JPH1096731A - シャットダウン制御装置および分散制御方式 - Google Patents
シャットダウン制御装置および分散制御方式Info
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- JPH1096731A JPH1096731A JP8251193A JP25119396A JPH1096731A JP H1096731 A JPH1096731 A JP H1096731A JP 8251193 A JP8251193 A JP 8251193A JP 25119396 A JP25119396 A JP 25119396A JP H1096731 A JPH1096731 A JP H1096731A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】伝送路に接続している各フィールド機器間で異
常状態を緊急に通知することを可能とし、信頼性の高い
分散制御システムを提供する。 【解決手段】シャットダウン制御装置７をネットワーク
５上に配置し、各フィールド機器１の異常を検出したと
きに、個別の信号線を介して直接、フィールド機器１に
緊急に情報を通知する。また、通常の制御動作を行うた
めの通信を行う回路と緊急に情報を通知するための装置
／回路とを各フィールド機器１に個別に内蔵させる。
常状態を緊急に通知することを可能とし、信頼性の高い
分散制御システムを提供する。 【解決手段】シャットダウン制御装置７をネットワーク
５上に配置し、各フィールド機器１の異常を検出したと
きに、個別の信号線を介して直接、フィールド機器１に
緊急に情報を通知する。また、通常の制御動作を行うた
めの通信を行う回路と緊急に情報を通知するための装置
／回路とを各フィールド機器１に個別に内蔵させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機器を分散して配
置し、その間を一対の伝送線からなる伝送路で接続して
ネットワークを構成し、分散された各機器で制御を行う
分散制御システムに係り、特に、信頼性の高いシャット
ダウン制御を行うのに好適な分散システム、および、シ
ャットダウン制御装置に関する。
置し、その間を一対の伝送線からなる伝送路で接続して
ネットワークを構成し、分散された各機器で制御を行う
分散制御システムに係り、特に、信頼性の高いシャット
ダウン制御を行うのに好適な分散システム、および、シ
ャットダウン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】いわゆるフィールド機器と称される機器
は、プロセスオートメーションの分野では、各種プラン
トの圧力，温度，流量などの物理量を検出し、その値を
電気信号に変換し伝送路を介して上位コントローラへ伝
送するセンサ類、また、逆に、上位コントローラから伝
送される制御信号を受信し、プラントの流量などを制御
するバルブ類などのことを示している。また、ファクト
リーオートメーションの分野では、同様に上位コントロ
ーラが搬送系などの機械を制御するために必要な、機械
を駆動するモータ類，位置検出を行うフォトセンサなど
を示している。
は、プロセスオートメーションの分野では、各種プラン
トの圧力，温度，流量などの物理量を検出し、その値を
電気信号に変換し伝送路を介して上位コントローラへ伝
送するセンサ類、また、逆に、上位コントローラから伝
送される制御信号を受信し、プラントの流量などを制御
するバルブ類などのことを示している。また、ファクト
リーオートメーションの分野では、同様に上位コントロ
ーラが搬送系などの機械を制御するために必要な、機械
を駆動するモータ類，位置検出を行うフォトセンサなど
を示している。
【０００３】そして、これらの機器の接続形態は、上位
コントローラとフィールド機器とを１対１に接続し、上
位コントローラ無しでは制御を行うことができなかっ
た。また、プロセスオートメーションでは、フィールド
機器と上位コントローラとの間の接続は、４〜２０ｍＡ
のアナログ電流信号の伝送が規格化され、広く使われて
いる。
コントローラとフィールド機器とを１対１に接続し、上
位コントローラ無しでは制御を行うことができなかっ
た。また、プロセスオートメーションでは、フィールド
機器と上位コントローラとの間の接続は、４〜２０ｍＡ
のアナログ電流信号の伝送が規格化され、広く使われて
いる。
【０００４】近年、半導体集積回路技術の向上により、
マイクロプロセッサ内蔵のフィールド機器が開発され実
用化されている。これによれば、例えば、伝送路上で一
方向のアナログ信号の通信のほかに、双方向のディジタ
ル信号の通信を行い、フィールド機器のレンジ設定，自
己診断などを遠隔から指令できるようになってきてい
る。
マイクロプロセッサ内蔵のフィールド機器が開発され実
用化されている。これによれば、例えば、伝送路上で一
方向のアナログ信号の通信のほかに、双方向のディジタ
ル信号の通信を行い、フィールド機器のレンジ設定，自
己診断などを遠隔から指令できるようになってきてい
る。
【０００５】また、この他に複数台のフィールド機器を
同一伝送路上にマルチドロップで接続し、双方向のディ
ジタル信号だけで通信を行うシステムとしてフィールド
バス，LonWorks，DeviceNet などフィールド機器レベル
に分散形ネットワークを適用するシステムが提案されて
いる。
同一伝送路上にマルチドロップで接続し、双方向のディ
ジタル信号だけで通信を行うシステムとしてフィールド
バス，LonWorks，DeviceNet などフィールド機器レベル
に分散形ネットワークを適用するシステムが提案されて
いる。
【０００６】フィールドバスシステムの代表的な構成例
