(57)【要約】      （修正有）【課題】初期費用が安価であり、拡張性、汎用性の高い計装システムを提供する。【解決手段】プラントの監視制御を行う計装システム１００において、通信ネットワーク１０９に接続され、プラントの監視制御プログラムを実行するコンピュータ１０２ａ，１０２ｂと、プラント内の機器の監視素子１０６および制御素子１０７，１０８に接続され、中継ネットワーク１０５との間で監視信号および制御信号の中継を行うトランスレータ１０３ａ〜１０３ｃと、通信ネットワークを介してコンピュータとの間で監視情報および制御情報のやり取りを行い、および、中継ネットワークを介してトランスレータとの間で監視信号および制御信号のやり取りを行い、監視信号から監視情報を生成する監視プログラムと、制御情報に基づいて制御信号を生成する制御プログラムとを実行するサーバ１０１とを備えた。【選択図】図２
2014109857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの監視制御を行う計装システムにおいて、
通信ネットワークに接続され、前記プラントの監視制御プログラムを実行するコンピュータと、
前記プラント内の機器の監視素子および制御素子に接続され、中継ネットワークとの間で監視信号および制御信号の中継を行うトランスレータと、
前記通信ネットワークを介して前記コンピュータとの間で監視情報および制御情報のやり取りを行い、および、前記中継ネットワークを介して前記トランスレータとの間で前記監視信号および前記制御信号のやり取りを行い、前記監視信号から前記監視情報を生成する監視プログラムと、前記制御情報に基づいて前記制御信号を生成する制御プログラムとを実行するサーバと
を備えたことを特徴とする計装システム。
【請求項２】
プラントの監視制御を行う計装システムにおいて、
通信ネットワークに接続され、前記プラントの監視制御プログラムを実行するコンピュータと、
前記プラント内の機器の監視素子および制御素子に接続され、中継ネットワークとの間で監視信号および制御信号の中継を行うトランスレータと、
前記通信ネットワークと接続され、前記コンピュータとの間で監視情報および制御情報のやり取りを行う第１のＣＰＵと、前記トランスレータからの前記監視信号から前記監視情報を生成する監視プログラムと、前記コンピュータからの前記制御情報に基づいて前記制御信号を生成する制御プログラムを実行する第２のＣＰＵと、前記中継ネットワークに接続され、前記トランスレータとの間で前記監視信号および前記制御信号のやり取りを行う第３のＣＰＵとを含むサーバと
を備えたことを特徴とする計装システム。
【請求項３】
前記第３のＣＰＵは、所定の監視制御周期で動作し、前記第２のＣＰＵは、前記監視制御周期とは異なる制御演算周期で動作し、前記第３のＣＰＵは、前記監視制御周期および前記制御演算周期とは非同期で動作することを特徴とする請求項２に記載の計装システム。
【請求項４】
前記サーバは、二重化されたＦＴ（Fault Tolerance）サーバであることを特徴とする請求項１、２または３に記載の計装システム。
【請求項５】
前記サーバと前記中継ネットワークとの間に挿入されたＰＬＣであって、前記サーバまたは前記プラント内の機器の故障または異常を検出すると、前記サーバと前記トランスレータとの間の通信を遮断するＰＬＣをさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の計装システム。
【請求項６】
プラントの監視制御を行う計装システムにおいて、前記プラントの監視制御プログラムを実行するコンピュータと、前記プラント内の機器の監視素子および制御素子に接続され、中継ネットワークとの間で監視信号および制御信号の中継を行うトランスレータとの間に接続されたサーバであって、
前記コンピュータが接続された通信ネットワークに接続され、前記コンピュータとの間で監視情報および制御情報のやり取りを行う第１のＣＰＵと、
前記トランスレータからの前記監視信号から前記監視情報を生成する監視プログラムと、前記コンピュータからの前記制御情報に基づいて前記制御信号を生成する制御プログラムを実行する第２のＣＰＵと、
前記中継ネットワークに接続され、前記トランスレータとの間で前記監視信号および前記制御信号のやり取りを行う第３のＣＰＵと
を備えたことを特徴とするサーバ。
【請求項７】
