JPS5962903A - プロセス制御方式 - Google Patents

プロセス制御方式

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Publication number
JPS5962903A
JPS5962903A JP17288882A JP17288882A JPS5962903A JP S5962903 A JPS5962903 A JP S5962903A JP 17288882 A JP17288882 A JP 17288882A JP 17288882 A JP17288882 A JP 17288882A JP S5962903 A JPS5962903 A JP S5962903A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control
slc
control system
output
slc2
Prior art date
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Pending
Application number
JP17288882A
Other languages
English (en)
Inventor
Genichi Watanabe
渡辺 元一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
Original Assignee
Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp, Shimazu Seisakusho KK filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP17288882A priority Critical patent/JPS5962903A/ja
Publication of JPS5962903A publication Critical patent/JPS5962903A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00Safety arrangements
    • G05B9/02Safety arrangements electric
    • G05B9/03Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)

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】 この発明はプロセス制御力A + ’I’#にシングル
ループコン1−ローラを1吏用したプロセス制御方式に
関する。
近年のプロセス制御分野では,制御装置1斤等の故障等
による制Qll系の危険を防止するために,制御1機能
の分散化を計った分散形制御システムを採用するのがそ
の傾向である。また、これと呼応して。
制御システムに対する柔軟性,高度な演算の組み合わせ
およびl寅フ1.結反の向上,通信回線を介しての大幅
な機能の分散化と操作機能の集中化が可能等の優位性が
あるところから,制御系にはアナログ調節計に代り,マ
イクロプロセッサ及びその周辺LsIkl史用したデジ
タル式プロセス調節言1が1吏用されつつある。このよ
うなデンタル式プロセス調顛tl− トじてシングルル
ープコントローラ(以下SLCと略称する。)がある。
SLCは.アナログ式調節劇と置換える目的で開発され
たものであり,アナログ入出力はアナログ式調節計の入
出力統−信号と同一である。PIDID制能機能算機能
、各抽幇報出力及び動作同側j入力としてのデジタル入
出力信号の処理機能、PID定数・演算定数および(画
成がプロゲラマフ゛ルである。SLC自体の自己診断機
能、上位計算機等の通信機能等の諸能力・諸機能を備え
ている。
さて、上記SLCを用いた従来のプロセス制菌システム
では、SLC自体が高度な危険分散思想の基で設計され
ること等より、1制HAI系に1台のSLCが設けられ
ている。そしてSLCに故障が発生した時には自己診断
機能が有効に作動する場会に自動から手動へ制御の自動
l′A換を行ない、自己診断機能迄も含む広範囲な故障
に対してはオペレータの手動切換によシ、付属または専
用の手動操作器によシ手動制菌等を行ない、その一方て
は故障SLCを修理し、あるいは同−性能品と交換を行
ない、正常動作確認後、制御を再度9手動から自動にr
agsさせるようにしている。
しかしながら上記従来のプロナス制闘方式では。
SLCに故障が発生した場自に手動に切換えて手動Jl
■整を行なわねばならず、オペレータの4ffl fr
 を必要とする上−:IjIJ fjllの完全な継続