である図３を用いて従来例を説明する。図３は、複数台
のフィールド機器と上位コントローラとが伝送路を介し
てツリー形に接続された装置構成例を示しており、代表
的なフィールドバスを用いた計測制御システムである。
同図で、フィールド機器は、フィールドバスの伝送路を
介して、上位機器（コントローラ）内に内蔵された外部
電源から供給される電力により動作し、伝送路を介し
て、順番にコントローラとディジタル信号で双方向の通
信を行い、検出した物理量の送信，制御値の受信などの
処理を行っている。上位通信機器（コミュニケータ）
は、フィールド機器と上位機器との間に接続され、フィ
ールド機器などとディジタル信号で双方向の通信を行っ
ている。また、ターミネータは、直列に接続した抵抗と
コンデンサで構成され、伝送路の両端に接続されてい
る。
である図３を用いて従来例を説明する。図３は、複数台
のフィールド機器と上位コントローラとが伝送路を介し
てツリー形に接続された装置構成例を示しており、代表
的なフィールドバスを用いた計測制御システムである。
同図で、フィールド機器は、フィールドバスの伝送路を
介して、上位機器（コントローラ）内に内蔵された外部
電源から供給される電力により動作し、伝送路を介し
て、順番にコントローラとディジタル信号で双方向の通
信を行い、検出した物理量の送信，制御値の受信などの
処理を行っている。上位通信機器（コミュニケータ）
は、フィールド機器と上位機器との間に接続され、フィ
ールド機器などとディジタル信号で双方向の通信を行っ
ている。また、ターミネータは、直列に接続した抵抗と
コンデンサで構成され、伝送路の両端に接続されてい
る。
【０００７】フィールドバスは、ディジタル通信を行う
という点で、既存システムに比べ、耐ノイズに対する信
頼性の面での配慮が必要であり、さらに、通信不良が頻
繁に発生すると、今まで一定周期で行われていたフィー
ルド機器の制御が行えないという問題を含んでいる。
という点で、既存システムに比べ、耐ノイズに対する信
頼性の面での配慮が必要であり、さらに、通信不良が頻
繁に発生すると、今まで一定周期で行われていたフィー
ルド機器の制御が行えないという問題を含んでいる。
【０００８】また、既存のアナログ信号のシステムから
フィールドバスシステムへ移行する場合は、上位コント
ローラを介することなく、フィールド機器側だけでプラ
ントの制御ができるため、フィールド機器レベルでの分
散制御システムが容易に構成できるとされている。
フィールドバスシステムへ移行する場合は、上位コント
ローラを介することなく、フィールド機器側だけでプラ
ントの制御ができるため、フィールド機器レベルでの分
散制御システムが容易に構成できるとされている。
【０００９】しかし、従来技術では、一つの伝送路に複
数台のフィールド機器を接続するため、１台のフィール
ド機器が何らかの原因で暴走し、バス全体の通信を妨げ
る状態になってしまった場合、オンラインで、バス全体
をリセットすることができず、各フィールド機器に動作
電力を供給する外部電源を手動で一度停電状態にする必
要があった。また、フィールド機器の送信回路が異常で
通信信号を送信できない場合、その異常状態の回復、お
よび、他の機器への通知ができないという問題もあっ
た。このため、特開平7−285615 号公報で、他の機器、
または機器自体で異常が発生し、その異常を通知できな
かったり、通信するのに妨げとなったりする場合、フィ
ールド機器が消費する電流を一時的に大きくすることに
より、フィールド側の伝送路の線間電圧を、フィールド
機器の最小動作電圧以下にし、各フィールド機器をリセ
ットするようにして、異常状態を回避する方法が考案さ
れている。
数台のフィールド機器を接続するため、１台のフィール
ド機器が何らかの原因で暴走し、バス全体の通信を妨げ
る状態になってしまった場合、オンラインで、バス全体
をリセットすることができず、各フィールド機器に動作
電力を供給する外部電源を手動で一度停電状態にする必
要があった。また、フィールド機器の送信回路が異常で
通信信号を送信できない場合、その異常状態の回復、お
よび、他の機器への通知ができないという問題もあっ
た。このため、特開平7−285615 号公報で、他の機器、
または機器自体で異常が発生し、その異常を通知できな
かったり、通信するのに妨げとなったりする場合、フィ
ールド機器が消費する電流を一時的に大きくすることに
より、フィールド側の伝送路の線間電圧を、フィールド
機器の最小動作電圧以下にし、各フィールド機器をリセ
ットするようにして、異常状態を回避する方法が考案さ
れている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このように、上記方法
でフィールド機器の異常に対して、バス全体をリセット
することができたが、フィールド機器の異常だけでな
く、プロセスの異常まで考慮した場合、シャットダウン
のように、緊急に今までの制御を停止して、プロセスが
安全な方向に各フィールド機器が制御を移行することま
では考慮されていなかった。このため、シャットダウン
制御が必要な高信頼性が要求される部分には、フィール
ドバスなどのネットワークを使用した分散制御システム
が適用できなく、重要な部分だけシャットダウン制御ル
ープを別途構成しなければならないという問題も含んで
いた。
でフィールド機器の異常に対して、バス全体をリセット
することができたが、フィールド機器の異常だけでな
く、プロセスの異常まで考慮した場合、シャットダウン
のように、緊急に今までの制御を停止して、プロセスが
安全な方向に各フィールド機器が制御を移行することま
では考慮されていなかった。このため、シャットダウン
制御が必要な高信頼性が要求される部分には、フィール
