(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークを介して接続される複数のフィールドデバイスに関して、各フィールドデバイスを他のフィールドデバイスから識別するためのデバイス識別情報を保持するデバイス情報管理部と、
上記デバイス識別情報に基づいて制御プログラムを構成する各抽象化シンボルに１乃至複数のフィールドデバイスを対応づけ、その対応づけを示す対応関係情報を出力するリンク設定部と、
このリンク設定部の出力に基づいて上記制御プログラムにおける抽象化シンボルとフィールドデバイスとの上記対応関係情報を保持するリンク情報管理部と、
上記対応関係情報および各抽象化シンボルの上記制御プログラム上での規定に基づいて各フィールドデバイスとその機能の接続関係の設定を行うデバイス設定部とを備えることを特徴とするネットワーク分散デバイス管理装置。
【請求項２】
各フィールドデバイスは予めそれぞれに固有のデバイス識別情報を保持し、デバイス情報管理部は、各フィールドデバイスのデバイス識別情報をネットワークを介して収集し、これを保持することを特徴とする請求項１記載のネットワーク分散デバイス管理装置。
【請求項３】
デバイス情報管理部はフィールドデバイスの参入離脱を監視し、その監視結果に基づいて各フィールドデバイスのデバイス識別情報を更新することを特徴とする請求項２記載のネットワーク分散デバイス管理装置。
【請求項４】
リンク設定部は、デバイス情報管理部におけるデバイス識別情報の更新処理に応じて各抽象化シンボルと各フィールドデバイスとの対応づけを更新し、デバイス設定部は、この更新された対応づけに基づいて関連するフィールドデバイスとその機能の接続関係の新たな設定を行うことを特徴とする請求項３記載のネットワーク分散デバイス管理装置。
【請求項５】
リンク設定部は、各抽象化シンボルを各フィールドデバイスが単体で実現する単機能ブロックとそれに対する入出力ブロックとの結合に分解するとともに、各抽象化シンボルに対してフィールドデバイスを特定するためのデバイス特定情報を対応づけ、このデバイス特定情報と各フィールドデバイスのデバイス識別情報との対応関係に基づいて各抽象化シンボルに対して１乃至複数のフィールドデバイスを対応づけることを特徴とする請求項１記載のネットワーク分散デバイス管理装置。
【請求項６】
デバイス特定情報およびデバイス識別情報は、制御プログラムが実施されるプラントにおける配設位置を特定するための情報を含むものであることを特徴とする請求項５記載のネットワーク分散デバイス管理装置。
【請求項７】
リンク情報管理部は、抽象化シンボルとフィールドデバイスとの対応関係情報とともに各フィールドデバイスの機能設定および入出力設定情報を保持することを特徴とする請求項１記載のネットワーク分散デバイス管理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はフィールド計装機器などの多種多様なフィールドデバイスを多種多様なネットワークで接続したフィールド分散制御システムにおいて、システム設計（計測制御プログラムの作成）からフィールド構築設定並びに保守・運用までを効率的に行うことを可能ならしめるために上記ネットワークに接続されるネットワーク分散デバイス管理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１７は特開平１０−１７７４０１号公報に開示された従来のフィールド分散制御システムの構成を示すブロック図である。図において、３７，３８はそれぞれ計測センサ、３９，４０はそれぞれ計測センサ３７，３８毎に設けられたフィールドデバイス、４１はこれら複数のフィールドデバイス３９，４０同士を接続するネットワーク、４２はこのネットワーク４１に接続されたインタフェース機器、４３はこのインタフェース機器４２を介してネットワーク４１に接続された分散型制御システムである。また、４４はフィールドデバイス３９にて実現可能なアナログ入力機能ブロック、４５はフィールドデバイス４０にて実現可能なアナログ出力機能ブロック、４６はフィールドデバイス４０にて実現可能なＰＩＤ演算処理を行うＰＩＤ機能ブロックである。
【０００３】
次に動作について説明する。
このような従来のフィールド分散制御システムでは、各計測センサ３７，３８はそれぞれの計測対象物の計測を行う一方で、各フィールドデバイス３９，４０はそれぞれの計測センサ３７，３８の計測値を保持出力するとともに制御プログラムを構成する機能ブロックとして動作し、これにより制御プログラムに従った分散制御を実現する。
【０００４】
また、分散型制御システム４３は各フィールドデバイス３９，４０に対して制御プログラムに基づく設定を行うためなどに用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のフィールド分散制御システムは以上のように構成されているので、システム設計（計測制御プログラムの作成）を行う場合でも、実際にフィールドの構築設定を行う場合でも、保守・運用を行う場合でも、それを効率的に行うことができないなどの課題があった。
【０００６】
具体的に説明すると、システム設計（計測制御プログラムの作成）を行う場合、プログラム作成者は、機能ブロックを組み合わせてプログラミングを行うことになる。図１８は従来のフィールド分散制御システムにおける制御プログラムの一例を示す説明図である。同図において、４７は分散型制御システムにて実現可能な第二ＰＩＤ機能ブロック、４８，４９はそれぞれ分散型制御システム４３とフィールドデバイス３９，４０とのインタフェースを定義する結合子である。
【０００７】
そして、同図に示すように、設計（プログラミング）の段階においても専用の結合子４８，４９を用いて、分散制御システム４３内の機能に対応する機能ブロック４７と、フィールドデバイス３９，４０の機能に対応する機能ブロック４４，・・・，４６とをどこで結合するのか、そのポイントを明示する必要がある。従って、プログラム作成者はこのような設計段階においても、記述しようとしている機能ブロックが分散制御システム４３内の機能に対応するものであるのか、あるいは、フィールドデバイス３９，４０の機能に対応するものであるのかを常に意識してプログラミングを行わなければならない。その結果、同図に示すようにそれが機能ブロックレベルのプログラミングであったとしても制御系の設計（プログラミング）の段階においては必ず、各機能ブロック４４，・・・，４６に対応する実際のフィールドデバイス３９，４０の仕様（機能、構成、動作、種類等）を意識しつつ記述しなければならず、一度に多くの仕様レベルについて考慮しなければならず、プログラミングの効率をあげることができない。
