JPS6136801A - 分散型制御装置 - Google Patents
分散型制御装置Info
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- JPS6136801A JPS6136801A JP15768384A JP15768384A JPS6136801A JP S6136801 A JPS6136801 A JP S6136801A JP 15768384 A JP15768384 A JP 15768384A JP 15768384 A JP15768384 A JP 15768384A JP S6136801 A JPS6136801 A JP S6136801A
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- control
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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。
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、積分計算を実行する制御装置が複数個、共通
データバスに結合されて成る分散型制御装置に関する。
データバスに結合されて成る分散型制御装置に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
近年、半導体技術の進歩に伴う集積素子の高信頼度化、
機能の高精度化が進み、今日では様シな分野にマイクロ
プロセッサを応用した制御部ｆｉｌが数多く用いられる
ようになってきた。その制御装置は、ハードウェアの標
準化、ソフトウェアのコンパクト性を特徴とし、従来行
なわれてきたミニコンによる集中処理的な指向とは異な
る、共通データバスを用いた分散処理を可能としている
。例えば、監視用、制御用と言う機能毎に処理ユニット
を分割した分散型処理システムが構成されている。
機能の高精度化が進み、今日では様シな分野にマイクロ
プロセッサを応用した制御部ｆｉｌが数多く用いられる
ようになってきた。その制御装置は、ハードウェアの標
準化、ソフトウェアのコンパクト性を特徴とし、従来行
なわれてきたミニコンによる集中処理的な指向とは異な
る、共通データバスを用いた分散処理を可能としている
。例えば、監視用、制御用と言う機能毎に処理ユニット
を分割した分散型処理システムが構成されている。
第２図にその共通データバスで結合された分散型制御装
置を制御装置が２台の例について示す。
置を制御装置が２台の例について示す。
図において、１００は分散型制御装置を構成する制御装
置を示したものであり、１０１は共通データバス１０を
介して各種の制御データを入出力する入出力制御部、１
０２は入力データｆｉ＋と設定データｒ１との偏差ｅｉ
１をつくる加算部１０３と、積分定数ＫＩの積分算出部
１０４より“庫、′トされ、積分値工１を算出する積分
計算部、１０５よノ、カデータＩＤＩと前記積算値工１
を基に制御データ０】１を算出する演算部である。
置を示したものであり、１０１は共通データバス１０を
介して各種の制御データを入出力する入出力制御部、１
０２は入力データｆｉ＋と設定データｒ１との偏差ｅｉ
１をつくる加算部１０３と、積分定数ＫＩの積分算出部
１０４より“庫、′トされ、積分値工１を算出する積分
計算部、１０５よノ、カデータＩＤＩと前記積算値工１
を基に制御データ０】１を算出する演算部である。
２００は、前記制御袋［１００と同一内容構成を取るが
、２０５の演算部と入力データＩＤ２と制御データＯＤ
２が異なり、制御装置１００とは異なった機能を有する
分散型制御装置を構成する制御装置である。
、２０５の演算部と入力データＩＤ２と制御データＯＤ
２が異なり、制御装置１００とは異なった機能を有する
分散型制御装置を構成する制御装置である。
３ＱＱは、共通データバス１０から各種の制御データＯ
ＤＩ、００２を取り込んでプラント１へ出力したり、プ
ラント１からの入力データを取り込んで共通データバス
１０へ入力データを出力するための入出力装置である。
ＤＩ、００２を取り込んでプラント１へ出力したり、プ
ラント１からの入力データを取り込んで共通データバス
１０へ入力データを出力するための入出力装置である。
この図から分かるように、制御装置１００と２００は制
御装置は異なるが同一機能の積分計算部１０２と２０２
をそれぞれ持ってい）。これは、もしもどちらか一方の
制御装置のみにその演算機能を持たせ、結果を共通デー
タバス１を介して他の制御装置に渡し、演算を実施する
ブ法を取ったとすると、その演算機能を持った制移装置
が故障等でダウンした侍に、その影響で他の制御装置も
制御不能となる、〉）らであり、これを防ぐためである