ドバスなどのネットワークを使用した分散制御システム
が適用できなく、重要な部分だけシャットダウン制御ル
ープを別途構成しなければならないという問題も含んで
いた。
【００１１】本発明の目的は、信頼性の高い分散制御シ
ステムを提供することにある。
ステムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ネットワーク上にシャットダウン制御装
置を設置するシステム構成にし、フィールド機器でなく
別の機器であるシャットダウン制御装置が各フィールド
機器、および、プラントの異常を検出し、個別の信号線
を介してシャットダウン指令を行うことにより、緊急に
シャットダウン制御が直接行えるため、信頼性の高い分
散制御システムが構築できるようにした。
に、本発明は、ネットワーク上にシャットダウン制御装
置を設置するシステム構成にし、フィールド機器でなく
別の機器であるシャットダウン制御装置が各フィールド
機器、および、プラントの異常を検出し、個別の信号線
を介してシャットダウン指令を行うことにより、緊急に
シャットダウン制御が直接行えるため、信頼性の高い分
散制御システムが構築できるようにした。
【００１３】また、上位機器を介することなく、フィー
ルド機器とシャットダウン制御装置間のみで制御対象を
安全な方向に制御できるようにした。
ルド機器とシャットダウン制御装置間のみで制御対象を
安全な方向に制御できるようにした。
【００１４】本発明による分散形制御システムは、上位
機器側でなくフィールド機器側に設置したシャットダウ
ン制御装置が例えば制御対象の異常を検出し、緊急に制
御対象を安全な方向に移行させるため、通常の制御を行
う通信と関係なく、シャットダウン制御用の信号線を介
して、被シャットダウン制御機器である制御対象を制御
するフィールド機器に対して指令することにより、上位
機器を介することなく素早く制御対象を安全な方向に制
御できる。
機器側でなくフィールド機器側に設置したシャットダウ
ン制御装置が例えば制御対象の異常を検出し、緊急に制
御対象を安全な方向に移行させるため、通常の制御を行
う通信と関係なく、シャットダウン制御用の信号線を介
して、被シャットダウン制御機器である制御対象を制御
するフィールド機器に対して指令することにより、上位
機器を介することなく素早く制御対象を安全な方向に制
御できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の一
実施例を説明する。
実施例を説明する。
【００１６】図２は、本発明の分散制御方式を計測制御
システムで実現した例であり、コントロールルームに設
置されたオペレータズコンソール４，上位機器３（コン
トローラ）およびそれらを結ぶ制御用ネットワーク５な
どで構成されたプラント全体を監視・制御する上位側機
器と、フィールド側（プラント現場）に設置されたフィ
ールド機器１類とを一対の伝送線からなる伝送路２で接
続し、フィールドバスシステムを構成している。
システムで実現した例であり、コントロールルームに設
置されたオペレータズコンソール４，上位機器３（コン
トローラ）およびそれらを結ぶ制御用ネットワーク５な
どで構成されたプラント全体を監視・制御する上位側機
器と、フィールド側（プラント現場）に設置されたフィ
ールド機器１類とを一対の伝送線からなる伝送路２で接
続し、フィールドバスシステムを構成している。
【００１７】同図で、フィールド機器１は、ディジタル
信号で双方向の通信を行うものであり、各種プラントに
おけるプロセスの圧力，温度，流量などの物理量を検出
してその値を送信したり、または、バルブなどの制御量
を受信したりするものである。フィールド機器１は、伝
送路２を介して上位機器３内に内蔵された外部電源から
供給される電力により動作し、伝送路２の任意の箇所に
接続できる。本実施例では、フィールド機器がフィール
ド側のジャンクション・ボックス６（中継箱）に接続し
た例を示すが、これは、他の、例えば伝送路の中間から
であっても問題ない。
信号で双方向の通信を行うものであり、各種プラントに
おけるプロセスの圧力，温度，流量などの物理量を検出
してその値を送信したり、または、バルブなどの制御量
を受信したりするものである。フィールド機器１は、伝
送路２を介して上位機器３内に内蔵された外部電源から
供給される電力により動作し、伝送路２の任意の箇所に
接続できる。本実施例では、フィールド機器がフィール
ド側のジャンクション・ボックス６（中継箱）に接続し
た例を示すが、これは、他の、例えば伝送路の中間から
であっても問題ない。
【００１８】上位機器３は、フィールド機器１などのフ
ィールドバス対応機器と伝送路を介して、ディジタル信
号の通信を行い、フィールド機器１の検出した各種物理
量（圧力，温度，流量など）を受信し、また、プラント
の制御情報として、バルブなどのフィールド機器へ制御
信号を送信している。
ィールドバス対応機器と伝送路を介して、ディジタル信
号の通信を行い、フィールド機器１の検出した各種物理
量（圧力，温度，流量など）を受信し、また、プラント
の制御情報として、バルブなどのフィールド機器へ制御
信号を送信している。
【００１９】ターミネータは、直列に接続した抵抗とコ
ンデンサで構成され、伝送路の両端に接続される。本実
施例では、ジャンクションボックス６と上位機器３の内
部に接続されている。このターミネータは、伝送路上に
接続されるフィールド機器の通信周波数帯域での入力イ
ンピーダンスと比べて、かなり小さい値にすることによ
り、フィールド機器の接続箇所、および接続台数などの
条件による通信信号への影響を小さく押さえている。
ンデンサで構成され、伝送路の両端に接続される。本実
施例では、ジャンクションボックス６と上位機器３の内
