(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの設備機器の制御をおこなう制御コントローラにおいて、
モジュールの異常動作を検出する異常状態検出部を有し、所定の制御周期で前記プラントの複数の設備機器をプログラム制御するＣＰＵモジュールと、
前記ＣＰＵモジュールにシリアル伝送路によりデイジーチェーン接続して、前記ＣＰＵモジュールから前記制御周期毎に伝送されたデジタルデータを変換して前記設備機器に出力する複数のリモートＩＯモジュールと、を備え、
前記リモートＩＯモジュールは、さらに、前記シリアル伝送路の伝送異常を検出してデジタルデータを変更する伝送異常制御部を有し、前記伝送異常制御部は、伝送異常の検出時に、接続する複数の設備機器ごとに、予め前記シリアル伝送路を介して設定された所定の変更ルールに基づいてデジタルデータを変更し、
前記ＣＰＵモジュールは、前記異常状態検出部が前記プログラム制御の処理周期を監視し、処理が所定の監視時間を超過することで異常動作を検出したときに、前記シリアル伝送路とは別の前記ＣＰＵモジュールと前記リモートＩＯモジュールをデイジーチェーン接続する信号ケーブルにより、前記リモートＩＯモジュールにＣＰＵ異常を通知し、
前記リモートＩＯモジュールは、前記ＣＰＵ異常を通知されたときに、前記デジタルデータの出力とは非同期に、前記デジタルデータによる制御とは別に出力を絶縁状態にして前記設備機器のすべてを停止状態にする
ことを特徴とする制御コントローラ。
【請求項２】
請求項１に記載の制御コントローラにおいて、
前記変更ルールは、デジタルデータを「０」に書き換える（ゼロクリア）か、または、
伝送異常の検出前のデジタルデータを維持する（ホールド）である
ことを特徴とする制御コントローラ。
【請求項３】
ＣＰＵモジュールとプラントの少なくともひとつの設備機器を制御する複数のリモートＩＯモジュールとを有し、プラントの複数の設備機器の制御をおこなう制御コントローラの制御方法であって、
前記プラントの複数の設備機器をプログラム制御する前記ＣＰＵモジュールと前記リモートＩＯモジュールとをデイジーチェーン接続するシリアル伝送路により、所定の制御周期毎に、前記ＣＰＵモジュールから前記リモートＩＯモジュールに、前記設備機器のプログラム制御の制御情報であるデジタルデータＤＯを伝送するステップと、
前記ＣＰＵモジュールが、前記プログラム制御の処理周期を監視し、処理が所定の監視時間を超過したときに異常動作を検出したとして、前記シリアル伝送路とは別の前記ＣＰＵモジュールと前記リモートＩＯモジュールとをデイジーチェーン接続する信号ケーブルにＣＰＵ状態が異常状態を示す信号を出力するステップと、
前記複数の設備機器のそれぞれの操作端子をＣＰＵモジュールから通知されたデジタルデータＤＯに対応して設定する前記リモートＩＯモジュールが、
前記ＣＰＵモジュールと前記リモートＩＯモジュールとを接続するシリアル伝送路を所定の制御周期で監視し、伝送異常を検出したときに、前記ＣＰＵモジュールから通知されるデジタルデータＤＯを予め前記シリアル伝送路を介して設定された所定の変更ルールに応じて変更するステップと、
前記リモートＩＯモジュールが、前記ＣＰＵ状態信号が異常状態を示す時には、デジタルデータＤ０の出力とは非同期に、デジタルデータＤＯとは別にすべての前記操作端子を前記設備機器が停止するように絶縁状態に設定し、その時以外には、前記操作端子に前記デジタルデータＤＯを出力するステップと、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項４】
請求項３に記載の制御方法において、
前記リモートＩＯモジュールが、前記ＣＰＵモジュールからのデジタルデータＤＯに対応して前記操作端子を設定するタイミングと、前記ＣＰＵ状態信号の異常状態の示す信号に応じて前記操作端子を設定するタイミングとが異なる
ことを特徴とする制御方法。
【請求項５】
請求項３に記載の制御方法において、
前記リモートＩＯモジュールは、