前記第１、第２および第３のＣＰＵのそれぞれは、二重化されたデータベースを有し、前記第１、第２および第３のＣＰＵと前記データベースとが、二重化された高速バスで接続されていることを特徴とする請求項６に記載のサーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計装システムに関し、より詳細には、ＦＴ（Fault Tolerance）サーバによる集中制御方式を適用した計装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製鉄、製紙、精油、発送電などの大規模プラントにおける監視制御システムとして、複数のコントローラをプラント内に分散配置して、監視制御を行う分散制御システム（ＤＣＳ：Distributed Control System）が知られていた（例えば、特許文献１参照）。ＤＣＳは、プラント内の個々の装置、機械に設置されているセンサ、アクチュエータと接続されている複数のコントローラと、マンマシンインタフェースとしてのコンソールとを備えている。コンソールと複数のコントローラとは、専用のネットワークを介して接続されている。コントローラは、専用のネットワークとの通信インタフェース（ＩＦ）と、センサ、アクチュエータとの入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）と、処理装置（ＣＰＵ）とを備え、個々の装置、機械からのセンサ情報をコンソールに転送し、コンソールからの指令に基づいて個々の装置、機械の制御を行う。
【０００３】
また、コントローラとしてＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を適用した監視制御システムも知られていた（例えば、特許文献２参照）。ＰＬＣは、リレーやタイマーによって構成されていたシーケンス回路を、ラダー論理に基づいた特殊なプログラムをプロセッサ上で実行することにより実現している。
【０００４】
さらに、近年、コンピュータ、通信ネットワークの高機能化に伴って、専用のネットワークに接続されたサーバ・コンピュータ、クライアント・コンピュータにより、プラントから収集された情報の解析を行い、監視制御の高度化を図ったり、遠隔地からの監視制御を行っている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−０４９４０５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４６２５６号公報
【特許文献３】特開２０１０−２１１３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１に、従来の分散制御システムの構成を示す。分散制御システム（ＤＣＳ）１は、コンソールとして機能する複数のコンピュータ（ＰＣ）２ａ，２ｂと、複数のコントローラ３ａ，３ｂ，…３ｎと、ゲートウェイ（ＧＷ）４とが、コントローラネットワーク５を介して接続されている。コントローラ３は、プラント内の個々の装置、機械に設けられているセンサ６、サーボモータ７、調節弁などのアクチュエータ８などに接続されている。コントローラ３は、センサ６、アクチュエータ８等との入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）３１と、処理装置（ＣＰＵ）３２とを備えている。ＧＷ４は、ＬＡＮ、ＷＡＮなどの外部ネットワーク９とのインタフェースである。
【０００７】
Ｉ／Ｏ３１は、監視制御の対象となる装置、機械に応じて、コントローラ３ごとに増減が可能であり、コントローラ３も、設備の規模に応じて、コントローラネットワーク５上で増減が可能な構成になっている。Ｉ／Ｏ３１は、センサ６、アクチュエータ８等とＣＰＵ３２との間で、監視信号および制御信号の信号フォーマットの変換（Ａ／Ｄ変換、Ｄ／Ａ変換)を行っている。ＣＰＵ３２は、個々の装置、機械のセンサ６から監視信号を収集し、ＰＣ２に転送する。また、ＣＰＵ３２は、ＰＣ２からの指令と監視信号とに基づいて、予め格納されている制御プログラムを実行し、個々の装置、機械の制御を行うための制御信号を生成して、アクチュエータ８等へ送信する。
【０００８】
