JPS6123439A - 分散型プラント監視制御装置におけるデ−タ伝送方式 - 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、各種プラント計装制御装置内の情報伝送の方
式に係るもので、特に複数のデータ収集装置や制御装置
等を分散配置し、これらをローカルエリアネットワーク
（以下、ＬＡＮという）により結合して情報伝送する方
式の改良に関する。

〔発明の背景〕

一般に、プラントのプロセス状態量は時々刻々変化し、
また監視すべきプロセス量も多いところから、プラント
情報を所定時間毎に周期的に伝送してＣＲＴ画面上に順
次表示することが行われる。

この場合、分散型プラント監視制御システムについては
ＬＡＮの伝送容量を予め予測される伝送容量より極めて
高く設定しておき、負荷急増時への対応を行う方式があ
る。しかし、かかる方式は、機器ノコンパクトさ、コス
トの点で必ずしも有利ではなく。より低速のＬＡＮの有
効活用によるコンパクト化、低価格化が求められている
。また、同一性能のＬＡＮであってもプラント監視制御
の観点から、該目的に必要なデータをより高速に更新す
ることが望まれている。かかる分野の先行技術は、例え
ば、Ｊ、　ｆ）、　Ｂｃｈｏｅｆｆｅｒ他１９８４年２
月のＴＥＥＥ　Ｔｒａｙｓ、　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　、　
’ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＣｏｍｐｕｔｅｒ　８ｙｓｔ
ｅｍ　ｆｏｒ　１ｎｄａｓｔｒｉａｉ　Ｐｒｏｃｅｓｓ
ｃｏｎｔｒｏｌ″に詳しく記載されている。

また、各分散処理装置が受信したパケットデータを一時
的にバッファメモリに格納し、急増する負荷を吸収する
方式もあるが、これは、一時的な負荷の吸収対策を目的
とするもので、伝送周期の短縮のための本質的解決策と
はならない。例えば、特願昭５６−６３９８、公開昭５
７−１２１７５０ご情報処理システムの仕事処理方法″
に規定されている。

このようなことから、ＬＡＮの伝送容量を格別大きくせ
ずに、限られた伝送容量の中で効率的に伝送しつる伝送
方式が望まれている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ローカルエリアネットワークの伝送情
報に量的な限界が存在する条件下で、プラント監視制御
を効果的に、効率よ〈実施するための情報伝送方式を提
供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明による伝送方式は、
単数または複数のプラント監視データ収集装置、単数ま
たは複数のプラントアクチュエータ制御装置、および単
数または複数の中央監視制御装置の全てまたはその一部
がローカルエリアネットワークにより結合され、このロ
ーカルエリアネットワーク上に周期的にプラントの情報
を伝送する分散型プラント監視制御装置におけるデータ
伝送方式において、前記プラントの状態またはプラント
の運転操作の要求に応じて前記プラントの情報の伝送周
期を選択的に短縮する点に特徴を有する。

より具体的に示せば、プラントの監視制御目的に鑑みて
、より重要な情報の伝送周期を他の情報の伝送周期より
も優先的に短縮するようにしたものである。重要な情報
とは、ＣＲＴを経由してプラント状態を監視あるいは操
作している場合には、該ＣＲＴＩＣ表示されている情報
が、表示されていない情報より頻繁に更新（表示更新周
期）されることが重要であり、またプラント状態値であ
っても警報状態にあるか、近づきつつある値の方が、そ
うでもない状態値より重要という意味である。

このようにすることによって、ローカルエリアネットワ
ークに情報伝送の限界値が存在する場合に、重要な情報
を自動的かつ選択的に伝送することができる、 〔発明の実施例〕 以下、本発明による伝送方式の実施例を図面に基づいて
説明する。

第１図に、本発明に係る分散型プラント監視制御装置の
全体構成の一例を示す。この例では、各分散処理装置ｌ
Ｒ９１丁がリングタイプのシリアルデータ伝送ライン２
に結合され、この伝送ライン２を経由してプラント情報
の伝受を行うようになっている。また、第２図は、本発
明に係る分散型プラント監視制御装置の全体構成のもう
一つの例を示すものであり、分散処理装置１ｍ、Ｉｔが
樹枝タイプのシリアルデータ伝送ライン２を経由して接
続され、ている。いずれの方式においても、情報伝送は
発信元の分散処理装置ＩＴよりパケットデータとして他
の受信用分散処理装置１鳳へ送る。

第３図は、本発明になる受信側の分散処理装置１８の構
成例を示したものであり、バスコントローラ６によりＩ
１０バス３が制御される。かかるＩ１０バス３は、例え
ばインテル社によるＭＵＬＴＩＢＵＳにより構成するこ
とができ、ＣＰＵ８、メモリ７、ＣＲ’Ｉ’コントロー
ラ９、ＣＲ’ｒｌＯを接続し、さらに共有メモリ４を通
信制御装置５とＣＵＰ８の双方より読み書き可能なよう
に配設したものである。通信制御装置５は、シリアルデ
ータ伝送ライン２と接続されている。以上の分散処理装
置１凰は、プラントからの計測データをシリアル信号の
形態でシリアルデータ伝送ライン２を介して受信し、Ｃ
ＲＴＩＯを通じて運転員に集約表示することを主目的と
するものである。

一方、第４図は送信側の分散処理装置１！の構成例を示
したものであり、ＣＲＴコントローラ９゜ＣＲＴＩＯの
替りにプロセス入出力装置１１を設置し、プラントから
のデータを収集する。かかる分散処理装置１テは、主と
してプラントからのデータを収集し、シリアルデータ伝
送ライン２を経て受信用分散処理装置Ｉ１１にデータを
伝送することを目的とする。

次に第５図は、本発明に係る分散処理装置ＩＲ１テに含
まれる通信制御装置５の構成例を示すものである。シリ
アルデータ伝送ライン２より受信された信号は、信号直
並列変換装置１２によυ並列信号に変換され、交替バッ
ファあるいはサーキュラリストの形式をとる受信バッフ
ァ１３に格納される。受信バッファ１３内の信号は、通
信制御プロセッサー５および該プロセッサが専らアクセ
スする専用メモリー４、分散処理装置１のＣＰＵ８と双
方からアクセスする共有メモリ４に格納されているデー
タおよびプログラムにより処理が実行される。

第６図は、ローカルエリアネットワーク上を伝送される
プラント情報の一パケット当りの構成例を示したもので
ある。バケツ）Ａを規定する部分（ＰＮＯ）１６、ファ
ンクション屋を規定する部分（ＦＮＯ）１７、パケット
内データ長を規定する部分（ＷＨＯ）１８、およびパケ
ットＡ１６またはファンクションＡ１７またはその双方
によシ規定されるパケット内伝送情報（ＤＡＴＡ）１９
より構成される。パケット内伝送情報１９としては、プ
ラントから送信用分散処理装置ＩＴを経由して収集した
プラントデータの場合、おるいは、本発明に係るデータ
伝送周期の変更命令の場合がある。

第７図は、本発明になるパケット伝送周期を変更する場
合の時間軸上の関係を示したものである。

新たなＣＲＴ表示画面が選択された場合で、該画面にア
クチュエータまたはセットポイントステーションのイン
チングに係る画面が表示されているか、またはプラント
情報を表示している場合について考え右と、該プラント
データは、監視、マンマシンコミュニケーションのため
、プラントの動特性に対応した短周期で更新されること
が必要である。すなわち、新しいＣＲＴ表示を行った分
散処理装置の動作は、送信周期変更要求を行う側の時間
軸２０に沿って記詠されておシ、プラントデータを収集
する送信側分散処理装置１ｙの動作は送倍周期変更要求
を受ける側の時間軸２１に沿って示される。ＣＲＴが更
新され、送信周期短縮要求処理２２が実行されると、そ
の結果、特定のバケツ）Ａを指定して、送信周期短縮を
要求する制御データのパケットが第３図のプラント監視
用機能装置より第５図の通信制御プロセッサを経由して
ＬＡＮ上を伝送され、送信周期短縮を実行すべき分散処
理装置で受信される。受信後直ちに送信周期短縮要求受
理処理２３が実施され、その結果、従来通常周期パケッ
ト送信処理２６により送られていたプラントデータは、
以降、短縮周期パケット送信処理２７に変更され、デー
タ更新周期が短縮される。ＣＲＴがその後、更に更新さ
れるか消去されて、最早該パケットの短縮周期送信が必
要でなくなると、送信周期復旧要求処理２４を要求側が
行いＬＡＮに指令が伝送され、要求される分散処理装置
にて、送信周期復旧受領処理２５が実施され、通常周期
パケット送信処理２６に復旧する。