前記ＣＰＵ状態信号の異常状態の示す信号に応じて前記操作端子を設定するステップを、前記ＣＰＵモジュールから通知されるデジタルデータＤＯを所定の変更ルールに応じて変更して前記操作端子に設定するステップよりも優先して処理する
ことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラント設備等の自動制御をおこなう制御コントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動制御向けの制御コントローラとして、ＣＰＵ(Central Processing Unit)モジュールと複数のリモートＩＯ（Remote Input / Output）モジュール間を伝送ケーブルで接続したシステムがある。その構成は、ＣＰＵモジュールが自動制御用の制御プログラムを実行してデジタルデータＤＯ（Digital Output data)を出力し、リモートＩＯモジュールがＣＰＵモジュールから受信したデジタルデータＤＯをプラント出力信号に変換してプラント設備の操作端子へ出力するものとなっている。
このリモートＩＯ方式の制御コントローラは、複数の分散配置されたプラント設備の制御を省スペース、低コストで実現できるという長所がある。
【０００３】
例えば、複数設備から構成される上下水道プラントは、上記の制御コントローラが適用され、プラント制御されている。上下水道プラントの各設備は、複数機器から構成され、そして、各機器には、操作端子が備わっている。この操作端子へ外部からプラント出力信号を出力することで、機器の運転や停止を操作することができる。制御コントローラあるいは手動操作装置から操作端子へ適切にプラント出力信号を出力し、機器単体の運転、および、プラント全体の運転を実現している。
上下水道プラントの制御コントローラの誤動作や停止は、水道水断水や都市洪水などを引き起こし、人命や財産を脅かす可能性がある。このため、制御コントローラには、２４時間連続した安定的な運転が求められる。
【０００４】
このように、上下水道プラント向けの制御コントローラには高信頼性が求められる。
制御コントローラが異常を検出した場合には、プラントの誤動作を防止するために緊急停止するか、または、プラント機能を異常検出前の状態に維持しながら運転、一部機器を停止しプラント機能を縮退して運転、また手動操作に切替えて運転などを実施しなければならない。
【０００５】
特に、制御コントローラの異常が最も危険度の高いＣＰＵモジュール異常と検出された場合は、ＣＰＵ誤動作によるデジタルデータＤＯ誤出力というリスクを回避し、プラントを緊急停止する必要がある。
また、上下水道プラントには高圧電気設備、誘導モータ、インバータなどノイズ源となる機器が設置されていることから、リモートＩＯモジュールの適用時には、ＣＰＵモジュールとリモートＩＯモジュールを接続する伝送ケーブルへのノイズ重畳による一過性の伝送異常が生じる可能性がある。
【０００６】
従来、このような事情に鑑みて、制御コントローラの異常を検知した場合は、外部負荷の供給電源を制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特許文献１に開示の技術によれば、メインプログラムにより出力されたパルス出力と、リレーとタイマからなる外部電気回路タイマにより異常を検出し、異常検出時には外部負荷の電源供給を遮断あるいは投入することによりフェールセーフ機能を実現している。
【０００７】
また、特許文献２には、ＭＰＵ１１の異常チェック用出力端子を設けて、異常チェックの際のＩＯユニットの出力端子の出力の状態が、接続されたＩＯ機器をアクティブにしない状態になるようにすることで、事前に故障・異常の有無を検出することができるＩＯユニットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１８５４０３号公報