部に接続されている。このターミネータは、伝送路上に
接続されるフィールド機器の通信周波数帯域での入力イ
ンピーダンスと比べて、かなり小さい値にすることによ
り、フィールド機器の接続箇所、および接続台数などの
条件による通信信号への影響を小さく押さえている。
【００２０】このため、伝送路からターミネータが外れ
た場合に、フィールド機器からみた伝送路のインピーダ
ンスが大きくなり、各フィールド機器からの送信信号
は、大きくなる方向に変化する。ただし、フィールドバ
スに接続されるフィールド機器が送信する信号の大きさ
は、一定であっても、そのドライバ回路の方式，伝送路
の長さ、および、接続形態などの条件により、伝送路上
の各箇所での信号の大きさは、異なっていて一様ではな
い。
た場合に、フィールド機器からみた伝送路のインピーダ
ンスが大きくなり、各フィールド機器からの送信信号
は、大きくなる方向に変化する。ただし、フィールドバ
スに接続されるフィールド機器が送信する信号の大きさ
は、一定であっても、そのドライバ回路の方式，伝送路
の長さ、および、接続形態などの条件により、伝送路上
の各箇所での信号の大きさは、異なっていて一様ではな
い。
【００２１】次に、上位機器３の内部動作について説明
する。
する。
【００２２】上位機器３は、ＭＰＵが内蔵されており、
その中の通信プログラムに従い、フィールド機器などと
通信を行い、プラントの圧力，流量，温度などの物理量
を受信し、内部でＰＩＤ演算などの処理を行った後、フ
ィールド機器へプラントの制御信号を送信し、プラント
の制御を行っている。これらの制御動作は、約０.１〜
２.０ 秒の一定周期で行われており、制御動作を行うた
めの通信の合間をぬって、フィールド機器の自己診断情
報など、制御動作と関係ない通信を行っている。ＭＰＵ
では、少なくとも一回の通信データの送信を他の機器に
より妨害されたときに、または、該当するフィールド機
器との通信が複数回異常になった場合、それぞれ伝送路
異常，機器異常として認識し、オペレーターズオンソー
ル４の画面にその情報を表示されるように、制御用ネッ
トワーク５を介してその情報を伝達している。
その中の通信プログラムに従い、フィールド機器などと
通信を行い、プラントの圧力，流量，温度などの物理量
を受信し、内部でＰＩＤ演算などの処理を行った後、フ
ィールド機器へプラントの制御信号を送信し、プラント
の制御を行っている。これらの制御動作は、約０.１〜
２.０ 秒の一定周期で行われており、制御動作を行うた
めの通信の合間をぬって、フィールド機器の自己診断情
報など、制御動作と関係ない通信を行っている。ＭＰＵ
では、少なくとも一回の通信データの送信を他の機器に
より妨害されたときに、または、該当するフィールド機
器との通信が複数回異常になった場合、それぞれ伝送路
異常，機器異常として認識し、オペレーターズオンソー
ル４の画面にその情報を表示されるように、制御用ネッ
トワーク５を介してその情報を伝達している。
【００２３】シャットダウン制御装置７は、本実施例で
はジャンクションボックス６に接続しているが、伝送路
２上ならば、どこにでも接続できる。その動作は、伝送
路２に接続されている各機器の異常を検出し、被シャッ
トダウン制御機器であるバルブなどを直接シャットダウ
ン制御信号線でシャットダウン制御を行う。この結果と
して、バルブなどはプロセスが安全な方向に制御行うこ
とができる。次に、図１により、本発明によるシャット
ダウン制御装置の実施例について説明する。
はジャンクションボックス６に接続しているが、伝送路
２上ならば、どこにでも接続できる。その動作は、伝送
路２に接続されている各機器の異常を検出し、被シャッ
トダウン制御機器であるバルブなどを直接シャットダウ
ン制御信号線でシャットダウン制御を行う。この結果と
して、バルブなどはプロセスが安全な方向に制御行うこ
とができる。次に、図１により、本発明によるシャット
ダウン制御装置の実施例について説明する。
【００２４】同図で、ＤＣ−ＤＣコンバータ７０７は伝
送路を介して外部電源より加えられる電圧からシャット
ダウン制御装置７自身が動作するための電圧ＶDDを作り
だし、定電流回路７０６は、シャットダウン制御装置７
全体の消費電流が一定になるように制御している。
送路を介して外部電源より加えられる電圧からシャット
ダウン制御装置７自身が動作するための電圧ＶDDを作り
だし、定電流回路７０６は、シャットダウン制御装置７
全体の消費電流が一定になるように制御している。
【００２５】シャットダウン制御装置７が通信を行う場
合には、次の動作を行う。送信動作は、最初に、マイク
ロプロセッサ７０１の指令で、RAM702などに格納されて
いるデータなどを、コントローラ７０４からシリアルの
ディジタル信号列を出力する。この信号は、送信回路７
０８でコード化された信号となり、ドライバ７０９に入
力され、ドライバ７０９から伝送路へ通信信号として出
力される。ここで、コード化方式は、例えば、ベースバ
ンド信号のマンチェスタ符号に変換する方式，ディジタ
ル信号の“１”，“０”に対応して異なった周波数信号
を変調する方式などがある。また、ドライバの方式は、
電圧信号で出力する方式と電流信号で出力する方式とが
あるが、第１図は、電流信号で出力する方式である。
合には、次の動作を行う。送信動作は、最初に、マイク
ロプロセッサ７０１の指令で、RAM702などに格納されて
いるデータなどを、コントローラ７０４からシリアルの
ディジタル信号列を出力する。この信号は、送信回路７
０８でコード化された信号となり、ドライバ７０９に入
力され、ドライバ７０９から伝送路へ通信信号として出
力される。ここで、コード化方式は、例えば、ベースバ
ンド信号のマンチェスタ符号に変換する方式，ディジタ
