JPS61157091A - 分散型制御システム - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、各種プラントの監視制御を行なう分散型制御
システムに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、ＩＴＶカメラを用いたシステムとして、第６図に
示す様な構内への侵入者を監視する監視システムがある
。このシステムは、現場側Ａと監視所側Ｂとに別れ、現
場側Ａの各所にはカメラ１゜・・・、カメラ雲台、拡声
スピーカ２．・・・、照明３゜・・・およびマイクロホ
ン等が設置され、これらは現場側操作卓４からの指令ま
たは監視所側Ｂからの指令によって現場側制御装置５に
よって順次切換えられ、その監視内容は操作卓４のモニ
タテレビに表示され、あるいは伝送路６を介して監視所
側Ｂへ伝送される。

この監視所側Ｂは、操作パネル７ａ、モニタテレビ７ｂ
、・・・および表示パネル７Ｃ等を持った操作卓７のほ
か、操作卓７からの指令に基づいて雲台制御信号を現場
側Ａに伝送したり、あるいは現場側Ａからのビデオ信号
を受けて侵入者の有無を判断し、侵入者有りの場合には
警報信号を出力する等の機能を持った制御装置８等によ
って構成されている。なお、この監視所側Ｂのモニタテ
レビ７ｂは、コスト、操作員の作業性等から通常数台使
用され、現場側ＡのＩＴＶカメラ１を切換えて表示する
構成となっている。

しかし、以上のような構成はＩＴＶシステムだけであっ
て、これをそのまま鉄鋼１石油、化学プラント等の制御
には利用できない。特に、近年、多数のステーションを
分散配置して上位装置で監視する分散型プロセス制菌シ
ステムが主流となってきているが、このシステムにおけ
るプラントの監視は、各種センサからの温度、圧力、流
量などのプロセス量をデータ伝送によって収集して各ス
テーション毎にループ制御を行ない、マンマシンインタ
ーフェイスは中央監視室にある上位装置のオペレータコ
ンソールで行なっている。

このようなシステムでは、従来、該システムと１’　Ｔ
　Ｖシステムとは別個独立して設置するのが一般的であ
る。その理由は、ＩＴＶカメラのビデオ信号とプロセス
データとは信号の性質が異なっており、同一に扱うこと
が出来ないことに起因している。

〔発明の目的〕

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、ＩＴＶシス
テムとプロセスデータ伝送システムとの融合を図って総
合的にプラントを監視制御する分散型制御システムを提
供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、マンマシンインターフェイスやモニタ装置等
を持つオペレータ・コンソールステーションとテレビカ
メラおよびプロセス制ｗＡｍ能を所有する複数のコント
ロールステーションとを光ファイバおよびスターカブラ
を用いて分散接続し、複数の波長の信号を用いてステー
ション相互間で信号授受を行なう分散型制御システムで
ある。

〔発明の一実施例〕

以下、本発明の一実施例について第１図ないし第５図を
参照して説明する。先ず、第１−図は分散型制御システ
ムを模式的に表わした因であって、これは中央側のオペ
レータ・コンソールステーション１１と複数のプロセス
を制御するコントロールステーション１２．・・・とが
伝送路としての光ファイバ１３およびスターカブラ１４
を介して相互に接続されてなる分散型制御システムの構
成をとっている。

前記スターカブラ１４は、例えば第２図に示すように分
岐端より入射した光イが多数の分岐端から均等に分配さ
れて出射する構成のものが使用される。なお、各ステー
ション１１．１２．・・・には分岐入力端と分岐出力端
とが一対ずつ接続されるものとする。

次に、第３図および第４図はより具体化したシステムの
構成図であって、第３図はコントロールステーション１
２．・・・（便宜上、１２Ａ〜１２Ｄの番号を付す）の
構成を示し、第４図は中央側のオペレータ・コントロー
ルステーションの構成を示す。このシステムは、光の波
長多重伝送方式を用い、−例として４波の波長λ！〜λ
４が使用される。

前記コントロールステーション１２Ａ〜１２Ｄのうち１
２Ａ、１２Ｂは同一構成を有し、具体的には光波長λ１
を電気信号に変換する光−電気変換部１２１と、プロセ
ス量を検出しかつオペレータ・コンソールステーション
１１からの指令に基づいて図示しない操作端を制御し、
またカメラ雲台刺部信号を出力するプロセス等コントロ
ール部１２２と、周波数多重回路１２３と、ビデオ信号
にパルス周波数変調（ＰＦＭ）をかけるＰＦＭ部１２４
と、ＬＥＤまたはラッチ用ダイオード等を用いた電気−
光変換部１２５と、電気−光変換部１２６とで構成され
、さらにこれらのステーション１２Ａ、１２Ｂにはテレ
ビカメラ１５および集音マイク１６が設けられている。