【特許文献２】特開２００８−３１０３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の特許文献１に開示される技術によれば、パルス出力をオンディレイタイマとオフディレイタイマの組合せにより監視しているので、異常発生から異常検知までに少なくとも２つのプログラムサイクル以上の異常検出待ち時間を要する。そのため、異常検出待ち時間内では、ＣＰＵ誤動作によるプラントへの誤出力を防止できないという問題がある。
また、特許文献１によれば、ＣＰＵモジュール、リモートＩＯモジュール、メインプログラム、伝送、外部電気回路のどの部位で異常が発生しても、すべて同一の異常として検出されるので、ＣＰＵ異常という特に危険度の高い異常要因を検出して、検出時にデジタルデータＤＯを確実に即断できないという問題がある。
また、ＣＰＵモジュールとリモートＩＯモジュールから構成された制御コントローラに必要な伝送異常を検出できない、伝送異常検出時に異常時制御動作を選択して設定できないという課題がある。
【００１０】
上記の特許文献２に開示される技術によれば、事前にＩＯユニットの故障や異常の有無を検出することができるが、実運用時の故障検出については考慮されておらず、また、ＰＬＣのＣＰＵユニットやマスタユニットの故障が考慮されていない問題がある。
このように、特許文献１、２に開示される技術では、上下水道向け制御コントローラに必要な信頼性を実現できない。
【００１１】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、ＣＰＵモジュールとリモートＩＯモジュールからなる制御コントローラにおいて、ＣＰＵ異常に応じて異常時の制御動作を確実に、かつ、選択的におこない、高信頼性を実現できる制御コントローラを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明のプラントの設備機器の制御をおこなう制御コントローラは、モジュールの異常動作を検出する異常状態検出部を有し、所定の制御周期で前記プラントの複数の設備機器をプログラム制御するＣＰＵモジュールと、前記ＣＰＵモジュールにシリアル伝送路によりデイジーチェーン接続して、前記ＣＰＵモジュールから前記制御周期毎に伝送されたデジタルデータを変換して前記設備機器に出力する複数のリモートＩＯモジュールと、を備え、前記リモートＩＯモジュールは、さらに、前記シリアル伝送路の伝送異常を検出してデジタルデータを変更する伝送異常制御部を有し、前記伝送異常制御部は、伝送異常の検出時に、接続する複数の設備機器ごとに、予め前記シリアル伝送路を介して設定された所定の変更ルールに基づいてデジタルデータを変更し、前記ＣＰＵモジュールは、前記異常状態検出部が前記プログラム制御の処理周期を監視し、処理が所定の監視時間を超過することで異常動作を検出したときに、前記シリアル伝送路とは別の前記ＣＰＵモジュールと前記リモートＩＯモジュールをデイジーチェーン接続する信号ケーブルにより、前記リモートＩＯモジュールにＣＰＵ異常を通知し、前記リモートＩＯモジュールは、前記ＣＰＵ異常を通知されたときに、前記デジタルデータの出力とは非同期に、前記デジタルデータによる制御とは別に出力を絶縁状態にして前記設備機器のすべてを停止状態にするようにした。
【００１４】
また、本発明のＣＰＵモジュールとプラントの少なくともひとつの設備機器を制御するリモートＩＯモジュールとを有し、プラントの複数の設備機器の制御をおこなう制御コントローラの制御方法は、前記プラントの複数の設備機器をプログラム制御する前記ＣＰＵモジュールと前記リモートＩＯモジュールとをデイジーチェーン接続するシリアル伝送路により、所定の制御周期毎に、前記ＣＰＵモジュールから前記リモートＩＯモジュールに、前記設備機器のプログラム制御の制御情報であるデジタルデータＤＯを伝送するステップと、前記ＣＰＵモジュールが、前記プログラム制御の処理周期を監視し、処理が所定の監視時間を超過したときに異常動作を検出したとして、前記シリアル伝送路とは別の前記ＣＰＵモジュールと前記リモートＩＯモジュールとをデイジーチェーン接続する信号ケーブルにＣＰＵ状態が異常状態を示す信号を出力するステップと、前記複数の設備機器のそれぞれの操作端子をＣＰＵモジュールから通知されたデジタルデータＤＯに対応して設定する前記リモートＩＯモジュールが、前記ＣＰＵモジュールと前記リモートＩＯモジュールとを接続するシリアル伝送路を所定の制御周期で監視し、伝送異常を検出したときに、前記ＣＰＵモジュールから通知されるデジタルデータＤＯを予め前記シリアル伝送路を介して設定された所定の変更ルールに応じて変更するステップと、前記リモートＩＯモジュールが、前記ＣＰＵ状態信号が異常状態を示す時には、デジタルデータＤ０の出力とは非同期に、デジタルデータＤＯとは別にすべての前記操作端子を前記設備機器が停止するように絶縁状態に設定し、その時以外には、前記操作端子に前記デジタルデータＤＯを出力するステップと、を有するようにした。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、制御コントローラの信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】上下水道プラントの制御コントローラの構成図である。
【図２】ＣＰＵモジュールの構成例を示す図である。
【図３】制御プログラムの異常検出処理を説明するタイムチャートである
【図４】リモートＩＯモジュールと設備機器の構成例を示す図である。
【図５】ＣＰＵ異常制御部の構成を示す図である。
【図６】リモートＩＯモジュールのＩＯ出力部の構成を示す図である。
【図７】ＣＰＵ異常制御部のタイムチャートの一例を示す図である。
【図８】リモートＩＯモジュールの他の構成を示す図である。
【図９】リモートＩＯ伝送部から出力されるデジタルデータＤＯのタイムチャートの一例を示す図である。
【図１０】リモートＩＯモジュールの動作をプログラム処理する場合のフローチャートである。
【図１１】非同期におこなわれるＣＰＵ異常処理のフローチャートである。
【図１２】水輸送プラントの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
≪実施形態１≫
本実施形態は、ダムや河川から原水を取水して、薬品沈殿、砂ろ過、塩素注入をおこなって水道水を製造する浄水場等の上下水道プラントを例に説明する。
【００１８】
浄水場等の上下水道プラントは、原水ポンプ設備、高圧受電設備、非常用の発電機設備、薬品注入設備、沈殿池設備、ろ過池設備、塩素注入設備、送水ポンプ設備、排水設備などから構成される。そして、これらの各設備には、ポンプ、モータ、バルブ、遮断器、エンジンなどの制御機器と、水位計、流量計、水質センサなどの検出機器を含んでいる。
【００１９】
上記の制御機器の中には、機器の動作状態を外部に出力するための状態接点を備えているものがある。ここで、機器の動作状態には、ポンプの運転中や停止中、バルブの全開や全閉や寸開などの開閉状態、遮断器の入りや切り、機器の故障状態がある。
この状態接点の電気仕様は、例えば、ポンプが運転中であれば電気的に導通状態とし、停止中であれば絶縁状態とする２値の出力となっている。
また、上記の検出機器は、電流、電圧、流量、水位、水圧、開度などのセンサ出力の数値情報を電圧または電流のアナログ信号に変換して外部へ出力するアナログ出力端子を備えている。
【００２０】
また、上記の制御機器の中には、機器の動作を外部から操作するための操作端子を備えているものがある。操作端子を電気的に導通状態や絶縁状態にすることで、ポンプやモータの運転停止、バルブやゲートの開閉、遮断器やコンデンサの入り切りなどを制御する。例えば、外部からポンプの操作端子を電気的に導通状態にするとポンプは運転し、絶縁状態にするとポンプは停止する。上記の操作端子が、外部からのアナログ信号を入力するためのアナログ入力端子であることもあり、この場合には、アナログ入力端子の信号に従い制御機器の開度、回転数などを操作する。
上記の検出機が、アナログ入力端子をもっていることもある。
【００２１】
図１は、上記の制御機器を備えた浄水場等の上下水道プラントの制御コントローラの構成図である。