ル信号の“１”，“０”に対応して異なった周波数信号
を変調する方式などがある。また、ドライバの方式は、
電圧信号で出力する方式と電流信号で出力する方式とが
あるが、第１図は、電流信号で出力する方式である。
【００２６】受信動作は、伝送路からの通信信号を受信
回路７１０でデコード処理を行い、コード化された信号
から変換してシリアルのディジタル信号列の形で取り出
し、コントローラ７０４にディジタル信号の“１”，
“０”からなるデータとして入力される。コントローラ
７０４に入力された信号は、マイクロプロセッサ７０１
により、受信データとして取り出される。
回路７１０でデコード処理を行い、コード化された信号
から変換してシリアルのディジタル信号列の形で取り出
し、コントローラ７０４にディジタル信号の“１”，
“０”からなるデータとして入力される。コントローラ
７０４に入力された信号は、マイクロプロセッサ７０１
により、受信データとして取り出される。
【００２７】ここで、マイクロプロセッサ７０１の指示
により、他のフィールド機器が測定対象の異常、または
フィールド機器１内部の動作異常を自己診断等で検出し
て出力した場合、Ｉ／Ｏインターフェイス７０５を経由
して、シャットダウン制御回路７１１を介して各フィー
ルド機器へシャットダウン制御信号を伝送する。
により、他のフィールド機器が測定対象の異常、または
フィールド機器１内部の動作異常を自己診断等で検出し
て出力した場合、Ｉ／Ｏインターフェイス７０５を経由
して、シャットダウン制御回路７１１を介して各フィー
ルド機器へシャットダウン制御信号を伝送する。
【００２８】ここで、プラントの異常を検出するフィー
ルド機器１自体，通信を行う伝送路２が異常になった場
合でも、シャットダウン制御装置７が重要な制御ループ
をシャットダウン制御できるため、信頼性の高い分散制
御システムを構成できるという効果がある。また、通常
の制御動作を行う通信とは別系統で緊急信号の信号伝送
が行えるように回路を分離しているため、一定周期でス
ケジューリングされた制御動作を行うための通信を行っ
ているものと関係なく素早く緊急信号の伝送が行え、か
つ、通信回路異常時にも緊急信号の伝送が行え、結果と
して信頼性の高いシステムが構成できる。
ルド機器１自体，通信を行う伝送路２が異常になった場
合でも、シャットダウン制御装置７が重要な制御ループ
をシャットダウン制御できるため、信頼性の高い分散制
御システムを構成できるという効果がある。また、通常
の制御動作を行う通信とは別系統で緊急信号の信号伝送
が行えるように回路を分離しているため、一定周期でス
ケジューリングされた制御動作を行うための通信を行っ
ているものと関係なく素早く緊急信号の伝送が行え、か
つ、通信回路異常時にも緊急信号の伝送が行え、結果と
して信頼性の高いシステムが構成できる。
【００２９】次に、分散制御システム全体の動きは、図
２で、シャットダウン制御装置７がプラントの異常や自
分の異常を検出した場合、前述の通り、シャットダウン
制御信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎをフィールド機器１へ出
力する。ここで、フィールド機器とシャットダウン制御
装置間のみで緊急信号の信号伝送が行え、例えば、フィ
ールド機器１（伝送器）でプラントの異常を検出し出力
した後、上位機器を介することなく、シャットダウン制
御装置７から直接、フィールド機器１(バルブ)に緊急信
号を伝送でき、フィールド機器１（バルブ）がプラント
の制御対象を安全方向になるように動作させることがで
きるといったシャットダウンループを構成できる。
２で、シャットダウン制御装置７がプラントの異常や自
分の異常を検出した場合、前述の通り、シャットダウン
制御信号Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎをフィールド機器１へ出
力する。ここで、フィールド機器とシャットダウン制御
装置間のみで緊急信号の信号伝送が行え、例えば、フィ
ールド機器１（伝送器）でプラントの異常を検出し出力
した後、上位機器を介することなく、シャットダウン制
御装置７から直接、フィールド機器１(バルブ)に緊急信
号を伝送でき、フィールド機器１（バルブ）がプラント
の制御対象を安全方向になるように動作させることがで
きるといったシャットダウンループを構成できる。
【００３０】次に、本発明の第二の実施例を図５，図６
で説明する。本実施例も図３，図２に示すように、計測
制御システムに適用したものであり、シャットダウン制
御装置がフィールド機器に内蔵された点以外は、フィー
ルドバスシステムの構成も前述の説明と同じである。図
５で、本発明のシャットダウン制御方式を実現したフィ
ールド機器について説明する。
で説明する。本実施例も図３，図２に示すように、計測
制御システムに適用したものであり、シャットダウン制
御装置がフィールド機器に内蔵された点以外は、フィー
ルドバスシステムの構成も前述の説明と同じである。図
５で、本発明のシャットダウン制御方式を実現したフィ
ールド機器について説明する。
【００３１】同図で、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０７は伝
送路を介して外部電源より加えられる電圧からシャット
ダウン制御装置７自身が動作するための電圧ＶDDを作り
だし、定電流回路１１０は、フィールド機器１′全体の
消費電流が一定になるように制御している。複合センサ
１０８の各出力はマルチプレクサ１０９へ入力されるよ
うになっている。マルチプレクサ１０９には、Ｉ／Ｏイ
ンターフェイス１０６からの入力切換信号が入力され、
その信号はＡ／Ｄ変換器１０５に入力されるようになっ