。
御装置は異なるが同一機能の積分計算部１０２と２０２
をそれぞれ持ってい）。これは、もしもどちらか一方の
制御装置のみにその演算機能を持たせ、結果を共通デー
タバス１を介して他の制御装置に渡し、演算を実施する
ブ法を取ったとすると、その演算機能を持った制移装置
が故障等でダウンした侍に、その影響で他の制御装置も
制御不能となる、〉）らであり、これを防ぐためである
。
［背景技術の問題点コ
ところで、各制御装置に設けられる演算機能のうち、前
記積分計算部１０２，２０２は長時間経過すると両者で
その積分値が異なってくる場合がある。
記積分計算部１０２，２０２は長時間経過すると両者で
その積分値が異なってくる場合がある。
この原因は、積分計算がそれぞれの制御装置の制御周期
（サンプリング周期）を基にして計算されているからで
あり、制御装置１００と２００の２台を同じ制御周期で
、全く同時にスタートさせたとしても演算部１０５と２
０５の処理内容の違い（主に、プログラムのワード数の
違い）や、制御装置１００と２００との物理的な違いに
よって長時間の間に、両方の制御周期にずれが生じてく
る。
（サンプリング周期）を基にして計算されているからで
あり、制御装置１００と２００の２台を同じ制御周期で
、全く同時にスタートさせたとしても演算部１０５と２
０５の処理内容の違い（主に、プログラムのワード数の
違い）や、制御装置１００と２００との物理的な違いに
よって長時間の間に、両方の制御周期にずれが生じてく
る。
これを更に具体的に説明するに、今、簡単のため制御装
置１００の制御周期Ｔを基準にした場合、制御装置２０
０の制御周期誤差をαとすると、それぞれの制御装置の
積分値ＩＩ、Ｉ２は（１）、（２）式のように表わすこ
とができる。
置１００の制御周期Ｔを基準にした場合、制御装置２０
０の制御周期誤差をαとすると、それぞれの制御装置の
積分値ＩＩ、Ｉ２は（１）、（２）式のように表わすこ
とができる。
Ｉ １＝ＫＩ −Σ ｅ ｉ ＋ ・Ｔ −＝
（１）ｊ＝１ １１＝ＫＩ・、Ｗ’ ｅｉ２・（Ｔ＋（Ｅ） −” （
２）ただし、ｅｉ＋ ＝ｒｓ−ｆｉ＋ ｅｉ２ ＝ｒ２−ｆｉ２ ｉ ＝１．２，３．・・・・・・、ｎＴ：制御周期 に工：積分定数 この式より積分値工１と１２は、各制御装置が演算を実
行するたびに制御周期毎の誤差αが累積し、その差は除
々に大きくなってくる。以上の様に積分計算部１０２，
２０２は、制御装置１００と２００のそれぞれの制御周
期に影響されるため、長い処理の間に積分値Ｉｆ、Ｉ２
が異なって来て、この積分値を使って演算を行なう演算
部ＩＧ５，２０５からの制御データＯＤＩ、００２に矛
盾を生じ、プラントの安全運転に大きな影響を与えるこ
とがある。−例として制御袋・［１００でプラントの運
転状態を監視して運転員にプラントの状態表示を行ない
、２００でプラントに対する制御をしているときに、制
御袋Ｍ１００から運転員に知らされる出力値と制御装置
２００からの実際の制御値が異なった場合に、運転員に
よるプランドの異常な運転が実施されるおそれがある。
（１）ｊ＝１ １１＝ＫＩ・、Ｗ’ ｅｉ２・（Ｔ＋（Ｅ） −” （
２）ただし、ｅｉ＋ ＝ｒｓ−ｆｉ＋ ｅｉ２ ＝ｒ２−ｆｉ２ ｉ ＝１．２，３．・・・・・・、ｎＴ：制御周期 に工：積分定数 この式より積分値工１と１２は、各制御装置が演算を実
行するたびに制御周期毎の誤差αが累積し、その差は除
々に大きくなってくる。以上の様に積分計算部１０２，
２０２は、制御装置１００と２００のそれぞれの制御周
期に影響されるため、長い処理の間に積分値Ｉｆ、Ｉ２
が異なって来て、この積分値を使って演算を行なう演算
部ＩＧ５，２０５からの制御データＯＤＩ、００２に矛
盾を生じ、プラントの安全運転に大きな影響を与えるこ
とがある。−例として制御袋・［１００でプラントの運
転状態を監視して運転員にプラントの状態表示を行ない
、２００でプラントに対する制御をしているときに、制
御袋Ｍ１００から運転員に知らされる出力値と制御装置
２００からの実際の制御値が異なった場合に、運転員に
よるプランドの異常な運転が実施されるおそれがある。
［発明の目的］
本発明は、各制御装置における積分計算結果が常に一致
する分散型制御装置を提供することを目的とする。
する分散型制御装置を提供することを目的とする。
［発明の概要コ
このため本発明は、各制御装置の各積分計算部で演算し
た積分値を相互に交換すると共に、常時そのうちの一つ
の制御装置で演算した積算値を各制御装置で使用するよ
うにしたことを特徴としている。
た積分値を相互に交換すると共に、常時そのうちの一つ
の制御装置で演算した積算値を各制御装置で使用するよ
うにしたことを特徴としている。
［発明の実施例］
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る分散型制御装置の概念
