(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計算機能を有する複数のプラント制御装置を通信ラインにより接続したプラント制御システムにおいて、
上記各プラント制御装置は主メモリと上記通信ラインを介してデータの授受を行うための通信用メモリとを設けて、上記全てのプラント制御装置の主メモリと通信用メモリに共通する第１の共通アドレス領域を設定すると共に、
上記第１の共通アドレスを有するデータを上記主メモリに書き込む際に、上記主メモリと上記通信用メモリの上記第１の共通アドレスに同時に書き込む第１の書込手段と、
上記通信用メモリに書き込まれたデータを他のプラント制御システムの通信用メモリの上記第１の共通アドレスに書き込む第１の通信手段と、
他のプラント制御システムが自己の通信用メモリに書き込まれたデータを必要とするときに、自己の主メモリを介することなく直接上記自己の通信用メモリの上記第１の共通アドレスから読み出す第１の読出手段を備えたことを特徴とするプラント制御システム。
【請求項２】
計算機能を有する複数のプラント制御装置を通信ラインにより接続したプラント制御システムにおいて、
上記各プラント制御装置はプラントの入出力信号を格納する入出力メモリと上記通信ラインを介してデータの授受を行うための通信用メモリとを設けて、上記全てのプラント制御装置の入出力メモリと通信用メモリに共通する第２の共通アドレス領域を設定すると共に、
上記第２の共通アドレスを有するデータを上記入出力メモリに書き込む際に、上記入出力メモリと上記通信用メモリの上記第２の共通アドレスに同時に書き込む第２の書込手段と、
上記通信用メモリに書き込まれたデータを他のプラント制御システムの通信用メモリの上記第２の共通アドレスに書き込む第２の通信手段と、
他のプラント制御システムが自己の通信用メモリに書き込まれたデータを必要とするときに、自己の入出力メモリを介することなく直接上記自己の通信用メモリの上記第２の共通アドレスから読み出す第２の読出手段を備えたことを特徴とするプラント制御システム。
【請求項３】
計算機能を有する複数のプラント制御装置を通信ラインにより接続したプラント制御システムにおいて、
上記各プラント制御装置は主メモリと上記通信ラインを介してデータの授受を行うための通信用メモリとプラントの入出力信号を格納する入出力メモリとを設けて、上記全てのプラント制御装置の主メモリと通信用メモリに共通する第１のアドレス領域を設定すると共に、上記全てのプラント制御装置の入出力メモリと通信用メモリに共通する第２のアドレス領域を設定し、
上記第１の共通アドレスを有するデータを上記主メモリに書き込む際に、上記主メモリと上記通信用メモリの上記第１の共通アドレスに同時に書き込む第１の書込手段と、
上記通信用メモリに書き込まれたデータを他のプラント制御システムの通信用メモリの上記第１の共通アドレスに書き込む第２の通信手段と、
他のプラント制御システムが自己の通信用メモリに書き込まれたデータを必要とするときに、自己の主メモリを介することなく直接上記自己の通信用メモリの上記第１の共通アドレスから読み出す第１の読出手段を備えると共に、
上記第２の共通アドレスを有するデータを上記入出力メモリに書き込む際に、上記入出力メモリと上記通信用メモリの上記第２の共通アドレスに同時に書き込む第２の書込手段と、
上記通信用メモリに書き込まれたデータを他のプラント制御システムの通信用メモリの上記第２の共通アドレスに書き込む第２の通信手段と、
他のプラント制御システムが自己の通信用メモリに書き込まれたデータを必要とするときに、自己の入出力メモリを介することなく直接上記自己の通信用メモリの上記第２の共通アドレスから読み出す第２の読出手段を備えたことを特徴とするプラント制御システム。
【請求項４】
請求項１または請求項３のプラント制御システムにおいて、主メモリと通信用メモリの第１の共通アドレス領域の内に、使用するソフトウエア単位で共通アドレス領域を設定し、上記ソフトウエアを実行する際は、上記ソフトウエア単位の共通アドレス領域を用いてデータの授受を行うようにしたことを特徴とするプラント制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はプラントの各種制御対象を制御する制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９及び図１０は例えば三菱電機株式会社１９９２年９月作成「三菱統合制御システムＭＥＬＰＬＡＣ６５０システム概要書」に示された従来のシステムであり、図９はプラント制御システムの構成図、図１０はデータの流れを示す図である。
【０００３】
次に動作について説明する。
プラント制御装置１ａは制御ユニット２と通信制御ユニット３から構成される。制御ユニット２内には中央処理部４、プラント制御用記憶部５、外部入出力部６、が共有バス１０で接続され、また、通信制御ユニット３内にある通信用記憶部７が共有バス１０で接続されている。また通信用記憶部７は別の内部バス１１で通信機能部８と接続され、通信ライン９により他プラント制御装置１ｂと接続される。
【０００４】
図２はプラント制御装置内におけるデータの流れを示す。
（１）中央処理部４はプラント制御装置１ａに接続された入出力装置（図示せず）から入力されたデータを外部入出力部６内の入出力記憶部１６に格納して、その格納したデータを読み取る▲１▼。
（２）ソフトウエア処理によりその処理結果をプラント制御用記憶部５に格納する▲２▼。
【０００５】
（３）他プラント制御装置１ｂにデータを送信する場合、中央処理部４は当該データを通信用記憶部７に転送する▲３▼。
（４）通信記憶部７のデータは通信機能部８により、他プラント制御装置１ｂの通信記憶部７に送信される▲４▼。
【０００６】
ここで、通信記憶部７のアドレスは、接続された全プラント制御装置に共通である機能を持つ。図１０で例示するようにアドレスは「０００」から「４００」として共通アドレスとしている。
この為、あるプラント制御装置において、通信記憶部７上の任意アドレスに格納されたデータは他プラント制御装置においても、本アドレスと同一アドレスをアクセスすることにより、本データを読み出すことが出来る。
【０００７】
なお、一般にデジタル制御装置ではデータの量子化を確保する為、プラント制御用データ処理時は一旦通信記憶部７にあるデータをプラント制御用記憶部５に格納後、処理される。
従って、他プラント制御装置１ｂでは通信用記憶部７に格納されたデータを定周期で読み出し、プラント制御用記憶部に格納する▲５▼。
そして、他のプラント制御装置１ｂでソフトウエア処理をする時は、プラント制御用記憶部５から読み出して処理する▲６▼。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のプラント制御装置は以上のように構成されているので、中央処理部４は演算処理したデータをプラント制御用記憶部５に格納したあと、通信制御ユニット３内の通信用記憶部７に移動する処理が必要である。
また、他プラント制御装置１ｂは全システムで共有である通信用記憶部を経由してのみ、本プラント制御装置１ａとデータを交信しなければならないなどの問題点があった。
【０００９】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、プラント制御装置は通信用記憶部への書き込みおよび読み出し動作を簡素化する共に、他プラント制御装置のデータ記憶部を仮想的（ネットワークを経由）に自プラント制御装置のデータ記憶部としてアクセス出来る機能を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）この発明に係るプラント制御システムは、計算機能を有する複数のプラント制御装置を通信ラインにより接続したプラント制御システムにおいて、
上記各プラント制御装置は主メモリと上記通信ラインを介してデータの授受を行うための通信用メモリとを設けて、上記全てのプラント制御装置の主メモリと通信用メモリに共通する第１の共通アドレス領域を設定すると共に、
上記第１の共通アドレスを有するデータを上記主メモリに書き込む際に、上記主メモリと上記通信用メモリの上記第１の共通アドレスに同時に書き込む第１の書込手段と、
上記通信用メモリに書き込まれたデータを他のプラント制御システムの通信用メモリの上記第１の共通アドレスに書き込む第１の通信手段と、
他のプラント制御システムが自己の通信用メモリに書き込まれたデータを必要とするときに、自己の主メモリを介することなく直接上記自己の通信用メモリの上記第１の共通アドレスから読み出す第１の読出手段を備えたものである。
【００１１】
（２）また、計算機能を有する複数のプラント制御装置を通信ラインにより接続したプラント制御システムにおいて、
上記各プラント制御装置はプラントの入出力信号を格納する入出力メモリと上記通信ラインを介してデータの授受を行うための通信用メモリとを設けて、上記全てのプラント制御装置の入出力メモリと通信用メモリに共通する第２の共通アドレス領域を設定すると共に、
上記第２の共通アドレスを有するデータを上記入出力メモリに書き込む際に、上記入出力メモリと上記通信用メモリの上記第２の共通アドレスに同時に書き込む第２の書込手段と、
上記通信用メモリに書き込まれたデータを他のプラント制御システムの通信用メモリの上記第２の共通アドレスに書き込む第２の通信手段と、
他のプラント制御システムが自己の通信用メモリに書き込まれたデータを必要とするときに、自己の入出力メモリを介することなく直接上記自己の通信用メモリの上記第２の共通アドレスから読み出す第２の読出手段を備えたものである。
【００１２】
（３）また、計算機能を有する複数のプラント制御装置を通信ラインにより接続したプラント制御システムにおいて、
上記各プラント制御装置は主メモリと上記通信ラインを介してデータの授受を行うための通信用メモリとプラントの入出力信号を格納する入出力メモリとを設けて、上記全てのプラント制御装置の主メモリと通信用メモリに共通する第１のアドレス領域を設定すると共に、上記全てのプラント制御装置の入出力メモリと通信用メモリに共通する第２のアドレス領域を設定し、
上記第１の共通アドレスを有するデータを上記主メモリに書き込む際に、上記主メモリと上記通信用メモリの上記第１の共通アドレスに同時に書き込む第１の書込手段と、
上記通信用メモリに書き込まれたデータを他のプラント制御システムの通信用メモリの上記第１の共通アドレスに書き込む第２の通信手段と、
他のプラント制御システムが自己の通信用メモリに書き込まれたデータを必要とするときに、自己の主メモリを介することなく直接上記自己の通信用メモリの上記第１の共通アドレスから読み出す第１の読出手段を備えると共に、
上記第２の共通アドレスを有するデータを上記入出力メモリに書き込む際に、上記入出力メモリと上記通信用メモリの上記第２の共通アドレスに同時に書き込む第２の書込手段と、
上記通信用メモリに書き込まれたデータを他のプラント制御システムの通信用メモリの上記第２の共通アドレスに書き込む第２の通信手段と、
他のプラント制御システムが自己の通信用メモリに書き込まれたデータを必要とするときに、自己の入出力メモリを介することなく直接上記自己の通信用メモリの上記第２の共通アドレスから読み出す第２の読出手段を備えたものである。
【００１３】
（４）また、上記（１）または（３）において、
主メモリと通信用メモリの第１の共通アドレス領域の内に、使用するソフトウエア単位で共通アドレス領域を設定し、上記ソフトウエアを実行する際は、上記ソフトウエア単位の共通アドレス領域を用いてデータの授受を行うようにしたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１はこの実施の形態１のプラント制御システムの構成図であり、図２はデータの流れを示す図であり、図３は主制御部の動作のフローチャートであり、図４はメモリのアドレスの関係を示す図である。
【００１５】
図１では制御ユニット２内に新たに専用内部バス１２を設け、プラント制御用記憶部（主メモリ）５と通信用記憶部（通信用メモリ）７とを接続する。ＣＰＵを有する中央処理部４は通信記憶部７、及びプラント制御用記憶部５に各々アクセスできるが、プラント制御用記憶部５にある特定アドレス範囲をアクセスすると、自動的に通信用記憶部７に同一データが格納される。なお、これら２つの記憶部に格納されたデータの同一性はパリティ検定等により容易に実施することができる。
【００１６】
図２、図３によりこのシステムのデータの流れを説明する。
（１）中央処理部４はプラント制御装置１ａに接続された入出力装置からのデータを外部入出力部６内の入出力記憶部１６に格納する（ステップＳ１）。
（２）中央処理部４は入出力記憶部１６に格納したデータを読み取る▲１▼（ステップＳ２）。
【００１７】
（３）中央処理部４はソフトウエア処理を実行し、その処理結果をプラント制御用記憶部５に格納する▲２▼（ステップＳ３）。
（４）中央処理部４は通信を必要とする処理結果を自動的に通信用記憶部７にも同時に書き込む▲２▼（ステップＳ４〜Ｓ５）。
ここでプラント制御用記憶部５のデータの内、外部へ通信する必要のあるデータは特定範囲のアドレスとし、このアドレスは通信用記憶部７のアドレスと共通のアドレスとしておく。
【００１８】
図２で示すように、プラント制御用記憶部５のアドレス「２００」から「６００」を特定範囲のアドレスとし、通信用記憶部７のアドレスも「２００」から「６００」としておく。従って、ソフトウエアは通信用記憶部７のアドレスを意識する必要はない。
それ故、図３のフローチャートでは、ソフトウエアでの処理結果をプラント制御用記憶部５へ格納した際（ステップＳ３）、特定のアドレスか否かを判定し（ステップＳ４）、特定アドレスであれば、通信用記憶部５へ格納する（ステップＳ５）。
特定アドレスでなければ通信不要のデータであるので終了する。
【００１９】
（４）図３の主制御部の動作のフローの後、通信機能部８は、通信用記憶部７に書き込まれたデータを他プラント制御装置１ｂに送信し、その送信データは通信用記憶部７に格納される▲４▼。
（５）他プラント制御装置１ｂの通信用記憶部７に格納されたデータは必要に応じて読み出されソフトウエア処理が行われる▲６▼。
【００２０】
ここで、通信記憶部７のアドレスは、接続された全プラント制御装置に共通である機能を持つ。この為、あるプラント制御装置において、通信記憶部上の任意アドレスに格納されたデータは他プラント制御装置においても、本アドレスと同一アドレスをアクセスすることにより、本データを読み出すことが出来る。
【００２１】
この実施の形態１の図２と従来の図１０とのデータの流れを比較すると、図２は▲３▼と▲５▼の処理が省略されている。従って、処理動作を簡素化して処理速度を向上することができる。
【００２２】
アドレスとデータ処理との関係の詳細を図４で説明する。
プラント制御装置１ａと１ｂのプラント制御用記憶部５、通信用記憶部７共、同一データ（同一種類のデータ）に対して共通のアドレスとする。
図４の例では、アドレス２００〜６００を通信を必要とするデータに対応するアドレスとし、プラント制御装置１ａの中央処理部４のＣＰＵをＣＰＵ１、プラント制御装置１ｂの中央処理部４のＣＰＵをＣＰＵ２とすると、ＣＰＵ１にはアドレス２００〜３９９、ＣＰＵ２にはアドレス４００〜６００とする。
【００２３】
ＣＰＵ１が例えばアドレス２８０に対応するデータを格納する場合、プラント制御用記憶部５のアドレス２８０へ書き込むと共に、通信用記憶部７のアドレス２８０にも自動的に書き込まれる。
通信用記憶部７のアドレス２８０に書き込まれたデータは、通信機能部８によりプラント制御装置１ｂの通信用記憶部７に書き込まれる。
プラント制御装置１ｂの通信用記憶部７に書き込まれたデータは、必要に応じて読み出され処理される。
【００２４】
一方、ＣＰＵ２が例えばアドレス５０１に対応するデータを格納する場合は、図示するように上記アドレス２８０と反対方向に書き込みが行われる。
以上のようにこの実施の形態によれば、アドレスの共通化と通信用記憶部への直接書き込みとの組み合わせ、また、読み出す場合は通信用記憶部から直接読み出しを可能としたので、処理動作を簡素化して処理速度の向上が図られる。
【００２５】
実施の形態２．
この実施の形態は、入出力データを格納する場合、入出力データで通信を必要とするデータについても入出力記憶部と通信用記憶部とのアドレスを共通にして同時に書き込むようにしたものである。
【００２６】
図５はこの実施の形態のデータの流れを示すもので、通信用記憶部７を図１の外部入出力部６内の入出力記憶部（入出力メモリ）１６に重複（共通アドレス化）させると、通信用記憶部７が全システム共通のアドレスを持つ機能を有するようになり、当該プラント制御装置は他プラント制御装置に接続されている入出力装置を、自プラント制御装置に仮想的に直接接続されているものとしてアクセスすることができるようになる。
【００２７】
つまり入出力記憶部１６に格納するデータの内、通信を必要とするデータに対しては通信記憶部７とアドレスを共有化しておくことによりデータの同時書き込みが実現でき、また、読み出すときは通信記憶部７から直接読み出すことができる。従って、より処理動作を簡素化して処理速度の向上が図られる。
【００２８】
実施の形態３．
従来ではプラント制御装置に搭載された複数のソフトウエアが、各ソフトウエアに共通の空間である通信用記憶部にアクセスすることにより、他プラント制御装置のソフトウエアとデータの授受を実施していた為、システム全体として通信用記憶部を管理する必要が生じ、例えば複数のソフトウエアの内、最も処理が遅いソフトウエアに影響されることがある。
【００２９】
これを解決するために、図６のようにソフトウエア処理単位でアドレスを割り当ててプラント制御用記憶部５と通信用記憶部のアドレスを共通にする。
例えば、ソフトウエア処理１にはアドレス２５０〜３００を、ソフトウエア処理２にはアドレス４２０〜４８０を、ソフトウエア処理にはアドレス３４０〜３８０とし、プラント制御用記憶部５と通信用記憶部７のアドレスをシステム全体で共通にする。
【００３０】
なお、図６に示すソフトウエア処理１〜３は全てプラント制御装置１ａのＣＰＵ１が処理するアドレスの部分であり、図４に示すＣＰＵ１のアドレスを更に分割して割り当てるようにしたものである。
【００３１】
ソフトウエア処理する場合は、ソフトウエア処理１は相手側のソフトウエア処理２とアクセスして処理し、ソフトウエア処理２は相手側のソフトウエア処理３とアクセスして処理し、ソフトウエア処理３は相手側のソフトウエア処理１とアクセスして処理を行う。
【００３２】
以上のようにこの実施の形態は、各々のソフトウエアが独自に管理している占有空間をアクセスすることにより、他プラント制御装置のソフトウエアとデータの授受を実施することができ、上記問題を解決できる等、分散システムにおいて、ソフトウエアレベルで通信機能を有するプラント制御用記憶部を固有にもつことができる。
【００３３】
実施の形態４．
この実施の形態は、階層的に接続されたプラント制御システムのアドレスを共通化するものである。
図７はシステムの構成図であり、図８はプラント制御用記憶部５のアドレスを図示したものである。
【００３４】
図７に示す通り、通信ラインにより階層的に接続されたシステムにおいて、図８のように、プラント制御用記憶部の共通アドレス５０００〜１００００と、通信用記憶部のアドレスとを同一にする。
図７の階層１グループに接続されているプラント制御装置１ａ，１ｂは、階層１で共通のアドレスを有する通信用記憶部（図示せず）と、階層２で共通のアドレスを持つプラント制御装置１ｃの通信用記憶部（図示せず）のアドレスを重複させているので、階層２に接続された入出力装置を仮想的に直接アクセスすることが可能になる機能を提供できる。
【００３５】
実施の形態５．
実施の形態４は複数のプラント制御システムを結合した例を示したが、リング状の通信ライン等のネットワーク上に接続された複数のプラント制御装置のシステムにも適用することができる。
また、プラント制御装置について、説明したがプラントの監視や監視制御の装置に適用できることは言うまでもない。
【００３６】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、アドレスの共通化と通信用記憶部への直接書き込み、読み出しによりシステム全体の処理動作の簡素化と処理速度の向上が図られ効率的なプラントの制御監視が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるプラント制御システムの構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるデータの流れを示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１による動作処理のフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１によるメモリのアドレスの関係を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２によるデータの流れを示す図である。
【図６】この発明の実施の形態３によるメモリのアドレスを示す図である。
【図７】この発明の実施の形態４によるプラント制御システムの構成図である。
【図８】この発明の実施の形態４によるメモリのアドレスを示す図である。
【図９】従来のシステム構成図である。
【図１０】従来のデータの流れを示す図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ    プラント制御装置            ２    制御ユニット
３    通信制御ユニット                            ４    中央処理部
５    プラント制御用記憶部（主メモリ）
６    外部入出力部                                    ７    通信用記憶部（通信用メモリ）
８    通信機能部                                        ９    通信ライン
１０    共有バス                                        １１    内部バス
１２    専用内部バス                                １６    入出力記憶部（入出力メモリ）
【図１】
0003595131.tif 000002
【図２】
0003595131.tif 000003
【図３】
0003595131.tif 000004
【図４】
0003595131.tif 000005
【図５】
0003595131.tif 000006
【図６】
0003595131.tif 000007
【図７】
0003595131.tif 000008
【図８】
0003595131.tif 000009
【図９】
0003595131.tif 000010
【図１０】
0003595131.tif 000011