性を確保でさないという欠点がある。
この発明の目的は」二記従来のプロセス1lrlJ t
a11方式(7)欠点f: 解消し、SI、Cの故障発
生時でもオペレークの操作を必要とせず、制餡1の継続
性全確保し得るブローヒス制御能方式を提供するにある
上記目的を達成するためにこの・肇明のグロ十ヌ制圏(
方式によれば、1つのプロセス制i41 系K 同一性
能を持つSLCを複数台fltftえ、そのうちのいず
れか1台のSLCで制用1系をコントロールし、もしそ
のSLCに故障が発生すれば他のSLCが代って制御系
をコン1−ロールするよってしている。
すなわちこの発明のプロセス同省41方式は、1つのプ
ロ士ス制−系に、同一性能を持っSLCを蝮数台01″
ftえ、これらのSL、Cに)゛ロセスよシのflrU
 Ne人力(8号を同+t:rに供給するとともに、プ
ロセスへの制御出方は切換手段を介して副脚動作を実行
するSLCの出力信号を導出し、かっSLCと上位側6
11装置聞及びあるいはSLC間を通信回線で接続し、
この通1.j回、腺を通して各sLcの故jニア、’i
をチェックし、いずtzがのSLCに1[々iiI;<
が生じた場合他の5LCVCそのプロセスイl;tj御
系のili’lJ伶111愛先権を渡すとともに、前記
切換手段を動イ1させて・iJ記優りILF(n ′f
f:渡したS L Cの出力をプロセスへの制御出方と
している。
以下1図面に示す実施例により、この発明をさらに訂細
に説明する。
島′51図はこの発明の一実施例を示す制碩1シヌテム
のグロックレ1である。
第1図において1は上G′iff’攬、磯であって、各
SLCの故μIi′1.を常時監視する目的で設けられ
ている。
2−102−2 ・−・2−(n−1−) ・2−n 
f n台ノS LCであって+in(+回線乙にょυ−
に記」二位計′4′I:鶴1に結合されている。これら
各sLcはそytぞれ9通イ乙イ1川伶41音l521
.マイクロコンピュータ1化(マイクロプロセツザ、制
釧lROM、記・1意RA M 1”l(を含む〕22
及びアナログ及びデジタル人出方を中心とする周辺式、
1;)ツJ′gIi23等で構成されている。
まだ同一・の制に1j糸に2台のSLCが接続され多重
化されている。
制御ブIff士スよ勺の制御入カ侶−写Io1は制用1
人カライン5よ91人カワイン51・52の分岐路を経
て5LC2−トン−2の制自11人カイーi′/j′工
11・I21として加えられるようになっている。なお
この制御人力1ハυ”には、SLCがハイブリッド形等
であり+ A’N分器、アナロク出方を有するものにつ
いては後述するLJJ換11、ケ点での連6’L ff
flユを才[1゛持する目的でトラッキング信号等も含
まれている。
5LC2−1あるいは2−2よυブ11セヌへの制御出
力信号5tt 、 52+の);卓出端はそれぞれ出カ
゛ンイン61・62にょシリ換ユニット4に接続され。
サラニ出カライン6に接続されこの出方ワイン6より制
御出力信号Oo■が出力される。いずれのSLCの出力
f:尋出するがは切換ユニッI’ 4の切換伏Iルによ
る。切換ユニット4の!JJ換動作−1,5LC2−1
・2−2より切換制御ワイン7・8で加えられる切・;
力面’I (jl 4M ′rjによってなされるよう
Kなっている。
上記S L C2−1・2−2のほが他の制御系の各S
LCも5LC2−1・2−2と同骸に描成・接続されて
いる。
一般的に、プロセス制御システムでは通信回線を通じて
上位計算機よシ各SLCへの情報のダウンロード、及び
そのSLCから」二値計算機へのアンプロード8を行う
が、とのローデングは長時間をかけて連続的に行なわれ
るものでなく、耐外乱性の向」二、伝送効率を高める等
の理由から極めて短時間に、かつ断続的にブロック伝送
が主として行なわれている。したがって通信回線を他の
用に供する時間的余裕がある。
この実施例の制御システムでは1通信回線31d号線を
利用して多重化情報処理を行なうようにしている。多j
[(化情報処理としては、各5LC2−1・2−2・・
・・・・・・2−n自体の自己診断情報、及び検出端か
ら操作までの診断情報(たとえばセンザ異常、操作端出
カフィードバック異常等)、」二位旧算捺1で各S L
 C2−1・2−2・・・・・2−nの情報を受理する
こと、受理した情報に基づいて適切な指令情報を各S 
L C2−1・2−2・・・・・2−nに伝送すること
、上位計算機1よシ一定のアルゴリズムにMづくチェッ
クコードを各S L C2−1・2−2・・・・2−n
へ発信すること、この発信に対する各5LC2−1・2
−2・・・・・2−nJ:’Y)上位計算機1への返信
の有無、及びその結果による処理等がある。
なお、この実施例では自己診断情報を含むより広範囲で