制御コントローラ１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)モジュール２と複数のリモートＩＯ（Remote Input / Output）モジュール３ａ、３ｂ、３ｃ（以下、リモートＩＯモジュール３と総称する）から構成される。
【００２２】
ＣＰＵモジュール２と複数のリモートＩＯモジュール３は、ＲＳ−４８５等のマルチドロップ方式のシリアル伝送路５でデイジーチェーン接続されている。そして、ＣＰＵモジュール２で動作するシーケンスプログラムにより、シリアル伝送路５を介して、リモートＩＯモジュール３がアクセスされ、制御機器を含む複数の設備機器４ａ、４ｂ、４ｃ、…４ｉ（以下、設備機器４と総称する）が制御される。
図１のシステム構成図では、リモートＩＯモジュール３を複数もつ構成を示しているが、ひとつのＣＰＵモジュール２とひとつのリモートＩＯモジュール３の構成であってもよい。
【００２３】
以下の説明では、シリアル伝送路５を介してＣＰＵモジュール２とリモートＩＯモジュール３との間で伝送されるデジタルデータを１ビット構成の入力用のデジタルデータＤＩ（ＤＩ：Digital Input data)、出力用のデジタルデータＤＯ（ＤＯ：Digital Output data)、ワードやロングワード構成のアナログ入力データＡＩ（ＡＩ：Analog Input data)、アナログ出力データＡＯ（ＡＯ：Analog Output data)、パルス入力データＰＩ（ＰＩ：Pulse Input data)などと呼ぶこととする。
【００２４】
リモートＩＯモジュール３には、複数の設備機器４の状態接点・操作端子・アナログ入力端子・アナログ出力端子が、それぞれ機器接続ケーブル７ａ、７ｂ、７ｃ、…７ｉ（以下、機器接続ケーブル７と総称する）を介して接続されている。機器接続ケーブル７の電気仕様は、AC100V、AC200V、DC24V、DC48Vなどの電圧出力を有し、導通か絶縁の状態をもっている。または、4〜20ｍA、1〜5Vなどのアナログ信号である。
この機器接続ケーブル７を介して、設備機器４の状態接点や操作端子やアナログ入力端子やアナログ出力端子がリモートＩＯモジュール３からアクセスされ、ＣＰＵモジュール２は、リモートＩＯモジュール３により設備機器４を制御する。
【００２５】
より詳細には、リモートＩＯモジュール３には、機器接続ケーブル７を経由して設備機器４の状態接点の状態が、設備機器からの信号として入力される。入力された設備機器４の状態接点の状態は、リモートＩＯモジュール３からＣＰＵモジュール２に伝送されるデジタルデータＤＩに変換される。具体的には、設備機器４の状態接点が、導通状態ならばＤＩは「１」、絶縁状態ならばＤＩは「０」に変換される。変換された設備機器４の状態接点のデジタルデータＤＩは、リモートＩＯモジュール３からＣＰＵモジュール２に伝送される。また、設備機器４が電圧または電流のレベルを出力するものであれば、設備機器４のアナログ出力端子の状態をＡＤ変換してアナログ入力データＡＩとし、リモートＩＯモジュール３からＣＰＵモジュール２に伝送される。
【００２６】
リモートＩＯモジュール３は、ＣＰＵモジュール２からデジタルデータＤＯが伝送されると、機器接続ケーブル７を導通状態または絶縁状態に駆動して、設備機器４の操作端子を制御する。具体的には、機器接続ケーブル７は、ＤＯが「１」ならば導通状態に駆動され、ＤＯが「０」ならば絶縁状態に駆動される。
また、リモートＩＯモジュール３は、アナログ出力データＡＯをＤＡ変換してアナログ信号とし、設備機器４のアナログ入力端子に出力する。
【００２７】
図１では３台の設備機器４が接続されているが、ひとつのリモートＩＯモジュール３には、８〜６４台の設備機器４を接続することができる。ＣＰＵモジュール２には、複数のI/Oモジュール３が接続されている。一般に、１台の制御コントローラが入出力する状態接点と操作端子とアナログ入力端子とアナログ出力端子の合計は、数十〜数千点におよんでいる。