第８図は、ＣＲ１画面が変更された場合に対応して行わ
れる要求側での送信周期短縮要求処理を示したものであ
り、処理ブロック１，２にて消去されたＣＲＴ画面に表
示されていたプラントデータに対応する送信周期短縮要
求を解除する。処理ブロック３，４．５の処理は、新規
に表示された〇Ｒ，Ｔ画面で表示されているプラントデ
ータにつき、該プラントデータが含まれているパケット
雇を求め、該バケツ）Ａの送信周期短縮を求める処理で
ある。

ＣＲＴ表示画面毎に表示されているプラントデータの認
識番号（ｐＩｎｎ）が規定されており、該Ｐ　Ｉ　ＤＡ
に対応して第９図に示す如く、核ＰＩＤ墓がどのバケツ
）Ａで送信されているかの対応表示を予め設けておく。

したがって、送信周期短縮を求める必要のおるバケツ）
Ａは全て求まることとなり、第８図の処理ブロック３３
にてパケットＡを指定して送信周期短縮を求めるパケッ
トを、例えば第６図のファンクションコード１７をその
旨指定して、ＬＡＮに流すこととなる。該パケットがＬ
ＡＮ上を送信されると、該パケットを他の分散処理装置
が受信し、第１０図の処理ブロック８，９．１０の処理
にもとづき、自己の送信するパケットに関する送信周期
短縮要求であれば、送信スケジュールの高速送信スケジ
ュール部に登録し、短縮周期送信を開始する。ここで、
パケットＡは各々につき、送信する分散処理装置が予め
一意的に定まっているものとする。

第８図の処理ブロック７と第１θ図の処理ブロック１０
の処理は対応しており、短縮周期送信を要求する側が、
要求を発したままオンライン状態を離脱し、その結果、
短縮送信を行う側で無意味な送信を行ってＬＡＮの負荷
を増すことを防止するためのもので、ｍくｍ秒なる周期
で送信要求側は送信周期短縮を要求し、被要求側では直
前のｎ秒間に送信周期短縮要求がなき場合には、短縮周
期送信をリセットするものであり、システム全体に自律
的な耐故障能力を持たせるものである。

以上は、ＣＲＴを有するプラント監視制御装置にて、プ
ラント監視用ＣＲＴ画面またはインチング操作用ＣＲＴ
画面が要求され、必要なデータを短周期送信する過程を
示し、２台以上の分散処理装置間の交信にもとづき処理
が実施されるが、第４図に示す如きプラントデータ収集
装置においては、自ら収集したデータが警報状態に入っ
たか離脱したかを判断することができ、警報状態のデー
タを自己の送信するパケット内に含む場合には、該パケ
ットの送信周期を自律的に短縮することができ、かつ望
ましい。第１１図は、この間の処理を示したもので、処
理ブロック１１，１２，１３゜１４において、自己より
送信するパケット内に警報状態のデータを含むときに、
自律的に送信周期を短縮するプロセスの例を示した。

〔発明の効果〕

本発明により、ローカルエリアネットワークに接続され
ている全ての分散処理装置の情報伝送要求量がネットワ
ークの伝送最大容量に等しくなるか、それ以上になる場
合でも、プラント監視制御の目的から重要な情報を優先
的にその伝送周期を短縮して伝送させることにより、ネ
ットワークの伝送負荷過大による伝送時間遅れまたは伝
送情報欠落を防止する効果がおる。

