータを常用調節計１−ｉへ伝送した
後、切替スイッチ４−ｉ及び５−ｉを第７図実線側の動
作位置へ切替えることにより行なわれる。

本発明によれば、異常の検出された調節計の故障診断を
自動化することもできる。即ち、異常の検出された常用
調節計１−ｉが予備調節計１−（ｎ＋１）に切替えられ
た後、故障診断プログラム（第５図の406）を管理用計
算機３からその異常のある常用調節計１−ｉへ伝送し、
診断した結果を管理用計算機３へ返送して処理すれば、
故障の自動診断を行なうことができる。

発明の効果 異常説明した如く、本発明のプロセス制御システムは、
管理用計算機に接続された複数の調節計の各々に対し、
管理用計算機から制御プログラムを伝送してこれを調節
計にロードし、且つ各調節計の制御データを継続的に管
理用計算機へ伝送してこれを更新記憶しておくので、次
の顕著な効果を奏することができる。

（イ）各調節計のRAM領域には、その調節計の制御ルー
プ等に必要なプログラムのみがロードされるから、不必
要なプログラム・モジュールによる記憶領域の浪費がな
く、RAM全体を有効に使用することができるのでコスト
対パーフォマンス関係が向上する。

（ロ）従来の調節計のメモリ領域と同じメモリ領域を用
い、従来より高度な制御を実現することができる。

（ハ）制御ループ及び制御モードの編集を面倒なROMラ
イタによらず管理用計算機によって行なうので、その編
集手順が簡単になる。さらに、CRTグラフィック等によ
り、編集内容を理解し易くすることも可能である。

（ニ）ハードウェアの面では同一である複数の調節計を
使い各調節計のハードウェアには個性を与えないので、
調節計の交換が用意であり、その交換にはROMの差替等
を要しない。

（ホ）同様な理由で調節計の試験・調整が簡単になるの
で、省力化を図ることができる。

（ヘ）管理用計算機の操作によりループ構成及び制御モ
ードを容易に変えられるから、プロセスの変化や制御方
式の変更に容易に対処することができる。

（ト）調節計異常時のバックアップが容易になり、しか
もループ構成や制御モードの異なる複数の調節計に対し
１台の予備調節計を共通に使うことができる。

（チ）調節計のCPU暴走時に、自動再起動を容易に行な
うことができる。

（リ）管理用計算機からの故障診断プログラムにより、
故障診断を自動化することが期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の図式的説明図、第２図は従来例のブロ
ック図、第3A図、第3B図、及び第3C図は従来例のソフト
ウェアの説明図、第４図は本発明に用いられる調節計の
ブロック図、第５図は本発明におけるソフトウェアの説
明図、第６図及び第８図は動作の流れ図、第７図は本発
明による多調節計プロセス制御システムのブロック図、
第９図は本発明の構成の説明図である。 １−１ないし１−ｎ……常用調節計、１−（ｎ＋１）…
…予備調節計、２……伝送線、３……管理用計算機、４
−ｉ、５−ｉ……切替スイッチ、６−ｉ、８−ｉ……入
力線、７−ｉ、９−ｉ……出力線、104……伝送インタ
フェース回路、111……異常検出回路、112……CPU、113
……メモリ、300……伝送制御手段、301……初期ロード
手段、302……記憶領域、401……モジュール記憶領域、
402……制御ループ・モード記憶領域、403……制御プロ
グラム編集手段、404……制御パラメータ記憶領域、405
……一時パラメータ記憶領域、406……故障診断プログ
ラム領域、408……伝送制御手段、409……切替制御手
段、410……選択手段。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｆ 9/445 (56)参考文献 特開 昭52−119781（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−137646（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−44171（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−105303（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−207908（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−30383（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−56235（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−89106（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数台の調節計を伝送線により管理用計算
   機へ接続したプロセス制御システムにおいて、各調節計
   に、伝送線への選択的接続用の伝送制御手段と初期ロー
   ド手段と記憶演算手段とからなる同一ハードウェアを設
   け；管理用計算機に、各調節計に対する演算モジュール
   とモードとループとパラメータとからなる制御情報を記
   憶する記憶手段、及びその制御情報から各調節計に対す
   る制御プログラムを作成する制御プログラム編集手段を
   設け；管理用計算機の記憶手段に設定した調節計ごとの
   制御情報と該制御情報に基づき作成した各調節計の制御
   プログラムとを伝送線により当該調節計の初期ロード手
   段を介して記憶演算手段に記憶して当該調節計を作動さ
   せてなるプロセス制御システム。
2. 【請求項２】複数台の調節計を伝送線により管理用計算
   機へ接続したプロセス制御システムにおいて、各調節計
   に、伝送線への選択的接続用の伝送制御手段と初期ロー
   ド手段と記憶演算手段と異常検出回路とからなる同一ハ
   ードウェアを設け、複数台の調節計の少なくとも１台を
   予備調節計とし他を常用調節計とし；管理用計算機に、
   各調節計に対する演算モジュールとモードとループとパ
   ラメータとからなる制御情報を記憶する記憶手段、その
   制御情報から各調節計に対する制御プログラムを作成す
   る制御プログラム編集手段、並びに調節計の異常検出回
   路による異常検出に応答して当該異常の検出された常用
   調節計を予備調節計に切替える選択手段及び切替え前の
   常用調節計の入出力線を切替え後の予備調節計の入出力
   線に切替える外部切替スイッチ関連の切替制御手段を設
   け；管理用計算機の記憶手段に認定した調節計ごとの制
   御情報と該制御情報に基づき作成した各調節計の制御プ
   ログラムとを伝送線により当該調節計の初期ロード手段
   を介してその記憶演算手段に記憶して当該調節計を作動
   させ、常用調節計に異常を検出した時は、当該検出した
   常用調節計の異常検出直前の制御情報と該制御情報に基
   づき管理用計算機で作成した制御プログラムとを伝送線
   により予備調節計の初期ロード手段を介してその記憶演
   算手段に記憶し且つ当該検出した常用調節計をその入出
   力線と共に前記記憶した予備調節計に切替えてなるプロ
   セス制御システム。