機器接続ケーブル７は、状態接点・操作端子・アナログ入力端子・アナログ出力端子ごとに敷設され、数十〜数千本になる。特に大規模なシステムでは、機器接続ケーブル７の敷設が困難になっている。このため、リモートＩＯモジュール３の適用により、設備機器４の近くにリモートＩＯモジュール３を設置することで、機器接続ケーブル７の敷設を容易にしているが、シリアル伝送路５の誤伝送時の対応が必要となる。
また、ＣＰＵモジュール２の異常動作に対するリモートＩＯモジュール３の対処が必要となる。
本実施例の制御コントローラ１では、以下のようにして、伝送エラーやＣＰＵ異常動作に対処する。
【００２８】
ＣＰＵモジュール２は、デジタルデータＤＩやアナログ入力データＡＩに基づいて制御プログラムを実行し、実行結果として、デジタルデータＤＯやアナログ出力データＡＯを出力している。このとき、本実施例のＣＰＵモジュール２は、ハードウエアやプログラムの状態を監視して動作異常を検出し、ＣＰＵ状態信号６に異常の有無を出力するようにする。
【００２９】
また、リモートＩＯモジュール３は、パリティエラー等のシリアル伝送路５のエラー検出手段を有し、伝送エラーを検出したときには、それぞれの設備機器４のＤＯを「０」（絶縁状態）とするか、または、エラー検出前の状態をホールドするようにする。
また、リモートＩＯモジュール３は、ＣＰＵ状態信号６がＣＰＵ異常を示す場合には、ＤＯの状態にかかわらず、すべての設備機器４の操作端子を絶縁状態に駆動する。
【００３０】
以下に伝送エラーやＣＰＵの動作異常を処理する構成を詳細に説明する。
図２はＣＰＵモジュール２の構成例を示す図である。ＣＰＵモジュール２は、ＣＰＵ２１、メモリ２２、ＣＰＵ伝送部２３、異常状態検出部２５、異常状態出力部２６を有し、ＣＰＵシステムバス２４により相互に接続されている。メモリ２２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）などであり、制御プログラム２２１、レジスタ２２２が配置される。
【００３１】
ＣＰＵ伝送部２３は、制御プログラム２２１の処理に対応した所定の周期で、伝送ケーブル５を経由してリモートＩＯモジュール３との間でシリアル通信を実行し、デジタルデータＤＩ、デジタルデータＤＯ等を送受信する。また、ＣＰＵ伝送部２３は、システムバス２４を経由してレジスタ２２２との間でデジタルデータＤＩ、デジタルデータＤＯを送受信することで、リモートＩＯモジュール３とレジスタ２２２のデジタルデータを一致化する（リフレッシュ処理と称する）。
【００３２】
制御プログラム２２１は、設備機器４のシーケンス制御やループ制御のプログラムであり、レジスタ２２２には、デジタルデータＤＩ、デジタルデータＤＯ、アナログ入力データＡＩ、アナログ出力データＡＯや、制御プログラムの初期データや演算データなどが格納される。
また、制御プログラム２２１はＣＰＵ２１により周期的に実行され、設備機器４の状態接点の内容がリモートＩＯモジュール３でデジタルデータＤＩに変換された後に、ＣＰＵ伝送部２３を経由してレジスタ２２２に格納されて、制御プログラム２２１の入力となる。
制御プログラム２２１は、レジスタ２２２のデジタルデータＤＩを入力として論理演算や数値演算等のプログラム演算を実行し、デジタルデータＤＯを実行結果として出力する。そして、制御プログラム２２１によりレジスタ２２２に出力されたデジタルデータＤＯは、ＣＰＵ伝送部２３を経由してリモートＩＯモジュール３に送信され、設備機器４の操作端子が所定の周期で設定される。
【００３３】
図３は、制御プログラム２２１の異常検出処理を説明するタイムチャートである。
制御プログラム２２１は、例えば５０ｍｓ、１００ｍｓ、２００ｍｓなどの制御周期で、処理を繰り返し実行している。
この処理は、リモートＩＯモジュール３とレジスタ２２２のデジタルデータを一致化するＩＯモジュールのリフレッシュ処理と、プログラム演算から構成される。レジスタ２２２に格納されたプログラム演算の結果は、つぎのサイクルのＩＯモジュールのリフレッシュ処理で、リモートＩＯモジュール３に送信される。
【００３４】
ＣＰＵ２１やメモリ２２の異常動作や、制御プログラム２２１のプログラム異常が発生した場合、プログラム演算が所定時間で終了しないことがある。