榎雑な故障たとえば演算不良等マイクロプロセッサ個有
の故障1周辺LSIのビットエラー等をも発見できるよ
うに多重化情報処理にチェックコード方式を採用してい
る。
ここでたとえばS L C2−1と2−2で制御される
制御系に着目し、その動作について説明する。」二値計
算機1から通信回線3を介して5LC2−1・2−2に
刻して故1iI′itチェック処理の問合わせがなされ
それに列する回答が5LC2−1・2−2より」二値計
算機1に対してなされる。S L C2−1・2−2が
いずれも正常である場合、当然その旨の応答がなされる
が、この場合S L C2−1・2−2とも制御入力信
−号Io1を受けて両者同様の演算弯・の処理を進イイ
するとともに、いずれか一方の出力が制御出力(ifυ
(5otとして切換ユニット4を介して制御出力信号ラ
イン6より出力されている。
今、切換ユニット4がb側]C倒されてお9.制御系が
S L C2−2によって制御されている場合を氾!定
し、この状態下でSLC,2−2に何らかの異常すなわ
ち故障が生じたとする。
S L C2−2の故障が」二値計算機1からのチェッ
クで発見されると」二値計算機1は、二重化して1史用
されている他方の5LC2−1に対しプロセス制御の優
先・潅を(=Jケ、する。この指令は通信回線3を経て
行なわれる。優先権利ヶ、′@:受けた5LC2−1は
切換信号を信号ライン7よシ切換ユニット4に加え、制
御1出カライン61を制御量カライン乙に接続する。こ
れにより故障のs LC2−2の制御出力ライン62が
制御系より自動的に切離されることになる。5LC2−
1と2−2は同一性能・同一仕様のものであるから、故
障発生面n+1までの両5LCO制i卸出力は同一であ
り、切換ユニット4の作動によシ、制御出力を制御出力
ライン6に導出するSLCがS L C2−2からS 
L C2−1に切換えられても制御出力の連続性を維持
することができる。
制御動作実行中のS L C2−2に故障が発生すると
、上記のように、他のS L C2−1に制御の簸先権
が移シそのS L C2−1によって以後の制御動作が
進行する。また切換動作と同時に、上位旧Jf、機1あ
るいばS L C2−2から故障発生?、F報が発せら
れるので、オペレータは故障したS L C2−2をオ
ンライン−1−で修理あるいは計装パネルより取外して
、工場で修理点検を行なうことができる。また現地に同
一性能の予備SLCがあれば、同一仕様に設定して:j
1.1作確認全行確認全行良S L C2−2とのオン
ライン交換をしてもよい。いずれにしても。
上記実施例では故障が生じれば他の予備のSLCに切換
えるので制御出力の連続性は保持される。
なお上記実施例において、SLC計装時には5LC2−
1・2−2共に正常動作するのが普通であシ。
切換ユニット4はいずれの方向に切換えられていても良
く、それゆえ特別の初1iJJ設定操作は不要である。
またり換ユニツ1−4は1b?停を含む停電対策」二、
ラッチングリレー、不揮発性ラッチレジスタの(吏月1
あるいはバックアップ′眠I原によるレジスタの作護を
なすことが重重しい。
寸だ、SLCの入力形式によシ、異’、%−8LCが能
のSLCの入力に対して悪影響を及ぼす恐れのある場合
には、制御入力分離用として、−」二層り換ユニツ1−
4と同等品全制御信号入力ライン51と52間に挿接し
てもよい。
さらにまた上記実施例において、」三位計算機1は、特
に中火の大形計算機を必要ないしは意味するものではな
く、ミニコンピユータあるいはマイクロコンピュータで
もよく多重化・1111報処理能力において要するにS
LCに対し」三位としての柄能を有するものであればよ
い。
第2図はこの考案の他の実施例を示すプロセヌ制韻1シ
ステムのブロック図である。ここに示す実施例システム
は、上位計算機を持たない点で第1図の実施例システム
と相違しており、」二位d1算様の役割−11(S L
C自体が有するようになっている。
第2図に2よ1制御系を制御するS L C2−1・2
−2が示されている。図示はしていないが、この実施例
でも、他の制御系の各々に2台のSLCが(+iiiえ
られ、多重化情報処岬が可能なように構成されている。
十位計算(幾を持たない他は、第1図に示した実力眼側
システムと外見上の構成において父わるところはない。
ただ、SLCが」三位計算機の役割を果たすものである
から、各SLCは通信量、腺4を介して一定のアルコ゛
リヌ゛ムに占(づくチェ゛ツクコードk ’7tjtし
受信し合って互いに他のSLCが正常か故障であるかを
チェックできるようになっている。
今、たとえば、5LC2−2が切換ユニット4を介して
制御1出力を導出し、制御1系の制御動作を実行してい
る段階で、5LC2−2に故障が発生したとすると、こ
の故障がS L C2−1で611:認され、5LC2
−1は切換信号ライン7よυ切換信υを切換ユニット4
に加え、自己の制御1出カライン61を制御出力ライン
6に接続するように切換ユニット4を作動さぜ、制御系
の制御の優先権を取得する。
これによシ、今までS I、 C2−2から出力されて
いた制御出力がS L C2−1から出力されることに
なシ、制御出力の連続性が確保される。
なお」、h己した′ノ/力面例において通’lit制御
部21は。
1!lI弔な構成で実現可能であシ、したがって部品点
数も少ないので他の回路部よシは故障率を充分低く抑え
られること、及びさらに必′冴があれば通信制御部21
の二重化を行なうことも容易に可能であり、それによる
コヌト上昇も少ない。通信回線6は、具体的には1木の
シールド線あるいはオプチカルファイバ線である。また
切換ユニツ1−4は。
SLCの制御出力点数、必要により制御入力点数−によ
υ構成及び価格が決まるものであるが、5LCK苅する
多:n化用標準り換ユニットとして製作iiJ能であり
、高価格になることはない。また多重化用チェックコー
ド発生と誤り検出用のROMも。
マイクロコンピュータ部22内のROMとJL; J−
)] III’能である等の点よシ、上記実施例システ
ムは余シコヌ1−を増加させることなく火攻可能である
なお上記実施例においては1制団1糸に多重的に備えら
れるSLCは2台を例にあげて説明したが。
これに限ることなく、1制御系に複数台のSLC全備え
ておいてもよいというまでもない。
以上のように、この発明のプロセヌ制御方式によれば、
1制御系に複数台のSLCを(Iiiiえ、SLCの1
つに故障が発生した場合他のSLCに切換えて制御する
ので、制御の連続性が維持できる。
その上オペレータの制御への介入が全く不用となるので
オペレータの負担を大幅に低減することができる。さら
にまた、保守、修理等に関して計画的な述営が可能とな
シ、メンテナンス性を向上させることができる。この発
明の以上の利点は、危険分数思想にyl(づく機能の分
散化と相寸ち、よシ信頼度の筒いデジタル式のプロ+ヌ
π、’l Fj6 it lの応用分野の拡大に太きく
工゛(献できる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図はこの発明の実施例を示すプロセヌ制
御システムのブロック図である。 1:」三位計算機、2−1 ・2−2・・・・・2−1
1ニシンクルループコントロ−ラ 3=通信回線.4:Ll/I換ユニット。 5・51・52:制?A1人カライン。 6・61・62:制御出力ライン。 7・8:L7J換制御信号ライン。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)1つのプロセス制御系に、同一性能を持つシング
    ルループコンlローラを複数台備え、これらのシングル
    ループコントロ−ラ シの制御入力信号を同時に供給するとともに。 プロセスへの制御出力は切換手段を介して,制御djj
    + 作t 実(’Fするシングルループコンl−ローラ
    の出力値ー号ヲ導出し,かつシングルループコントロー
    ラと上位制御装置間,及びあるいはシンク)レループコ
    ン,トローラ間を通信回線で接続し。 この通信四線を通して各シングルループコントローラの
    故障をチェックし,いずれかのシングルループコントロ
    ーラに故障が生じた場合他のシングルループコントロー
    ラに前記プロセス制御系の制御優先権を渡すとともに,
    @記切換手段を動作させて前記′憂先権を渡したシング
    ルループコン1−ローラの出力をプロセスへの制御出力
    とするようにしたプロセス制御方式。
JP17288882A 1982-09-30 1982-09-30 プロセス制御方式 Pending JPS5962903A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61255401A (ja) * 1985-05-08 1986-11-13 Toshiba Corp プラント自動運転装置
JPH02110601A (ja) * 1988-10-19 1990-04-23 Mitsubishi Electric Corp 協調分散制御方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50143989A (ja) * 1974-05-09 1975-11-19
JPS5510614A (en) * 1978-07-07 1980-01-25 Toshiba Corp Controller

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