図を示したもので、図中、第２図と同一の符号は同一ま
たは相当部分を示す。図において、Ｉｏｌは制御装置１
００の演算部１０２で使用される積分値で、共通データ
バスｌＯを介して制御袋［２００へ送られる。Ｉｏ２は
制御装置２００の演算部２０２で使用される積分値で、
共通データバス１０を介して制御装置Ｅ１００へ送られ
る。４００は制御波［１００と２００から一定値毎に制
御データ００１，００２が出力していることで、動作状
態を監視し、演算に使用する積分値を選択するための選
択指令ＣＩ、Ｃ２を制御装置１００゜２００へ共通デー
タバス１０を介して出力する選択装置である。１１３，
２１３は前記選択装置４００からの選択指令ＣＩ、Ｃ２
を受けて演算部１０２．２０２で使用する積分値に相手
制御装置からの積分値Ｉｏ１．Ｉｏ２と、自制御装置の
積分値ＩＩ、Ｉ２とのどちらかを選択する選択部である
。１１０’、２１０は積分定数ＫＩを用いる比例計算部
であり、周期ｎにはＫＩ・ｅｎ６Ｔなる計算を実行する
。１０，２１１は積算部であり１周期ｎにおける積算値
データＫＩ ・ Σ ｅｉ−Ｔまたは前記選択１＝１ 装置４００によって共通データバス１０から取り込ん゛
だ相手制御装置の積分値Ｉｏ１．Ｉｏ２を使用するよう
選択指令Ｃ１，Ｃ２が出ていれば相手制御装置の積分値
Ｉｏ１．Ｉｏ２を格納しておくところである。１１２，
２１２は自制御装置の積分値ＩＩＪ２を使用するように
前記選択装置４００からの選択指令ＣＩ、Ｃ２が出てい
る時のみ１１０，２１０の計算結果と１１１，２１１の
積算値（このとき１１１，２１１には一周期前すなわち
ｎ−１までの積算値が格納されている）を加算して周期
ｎにおける積算値ＩＩ、Ｉ２を算出する加算部である。
図を示したもので、図中、第２図と同一の符号は同一ま
たは相当部分を示す。図において、Ｉｏｌは制御装置１
００の演算部１０２で使用される積分値で、共通データ
バスｌＯを介して制御袋［２００へ送られる。Ｉｏ２は
制御装置２００の演算部２０２で使用される積分値で、
共通データバス１０を介して制御装置Ｅ１００へ送られ
る。４００は制御波［１００と２００から一定値毎に制
御データ００１，００２が出力していることで、動作状
態を監視し、演算に使用する積分値を選択するための選
択指令ＣＩ、Ｃ２を制御装置１００゜２００へ共通デー
タバス１０を介して出力する選択装置である。１１３，
２１３は前記選択装置４００からの選択指令ＣＩ、Ｃ２
を受けて演算部１０２．２０２で使用する積分値に相手
制御装置からの積分値Ｉｏ１．Ｉｏ２と、自制御装置の
積分値ＩＩ、Ｉ２とのどちらかを選択する選択部である
。１１０’、２１０は積分定数ＫＩを用いる比例計算部
であり、周期ｎにはＫＩ・ｅｎ６Ｔなる計算を実行する
。１０，２１１は積算部であり１周期ｎにおける積算値
データＫＩ ・ Σ ｅｉ−Ｔまたは前記選択１＝１ 装置４００によって共通データバス１０から取り込ん゛
だ相手制御装置の積分値Ｉｏ１．Ｉｏ２を使用するよう
選択指令Ｃ１，Ｃ２が出ていれば相手制御装置の積分値
Ｉｏ１．Ｉｏ２を格納しておくところである。１１２，
２１２は自制御装置の積分値ＩＩＪ２を使用するように
前記選択装置４００からの選択指令ＣＩ、Ｃ２が出てい
る時のみ１１０，２１０の計算結果と１１１，２１１の
積算値（このとき１１１，２１１には一周期前すなわち
ｎ−１までの積算値が格納されている）を加算して周期
ｎにおける積算値ＩＩ、Ｉ２を算出する加算部である。
以上に述べた構成において、今、４００の選択装置から
の選択指令ＣＩ、Ｃ２によって制御装置１００の積分値
１１を使用し、演算する状態になっているものとする。
の選択指令ＣＩ、Ｃ２によって制御装置１００の積分値
１１を使用し、演算する状態になっているものとする。
このとき、制御装置１００はまず周期ｎにおける積算値
１１を算出するために、比例計算部１１０で比例計算を
行ない、その結果と積算部１１１に積算されているｎ−
１周゛期の積算値とを加算部１１２で加算する。この計
算結果、積分値Ｊ１は（３）式となり、（１）式と全く
同じ結果となる。
１１を算出するために、比例計算部１１０で比例計算を
行ない、その結果と積算部１１１に積算されているｎ−
１周゛期の積算値とを加算部１１２で加算する。この計
算結果、積分値Ｊ１は（３）式となり、（１）式と全く
同じ結果となる。
１１＝ＫＩ ・ｅｎ−Ｔ＋ＫＩ Σ ｅｉ２・Ｔｉ＝
１ 次に、この積分値工１は選択部１１３によって演算部１
０５で使用する積分値Ｉｏ１となり１次の周期の演算に
備えるために積算部１１１に格納される。また、制御装
置２００へ送るために入出力制御部１０１から共通デー
タバス１０へ出力される。その後、演算′部１０５にて
演算を行ない、制御データ００１を算出する。
１ 次に、この積分値工１は選択部１１３によって演算部１