異常状態検出部２５は、制御プログラム２２１の処理周期を監視し、制御プログラム２２１の処理周期が、所定の監視時間を超過したならばCPU異常と判定する。
【００３５】
より詳細には、異常状態検出部２５に所定の監視時間でオーバーフローする監視タイマを設け、制御プログラム２２１の先頭で、タイマ初期化とタイマの起動をおこなうようにする。制御プログラム２２１が正常に動作している場合には、監視タイマのオーバーフローは発生しない。しかし、制御プログラム２２１が処理遅延して監視タイマのオーバーフローが発生した場合には、ＣＰＵの動作異常として判定する。
【００３６】
また、ＩＯモジュールのリフレッシュ処理と制御プログラムとが、独立して実行する構成として、ＩＯモジュールのリフレッシュ処理と制御プログラムの処理周期を監視し、いずれかの処理周期が所定の監視時間を超えたら、ＣＰＵの動作異常として判定するようにしてもよい。また、制御プログラムは複数としてもよい。
【００３７】
また、図２の異常状態検出部２５は、ＲＯＭサムエラー、メモリのビットエラー等のハードウエア異常や、不当命令実行の例外処理によりＯＳ異常や制御プログラム異常等のソフトウエア異常を検出するようにしてもよい。
【００３８】
異常状態出力部２６は、異常状態検出部２５で検出したＣＰＵモジュール２の異常状態をＣＰＵ状態信号６により複数のリモートＩＯモジュール３に通知する。このため、ＣＰＵ状態信号６には、シリアル伝送路５と同様に、マルチドロップ接続可能なＲＳ−４８５等の差動シリアルインターフェイスを使用する。
シリアル伝送路５は、所定の間隔でデータ転送がおこなわれるが、ＣＰＵ状態信号６は、異常検出したら直ちに、ＣＰＵモジュール２の異常状態を出力するようにする。
【００３９】
このように、ＣＰＵ状態信号６をシリアル伝送路５とは別に設けることにより、ＣＰＵモジュール２のＣＰＵ伝送部２３の動作に関係なく、ＣＰＵの異常状態の通信を非同期におこなうことができるので、ＣＰＵ異常の通知を早くおこなうことができる。
また、ＣＰＵ状態信号６は、ＣＰＵ異常を通知できればよいので通信容量は少なくても良く、シリアル伝送路５より通信レートを小さくすることができる。これによりＣＰＵ状態信号６の伝送のデータ信頼性を向上することができる。
【００４０】
また、異常状態出力部２６は、異常状態検出部２５にて検出された状態データを、ＣＰＵ状態信号６を駆動する信号に変換し、外部に出力するためのＣＰＵ状態接点を備えるようにしてもよい。このとき、ＣＰＵ状態接点は、例えば、半導体リレーや電磁リレーなどから構成される。状態データがＣＰＵ正常ならばＣＰＵ状態接点を導通状態とし、状態データがＣＰＵ異常ならば、ＣＰＵ状態接点を絶縁状態としてもよい。
この場合には、ＣＰＵモジュール２への電源供給が停止した場合には、ＣＰＵ状態接点は絶縁状態に遷移するので、電源供給停止もＣＰＵ異常として出力される。
【００４１】
より具体的には、例えばAC100V、AC200V、DC24V、DC48Vなどの電圧を有し、導通状態か絶縁状態の接点仕様とし、ＣＰＵ状態信号６を例えば２芯ケーブルとすることで、ＣＰＵの異常状態の有無を、外部ノイズの影響を受けずに、確実にＣＰＵモジュール２からリモートＩＯモジュール３へ出力できる。
または、4〜20ｍAの電流源をもち、電流の有無状態を接点仕様とし、ＣＰＵ正常の場合には電流有の状態とするようにしてもよい。
【００４２】
図４はリモートＩＯモジュール３と設備機器４の構成例を示す図である。
リモートＩＯモジュール３は、リモートＩＯ伝送部３１、ＩＯ入力部３６、ＩＯ出力部３４、ＣＰＵ異常制御部３５を有し、システムバス３３により相互に接続されている。また、ＩＯ入力部３６は、設備機器４の制御機器４２の状態接点４１と機器接続入力ケーブル７−２により接続されており、ＩＯ出力手段３４は設備機器４の制御機器４２の操作端子４０と機器接続出力ケーブル７−１により接続されている。
【００４３】