ている。さらにマイクロプロセッサ１０１があり、マイ
クロプロセッサ１０１はＡ／Ｄ変換器１０５から順次、
送り込まれる出力と、ROM103，RAM102に格納されている
種々の係数を用いて、補正演算を行い、これにより真値
を求め、RAM102にその値が格納される。
送路を介して外部電源より加えられる電圧からシャット
ダウン制御装置７自身が動作するための電圧ＶDDを作り
だし、定電流回路１１０は、フィールド機器１′全体の
消費電流が一定になるように制御している。複合センサ
１０８の各出力はマルチプレクサ１０９へ入力されるよ
うになっている。マルチプレクサ１０９には、Ｉ／Ｏイ
ンターフェイス１０６からの入力切換信号が入力され、
その信号はＡ／Ｄ変換器１０５に入力されるようになっ
ている。さらにマイクロプロセッサ１０１があり、マイ
クロプロセッサ１０１はＡ／Ｄ変換器１０５から順次、
送り込まれる出力と、ROM103，RAM102に格納されている
種々の係数を用いて、補正演算を行い、これにより真値
を求め、RAM102にその値が格納される。
【００３２】フィールド機器１が通信を行う場合には、
次の動作を行う。送信動作は、最初に、マイクロプロセ
ッサ１０１の指令で、RAM102などに格納されているデー
タなどを、コントローラ１０４からシリアルのディジタ
ル信号列を出力する。この信号は、送信回路１１２でコ
ード化された信号となり、ドライバ１１１に入力され、
ドライバ１１１から伝送路へ通信信号として出力され
る。ここで、コード化方式は、例えば、ベースバンド信
号のマンチェスタ符号に変換する方式，ディジタル信号
の“１”，“０”に対応して異なった周波数信号を変調
する方式などがある。また、ドライバの方式は、電圧信
号で出力する方式と電流信号で出力する方式とがある
が、図１は、電流信号で出力する方式である。
次の動作を行う。送信動作は、最初に、マイクロプロセ
ッサ１０１の指令で、RAM102などに格納されているデー
タなどを、コントローラ１０４からシリアルのディジタ
ル信号列を出力する。この信号は、送信回路１１２でコ
ード化された信号となり、ドライバ１１１に入力され、
ドライバ１１１から伝送路へ通信信号として出力され
る。ここで、コード化方式は、例えば、ベースバンド信
号のマンチェスタ符号に変換する方式，ディジタル信号
の“１”，“０”に対応して異なった周波数信号を変調
する方式などがある。また、ドライバの方式は、電圧信
号で出力する方式と電流信号で出力する方式とがある
が、図１は、電流信号で出力する方式である。
【００３３】受信動作は、伝送路からの通信信号を受信
回路１１３でデコード処理を行い、コード化された信号
から変換してシリアルのディジタル信号列の形で取り出
し、コントローラ１０４にディジタル信号の“１”，
“０”からなるデータとして入力される。コントローラ
１０４に入力された信号は、マイクロプロセッサ１０１
により、受信データとして取り出される。
回路１１３でデコード処理を行い、コード化された信号
から変換してシリアルのディジタル信号列の形で取り出
し、コントローラ１０４にディジタル信号の“１”，
“０”からなるデータとして入力される。コントローラ
１０４に入力された信号は、マイクロプロセッサ１０１
により、受信データとして取り出される。
【００３４】ここで、マイクロプロセッサ１０１の指示
により、測定対象の異常、またはフィールド機器１内部
の動作異常を自己診断等で検出した場合、Ｉ／Ｏインタ
ーフェイス１０６を経由して、シャットダウン制御回路
１１４を介してシャットダウン制御信号Ｓ１，Ｓ２，
…，Ｓｎを出力する。この制御信号は、予め決められた
緊急度に応じて出力するものであり、例えば、プラント
全体をシャットダウンしたい場合、図２，図６のシステ
ムのように、別のフィールドバスに接続されたフィール
ド機器１（バルブ）に対してシャットダウン制御指令を
行うことも可能である。よって、シャットダウン制御装
置を内蔵したフィールド機器１′自体がプラントの異
常、または、センサの異常などを検出した場合、直接、
バルブなどの制御用のフィールド機器をシャットダウン
制御できるので、上位機器を介することなく、迅速にシ
ャットダウン処理が行えるという。
により、測定対象の異常、またはフィールド機器１内部
の動作異常を自己診断等で検出した場合、Ｉ／Ｏインタ
ーフェイス１０６を経由して、シャットダウン制御回路
１１４を介してシャットダウン制御信号Ｓ１，Ｓ２，
…，Ｓｎを出力する。この制御信号は、予め決められた
緊急度に応じて出力するものであり、例えば、プラント
全体をシャットダウンしたい場合、図２，図６のシステ
ムのように、別のフィールドバスに接続されたフィール
ド機器１（バルブ）に対してシャットダウン制御指令を
行うことも可能である。よって、シャットダウン制御装
置を内蔵したフィールド機器１′自体がプラントの異
常、または、センサの異常などを検出した場合、直接、
バルブなどの制御用のフィールド機器をシャットダウン
制御できるので、上位機器を介することなく、迅速にシ
ャットダウン処理が行えるという。
【００３５】次に、本発明の第三の実施例を説明する。
本実施例は、図４に示すように、複数の医療用分析装置
を検体搬送系で結んだ検体搬送システムに本発明を適用
した例である。同図で、検体は、搬送系を駆動するモー
タコントローラにより、分析装置まで運ばれる。また、
分析が完了した検体は、分析を行った分析装置から次に
分析を行う分析装置まで、搬送系を介して運ばれてい
る。
本実施例は、図４に示すように、複数の医療用分析装置
を検体搬送系で結んだ検体搬送システムに本発明を適用
した例である。同図で、検体は、搬送系を駆動するモー
タコントローラにより、分析装置まで運ばれる。また、