０５で使用する積分値Ｉｏ１となり１次の周期の演算に
備えるために積算部１１１に格納される。また、制御装
置２００へ送るために入出力制御部１０１から共通デー
タバス１０へ出力される。その後、演算′部１０５にて
演算を行ない、制御データ００１を算出する。
一方、制御装置２００は、４００の選択装置からの選択
指令Ｃ２により、選択部２１３が演算部２０５で使用す
る積分値Ｉｏ２として制御装置１００の積算値Ｉｏ１を
使用するように働く。次に、その積算部Ｉｏ２として制
御装置４００からの選択指令Ｃ２によって制御装置２０
０の積算値■２を使用する状態に選択された場合に、積
分値が変動しないように積算部２１１に格納される。そ
の後、演算部２０５にて清算が行なわれ、制御データ０
０２が算出される。なおこのとき、比例計算部２１０と
加算部２１２の計算は、実施しても計算結果が積分値と
して使用されないので実施されなｓ 以上の説明では制御装置１００の積算値Ｉｏ１を使用す
る場合を示したが、制御波！２００の積算値Ｉｏ２を使
用する場合についても同様な動きとなる。即ち。
指令Ｃ２により、選択部２１３が演算部２０５で使用す
る積分値Ｉｏ２として制御装置１００の積算値Ｉｏ１を
使用するように働く。次に、その積算部Ｉｏ２として制
御装置４００からの選択指令Ｃ２によって制御装置２０
０の積算値■２を使用する状態に選択された場合に、積
分値が変動しないように積算部２１１に格納される。そ
の後、演算部２０５にて清算が行なわれ、制御データ０
０２が算出される。なおこのとき、比例計算部２１０と
加算部２１２の計算は、実施しても計算結果が積分値と
して使用されないので実施されなｓ 以上の説明では制御装置１００の積算値Ｉｏ１を使用す
る場合を示したが、制御波！２００の積算値Ｉｏ２を使
用する場合についても同様な動きとなる。即ち。
まず、制御装置２００は周期ｎにおける積算値Ｉ２を算
出するために比例計算部２１０で比例計算を行ない。
出するために比例計算部２１０で比例計算を行ない。
その結果と積算部２１１に積算されているｎ−１周期の
積分値とを加算部２１２で加算する。次に、この積分値
■２は選択部２１３によって演算部２０５で使用する積
分値Ｉｏ２となり、積算部２１１に格納されると共に、
制御装置！ｌｏｏへ送られる。その後、演算部２０５に
て演算が行なわれ制御データ００２が算出される。
積分値とを加算部２１２で加算する。次に、この積分値
■２は選択部２１３によって演算部２０５で使用する積
分値Ｉｏ２となり、積算部２１１に格納されると共に、
制御装置！ｌｏｏへ送られる。その後、演算部２０５に
て演算が行なわれ制御データ００２が算出される。
制御装置１００は選択装置１４００からの選択指令ＣＩ
により、選択部１１３が積算値１ｏ１に制御装置２００
の積分値Ｉｏ２を使用するように働く。その後、Ｉｏｌ
は積算部１１１に格納される。次に、演算部１０５にて
演算が行なわれ、制御データＯＤＩが算出される。なお
このとき、比例計算部１１０、加算部１１２の計算は実
施しても計算結果が積分値として使用されないので実施
されない。
により、選択部１１３が積算値１ｏ１に制御装置２００
の積分値Ｉｏ２を使用するように働く。その後、Ｉｏｌ
は積算部１１１に格納される。次に、演算部１０５にて
演算が行なわれ、制御データＯＤＩが算出される。なお
このとき、比例計算部１１０、加算部１１２の計算は実
施しても計算結果が積分値として使用されないので実施
されない。
なお、上記実施例では分散型制御装置として制御装置２
台設けた場合を例にとり説明したが、本発明は制御装置
２台以上の分散型制御装置に適用し得ることは言う迄も
ない。
台設けた場合を例にとり説明したが、本発明は制御装置
２台以上の分散型制御装置に適用し得ることは言う迄も
ない。
［発明の効果］
以上のように本発明によれば、各制御装置は常時１つの
制御装置で演算した積算値を使用することから、各制御
装置間における演算誤差がなくなる。また、１台の制御
装置が故障しても健全な制御装置の機能は変化なく継続
できる。更に、故障系の立ち上がり時にも、故障系はそ
のときのプラント状態に一致した制御から開始されるこ
とにより、より信頼性の高い分散型制御装置が得られ、
これにより、プラント状態を安全にかつ確実に実施でき
るようになる。
制御装置で演算した積算値を使用することから、各制御
装置間における演算誤差がなくなる。また、１台の制御
装置が故障しても健全な制御装置の機能は変化なく継続
できる。更に、故障系の立ち上がり時にも、故障系はそ
のときのプラント状態に一致した制御から開始されるこ
とにより、より信頼性の高い分散型制御装置が得られ、
これにより、プラント状態を安全にかつ確実に実施でき
るようになる。
第１図は本発明の一実施例に係る分散型制御装置の構成
図、第２図は従来の分散型制御装置の構成図である。 １ ・プラント、１０・・・共通データバス、１００゜