このカメラ１５および集音マイク１６は周波数多重回路
１２３でビデオ信号と音声信号とが周波数多重されるも
のであるが、テレビカメラ１５単独で使用することもあ
る。また、コントロールステーション１２Ｃは、３台の
テレビカメラ１５．・・・が付加されたもので、プロセ
ス等コントロール部１２２からの切替信号を受けてビデ
オスイッチ１２７が３台のテレビカメラ１５．・・・を
選択出力する構成となっている。コントロールステーシ
ョン１２Ｄは、テレビカメラ１５．・・・および集音マ
イク１６等を有せず、専らプロセス量の検出およびプロ
セス操作端の制御を行なうステーションである。

さらに、各コントロールステーション１２Ａ〜１２Ｄと
オペレータ・コンソールステーション１１との信号授受
を行なうために、各ステーション１２Ａ〜１２０・の入
出力端に複数の波長を合波または分波する合分波器１７
およびスプライスボックス１８Ａが設けられている。こ
の光接続ボックス１８Ａは、多芯光ファイバコード１９
と単芯光フアイバコード１３とをスプライス接続した接
続部を保護するものである。１８Ｂは各スターカブラ１
４へ接続する光フアイバコード１３とをスプライス接続
するものである。

一方、第４図に示す中央側のオペレータ・コンソールス
テーション１１にあっては、例えば１台のモニタテレビ
２１を持ったステーション１１Ａとマンマシンインター
フェイスを持ったステーション１１Ｂとを有し、これら
は互いは独立して動作させる場合と、相補間して動作さ
せる場合とがある。

ステーション１１Ａは、その入出力端側にスプライスボ
ックス２２および合分波器２３が設けられ、内部的には
電気−光変換部１１１．光−電気変換部１１２．プロセ
ス制御用データ、プロセス収集データ等の集中管理、カ
メラ選択信号の送出。

切替刺部信号の送出等を行なうコントロール部１１３、
複数の光−電気変換部１１４．パルス周波数変調された
信号を復調する復調部１１５および切替スイッチ１１６
を備えている。２４はビデオ信号に音声信号が重畳され
ている場合、ビデオ信号と音声信号とを分離する分離回
路である。

次に、もう一方のステーション１１Ｂは、その入出力端
に同様にスプライスボックス２２および合分波器２３を
有し、内部的にはオペレータコンソール１１７を持ち、
付属のＣＲＴディスプレイ２５の画面を見てプラント全
体を監視しかつキーボードを使って制御し、必要に応じ
てコントロー　　　　　１ル１１３に指示を与えたりす
る。１１８は電気−光変換部、１１９は光−電気変換部
である。

第５図は、システムを階層的に表わした模式図であって
、特にプロセス等コントロール部１２２を具体的に示し
ている。プロセス等コントロール部１２２は、上位バス
３１の入出力端にマルチプレクサ３２を有し、このマル
チプレクサ３２にＩＴＶカメラ１５および通信用コント
ローラ３３が接続されている。ざらに、通信用コントロ
ーラ３３からの内部バス３４が導出され、これに少なく
とも一台以上のプロセス用コントローラ３５．・・・が
接続され、このコントローラ３５からテレビカメラ１５
の雲台が制御される。

次に、以上のように構成されたシステムの作用を説明す
る。中央オペレータ・コンソールステーション１１にお
いてオペレータがオペレータ・コンソール１１７に対し
てキーボードを操作して例えば特定のコントロールステ
ーション例えば１２Ａに制御信号を出力すると、これは
電気−光変換部１１８で波長λ１の光信号に変換され、
スターカブラ１４を経由して多芯光ファイバコード１９
および合分波器１７を通ってコントロールステーション
１２Ａに送られる。このコントロールステーション１２
Ａでは、光−電気変換部１２１で電気信号に変換し、こ
の制御信号内容に応じてプロセス量データの要求あるい
は操作端の制御、又はカメラ雲台制御のいずれか１つま
たは２つを受けると、それに基づいてプロセス等コント
ロール部１２２はプロセス量データを波長λ１の光信号
に変換して伝送し、あるいはプロセス操作端を制御し、
またはカメラ雲台を制御してテレビカメラ１５の被写体
に対するアルグルを変える。ここで、テレビカメラ１５
からのビデオ信号はマイク１６からの音声信号があれば
、周波数多重回路１２３にて両信号を周波数多重し、ビ
デオ信号のみであればそのまま出力し、後続のＰＦＭ部
１２４によりパルス周波数に変調され、この被変調信号
は電気−光変換部１２５で波長λ２の光に変換されてオ
ペレータ・コンソール１１１１１１に送られる。このよ
うにして波長λｌ、λ２に変換された光信号の何れか１
つまたは両方が光ファイバ１９およびスターカブラ１４
を介してオペレータ・コンソールステーション１１側に
伝送される。