コントローラ３は、高価なコンピュータ・システムであることから、プラント内の計器室などの専用のスペースに配置され、プラント内の環境に応じて、空調設備を備えた計器室に配置される。また、コントローラ３は、信頼性の観点から、コントローラネットワーク５とともに二重化されている。このように、高価なコントローラをプラント内に多数設置しなければならず、ＤＣＳ１の設置には、莫大な費用がかかるという問題があった。
【０００９】
また、多数のコントローラ３を、プラント内に分散配置するので、多数のＣＰＵ３２に対して、プログラムの更新などのメンテナンスが必要であり、保守運用の面でもコストがかかり、ＣＰＵ３２の数が増えるごとに、信頼性が低下してしまう。さらに、多数のコントローラ３を分散配置するので、設置する場所も広く用意する必要があるという問題もあった。
【００１０】
コントローラ３に対する監視制御のための信号伝送は、即時性が要求されることから、ＰＣ２と複数のコントローラ３とは、専用のネットワークで接続されている。一方、ＰＣ２と他のコンピュータとの間の共通操作のための信号伝送は、即時性は不要だが、大容量の情報を転送するため、上記のような専用ネットワークに整合しない。また、他のコンピュータ、ネットワークとの接続には、専用のＧＷ４を介する必要があり、拡張性に欠けるという問題があった。
【００１１】
一方、ＰＬＣは、主としてＯＮ／ＯＦＦ監視制御システムに特化されたコントローラであり、ＤＣＳに比べて二重化が遅れており、信頼性という点ではやや劣る。しかしながら、上述したＤＣＳ１のコントローラ３よりも、初期費用が掛からないという利点がある。一方、ＰＬＣによる制御では、ＰＬＣに特化したプログラミングが必要であり、汎用性に欠けるという問題があった。また、ＰＬＣのプロセッサは、一般的に処理容量が小さいために、大規模プラント向けの監視制御システムを構築すると、ＤＣＳのコントローラの数より、さらに多くのＰＬＣを設置しなければならない。
【００１２】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、初期費用と保守運用費用とが共に安価であり、拡張性、汎用性の高い計装システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような目的を達成するために、本発明の第１の実施態様は、プラントの監視制御を行う計装システムにおいて、通信ネットワークに接続され、前記プラントの監視制御プログラムを実行するコンピュータと、前記プラント内の機器の監視素子および制御素子に接続され、中継ネットワークとの間で監視信号および制御信号の中継を行うトランスレータと、前記通信ネットワークを介して前記コンピュータとの間で監視情報および制御情報のやり取りを行い、および、前記中継ネットワークを介して前記トランスレータとの間で前記監視信号および前記制御信号のやり取りを行い、前記監視信号から前記監視情報を生成する監視プログラムと、前記制御情報に基づいて前記制御信号を生成する制御プログラムとを実行するサーバとを備えたことを特徴とする。
【００１４】
第２の実施態様は、プラントの監視制御を行う計装システムにおいて、通信ネットワークに接続され、前記プラントの監視制御プログラムを実行するコンピュータと、前記プラント内の機器の監視素子および制御素子に接続され、中継ネットワークとの間で監視信号および制御信号の中継を行うトランスレータと、前記通信ネットワークと接続され、前記コンピュータとの間で監視情報および制御情報のやり取りを行う第１のＣＰＵと、前記トランスレータからの前記監視信号から前記監視情報を生成する監視プログラムと、前記コンピュータからの前記制御情報に基づいて前記制御信号を生成する制御プログラムを実行する第２のＣＰＵと、前記中継ネットワークに接続され、前記トランスレータとの間で前記監視信号および前記制御信号のやり取りを行う第３のＣＰＵとを含むサーバとを備えたことを特徴とする。
【００１５】
前記第３のＣＰＵは、所定の監視制御周期で動作し、前記第２のＣＰＵは、前記監視制御周期とは異なる制御演算周期で動作し、前記第３のＣＰＵは、前記監視制御周期および前記制御演算周期とは非同期で動作する。また、前記サーバは、二重化されたＦＴ（Fault Tolerance）サーバとすることができる。
【００１６】