２００・・・制御装置、１０１，２０１・・ 入出力制
御部、１０２．２０２・・・積分計算部、１０３，１１
２，２０３，２１２ ・・加算部、１０５，２０５・
・・演算部、１１０，２１０・・・比例計算部、１１１
，２１１・・・積算部、１１３，２１３・・・選択部、
３００・・・入出力装置、４００・・・選択装置。 第１図
図、第２図は従来の分散型制御装置の構成図である。 １ ・プラント、１０・・・共通データバス、１００゜
２００・・・制御装置、１０１，２０１・・ 入出力制
御部、１０２．２０２・・・積分計算部、１０３，１１
２，２０３，２１２ ・・加算部、１０５，２０５・
・・演算部、１１０，２１０・・・比例計算部、１１１
，２１１・・・積算部、１１３，２１３・・・選択部、
３００・・・入出力装置、４００・・・選択装置。 第１図
Claims (1)
- 周期的にデータを取り込み制御演算を実行し、制御デー
タを出力する同一の積分計算部をもつた複数の制御装置
が共通データバスに接続されて成る分散型制御装置にお
いて、前記各制御装置には、それぞれ自己の積分計算部
から得られる積分値と、他の制御装置から共通データバ
スを介して与えられる積分値とのいずれか一方を選択す
る選択部を設けると共に、前記各制御装置で用いる積分
値を等しくするため、１台の制御装置は自己の積分計算
部から得られる積分値を選択し、他の制御装置はその１
台の制御装置から与えられる積分値を選択する指令を前
記各選択部に出力する選択装置を設けたことを特徴とす
る分散型制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15768384A JPS6136801A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 分散型制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15768384A JPS6136801A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 分散型制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6136801A true JPS6136801A (ja) | 1986-02-21 |
Family
ID=15655102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15768384A Pending JPS6136801A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 分散型制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6136801A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55110351A (en) * | 1979-02-16 | 1980-08-25 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Backup system between data processors |
| JPS56165501A (en) * | 1980-05-22 | 1981-12-19 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Method and appararus for differential speed rolling work |
| JPS56166501A (en) * | 1980-05-27 | 1981-12-21 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Dual system of adjusting device |
| JPS5723117A (en) * | 1980-07-18 | 1982-02-06 | Toshiba Corp | Automatic measuring device for dynamic characteristic of process |
| JPS57174701A (en) * | 1981-04-20 | 1982-10-27 | Hitachi Ltd | Decentralized controlling system |
-
1984
- 1984-07-30 JP JP15768384A patent/JPS6136801A/ja active Pending
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