分析が完了した検体は、分析を行った分析装置から次に
分析を行う分析装置まで、搬送系を介して運ばれてい
る。
【００３６】ここで、これらの制御は、分析装置に内蔵
されたコントローラからの指令により行われており、検
体の位置検出は搬送系に取り付けられたフォトセンサに
より監視されている。分析装置，モータコントローラ，
フォトセンサは、フィールドネットワーク（LonWorks，
DeviceNet など）を介して一対の伝送線で結ばれてい
る。
されたコントローラからの指令により行われており、検
体の位置検出は搬送系に取り付けられたフォトセンサに
より監視されている。分析装置，モータコントローラ，
フォトセンサは、フィールドネットワーク（LonWorks，
DeviceNet など）を介して一対の伝送線で結ばれてい
る。
【００３７】前述の例で、モータコントローラ，フォト
センサがフィールド機器に該当し、分析装置が上位機器
に該当している。
センサがフィールド機器に該当し、分析装置が上位機器
に該当している。
【００３８】本実施例でも、シャットダウン制御装置を
ネットワーク上に配置するか、フォトセンサ内に内蔵さ
せるなどすることにより、検体を搬送中にフォトセンサ
で検体，搬送位置などの異常を検出し、分析装置内のコ
ントローラを介することなく、シャットダウン制御装置
から制御信号を直接、モータコントローラへ出力し、直
ちに搬送系の緊急停止などの処置を行うことができる。
このため、検体に危害を加えることなく、検体を搬送で
きるので、信頼性の高い分散制御システムを構築でき
る。
ネットワーク上に配置するか、フォトセンサ内に内蔵さ
せるなどすることにより、検体を搬送中にフォトセンサ
で検体，搬送位置などの異常を検出し、分析装置内のコ
ントローラを介することなく、シャットダウン制御装置
から制御信号を直接、モータコントローラへ出力し、直
ちに搬送系の緊急停止などの処置を行うことができる。
このため、検体に危害を加えることなく、検体を搬送で
きるので、信頼性の高い分散制御システムを構築でき
る。
【００３９】
【発明の効果】本発明によるシャットダウン制御装置、
および分散制御システムを用いて各種制御システムを構
成することにより、フィールド機器、または制御対象の
異常をフィールド機器が検出した場合に、上位機器を介
することなく、シャットダウン制御装置とフィールド機
器間のみで、早急に緊急信号の伝送を行うことができ
る。また、緊急信号の伝送が早急に行えることから、制
御対象を素早く安全な方向にすることができる。
および分散制御システムを用いて各種制御システムを構
成することにより、フィールド機器、または制御対象の
異常をフィールド機器が検出した場合に、上位機器を介
することなく、シャットダウン制御装置とフィールド機
器間のみで、早急に緊急信号の伝送を行うことができ
る。また、緊急信号の伝送が早急に行えることから、制
御対象を素早く安全な方向にすることができる。
【００４０】さらに、通常の通信を行う回路と緊急信号
の送受信を行う装置／回路とを個別に設けることによ
り、信頼性の高い分散制御システムが構築できる。
の送受信を行う装置／回路とを個別に設けることによ
り、信頼性の高い分散制御システムが構築できる。
【図１】本発明の一実施例のシャットダウン制御装置の
ブロック図。
ブロック図。
【図２】本発明の一実施例の分散制御システムの系統
図。
図。
【図３】計測制御システムの説明図。
【図４】検体搬送システムの説明図。
【図５】本発明の第二の実施例であるフィールド機器の
ブロック図。
ブロック図。
【図６】本発明の第二の実施例である分散制御システム
の説明図。
の説明図。
１…フィールド機器、２…フィールドバス、３…上位機
器、４…オペレータズコンソール、５…制御ネットワー
ク、６…ジャンクションボックス、７…シャットダウン
制御装置。
器、４…オペレータズコンソール、５…制御ネットワー
ク、６…ジャンクションボックス、７…シャットダウン
制御装置。
Claims (7)
- 【請求項１】フィールド側に配置されたフィールド機器
間、または、前記フィールド機器と上位機器との間でネ
ットワークを構成し、機器間で通信を行い制御ループを
形成する分散制御システムにおいて、前記ネットワーク
上に各機器の異常を検出しシャットダウン指令を少なく
とも１台の機器に行うシャットダウン制御装置を配置す
るシステム構成とし、前記シャットダウン制御装置と被
シャットダウン制御機器との間を前記伝送路と別の制御
信号線で接続し、前記シャットダウン制御装置が機器の
異常を検出した場合、前記制御信号線を介して、前記被
シャットダウン制御機器を直接シャットダウン制御する
手段を備え、前記ネットワークの通信と関係なく、上位
機器を介することなくシャットダウン制御を行うことを
特徴とするシャットダウン制御装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記シャットダウン制
御装置がフィールド機器に内蔵され、動作するフィール
ド機器。 - 【請求項３】請求項１において、前記シャットダウン制
御装置が中継端子盤の内部に配置され、前記中継端子盤
から前記被シャットダウン制御機器へ前記制御信号線を
直接接続する構成にしたシャットダウン制御機器。 - 【請求項４】請求項１，２または３において、前記シャ
ットダウン制御から緊急度に応じて複数のシャットダウ
ン制御信号線を出力し、前記被シャットダウン制御機器
との間を該当する制御信号線で接続するシャットダウン
制御装置。 - 【請求項５】請求項１，２，３または４において、前記
被シャットダウン制御機器が前記シャットダウン制御信
号線からのシャットダウン信号を受信後、前記ネットワ
ークの伝送路から切り離し、制御対象に対して安全な方