さらに、前記サーバと前記中継ネットワークとの間に挿入されたＰＬＣであって、前記サーバまたは前記プラント内の機器の故障を検出すると、前記サーバと前記トランスレータとの間の通信を遮断するＰＬＣをさらに備えることもできる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、従来のコントローラに搭載されていたＣＰＵを、サーバに集約したことから、計装システムを設置するための初期費用を大幅に軽減することができる。トランスレータは、信号の中継のみに機能が特化されているので、装置コストを大幅に軽減することができる。また、信号中継に特化され、即時性が確保されている中継ネットワークとは別に、汎用の通信ネットワークを用いることにより、サーバとコンピュータとを接続することから、即時性が要求されないが、大容量、かつ拡張性、汎用性の高い計装システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の分散制御システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる計装システムを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるＦＴサーバの構成を示す図である。
【図４】ＦＴサーバのデータベースの構成を示す図である。
【図５】ＦＴサーバによる処理のシーケンスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２０】
図２に、本発明の一実施形態にかかる計装システムを示す。計装システム１００は、コンソールとして機能する複数のコンピュータ（ＰＣ）１０２ａ，１０２ｂと、ＦＴ（Fault Tolerance）サーバ１０１とが、二重化されたＬＡＮ１０４を介して接続されている。また、ＬＡＮ１０４は、ＷＡＮなどの外部ネットワーク１０９と接続されている。一方、ＦＴサーバ１０１と複数のトランスレータ１０３ａ，１０３ｂ，…１０３ｎとが、信号中継に特化されたトランスレータネットワーク１０５を介して接続されている。ＦＴサーバ１０１には、プログラミング等の保守作業のために、エンジニアリング用のワークステーション（ＷＳ）１１０が接続されている。
【００２１】
ＰＣ１０２は、プラント内の個々の装置、機械を監視操作するためのＨＭＩ（Human Machine Interface）であり、プラントの監視操作プログラムを実行するコンピュータである。図２では、１台のコンピュータとして示されているが、常用（Ｎ）系と待機（Ｅ）系とにより二重化したり、複数のコンピュータによる冗長構成をとることもできる。また、監視操作用、データ解析用、および生産管理用などの機能別に、複数のコンピュータを備えることもできる。
【００２２】
トランスレータ１０３は、プラント内の個々の装置、機械に設けられている監視素子であるセンサ１０６、制御素子であるサーボモータ１０７、調節弁などのアクチュエータ１０８などに接続されている入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）１３１を複数備えている。また、複数のＩ／Ｏ１３１とトランスレータネットワーク１０５とを接続するための共通制御部（ＣＯＭ）を備えている。Ｉ／Ｏ１３１は、監視操作の対象となる装置、機械に応じて、トランスレータごとに増減が可能であり、トランスレータ１０３も、設備の規模に応じて、トランスレータネットワーク１０５上で増減が可能な構成になっている。
【００２３】
このような構成により、従来のコントローラに搭載されていたＣＰＵを、ＦＴサーバに集約したことから、計装システム１００は、集中制御システム（Ｃ・Ｃ・Ｓ（登録商標）：Concentrated Control System（登録商標））と称される。ＦＴサーバ１０１は、高価なコンピュータ・システムであり、プラント内の計器室などの専用のスペースに配置されるが、プラント内に１台で済むことから、計装システム１００を設置するための初期費用と設置スペースを、ＤＣＳと比較して大幅に軽減することができる。
【００２４】
トランスレータ１０３は、センサ１０６などからの監視信号をＦＴサーバ１０１に転送したり、ＦＴサーバ１０１からの制御信号をアクチュエータ１０７に転送する中継器としての機能のみを有している。信号の中継のみに機能が特化されているので、空調設備のない環境でも動作可能なトランスレータ１０３を構成することは比較的容易である。従って、プラント内にトランスレータ１０３を多数設置し、信頼性の観点から二重化したとしても、従来のコントローラと比較して、装置コストだけでなく、設置スペース、設置のための制約条件を大幅に軽減することができる。
【００２５】
また、従来のＤＣＳでは分散配置されていたＣＰＵを集約したこと、従来のコントローラの設置のための空調装置が不要となることから、それぞれの保守作業が軽減される。一方、プラント内に多数設置されるトランスレータは、機能が特化されていることにより、保守作業を大幅に軽減することができる。
【００２６】
さらに、ＬＡＮ１０４は、Ethernet（登録商標）（1GBPS）、TCP/IPのプロトコルスタックから構成される通信ネットワークであり、二重化されている。ＬＡＮ１０４は、汎用の通信ネットワークであることから、ＰＣ２およびＦＴサーバ１０１と、他のコンピュータおよび外部ネットワーク１０９との接続が容易であり、遠隔地の他の制御システムからの監視制御が可能になるなど、拡張性が高い。
【００２７】
図３に、本発明の一実施形態にかかるＦＴサーバの構成を示す。ＦＴサーバ１０１は、常用（Ｎ）系とホット・スタンバイ状態の待機（Ｅ）系とからなり、完全二重化されたサーバである（以下、各符号のＮ，Ｅは省略する）。処理装置（ＣＰＵ）２０１−２０３は、処理する機能に応じて、３階層で構成されている。データベース（ＤＢ１−ＤＢ３）２１１−２１３も、各階層のＣＰＵに対応して３階層で構成され、二重化されている。ＣＰＵ２０１−２０３とデータベース２１１−２１３とは、光ファイバ伝送による１００Ｇｂ／ｓの二重化されたバス２０４によって接続されている。さらに、電源（ＰＯＷ）２０５も二重化され、複数のバッテリー（ＢＡＴＴ）２０６も備えられている。
【００２８】
ＣＰＵ２０１は、ＬＡＮ１０４と接続され、ＰＣ１０２との間で、監視情報、操作情報のやり取りなどの通信処理を行う。ＣＰＵ２０２は、トランスレータ１０３からの監視信号の警報処理を行って監視情報を生成する監視プログラムと、ＰＣ１０２からの操作情報に基づいて制御信号を生成する制御プログラムとを実行する。ＣＰＵ２０３は、トランスレータネットワーク１０５と接続され、トランスレータ１０３との間の通信処理を行う。ＣＰＵ２０１−２０３におけるそれぞれの処理の内容については、後述する。
【００２９】
従来のＤＣＳでは、プラント内の個々の装置、機械に対応して、コントローラを配置していたので、コントローラのＣＰＵは、それぞれの装置、機械に応じた監視制御プログラムを実行していた。すなわち、監視信号を収集し、信号フォーマットの変換、警報処理などを行った上でＰＣに転送するアップロード処理と、ＰＣからの指令と監視信号とに基づいて、予め格納されている制御プログラムを実行し、個々の装置、機械の制御を行うための制御信号を送信するダウンロード処理とを、個々の装置、機械ごとに実行していた。
【００３０】
一方、本実施形態のＦＴサーバ１０１は、プラント内の全ての装置、機械と接続され、３階層のＣＰＵによって、１）ＰＣとのインタフェースと、２）監視制御と、３）Ｉ／Ｏとのインタフェースとに機能分散を行っている。
【００３１】
なお、本実施形態においては、ＣＰＵ２０３とトランスレータネットワーク１０５との接続の際に、コントローラ（ＰＬＣ）２０７を介して接続している。ＰＬＣ２０７は、プラント内の個々の装置、機械、トランスレータ１０３、およびＦＴサーバ１０１の故障を検出し、プラント内の装置、機械の運転上の異常を検出している。ＰＬＣ２０７は、ＦＴサーバ１０１またはプラント内の装置、機械の故障を検出すると、ＣＰＵ２０３とトランスレータネットワーク１０５との接続を自律的にシャットダウンして、異常な監視信号が、トランスレータ１０３からＣＰＵ２０３に転送されるのを防いでいる。また、プラント内の装置、機械の運転上の異常を検出した場合には、異常を検出した装置、機械への制御信号の送出を遮断する。このようにして、不必要な制御信号が、ＣＰＵ２０３からトランスレータ１０３に転送されるのを防いでいる。
【００３２】
この機能は、安全計装（ＳＩＳ）システムの考え方から、システムの一要素に発生した障害が、他の要素に波及しないようにする。ＰＬＣ２０７の制御によれば、故障を検出してからシャットダウンするまでの時間が、ＣＰＵ２０２の制御よりも圧倒的に早く、さらに確実に各警報条件により現場のアクチュエータ１０８等を遮断できるようにした。
【００３３】
図４に、ＦＴサーバのデータベースの構成を示す。ＤＢ１（２１１）は、１）ＣＰＵ２０２の監視制御を行うためのプログラム情報であるＣＯＮＦＩＧ３１１およびパラメータ情報であるＰＡＲＡＭ３１２と、２）監視制御プログラムの実行に伴う異常およびシステム異常に関する情報であるＳＹＳ３１３と、３）ＰＣ１０２を起動するときに使用する、ＣＯＮＦＩＧ、ＰＡＲＡＭおよびＳＹＳ等の３日分のすべての履歴情報であるＳＴＯＲＥ３１４とを格納している。
【００３４】
ＤＢ２（２１２）は、ＣＰＵ２０２の制御演算のためのレジスタであり、監視制御プログラム情報であるＣＯＮＦＩＧ３２１およびパラメータ情報であるＰＡＲＡＭ３２２と、トランスレータ１０３からの監視信号およびトランスレータ１０３への制御信号を格納するＩ／Ｏレジスタ３２３とを格納している。
【００３５】
ＤＢ３（２１３）は、トランスレータ１０３からの監視信号およびトランスレータ１０３への制御信号を格納するＩ／Ｏレジスタ３３１と、ＰＬＣ２０７からのシステム異常レジスタの情報を格納するＳＹＳレジスタ３３２と、ＰＬＣ２０７へ出力するインターロック機能に関する情報を格納するＩＮＴレジスタ３３３と有している。
【００３６】
従来のＤＣＳにおいて、コントローラは、ＣＰＵとメモリで構成されていたので、レジスタとして確保できる記憶領域が限られており、収容できる入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）の数も限られていた。一方、本実施形態のＦＴサーバ１０１は、大容量のデータベースを備えることができるので、接続できるトランスレータの数は、記憶容量によっては制限されない。
【００３７】
図５に、ＦＴサーバによる処理のシーケンスを示す。図４および図５を参照して、ＦＴサーバによる処理の詳細を説明する。トランスレータ１０３は、プラント内の個々の装置、機械から、非同期（およそ５０−１００ｍｓ間隔）で監視信号を受信し、レジスタに格納しておく。
【００３８】
ＣＰＵ２０３は、２００ｍｓ周期（監視制御周期）で動作しており、１周期ごとに監視信号入力（ＩＮ）、システム異常監視（ＳＹＳ）、インターロック（ＩＮＴ）制御信号出力（ＯＵＴ）の４つの処理を行っている。従って、１ｓの間に監視信号入力（ＩＮ）、制御信号出力（ＯＵＴ）、システム異常監視（ＳＹＳ）およびインターロック（ＩＮＴ）を、それぞれ５回実行している。
【００３９】
システム異常監視（ＳＹＳ）処理は、ＣＰＵ２０３が、ＰＬＣ２０７のシステム異常レジスタの情報を読み込んで、ＤＢ３（２１３）のＳＹＳレジスタ３３２に格納する。
【００４０】
監視信号入力（ＩＮ）処理は、トランスレータ１０３のレジスタに格納されている監視信号の情報を、ＰＬＣ２０７を介して、まとめて受信し、ＤＢ３（２１３）のＩ／Ｏレジスタ３３１に格納する。Ｉ／Ｏレジスタ３３１には、ＰＬＣ２０７のワード（Ｗ）レジスタの内容をアナログ監視信号（ＡＩ）として、ＰＬＣ２０７のビット（Ｂ）レジスタの内容をデジタル監視信号（ＤＩ）として、分けて格納していく。
【００４１】
制御信号出力（ＯＵＴ）処理は、ＤＢ３（２１３）のＩ／Ｏレジスタ３３１に格納されている制御信号の情報を、ＰＬＣ２０７を介して、まとめて送信し、トランスレータ１０３のレジスタに格納する。すなわち、アナログ制御信号（ＡＯ）の内容をＰＬＣ２０７のＷレジスタへ、デジタル制御信号（ＤＯ）の内容をＰＬＣ２０７のＢレジスタへと格納する。
【００４２】
インターロック（ＩＮＴ）処理は、入力フェーズにおいては、トランスレータ１０３のＩ／Ｏ１３１に格納されているインターロック情報を、ＤＢ３（２１３）のＩＮＴレジスタ３３３に格納する。ＦＴサーバ１０１の制御演算のレベルにおけるインターロック機能により発生する警報（ＳＹＳ３１３に格納されている）、およびＩ／Ｏ１３１レベルからの警報信号から、インターロック機能を実行することにより、安全計装の機能を強化している。
【００４３】
ＣＰＵ２０２は、１ｓ周期（制御演算周期）で動作しており、１周期ごとに上位データ入力フェーズ（Ｄｏｗｎ−ＤＩＮ）と、下位データ入力フェーズ（Ｕｐ−ＤＩＮ）と、制御フェーズ（ＣＯＮＴ）と、上位データ出力フェーズ（Ｕｐ−ＤＯＵＴ）と、下位データ出力フェーズ（Ｄｏｗｎ−ＤＯＵＴ）とを繰り返して動作している。
【００４４】