このオペレータ・コンソール１１側では、ステーション
１１Ａの入出力側に設置される合分波器２３により波長
λ１．λ２に分波され、波長λ１のプロセス量データは
コントロール部１１３に入って記憶され、また波長λ２
のビデオ信号は光−電気変換部１１４および復調部１１
５で電気信号に変換されて復調される。このとき、コン
トロール部１１３から切替信号を受けて切替スイッチ１
１６は復調された信号をモニタテレビ２１に表示する。

また、オペレータ・コンソール１１７側でも波長λ１の
プロセス量データを受けて記憶し、必要な計算を行なう
通してＣＲＴディスプレイ２５に表示する。なお、第５
図との関係で説明すると、テレビカメラ１５のビデ。オ
信号はマルチプレクサ３２でデータパケット信号と多重
化され上位バス３１側に伝送される。また、テレビカメ
ラ１３の雲台制御信号は、通信用コントローラ３３゜内
部バス３４などを通ってプロセスコントローラ３５で受
け、該コントローラ３５のＩ１０カードからテレビカメ
ラ１５に与えられる。

従って、以上のような実施例の構成によれば、光ファイ
バおよびスターカプラを使用し、波長の異なる光信号を
用いて信号伝送するようにすればオペレータ・コンソー
ルステーション１１に複数のコントロールステーション
１２．・・・が分散配置されるプロセス制御システムと
ＩＴＶシステムの融合が図れ、プラントの総合監視制御
が可能となる。またプロセス量データとビデオ信号を同
じ光フアイバケーブル１７．１８を使用して相互に伝送
するため、一方の信号の配線弁だけコストの低減化が図
れる。また、テレビカメラ台数、使用波長および使用モ
ニタテレビ２４等を任意に変更可能で融通性に富んだシ
ステムを作ることができる。

ざらに、データ伝送によって雲台を１ｌｊｔ［ｌできる
ので、被写体を必要なアングルで写し出してテレビモニ
タ２１に表示できる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

信号の多重手段としては、光に変換した後に光波長多重
としてもよく、オペレータ・コンソールステーション１
１の各ステーション１１Ａ。

１１Ｂは必要により機能分担してもよくあるいは相互に
対等独立して動作する構成でもよい。その他、本発明は
その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

〔発明の効果〕

以上詳記したように本発明によれば、ＩＴＶカメラシス
テムとプロセス制御システムとの融合が図れて各種のプ
ラントをより効果的にかつ融通性をもって監視制御でき
る分散型制御システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明のシステムの一実施例を説
明するためのもので、第１図は光ファイバおよびスター
カプラを用いた分散型制御システムの模式図、第２図は
第１図に示すスターカプラの概念構成図、第３図はロー
カル側コントローラステーションの具体的な構成図、第
４図はセンタ側オペレータ・コンソールステーションの
具体的な構成図、第５図は制御システムを階層的に表わ
した図、第６図は従来のＩＴＶカメラシステムの構成図
である。 １１・・・オペレータ・コンソールステーション、１２
（１２Ａ〜１２Ｄ）・・・コントロールステージジン、
１３・・・光ファイバ、１４・・・スターカプラ、１５
・・・テレビカメラ、１６・・・集音マイク、１７・・
・合分波器、１８Ａ、１８Ｂ・・・スプライスボックス
、２１・・・モニタテレビ、２２・・・スプライスボッ
クス、２３・・・合分波器、２５・・・ＣＲＴディスプ
レイ、１１３・・・コントロール部、１１５・・・復調
部、１１６・・・切替スイッチ、１１７・・・オペレー
タコンソール、１２２・・・プロセス等コントロール部
、１２３・・・周波数多重回路、１２４・・・ＰＦＭ部
（パルス周波数変調部）。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マンマシンインターフェイスおよびモニタ装置を所有す
   るオペレータコンソールステーションと、テレビカメラ
   およびプロセス等コントロール部を有し、オペレータコ
   ンソールステーションに対して分散配置される複数のコ
   ントロールステーションと、これらのステーションを接
   続する伝送路としての光ファイバおよびスターカプラと
   、前記テレビカメラの雲台制御、テレビカメラのビデオ
   信号、プロセス操作端制御およびプロセス量データを複
   数の波長の光に変換して相互に伝送する信号伝送手段と
   を備えたことを特徴とする分散型制御システム。