【０００８】
また、実際にフィールドの構築設定を行う際に、および、保守・運用を行う際に、各フィールドデバイス３９，４０が所定の位置に正しく配設されているか否かを確認するためには、その１つ１つのフィールドデバイス３９，４０について人手により確認作業を行わなければならず、この作業を効率的に実施しようとしても莫大な時間がかかってしまう。
【０００９】
そして、このようなフィールド分散制御システムでは数千から数万のフィールドデバイスを使用するような場合もあり、特にこのような大規模なフィールド分散制御システムではこれらの作業効率の低さを解消することが強く望まれることになる。
【００１０】
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、多種多様なフィールドデバイスがネットワークで接続されたフィールド分散制御システムにおいて、システム設計（計測制御プログラムの作成）からフィールド構築設定並びに保守・運用までを効率的に行うことを可能ならしめるためのネットワーク分散デバイス管理装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るネットワーク分散デバイス管理装置は、ネットワークを介して接続される複数のフィールドデバイスに関して、各フィールドデバイスを他のフィールドデバイスから識別するためのデバイス識別情報を保持するデバイス情報管理部と、上記デバイス識別情報に基づいて制御プログラムを構成する各抽象化シンボルに１乃至複数のフィールドデバイスを対応づけ、その対応づけを示す対応関係情報を出力するリンク設定部と、このリンク設定部の出力に基づいて上記制御プログラムにおける抽象化シンボルとフィールドデバイスとの上記対応関係情報を保持するリンク情報管理部と、上記対応関係情報および各抽象化シンボルの上記制御プログラム上での規定に基づいて各フィールドデバイスとその機能の接続関係の設定を行うデバイス設定部とを備えるものである。
【００１２】
この発明に係るネットワーク分散デバイス管理装置は、各フィールドデバイスが予めそれぞれに固有のデバイス識別情報を保持し、デバイス情報管理部が、各フィールドデバイスのデバイス識別情報をネットワークを介して収集し、これを保持するものである。
【００１３】
この発明に係るネットワーク分散デバイス管理装置は、デバイス情報管理部がフィールドデバイスの参入離脱を監視し、その監視結果に基づいて各フィールドデバイスのデバイス識別情報を更新するものである。
【００１４】
この発明に係るネットワーク分散デバイス管理装置は、リンク設定部は、デバイス情報管理部におけるデバイス識別情報の更新処理に応じて各抽象化シンボルと各フィールドデバイスとの対応づけを更新し、デバイス設定部は、この更新された対応づけに基づいて関連するフィールドデバイスとその機能の接続関係の新たな設定を行うものである。
【００１５】
この発明に係るネットワーク分散デバイス管理装置は、リンク設定部が、各抽象化シンボルを各フィールドデバイスが単体で実現する単機能ブロックとそれに対する入出力ブロックとの結合に分解するとともに、各抽象化シンボルに対してフィールドデバイスを特定するためのデバイス特定情報を対応づけ、このデバイス特定情報と各フィールドデバイスのデバイス識別情報との対応関係に基づいて各抽象化シンボルに対して１乃至複数のフィールドデバイスを対応づけるものである。
【００１６】
この発明に係るネットワーク分散デバイス管理装置は、デバイス特定情報およびデバイス識別情報が、制御プログラムが実施されるプラントにおける配設位置を特定するための情報を含むものである。
【００１７】
この発明に係るネットワーク分散デバイス管理装置は、リンク情報管理部が、抽象化シンボルとフィールドデバイスとの対応関係情報とともに各フィールドデバイスの機能設定および入出力設定情報を保持するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるフィールド分散制御システムの構成を示すブロック図である。図において、１はプラント内に配設されたパイプ、２はこのパイプ１内の流量を測定する流量計、３はこのパイプ１内の流量を制御するバルブ、４はこの流量計２に固有のデバイス情報を保持するとともに設定に応じて流量計２を制御する流量計用フィールドデバイス（フィールドデバイス）、５はこのバルブ３に固有のデバイス情報を保持するとともに設定に応じてバルブ３を制御するバルブ用フィールドデバイス（フィールドデバイス）、６は自身に固有のデバイス情報を保持するとともに設定に応じてＰＩＤ演算処理を行うＰＩＤ用フィールドデバイス（フィールドデバイス）、７はこれら複数のフィールドデバイス４，５，・・・，６同士を接続するネットワーク、８はこのネットワーク７に接続されたネットワーク分散デバイス管理装置である。
【００１９】
ネットワーク分散デバイス管理装置８において、９は管理装置本体、１０はネットワーク７に接続され、各フィールドデバイス４，５，・・・，６のデバイス識別情報をネットワーク７を介して収集し、これを保持するデバイス情報管理部、１１はこのデバイス識別情報に基づいて制御プログラムを構成する各抽象化シンボルに対して１乃至複数のフィールドデバイスを対応づけ、その対応づけを示すリンク情報（対応関係情報）を出力するデバイスオブジェクト設定部（リンク設定部）、１２はリンク設定部の出力に基づいて上記制御プログラムにおける抽象化シンボルとフィールドデバイスとの対応関係情報を保持するデバイスオブジェクト管理部（リンク情報管理部）、１３は上記対応関係情報および各抽象化シンボルの上記制御プログラム上での規定に基づいて各フィールドデバイス４，５，・・・，６に対して設定を行うデバイス設定部、１４は管理装置本体９に対して各種の設定情報などを入力するための入力部である。
【００２０】
なお、上記制御プログラムは、ファンクションブロックダイアグラム等の抽象化シンボルで制御ループを構成するものである。
【００２１】
次に動作について説明する。
まず、デバイス情報管理部１０がネットワーク７に対してデバイス識別情報を収集するための信号を出力して、当該ネットワーク７上に接続された各フィールドデバイス４，５，・・・，６の識別名や機能に関するデバイス識別情報を収集する。図２はこの発明の実施の形態１によるフィールド分散制御システムにおいてデバイス情報管理部１０がネットワーク７を介して収集して保持するデバイス識別情報テーブルの説明図である。当該テーブルにおいて、第１列は各フィールドデバイス４，５，・・・，６に固有の識別名のリスト、第２列は同行のフィールドデバイス４，５，・・・，６が単独で実現することができる機能のリストであり、各行に各フィールドデバイス４，５，・・・，６のデバイス識別情報が格納される。そして、デバイス情報管理部１０は、各フィールドデバイス４，５，・・・，６のデバイス識別情報を上記各行に対応させて順次追加格納する。なお、同テーブルの例では、第一行目に流量計用フィールドデバイス４のデバイス識別情報が、第二行目にバルブ用フィールドデバイス５のデバイス識別情報が格納されており、また、「ＡＩ」は流量計２の検出流量が入力される抽象化シンボルにおいてアナログ検出信号が入力される機能として用いることができるアナログ入力機能ブロック、「判定器」はバルブ３を制御するための信号の判定生成処理に用いることができる判定機能ブロック、「ＡＯ」はバルブ３を制御するための信号を出力するためのアナログ出力機能ブロックである。
【００２２】
なお、各フィールドデバイス４，５，・・・，６から収集される各種のデバイス識別情報は、それぞれのフィールドデバイス４，５，・・・，６の出荷時や現地取り付け時においてインストールされるようにすればよい。また、各機能ブロックはＩＥＣ１１３１−３やＩＥＣ６１４９９などで定義された機能ブロックを用いれば汎用的なものとすることができる。
【００２３】
また、予め各フィールドデバイス４，５，・・・，６のデバイス情報をこのデバイス情報管理部１０に持たせつつこのような情報収集を行い、各フィールドデバイス４，５，・・・，６に関するこれらの情報同士を比較することで、各フィールドデバイス４，５，・・・，６が正しく接続されているか否かを判断することもできる。
【００２４】
このようなデバイス情報管理部１０のデバイス識別情報の収集が終了すると、デバイスオブジェクト設定部１１が当該デバイス識別情報テーブルを取得するとともに入力部１４を用いたフィールドデバイス４，５，・・・，６のデバイス識別情報の追加設定を行う。図３はこの発明の実施の形態１によるフィールド分散制御システムにおいてデバイスオブジェクト設定部１１において生成される追加後デバイス識別情報テーブルの説明図である。当該テーブルにおいて、第３列は「流量計に接続」、「バルブに接続」といったような各フィールドデバイス４，５，・・・，６の構成情報のリスト、第４列は「パイプの流量を測定」、「パイプの流量を調節」といったような各フィールドデバイス４，５，・・・，６の配設位置や動作内容のリストである。これらの情報により各フィールドデバイス４，５，・・・，６を工場などの設備において一意に特定することが可能となる。
【００２５】
なお、このような各フィールドデバイス４，５，・・・，６を特定するために使用される配設位置などの情報は、例えば現地工場の建物Ａ内の配管ａの流量制御のために配管ａに設置している流量計とバルブとを使用するような場合には、当該現地工場の設備管理台帳や設備配置図、工場図面などを利用して得ることができる。そして、その流量計やバルブのフィールドデバイスがどこに配置されているのかを示す位置情報、つまり「建物Ａ内の配管ａ」といった位置情報を制御プログラムのそれぞれの抽象化シンボルに対応させて付加すればよい。
【００２６】
また、フィールドデバイス４，５，・・・，６のそれぞれを一意に特定するために使用することができるデバイス情報としては他に、例えばアナログ入力、出力の最大値や最小値、フィールドデバイスの製作メーカ名、型名、識別番号、設置日時、設置者、機種名等のデバイスの仕様を定義した機能情報、アナログ入力をディジタル変換して出力する等のフィールドデバイスの動作を定義した動作情報、フィールドデバイスが測定あるいは制御している対象などに関する構成情報などがある。
【００２７】
デバイスオブジェクト設定部１１はこのような追加後デバイス識別情報テーブルの生成処理が終了すると、今度はこのデバイス識別情報に基づいて制御プログラムを構成する各抽象化シンボルへのフィールドデバイス４，５，・・・，６の対応づけ処理（マッピング）を行い、この対応付けをデバイスオブジェクト管理部１２へ出力する。図４はこの発明の実施の形態１によるフィールド分散制御システムにおいてデバイスオブジェクト設定部１１の対応づけ処理工程を示す説明図である。図において、１５は制御プログラムにおけるパイプ１の流量制御ステップ、１６はそのパイプ１の流量検出を行う流量計２を示す流量計抽象化シンボル（抽象化シンボル）、１７は流量計抽象化シンボル１６からの流量出力に基づいて流量指令を出力する流量自動調節抽象化シンボル（抽象化シンボル）、１８はそのパイプ１の流量制御を行うバルブ３を示すバルブ抽象化シンボル（抽象化シンボル）、１９はフィールドデバイス４，５，・・・，６が単独で実現することができるレベルの抽象化シンボルであるアナログ入力ブロック（入出力ブロック）、２０はフィールドデバイス４，５，・・・，６が単独で実現することができるレベルの抽象化シンボルである判定器ブロック（単機能ブロック）、２１はフィールドデバイス４，５，・・・，６が単独で実現することができるレベルの抽象化シンボルであるアナログ出力ブロック（入出力ブロック）、２２は流量計抽象化シンボル１６に割り付けられ、「パイプ１の流量を測定」といったようにその配設位置や動作内容を特定するためのデバイス特定情報、２３はバルブ抽象化シンボル１８に割り付けられ、「パイプ１の流量を調節」といったようにその配設位置や動作内容を特定するためのデバイス特定情報、２４はデバイスオブジェクト設定部１１の出力に応じてデバイスオブジェクト管理部１２において保持される、抽象化シンボルとフィールドデバイス４，５，・・・，６との対応関係情報テーブルである。
【００２８】
そして、この例のように、パイプ１の流量制御ステップ１５が入力されるとデバイスオブジェクト設定部１１はまず、流量自動調節抽象化シンボル１７などの高次の抽象化シンボルをフィールドデバイス４，５，・・・，６が単独で実現することができるレベルの単機能ブロックとそれに対する入出力ブロックとの結合に分解するとともに（同図（ｂ））、流量計抽象化シンボル１６やバルブ抽象化シンボル１８などのフィールド機器に対応づけられるフィールド機器抽象化シンボルに対してデバイス特定情報を割り付ける（同図（ｃ））。次に、このデバイス特定情報と上記追加後デバイス識別情報テーブルの第３列や第４列の情報とを検索処理などを用いて比較対比し、一致するものがある場合には更にそれら２つの間における機能ブロックの列（同図（ｃ））と追加後デバイス識別情報テーブルの第２列とを比較し、それぞれの単機能ブロックに対応するものがある場合にはそれらの機能ブロックとフィールドデバイス４，５，・・・，６との対応関係を各抽象化シンボル毎の対応付けとして出力する。なお、このような対応関係は、フィールドデバイス４，５，・・・，６の構成情報や機能情報と、制御プログラムの流量自動調節抽象化シンボル１７の各ブロック１９，２０，２１との比較により判定することができる。例えばフィールドデバイス４，５，・・・，６の構成情報および機能情報からバルブ用フィールドデバイス５は判定機能ブロックおよびアナログ出力機能ブロックを備えていることが判るので、これに流量自動調節抽象化シンボル１７の判定器ブロック２０およびアナログ出力ブロック２１をマッピングすればよい。その結果、同図（ｄ）に示すように、デバイスオブジェクト管理部１２の対応関係情報テーブルには、抽象化シンボルと１乃至複数のフィールドデバイス４，５，・・・，６の機能との対応関係情報が制御プログラムにおける各抽象化シンボル毎に順次追加保持されることになる。
【００２９】
なお、上記流量自動調節抽象化シンボル１７などの高次の抽象化シンボルの複数の各ブロック１９，２０，２１の結合への分解は、この高次の抽象化シンボルをフィールドデバイス４，５，・・・，６が単独で実現可能なレベルである単機能ブロックの組み合せとしてその対応関係を予め定義したり、制御プログラムにおいてその前後に接続される抽象化シンボル１６，１８の入出力特性などに応じて適宜定義すればよい。また、この定義においては、その入力が流量であるとか、その出力がバルブの開閉量であるといった入出力情報も同時に定義することになる。
【００３０】
このようなデバイスオブジェクト設定部１１の割付処理が終了すると、デバイス設定部１３による各フィールドデバイス４，５，・・・，６への設定処理が実施されることになる。具体的には、デバイスオブジェクト管理部１２の対応関係情報テーブルおよびデバイス情報管理部１０のデバイス識別情報テーブルに関する情報が入力され、これら２つのテーブルに基づいて機能ブロック同士が一致するフィールドデバイス４，５，・・・，６へ対応関係情報テーブルに基づく動作設定および入出力設定を行う。これにより、各フィールドデバイス４，５，・・・，６は上記制御プログラム上での規定に基づいた入力に応じて動作し、制御プログラム上での規定に基づいた出力先へ制御情報を出力する。
【００３１】
以上のように、この実施の形態１によれば、ネットワーク７を介して接続される複数のフィールドデバイス４，５，・・・，６に関して、各フィールドデバイス４，５，・・・，６を他のフィールドデバイスから識別するためのデバイス識別情報を保持するデバイス情報管理部１０と、上記デバイス識別情報に基づいて制御プログラムを構成する各抽象化シンボル１６〜１８に１乃至複数のフィールドデバイス４，５，・・・，６を対応づけ、その対応づけを示すリンク情報（対応関係情報）を出力するデバイスオブジェクト設定部１１と、このリンク設定部の出力に基づいて上記制御プログラムにおける抽象化シンボル１６〜１８とフィールドデバイス４，５，・・・，６との対応関係情報を保持するデバイスオブジェクト管理部１２と、上記対応関係情報および各抽象化シンボル１６，１７，１８の上記制御プログラム上での規定に基づいて各フィールドデバイス４，５，・・・，６に対して設定を行うデバイス設定部１３とを備えるので、抽象化シンボル１６，１７，１８の組み合せとして記述された制御プログラムに基づいて各フィールドデバイス４，５，・・・，６の設定情報を生成し、これを各フィールドデバイス４，５，・・・，６に設定することができる。
【００３２】
従って、システム設計（計測制御プログラムの作成）を行う場合、プログラム作成者は、抽象化シンボルを組み合わせてプログラミングを行う際に、記述しようとしている抽象化シンボルがネットワーク分散デバイス管理装置８などにおいて実現される機能に対応するものであるのか、あるいは、フィールドデバイス４，５，・・・，６の機能に対応するものであるのかを意識することなくプログラミングを行うことができ、効率良くプログラミングを行うことができる効果がある。つまり、このプログラミング段階において、どのネットワーク７を使用しているとか、バルブ３はどこのメーカ製であるのかなどを考慮する必要がなくなる効果がある。
【００３３】
この実施の形態１によれば、デバイスオブジェクト設定部１１が、抽象化シンボル１６〜１８を各フィールドデバイス４，５，・・・，６が単体で実現する単機能ブロック２０とそれに対する入出力ブロック１９，２１との結合に分解し、各ブロック１９，２０，２１に対してフィールドデバイス４，５，・・・，６を特定するためのデバイス特定情報を対応づけ、このデバイス特定情報と各フィールドデバイス４，５，・・・，６のデバイス識別情報との対応関係に基づいて抽象化シンボル１６〜１８に対して１乃至複数のフィールドデバイス４，５を対応づけるので、プログラミング作成者は抽象化シンボルとして各ブロック１９，２０，２１を複合化させた抽象化シンボル１６〜１８を定義して使用することができ、理解しやすい記述にて記述されたプログラミングを行うことができる効果がある。
【００３４】
例えば、工場Ａの配管ａに設置されている流量計とバルブとでその配管ａの流量を制御するような場合と、工場Ｂの配管ｂに設置されている流量計とバルブとでその配管ｂの流量を制御するような場合とを想定する。そして、この実施の形態１では「流量計の出力を自動流量調節器に入力し、この自動流量調節器からバルブの開閉量を求める」制御プログラムを作成するので、それらの流量計やバルブの仕様、管理方法が異なる場合であっても、あるいは、異なるネットワークに接続されている場合であっても、それらの違いに左右されること無く２つの場合に共通の同一の制御プログラムを利用することができる（プログラムの再利用）。
【００３５】
この実施の形態１によれば、デバイス特定情報およびデバイス識別情報が、制御プログラムが実施されるプラントにおける配設位置を特定するための情報を含むので、これに基づいて各抽象化シンボル１６，１７，１８とフィールドデバイス４，５，・・・，６とを確実に対応づけることができる効果がある。
【００３６】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２によるフィールド分散制御システムの構成を示すブロック図である。図において、２５は流量計２に固有のデバイス情報として固有の識別名や機能情報とともに構成情報および動作情報をも保持し、設定に応じて流量計２を制御する流量計用フィールドデバイス（フィールドデバイス）、２６はバルブ３に固有のデバイス情報として固有の識別名や機能情報とともに構成情報および動作情報をも保持し、設定に応じてバルブ３を制御するバルブ用フィールドデバイス（フィールドデバイス）、２７は自身に固有のデバイス情報として固有の識別名や機能情報とともに構成情報および動作情報をも保持し、設定に応じてＰＩＤ演算処理を行うＰＩＤ用フィールドデバイス（フィールドデバイス）、２８はネットワーク７に接続され、各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７のデバイス識別情報をネットワーク７を介して収集し、これを保持するデバイス情報管理部である。これ以外の構成は実施の形態１と同様であり説明を省略する。
【００３７】
次に動作について説明する。
デバイス情報管理部２８がネットワーク７に対してデバイス識別情報を収集するための信号を出力して、当該ネットワーク７上に接続された各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７の識別名、機能情報、構成情報および動作情報を収集する。そして、デバイス情報管理部２８はこの動作により図３と同様のデバイス識別情報テーブルを保持する。
【００３８】
このようなデバイス情報管理部２８における収集動作が終了すると、デバイスオブジェクト設定部１１はこのデバイス識別情報に基づいて制御プログラムを構成する各抽象化シンボルへのフィールドデバイス２５，２６，・・・，２７の対応づけ処理を行い、この対応付けをデバイスオブジェクト管理部１２へ出力する。これ以降の動作は実施の形態１と同様であり説明を省略する。
【００３９】
以上のように、この実施の形態２によれば、各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７が予めそれぞれに固有のデバイス識別情報を保持し、デバイス情報管理部２８が、各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７のデバイス識別情報をネットワーク７を介して収集し、これを保持するので、実際のネットワーク７上の複数のフィールドデバイス２５，２６，・・・，２７の存在を確認し、正しく複数のフィールドデバイス２５，２６，・・・，２７が揃っていることを確認しつつ各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７に対する設定を行うことができる。
【００４０】
従って、従来のように１つ１つのフィールドデバイス２５，２６，・・・，２７の接続を人手により確認することなく、各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７が所定の位置に正しく配設されているか否かを確認することができ、フィールドの構築設定を格段に効率よく実施することができる効果がある。そして、フィールドデバイス単位の管理も容易に実施することができる。
【００４１】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３によるフィールド分散制御システムの構成を示すブロック図である。図において、２５’は内部に有するグローバルポジショニングシステム（以下、ＧＰＳと記載する）を使用して自身の緯度、経度、高さなどの三次元的位置情報（ＧＰＳ情報）を求め、流量計２に固有のデバイス情報として固有の識別名や機能情報、構成情報、動作情報とともにＧＰＳ情報を保持し、設定に応じて流量計２を制御する流量計用フィールドデバイス（フィールドデバイス）、２６’は内部に有するＧＰＳを使用して自身の緯度、経度、高さなどの三次元的位置情報（ＧＰＳ情報）を求め、バルブ３に固有のデバイス情報として固有の識別名や機能情報、構成情報、動作情報とともにＧＰＳ情報を保持し、設定に応じてバルブ３を制御するバルブ用フィールドデバイス（フィールドデバイス）、２７’は内部に有するＧＰＳを使用して自身の緯度、経度、高さなどの三次元的位置情報（ＧＰＳ情報）を求め、自身に固有のデバイス情報として固有の識別名や機能情報、構成情報、動作情報とともにＧＰＳ情報を保持し、設定に応じてＰＩＤ演算処理を行うＰＩＤ用フィールドデバイス（フィールドデバイス）、２８’はネットワーク７に接続され、各フィールドデバイス２５’，２６’，・・・，２７’のデバイス識別情報をネットワーク７を介して収集し、これを保持するデバイス情報管理部、１１’はこのデバイス識別情報に基づいて制御プログラムを構成する各抽象化シンボルに対して１乃至複数のフィールドデバイスを対応づけ、その対応づけを示すリンク情報（対応関係情報）を出力するデバイスオブジェクト設定部（リンク設定部）である。これ以外の構成は実施の形態２と同様であり説明を省略する。
【００４２】
次に動作について説明する。
ネットワーク７に接続された各フィールドデバイス２５’，２６’，・・・，２７’はそれぞれのＧＰＳを使用して自身の緯度、経度、高さなどの三次元的位置情報（ＧＰＳ情報）を求め、これを自身に固有のデバイス情報として識別名や機能情報、構成情報、動作情報とともに保持する。
デバイス情報管理部２８’がネットワーク７に対してデバイス識別情報を収集するための信号を出力して当該ネットワーク７上に接続された各フィールドデバイス２５’，２６’，・・・，２７’の識別名、機能情報、構成情報、動作情報およびＧＰＳ情報を収集して保持する。
【００４３】
図７はこの発明の実施の形態３によるフィールド分散制御システムにおいてＧＰＳ情報を含むデバイス識別情報テーブルの説明図である。当該テーブルにおいて、第５列はフィールドデバイス２５’，２６’，・・・，２７’が設置されている場所を特定する緯度、経度、高さなどの三次元的位置情報（ＧＰＳ情報）である。このＧＰＳ情報と当該現地工場の設備管理台帳や設備配置図、工場図面などとを照合することにより、各フィールドデバイス２５’，２６’，・・・，２７’が当該工場内の設備において正しい位置にあることを認識することができ、各フィールドデバイス２５’，２６’，・・・，２７’を工場内の設備においてより精度良く一意に特定することができる。
【００４４】
このようなデバイス情報管理部２８’における収集動作が終了すると、デバイスオブジェクト設定部１１’はこのＧＰＳ情報を含むデバイス識別情報に基づいて制御プログラムを構成する各抽象化シンボルへのフィールドデバイス２５’，２６’，・・・，２７’の対応づけを行い、この対応づけをデバイスオブジェクト管理部１２へ出力する。これ以降の動作は実施の形態２と同様であり説明を省略する。
【００４５】
以上のように、この実施の形態３によれば、各フィールドデバイス２５’，２６’，・・・，２７’が内部に有するＧＰＳにより自身の緯度、経度、高さなどの三次元的位置情報（ＧＰＳ情報）を求め、それぞれに固有のデバイス識別譲歩の一部として保持し、デバイス情報管理部２８’が各フィールドデバイス２５’，２６’，・・・，２７’のＧＰＳ情報を含むデバイス識別情報をネットワーク７を介して収集し、これを保持するので、実際のネットワーク７上の複数のフィールドデバイス２５’，２６’，・・・，２７’の存在を認識し、正しく複数のフィールドデバイス２５’，２６’，・・・，２７’が揃っていることを確認し、更に複数のフィールドデバイス２５’，２６’，・・・，２７’が当該現地工場内の設備において正しい位置にあることを確認しつつ各フィールドデバイス２５’，２６’，・・・，２７’に対する設定を行うことができる効果がある。
【００４６】
実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４によるフィールド分散制御システムの構成を示すブロック図である。図において、２９はネットワーク７に接続され、所定のスケジュールに従って各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７のデバイス識別情報をネットワーク７を介して収集し、これをデバイス識別情報テーブルとして保持するデバイス情報管理部、３０はこのデバイス識別情報テーブルが更新される度にデバイス識別情報に基づいて制御プログラムを構成する各抽象化シンボルに１乃至複数のフィールドデバイス２５，２６，・・・，２７を対応づけ、その対応づけを示すリンク情報（対応関係情報）を出力するデバイスオブジェクト設定部（リンク設定部）、３１はデバイス識別情報テーブルが更新される度に対応関係情報および各抽象化シンボルの上記制御プログラム上での規定に基づいて各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７に対して設定を行うデバイス設定部である。
【００４７】
図９から図１１はそれぞれこの発明の実施の形態４によるフィールド分散制御システムにおいてデバイス情報管理部２９がネットワーク７を介して収集し、保持するデバイス識別情報テーブルの説明図である。詳しくは、図９はネットワーク７にフィールドデバイスが参入してきた場合、図１０はネットワーク７からフィールドデバイスが離脱した場合、図１１は入力部１４にてフィールドデバイスのデバイス情報の一部を変更した場合の説明図である。これらのテーブルにおいて、第５列は一旦検出がなされて登録保持されているフィールドデバイスの最終デバイス情報収集時における状態のリストである。また、「参入」は同行に示されるフィールドデバイスが可動可能状態にあることを意味し、「離脱」は同行に示されるフィールドデバイスが可動不可能状態にあることを意味する。なお、第１列から第４列までは図３の追加後デバイス識別情報テーブルの第１列から第４列までと同様のリストであり説明を省略する。また、これ以外の各部の構成は実施の形態２や実施の形態１と同様であり説明を省略する。
【００４８】
次に動作について説明する。
デバイス情報管理部２９は、所定のスケジュールに従って収集時刻がくると、各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７のデバイス識別情報をネットワーク７を介して収集し、これをデバイス識別情報テーブルとして保持する。
【００４９】
図１２から図１３はこの発明の実施の形態４において、デバイス情報収集に基づいてデバイス識別情報テーブルが変化する場合の例を示す説明図である。これらの図において、３２は新たに検出された新規検出フィールドデバイス（フィールドデバイス）、３３は今回検出されなかった離脱フィールドデバイス（フィールドデバイス）である。そして、図１２に示すように新規検出フィールドデバイス３２が新たに検出されると、図９に示すようにデバイス識別情報テーブルの最終行に当該新規検出フィールドデバイス３２の識別名、機能情報、構成情報および動作情報が追加されるとともに、その状態情報として「参入」が記載される。また、図１３に示すように離脱フィールドデバイス３３が検出されると、図１０に示すように検出されなかったフィールドデバイス３３の状態が「参入」から「離脱」に変更される。更に、図１４に示すように入力部１４を用いてデバイス識別情報テーブルの一部を更新すると（同図に示すようにバルブ用フィールドデバイス２６の機能情報から「ＡＯ」の機能を削除すると）、図１１に示すように変更されたバルブ用フィールドデバイス２６の各種の情報が変化する。なお、機能情報が追加削除されるような場合には構成情報や動作情報の関連部分も同時に修正される。例えば、バルブ用フィールドデバイス２６の機能情報から「ＡＯ」の機能が削除されるような場合には、その構成情報から「バルブに接続」が、動作情報から「パイプ１の流量調節」がそれぞれ削除される。
【００５０】
そして、このようにデバイス識別情報テーブルが更新されと、デバイスオブジェクト設定部３０は、更新されたデバイス識別情報に基づいて制御プログラムを構成する各抽象化シンボルに１乃至複数のフィールドデバイス２５，２６，・・・，２７を対応づけ、その対応づけを示すリンク情報（対応関係情報）を出力し、デバイス設定部３１は、この対応づけおよび各抽象化シンボルの上記制御プログラム上での規定に基づいて各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７に対して設定を行う。これ以外の動作は実施の形態２や実施の形態１と同様であり説明を省略する。
【００５１】
以上のように、この実施の形態４によれば、デバイス情報管理部２９がフィールドデバイス２５，２６，・・・，２７の参入離脱を監視し、その監視結果に基づいて各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７のデバイス識別情報を最新のものに更新するので、このデバイス情報管理部２９のデバイス識別情報を確認することで、フィールド分散制御システムの各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７が正しく運転しているか否かを容易に確認することができる効果がある。
【００５２】
そして更に、デバイスオブジェクト設定部３０が、デバイス情報管理部２９におけるデバイス識別情報の更新処理に応じて各抽象化シンボルと各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７との対応づけを更新し、デバイス設定部３１が、この更新された対応づけに基づいて関連するフィールドデバイス２５，２６，・・・，２７に対して新たな設定を行うので、保守・運用を行う際に、各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７が所定の位置に正しく配設されているか否かを確認することができる上に、システム変更や更新を行う際に効率よく短時間でシステムの組み替えを行うことができる効果がある。
【００５３】
実施の形態５．
図１５はこの発明の実施の形態５によるフィールド分散制御システムの構成を示すブロック図である。図において、３４は抽象化シンボルとフィールドデバイス２５，２６，・・・，２７との対応関係情報とともに各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７の機能設定および入出力設定情報を保持するデバイスオブジェクト管理部（リンク情報管理部）、３５はこのデバイスオブジェクト管理部３４から出力される各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７の機能設定および入出力設定情報に基づいて設定を行うデバイス設定部である。
【００５４】
図１６はこの発明の実施の形態５によるフィールド分散制御システムにおいてデバイスオブジェクト設定部３０の対応づけ処理工程を示す説明図である。図において、３６はデバイスオブジェクト設定部３０の出力に応じてデバイスオブジェクト管理部３４において保持され、抽象化シンボルとフィールドデバイス２５，２６，・・・，２７との対応関係情報および各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７の機能設定および入出力設定情報を示す総合情報テーブルである。そして、同図ではフィールドデバイス２５，２６，・・・，２７の機能設定および入出力設定情報として、図３と同様の情報を各抽象化シンボルに対応づけて保持する。これ以外の構成は実施の形態４と同様であり説明を省略する。
【００５５】
次に動作について説明する。
デバイスオブジェクト設定部３０からリンク情報（対応関係情報）が出力されると、デバイスオブジェクト管理部３４は抽象化シンボルとフィールドデバイス２５，２６，・・・，２７との対応関係情報ならびに各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７の機能設定および入出力設定情報を総合情報テーブルにて保持する。また、デバイス設定部３５は、この総合情報テーブルに保持された各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７の機能設定および入出力設定情報に基づいて各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７に対する設定を行う。これ以外の動作は実施の形態４と同様であり説明を省略する。
【００５６】
以上のように、この実施の形態５によれば、デバイスオブジェクト管理部３４が、抽象化シンボルとフィールドデバイス２５，２６，・・・，２７との対応関係情報とともに各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７の機能設定および入出力設定情報を保持するので、一旦設定されたこのデバイスオブジェクト管理部３４の情報を確認することで、フィールド分散制御システムの各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７が正しく運転しているか否かを容易に確認することができる効果がある。つまり、抽象化シンボル単位にフィールドデバイス２５，２６，・・・，２７を管理することができる。
【００５７】
そして、たとえば、このような総合情報テーブル３６からフィールドデバイス２５，２６，・・・，２７を現場のどこに設置し（どのネットワーク７のどこに接続し）、且つ何を測定制御するのかに関する情報を生成した後、これを工場出荷前に各フィールドデバイス２５，２６，・・・，２７に予め設定して当該現場に設置し、この設置されたフィールドデバイス２５，２６，・・・，２７の情報を収集することで、実際のネットワーク７の配置と設計上のネットワークの配置との相違を容易に照合することができ、複数のフィールドデバイス２５，２６，・・・，２７が制御プログラムが実施できるように正しく接続されているか否かを半自動化して容易且つ短時間に確認することができるようになる。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ネットワークを介して接続される複数のフィールドデバイスに関して、各フィールドデバイスを他のフィールドデバイスから識別するためのデバイス識別情報を保持するデバイス情報管理部と、上記デバイス識別情報に基づいて制御プログラムを構成する各抽象化シンボルに１乃至複数のフィールドデバイスを対応づけ、その対応づけを示す対応関係情報を出力するリンク設定部と、このリンク設定部の出力に基づいて上記制御プログラムにおける抽象化シンボルとフィールドデバイスとの上記対応関係情報を保持するリンク情報管理部と、上記対応関係情報および各抽象化シンボルの上記制御プログラム上での規定に基づいて各フィールドデバイスとその機能の接続関係の設定を行うデバイス設定部とを備えるので、抽象化シンボルの組み合せとして記述された制御プログラムに基づいて各フィールドデバイスの設定情報を生成し、これを各フィールドデバイスに設定することができる。
【００５９】
従って、システム設計（計測制御プログラムの作成）を行う場合、プログラム作成者は、抽象化シンボルを組み合わせてプログラミングを行う際に、記述しようとしている抽象化シンボルが分散制御システム内の機能に対応するものであるのか、あるいは、フィールドデバイスの機能に対応するものであるのかを意識することなくプログラミングを行うことができ、効率良くプログラミングを行うことができる効果がある。
【００６０】
この発明によれば、各フィールドデバイスが予めそれぞれに固有のデバイス識別情報を保持し、デバイス情報管理部が、各フィールドデバイスのデバイス識別情報をネットワークを介して収集し、これを保持するので、実際のネットワーク上の複数のフィールドデバイスの存在を確認し、正しく複数のフィールドデバイスが揃っていることを確認しつつ各フィールドデバイスに対する設定を行うことができる。従って、従来のように１つ１つのフィールドデバイスの接続を人手により確認することなく、各フィールドデバイスが所定の位置に正しく配設されているか否かを確認することができ、フィールドの構築設定を格段に効率よく実施することができる効果がある。
【００６１】
この発明によれば、デバイス情報管理部がフィールドデバイスの参入離脱を監視し、その監視結果に基づいて各フィールドデバイスのデバイス識別情報を更新するので、このデバイス情報管理部のデバイス識別情報を確認することで、フィールド分散制御システムの各フィールドデバイスが正しく運転しているか否かを容易に確認することができる効果がある。そして更に、リンク設定部は、デバイス情報管理部におけるデバイス識別情報の更新処理に応じて各抽象化シンボルと各フィールドデバイスとの対応づけを更新し、デバイス設定部は、この更新された対応づけに基づいて関連するフィールドデバイスとその機能の接続関係の新たな設定を行うようにすれば、保守・運用を行う際に、各フィールドデバイスが所定の位置に正しく配設されているか否かを確認することができる上に、システム変更や更新を行う際に効率よく短時間でシステムの組み替えを行うことができる効果がある。
【００６２】
この発明によれば、リンク設定部が、各抽象化シンボルを各フィールドデバイスが単体で実現する単機能ブロックとそれに対する入出力ブロックとの結合に分解し、各単機能ブロックに対してフィールドデバイスを特定するためのデバイス特定情報を対応づけ、このデバイス特定情報と各フィールドデバイスのデバイス識別情報との対応関係に基づいて各抽象化シンボルに対して１乃至複数のフィールドデバイスを対応づけるので、プログラミング作成者は各抽象化シンボルとして単機能ブロックを複合化させた抽象化シンボルを定義して使用することができ、理解しやすい記述にて記述されたプログラミングを行うことができる効果がある。
【００６３】
この発明によれば、デバイス特定情報およびデバイス識別情報が、制御プログラムが実施されるプラントにおける配設位置を特定するための情報を含むので、これに基づいて各抽象化シンボルを他の抽象化シンボルから一意に特定し、且つ、各フィールドデバイスを他のフィールドデバイスから一意に特定し、更に、各抽象化シンボルと各フィールドデバイスとを確実に対応づけることができる効果がある。
【００６４】
この発明によれば、リンク情報管理部が、抽象化シンボルとフィールドデバイスとの対応関係情報とともに各フィールドデバイスの機能設定および入出力設定情報を保持するので、このリンク情報管理部の情報を確認することで、フィールド分散制御システムの各フィールドデバイスが正しく接続されているか否かを容易に確認することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるフィールド分散制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるフィールド分散制御システムにおいてデバイス情報管理部がネットワークを介して収集して保持するデバイス識別情報テーブルの説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるフィールド分散制御システムにおいてデバイスオブジェクト設定部において生成される追加後デバイス識別情報テーブルの説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１によるフィールド分散制御システムにおいてデバイスオブジェクト設定部の対応づけ処理工程を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２によるフィールド分散制御システムの構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態３によるフィールド分散制御システムの構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態３によるフィールド分散制御システムにおいてＧＰＳ情報を含むデバイス識別情報テーブルの説明図である。
【図８】この発明の実施の形態４によるフィールド分散制御システムの構成を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態４によるフィールド分散制御システムにおいてデバイス情報管理部がネットワークを介して収集し、保持するデバイス識別情報テーブルの説明図である（参入の場合）。
【図１０】この発明の実施の形態４によるフィールド分散制御システムにおいてデバイス情報管理部がネットワークを介して収集し、保持するデバイス識別情報テーブルの説明図である（離脱の場合）。
【図１１】この発明の実施の形態４によるフィールド分散制御システムにおいてデバイス情報管理部がネットワークを介して収集し、保持するデバイス識別情報テーブルの説明図である（変更の場合）。
【図１２】この発明の実施の形態４において、デバイス情報収集に基づいてデバイス識別情報テーブルが変化する場合の例を示す説明図である（参入の場合）。
【図１３】この発明の実施の形態４において、デバイス情報収集に基づいてデバイス識別情報テーブルが変化する場合の例を示す説明図である（離脱の場合）。
【図１４】この発明の実施の形態４において、デバイス情報収集に基づいてデバイス識別情報テーブルが変化する場合の例を示す説明図である（変更の場合）。
【図１５】この発明の実施の形態５によるフィールド分散制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１６】この発明の実施の形態５によるフィールド分散制御システムにおいてデバイスオブジェクト設定部の対応づけ処理工程を示す説明図である。
【図１７】従来のフィールド分散制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１８】従来のフィールド分散制御システムにおける制御プログラムの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
４，２５  流量計用フィールドデバイス（フィールドデバイス）、５，２６  バルブ用フィールドデバイス（フィールドデバイス）、６，２７  ＰＩＤ用フィールドデバイス（フィールドデバイス）、７  ネットワーク、１０，２８，２９デバイス情報管理部、１１，３０  デバイスオブジェクト設定部（リンク設定部）、１２，３４  デバイスオブジェクト管理部（リンク情報管理部）、１３，３１，３５  デバイス設定部、１６  流量計抽象化シンボル（抽象化シンボル）、１７  流量自動調節抽象化シンボル（抽象化シンボル）、１８  バルブ抽象化シンボル（抽象化シンボル）、１９  アナログ入力ブロック（入出力ブロック）、２０  判定器ブロック（単機能ブロック）、２１  アナログ出力ブロック（入出力ブロック）、３２  新規検出フィールドデバイス（フィールドデバイス）、３３  離脱フィールドデバイス（フィールドデバイス）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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