向へ各被シャットダウン制御機器が独自に制御動作を変
更する分散制御方式。 - 【請求項６】プラントの物理量を検出する伝送器，流量
などを制御するバルブなどのフィールド機器と上位コン
トローラとの間で通信を行いネットワーク上で制御ルー
プを構成する分散制御システムにおいて、前記フィール
ド機器は前記ネットワークの伝送路を介して通信と動作
電力の受給とを行う手段を内蔵し、前記ネットワーク上
に各機器の異常を検出しシャットダウン指令を少なくと
も１台の機器に行うシャットダウン制御装置を配置する
システム構成とし、前記シャットダウン制御装置と前記
被シャットダウン制御機器との間を前記伝送路と別の制
御信号線で接続し、前記シャットダウン制御装置が機器
の異常を検出した場合、前記制御信号線を介して、前記
被シャットダウン制御機器が伝送路から動作電力を受給
するのを断つ手段を備え、前記ネットワークの通信と関
係なく、上位機器を介することなくシャットダウン制御
を行うことを特徴とするシャットダウン制御装置。 - 【請求項７】搬送系を駆動するモータ，位置を検出する
センサなどのフィールド機器と上位コントローラとの間
で通信を行いネットワーク上で制御ループを構成する分
散制御システムにおいて、前記ネットワーク上に各機器
の異常を検出しシャットダウン指令を少なくとも１台の
機器に行うシャットダウン制御装置を配置し、前記シャ
ットダウン制御装置と搬送系を駆動するモータとの間を
制御信号線で接続し、前記シャットダウン制御装置が機
器の異常を検出した場合、前記制御信号線を介して、搬
送系を駆動するモータを直接緊急停止する手段を備え、
前記ネットワークの通信と関係なく、上位コントローラ
を介することなく搬送系などの緊急停止処理を行うこと
を特徴とするシャットダウン制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8251193A JPH1096731A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | シャットダウン制御装置および分散制御方式 |
| US08/934,936 US6023399A (en) | 1996-09-24 | 1997-09-22 | Decentralized control system and shutdown control apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8251193A JPH1096731A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | シャットダウン制御装置および分散制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1096731A true JPH1096731A (ja) | 1998-04-14 |
Family
ID=17219075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8251193A Pending JPH1096731A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | シャットダウン制御装置および分散制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1096731A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011064588A (ja) * | 2009-09-17 | 2011-03-31 | Sysmex Corp | 検体処理装置 |
| CN102654763A (zh) * | 2011-03-02 | 2012-09-05 | 横河电机株式会社 | 集线装置及通信系统 |
| JP2016518736A (ja) * | 2013-03-12 | 2016-06-23 | サウジ アラビアン オイル カンパニー | 油田処理制御システム |
| WO2017191761A1 (ja) * | 2016-05-06 | 2017-11-09 | 株式会社日立製作所 | 検体処理システム及び制御方法 |
-
1996
- 1996-09-24 JP JP8251193A patent/JPH1096731A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011064588A (ja) * | 2009-09-17 | 2011-03-31 | Sysmex Corp | 検体処理装置 |
| CN102654763A (zh) * | 2011-03-02 | 2012-09-05 | 横河电机株式会社 | 集线装置及通信系统 |
| JP2012182720A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Yokogawa Electric Corp | 集線装置及び通信システム |
| JP2016518736A (ja) * | 2013-03-12 | 2016-06-23 | サウジ アラビアン オイル カンパニー | 油田処理制御システム |
| WO2017191761A1 (ja) * | 2016-05-06 | 2017-11-09 | 株式会社日立製作所 | 検体処理システム及び制御方法 |
| JP2017201265A (ja) * | 2016-05-06 | 2017-11-09 | 株式会社日立製作所 | 検体処理システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |