JPS61117941A - プラントプロセス信号伝送方法 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、グランド内で散在発生されるプロセス蓋が高
速、かつ信頼性大にして中央側に収集されるためのプラ
ントプロセス信号伝送方法に関するものである。

〔発明の背景〕

第１１図はプラント制御システムの全体構成を示したも
のである。これによると、各プラント現場６に設置され
多数のプロセス信号７を取り込む複数の子局５１〜５１
は光ループ伝送路１で接続され、プロセス信号は制御室
における親局２に伝送される工うになっている。親局２
ではこれらのプロセスデータ金工学値に変換したうえ編
集し、編集結果としてのプロセスの状ａはＣＲ’Ｉ’４
等に表示されることＩｃ工ってマンマシン・コミュニケ
ーションが図られるようになっているものでおる。

また、編集結果などは日報１月報として外部メモリ３に
記録され、必要に応じて報告書が作成されるものとなっ
ている。光ループ伝送方式としては例えば特開昭５８−
９０８５０号公報に開示されているものが知られている
が、これまでに６りては親局が子局を選択し、選択され
た子局は入力される全プロセスデータ１取り込み親局に
伝送するという方式が一般的であり、製品化されている
プロセス制御システムの殆どが本方式を採っているのが
実状でるる。

しかしながら、本方式に！、れば、毎回全データｔ−伝
送する丸めデータの信頼性は高いが、プロセス変化の検
出をイベント発生から短時間で検出する必要がめる場合
には、光ループ伝送路のスルーグツトｌ上げなくてはな
らず、このようにするには伝送を制御するコントローラ
等のハード量が大きくならざるを得ないものとなる。一
方、これとは別ＫＩＮ局が子局を選択した際にその子局
では前回伝送したプロセスデータと比較して変化したプ
ロセスデータのみを伝送するものとし、他のデータにつ
いては変化がないこと全親局に通知する方法が考えられ
る。しかしながら、この方法にＬれば、プロセスデータ
はデータ変化時のみに伝送されるだけであるから、親局
では子局側でのプロセスデータを全て把握し得ないとい
う不具合がある。

〔発明の目的〕

二って本発明の目的は、伝送上スルーグツトが比較的小
さい場合であってもプロセスデータの変化が親局で速や
かＫｍり得、しかも親局では子局側におけるプロセスデ
ータを全て把損し得るプラントプロセス信号伝送方法を
供するに６る。

〔発明の概要〕

この目的のため本発明は、子局各々からは通常ｆｆｉ化
のろったプロセスデータのみを周期的に伝送するが、こ
のような周期的データ伝送が行なわれている関にその周
期工す周期穴にして全てのプロセスデータを周期的に伝
送するＬうにしたものでめる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を説明するが、その前に本発明がなされた
背景について簡単ながら説明しておく。

一般に、プラントの計算制御システムにおいては、数ｍ
ｓ以内に同時に変化するプロセスデータの量は極めて少
なく、全信号点数の数チ以下で６ることが多い。この点
に着目し、原則的には前回伝送時点から変化したプロセ
スデータのみを子局から親局へ伝送するものでめる。親
局は１つのサイクルにおいては順番に全ての子局に変化
有データの送信を指示していくが、このときデータの信
頼性を上げるため、ｎ局ある子局のうち１局については
全プロセスデータを伝送することとし、このｚうな全プ
ロセスデータ伝送をサイクルが更新される度に各子局に
順番に割当てていくものである。この！５Ｋして伝送を
行なう場合はｎサイクルの廻り合せの間に全てのプロセ
スデータが親局に伝送されることになるものでおる。よ
って、伝送上スループットが比較的小さくとも親局では
プロセスデータの変化を知り得、しかも子局全てにおけ
るプロセスデータを把握し得るものである。

少なくともｎサイクルに１回は各プロセスデータの再確
認が行なわれ、変化プロセスデータのみを伝送する場合
に比し再試行くニジプロセスデータの信頼性は向上され
るわけである。

さて、本発明を第１図から第１０図にＬり具体的に説明
すれば、本発明の概要は既に述べたところでおるが、第
１図は子局にＬる光ループ伝送路の占有状態が時間とと
もに如何に変化するかを示したものでらる。親局２が子
局５ｏ〜５．の全てに順次伝送指示を行ないプロセスデ
ータを受は取るのｔ−１サイクルとすれば、サイクルｔ
１では子局５Ｉだけが全プロセスデータ伝送ｉ送し、そ
れ以外のものは変化のめったプロセスデータのみを伝送
するようになっているものでろるａＦ＋’ｌ＋・・・・
・・ｔ、の各サイクルが一巡すると再び”０ｒｔｌ＋・
・・・・・、ｔ、といった具合のサイクルがサイクリッ
クに繰り返されるものである。

第２図は親局のハードウェア構成を示したものでらる。

これによると光ループ伝送路１はＯ／Ｅ変換器１６ａお
＝びＥ１０変換器１７ａを介し親局２に収容されるもの
となっている。各子局とのデータ伝送の管理は親局回線
制御部１５で行なわれ、０／Ｅ変換器１６ａにＬつては
光−電気変換され、また、Ｅ１０変換器１７ａにＬつて
は電気−光変換されることに工って光ループ伝送路１と
交信可能となっている。各子局＝り伝送されたプロセス
データは一旦通信パンファメモリ１４Ｈに貯えられた後
、処理部９にＬる制御のもとて内部バスインターフェイ
ス部１３ａｔ介しメモリ１０へ格納されるものとなって
いる。メモリ１０へ格納されたプロセスデータを処理部
９が変換９編集したうえ外部メモリ３、ＣＲＴ４に送り
出すものでるる。

一方、制御データなどは逆の経路を介しＥ１０変換器１
７ａ！り子局に伝送される工うＫなっているものである
。メモリインターフェイスバス８にはメモリ１０−？Ｃ
ＲＴインターフェイス１２、外部メモリインターフェイ
ス１１が接続されるが、処理部９は一切のデータ処理、
親局内部でのデータ送受の管理、外部メモリ３へのアク
セス、ＣＲＴ４への表示データの出力を行なうＬうにな
っているわけである。

第３図は子局のハードウェア構成を示したものである。

プラントからの各プロセスデータ７はプロセス信号入力
部２２、メモリインターフェイス［２１，メモリインタ
ー７エイスバス１８ｔ−介Ｌメモリ２０に記憶されるＬ
うＫなっている。このデータはＩＩ！にメモリインター
フェイス部１３ｂｔ−介し通信バッファメモＩＪ　ｌ　
４　ｂに転送されるが、これらの動作は全て処理部とし
てのマイクロプロセッサ１９に−る制御管理下で行なわ
れるものとなっている。通信バッファメモＩＪ　１４　
ｂに貯えられたプロセスデータは子局回線制御部２３に
Ｌる管理のもと親局からのアクセスに：り親局へと伝送
されるものでろる。

第４図は親局での動作の概要をフローとして示したもの
である。これにＬると親局は順次全ての子局との間で伝
送を行なうべく子局のアドレスを指定して光ループ伝送
路を占有するものとなっている。これにＬりその子局と
の通信回線を確立した場合には他の子局とは一時的に通
信ができない状態となっている。次に親局は子局に対し
て変化したプロセス情報のみを伝送すべきか、該子局の
全プロセスデータを伝送すべきかをプロトコルとして指
示するが、変化データのみが伝送されてくる場合はその
情報量は一般に非常に少ないものとなっている。したが
って、通信回線の占有時間も短くなっている。親局は子
局からの情報の受信を完了した場合にはその通信回線は
不要となるのでこれ全断ち、光伝送ループの占有を解除
するようになっている。この後は次の子局を選択し、同
様の制御を行なうことによって順次残り０金子局との交
信を行なうわけでめる。

次に親局−子局間の伝送について説明すれば、これは一
般に第５図に示すようなフォーマットでシリアル伝送さ
れるようになっている。この手順は１（ＤＬＣと呼ばれ
る公矧のものである。これに工れば伝送開始７ラグＦ１
に続いては相手局アドレスＡ、制御データ（伝送フォー
マットや情報の種類、伝送データ数を格納）Ｃ１伝送情
報工。〜１１、フレームチェックシーケンス（ＣＲＣに
使用）Ｆｅ２．伝送終了フラグＦ！よりなるものとなっ
ている。子局を選択する場合、親局は子局のアドレスを
指定し例えば、変化のめった情報のみを伝送してもらい
たい場合には″Ｏ′を、全プロセスデータの場合には１
＃というような判定情報を工０にのせ、光ループ伝送路
に伝送するものである。子局では親局からのｆｏを判定
し、同様に第５図に示すフォーマントで工０に変化あり
データか全データかの伝送情報の種別を格納したうえ工
１〜工、に該当する情報をのせて親局へ伝送するものと
なっている。

第６図は親局におけるメモリ内のプロセスデータテーブ
ルを示したものでめる。これに全てのプロセス入出力情
報が記憶されるＬうになっている。

各子局は変化６り情報の場合も全情報の場合も各情報に
データアドレスを付して親局に伝送するが、親局はデー
タアドレスを判定しプロセスデータテーブルにおける該
当データアドレスのデータを書き換えすれば工いもので
める。これにエリ本テーブルには常に最新の情報が格納
されることとなり、親局は各種の情報処理を行なうこと
が可能となる。