【図面の簡単な説明】

第１図はネットワークの形態がリング構造の場合の本発
明に係る分散型プラント監視制御装置の全体構成図、第
２図はネットワークの形態がバス構造の場合の本発明に
係る分散型プラント監視制御装置の全体構成図、第３図
は本発明に係る分散型プラント監視制御装置を構成する
受信用分散処理装置の構成を示すブロック図、第４図は
本発明に係る分散型プラントの監視制御装置を構成する
送信用分散処理装置の構成を示すブロック図、第５図は
通信制御装置の構成を示すブロック図、第６図はパケッ
ト情報の構成を示す説明図、第７図はデータ送信周期短
縮と通常周期への復旧の時間的推移を示す説明図、第８
図は他の分散処理装置に対して送信周期短縮を要求する
アルゴリズム例を示すフローチャート、第９図はプラン
トデータ認識番号とパケットムとの対応検索テーブル構
成例を示す説明図、第１０図は他の分散処理装置より送
信周期短縮を要求された場合のアルゴリズム例を示すフ
ローチャート、第１１図は分散処理装置で収集したデー
タの警報状態が変化した場合のアルゴリズム例を示すフ
ローチャートである。 ＩＲ・・・受信用分散処理装置、１テ・・・送信用分散
処°理装置、２・・・シリアルデータ伝送ライン、３・
・・Ｉ１０バス、４・・・共有メモリ、５・・・通信制
御装置、６・・・バスコントローラ、７・・・メモリ、
８・・・ＣＰＵ（中央演算処理装置）、９・・・ＣＲＴ
コン）Ｒ−ラ、１０・・・ＣＲＴ表示装置、１１・・・
プロセス入出力装置、１２・・・信号直並列変換装置、
１３・・・送受信バッファ、１４・・・専用メモリ、１
５・・・通信制御プロセッサ、１６・・・パケット屋、
１７・・・ファンクション憲、１８・・・パケット内デ
ータ長、１９・・・パケット内伝送情報、２０・・・送
信周期変更要求を行う側の時間軸、２１・・・送信周期
変更要求を受ける側の時間軸、２２・・・送信周期短縮
要求処理、２３・・・送信周期短縮要求受領処理、２４
；・・・送信周期復旧要求処理、２５・・・送信周期復
旧要求受領処理、２６・・・通常周期パケット送信処理
、２７・・・短縮周期パケット送信処理。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、単数または複数のプラント監視データ収集装置、単
   数または複数のプラントアクチュエータ制御装置、およ
   び単数または複数の中央監視制御装置の全てまたはその
   一部がローカルエリアネットワークにより結合され、こ
   のローカルエリアネットワーク上に周期的にプラントの
   情報を伝送する分散型プラント監視制御装置におけるデ
   ータ伝送方式において、前記プラントの状態またはプラ
   ントのプラントの運転操作の要求に応じて前記プラント
   の状態またはプラントの運転操作の要求に応じて前記プ
   ラントの情報の伝送周期を選択的に短縮することを特徴
   とする分散型プラント監視制御装置におけるデータ伝送
   方式。 ２、特許請求の範囲第１項記載のデータ伝送方式におい
   て、前記選択的に短縮するプラント情報は中央監視制御
   装置に含まれるデータ表示装置上に表示されている情報
   を優先することを特徴とする分散型プラント監視制御装
   置のデータ伝送方式。 ３、特許請求の範囲第２項記載のデータ伝送方式におい
   て、データ表示装置上に表示されている情報は、中央監
   視制御装置により選択された自動または手動切替ステー
   ション、制御設定値ステーションまたはバイアスステー
   ションにおける設定値情報であることを特徴とする分散
   型プラント監視制御装置のデータ伝送方式。 ４、特許請求の範囲第１項記載のデータ伝送方式におい
   て、前記選択的に短縮するプラント情報は、警報状態に
   なつたプラント情報であることを特徴とする分散型プラ
   ント監視制御装置のデータ伝送方式。