上位データ入力フェーズ（Ｄｏｗｎ−ＤＩＮ）は、ＤＢ１（２１１）に格納されている監視制御プログラム情報であるＣＯＮＦＩＧ３１１およびパラメータ情報であるＰＡＲＡＭ３１２を、ＤＢ２（２１２）に読み込む。監視制御プログラム情報は、制御フェーズにおける制御演算に必要な動作プログラムおよび計算条件であり、ＣＯＮＦＩＧ３１１とＣＯＮＦＩＧ３２１とに書き込まれる。パラメータ情報とは、制御演算で処理される指示入力値およびＰＣ１０２からの操作用設定値であり、ＰＡＲＡＭ３１２とＰＡＲＡＭ３２２との間で読み書きされる。
【００４５】
下位データ入力フェーズ（Ｕｐ−ＤＩＮ）は、ＤＢ３（２１３）Ｉ／Ｏレジスタ３３１に格納されている監視信号および制御信号の情報（ＰＬＣ２０７からのアナログ監視信号（ＡＩ）およびデジタル監視信号（ＤＩ））をＤＢ２（２１２）Ｉ／Ｏレジスタ３２３に読み込む。このとき、監視信号は、制御演算周期で１周期前に収集された最新の監視信号（計測値）であり、制御信号は、制御演算周期で１周期前に出力された前回の制御信号（前回出力値）である。
【００４６】
制御フェーズ（ＣＯＮＴ）においては、ＤＢ２（２１２）Ｉ／Ｏレジスタ３２３の最新の監視信号（計測値）と、ＰＡＲＡＭ３２２のパラメータ情報（指示入力値）と、前回の制御信号（前回出力値）とから、今回の出力値（最新の制御信号）を計算する。最新の制御信号は、ＤＢ２（２１２）Ｉ／Ｏレジスタ３２３に上書きされる。
【００４７】
上位データ出力フェーズ（Ｕｐ−ＤＯＵＴ）は、ＤＢ２（２１２）に格納されている制御演算後の情報をＤＢ１（２１１）のＳＴＯＲＥ３１４に、履歴情報として格納しておく。ＤＢ２（２１２）ＣＯＮＦＩＧ３２１は、ＷＳ１１０に書き込まれ、ＤＢ２（２１２）ＰＡＲＡＭ３２２により、ＤＢ１（２１１）ＰＡＲＡＭ３１２を更新する。
【００４８】
下位データ出力フェーズ（Ｄｏｗｎ−ＤＯＵＴ）は、ＤＢ２（２１２）のＩ／Ｏレジスタ３２３に格納されている最新の制御信号の情報を、ＤＢ３（２１３）のＩ／Ｏレジスタ３３１に書き込む。この制御信号には、制御周期で１周期後に、監視制御周期のタイミングにより、ＣＰＵ２０３から出力されるアナログ制御信号（ＡＯ）およびデジタル制御信号（ＤＯ）が記録されている。
【００４９】
ＣＰＵ２０１は、監視制御周期（１００ｍｓ周期）、制御演算周期（１ｓ周期）とは非同期で動作している。ＣＰＵ２０１は、下位のＣＰＵ２０２，２０３からのデータを、ＬＡＮ１０４を介してＰＣ１０２へ転送する出力フェーズ（Ｄｕｐ）と、下位のＣＰＵ２０２，２０３へのデータを、ＰＣ１０２から入力する入力フェーズ（Ｄｄｏｗｎ）と、システム異常処理（ＡＬＭ）とを、ＰＣ１０２からの要求に応じて実行している。本実施形態では、概ね１ｓごとに繰り返して動作し、複数のＰＣ１０２から、別々の要求を受け付けている。
【００５０】
コンソールとして機能するＰＣ１０２において、プラント内の個々の装置、機械に対する制御は、設備情報、パラメータ情報としてＦＴサーバ１０１に送信される（Ｐｒｏｃ  Ａ）。一方、装置、機械の監視は、履歴情報としてＦＴサーバ１０１から受信される（Ｐｒｏｃ  Ｂ）。また、ＰＣ１０２は、信号中継に特化されたトランスレータネットワーク１０５とは別に、汎用の通信ネットワークであるＬＡＮ１０４に接続されているので、他のコンピュータおよび外部ネットワーク１０９を介して、遠隔地の他の制御システムからの監視制御も可能である（Ｐｒｏｃ  Ｃ）。
【符号の説明】
【００５１】
１  分散制御システム（ＤＣＳ）
２，１０２  コンピュータ（ＰＣ）
３  コントローラ
４  ゲートウェイ（ＧＷ）
５  コントローラネットワーク
６，１０６  センサ
７，１０７  アクチュエータ
８，１０８  外部端子
９，１０９  外部ネットワーク
３１，１３１  入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）
３２，２０１−２０３  処理装置（ＣＰＵ）
１００  計装システム
１０１  ＦＴ（Fault Tolerance）サーバ
１０３  トランスレータ
１０４  ＬＡＮ
１０５  トランスレータネットワーク
１１０  エンジニアリング用のワークステーション（ＷＳ）
１３０  共通制御部（ＣＯＭ）
２０４  バス
２０５  電源（ＰＯＷ）
２０６  バッテリー（ＢＡＴＴ）
２１１−２１３  データベース
【図１】
2014109857.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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