第７図は子局でのプロセスデータ入力処理の７０−を示
したものでわる。

子局は全プロセス入力信号を取り込むために順次信号を
選択しデータの読取りを行なう。これをメモリ内の割当
アドレスに格納されている前回取込デー□りと比較する
工うになっている。この場合プロセス入力信号がディジ
タル信号の場合はビットの変化りり変化したことが、ま
た、アナログ信号に対してはおる許容変化値ｉｆ定め以
下の関係が満足された場合に変化有として判定さｎるＬ
うになっている。

！（今回１直）−（前回１直）１〉６　・・・・・・（
１）変化有りの場合はそのデータの変化有フラグをＯＮ
とし、割当アドレスにデータを格納して親局からのアク
セスに備えるものでろる。第８図にその場合での格納デ
ータフォーマットの例を示すが、データ１個について変
化有フラグに１ビツト、データアドレスに１５ビツト、
データに１６ビツト割当されるものとなっている。

第９図は親局からのアクセス時に子局が行なう伝送処理
のフローを示したものでるる。

子局は親局からの伝送指示を確認した後、変化データの
みの伝送か、全データの伝送かを判定するよう罠なって
いる。変化データのみと判定された場合は、前述データ
フォーマットの１変化有フラグがＯＮになっているデー
タのみを、また、全データの場合には自局の全プロセス
ブータラ送信バッファに格納し、親局へ伝送するもので
ある。

データ伝送終了後は全データの１変化有フラグはリセッ
トされるＬうになっている。

本発明は以上のＬつなものでおるが、以上の例では親局
からのアクセスがめってから子局は伝送すべきプロセス
データを通信バッファに格納しているが、一般にこの方
式では処理が遅くなることは否めない。そこで、予め変
化のめった全てのプロセスデータをｇｓ図に示す７オー
マントで通信バッファに格納しておき、親局からのアク
セス時にこのデータを伝送するという方法も考えられる
。

この方法に：る場合は処理速度は速くなるが、一般にメ
モリ等のハード量が多くなる。しかしながら、近年メモ
リの高速化と高密度化にＬり比較的容易に実現が可能で
るる。この方法による子局での処理の７ａ−を第１０図
に示す。通信バッフ７に格納する変化有データのフォー
マットは第８図に同一でめる。

更に変化のめったプロセスデータのみならず、全てのプ
ロセスデータを専用のバッファメモリに格納しておき、
親局からの要求に−り子局で判定してデータを伝送する
方法も考えられる。本方法、によればバッファメモリか
ら必要なデータを選択し呼び出す処理装置が必要となり
その分ハードウェアが増えることになる。また、この処
理装置は光伝送ループの速度に見合せて高速にする必要
がめり、高速光伝送のときはマイクロプロセッサでは実
現できないことが多く、ハード量がさらに増えることに
なる。しかしながら、全体としての処理速度か向上され
ることは明らかでろる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、子局各々は変化のあった
プロセスデータのみを周期的に伝送する一方、その周期
よりも周期穴として全プロセスデータを周期的に伝送す
るＬうにしたものでろるから、伝送上スループットが比
較的小さい場合であってもプロセスデータの変化を親局
で速やかに知り得るばかりか、子局側でのプロセスデー
タを全て把凛し得るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によって子局による光ループ伝送路の
占有状態が時間とともに如何に変化するかを一例として
示す図、第２図、第３図は、それぞれ親局、子局の一例
でのハードウェア構成を示す図、第４図は、親局での動
作の概要をフローとして示す図、第５図は、親局、子局
間で伝送されるデータのフォーマツトラ示す図、第６図
は、親局におけるメモリ内のプロセスデータのテーブル
金示す図、第７図は、子局でのプロセスデータ入力処理
の７０−を示す図、第８図は、子局におけるメモリへの
データの格納フォーマツトラ示す図、第９図は、親局か
らのアクセスに対して子局が行なう伝送処理のフローを
示す図、第１Ｏ図は、変化のあったプロセスデータを通
信バッファに格納せしめる場合での、親局からのアクセ
スに対して子局が行なう伝送処理のフローを示す図、第
１１図は、プラント！ＩＩＩ御システムの全体構成を示
す図である。 １・・・光ループ伝送路、２・・・親局、５゜〜５ｍｌ
・・・子局。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、プラント内に散在設置された複数の子局各々におい
   て取込されたプラント情報を、親局からの指示により子
   局単位に該親局に伝送するプラントプロセス信号伝送方
   法において、子局各々は前回伝送時点以後に変化したプ
   ラント情報のみを周期的に伝送する一方、該伝送の周期
   よりも周期大にして全プラント情報を周期的に伝送する
   ことを特徴とするプラントプロセス信号伝送方法。