ここで、図４の破線で囲まれたＩＯ入力部３６、ＩＯ出力部３４、ＣＰＵ異常制御部３５は、デジタルデータの１ビット分の構成を示すものであり、当該リモートＩＯモジュール３が１６ビット分のデジタルデータＤＩ・ＤＯに対応するものであれば、１６個のＩＯ入力部３６、ＩＯ出力部３４、ＣＰＵ異常制御部３５を含む構成となる。
【００４４】
リモートＩＯ伝送部３１は、ＣＰＵモジュール２とシリアル伝送路５を介してシリアル伝送を実行し、デジタルデータＤＩ、ＤＯを送受信する。ここで、シリアル伝送されるデジタルデータは、例えば１６個のＤＩを１ワード、または、１６個のＤＯを１ワードとした複数ワードから構成される。
リモートＩＯ伝送部３１は、システムバス３３経由でＩＯ入力部３６から状態接点４１の状態に対応するデジタルデータＤＩを受信し、ワードのデジタルデータに変換してＣＰＵモジュール２に伝送する。
また、リモートＩＯ伝送部３１は、ＣＰＵモジュール２から伝送されたデジタルデータＤＯを抽出し、システムバス３３に接続されたＣＰＵ異常制御部３５を経由して、デジタルデータＤＯをＩＯ出力部３４に出力する。
【００４５】
ＣＰＵ異常制御部３５にはＣＰＵ状態信号６が接続され、ＣＰＵモジュール２の正常または異常の状態が通知されている。ＣＰＵ異常制御部３５は、リモートＩＯモジュール３が備えるＩＯ出力について、ＣＰＵモジュール２の正常または異常の状態と、リモートＩＯ伝送部３１から入力されたデジタルデータＤＯとの間で演算をおこない、演算結果をＩＯ出力部３４に出力する。
詳細には、ＣＰＵモジュール２が正常な状態であることが通知されている場合には、デジタルデータＤＯに対応した状態をＩＯ出力部３４が出力するようにし、ＣＰＵモジュール２が異常な状態であることが通知されている場合には、ＩＯ出力部３４が絶縁状態を出力するように制御する。
【００４６】
ＩＯ出力部３４は、機器接続出力ケーブル７−１を介して設備機器４の操作端子４０に接続し、ＣＰＵ異常制御部３５の設定に応じて、設備機器４の操作端子４０に、導通状態または絶縁状態を通知する。これにより、設備機器４が制御される。
【００４７】
ＩＯ入力部３６は、機器接続入力ケーブル７−２を介して設備機器４の状態接点４１に接続し、状態接点４１の導通状態または絶縁状態を取得する。そして、状態接点４１が導通状態だった場合には、デジタルデータＤＩを「１」に設定し、状態接点４１が絶縁状態だった場合には、デジタルデータＤＩを「０」に設定する。設定されたデジタルデータＤＩは、リモートＩＯ伝送部３１を介して、ＣＰＵモジュール２に通知される。
【００４８】
図５はＣＰＵ異常制御部３５の構成を示す図である。
ＣＰＵ異常制御部３５は、第１入力回路３５１と、第２入力回路３５２と、論理演算回路３５３を備える。
第１入力回路３５１は、ＣＰＵモジュール２の異常状態出力部２６に、ＣＰＵ状態信号６を介して接続され、ＣＰＵ状態信号６の信号レベルをＴＴＬ（Transistor Transistor Logic ）レベルに変換する。例えば、ＣＰＵ状態信号６が、ＣＰＵモジュール２の異常状態を示す場合にはLowレベルに変換し、ＣＰＵモジュール２の正常状態を示す場合にはHighレベルに変換する。
【００４９】
第２入力回路３５２は、システムバス３３に接続し、リモートＩＯ伝送部３１で受信したデジタルデータＤＯをＴＴＬレベルに変換する。例えば、デジタルデータＤＯが「０」の場合はLowレベル、デジタルデータＤＯが「１」の場合はHighレベルに変換する。
論理演算回路３５３は、例えばＴＴＬで構成された論理回路であり、第１入力回路３５１と第２入力回路３５２からの信号の論理演算を実行して、制御出力信号を出力する。制御出力信号は論理成立でHighレベル、論理不成立でLowレベルである。
【００５０】
実施例の論理演算回路３５３は、論理積回路を備えており、つぎのように、制御出力信号を出力する。
ＣＰＵ状態信号６がＣＰＵモジュール２の正常状態を示し、かつ、デジタルデータＤＯが「１」の場合には、第１入力回路３５１の出力はHighレベル、第２入力回路３５２の出力もHighレベルとなり、論理演算回路３５３による論理積の結果、論理成立のHighレベルが制御出力信号として出力される。
ＣＰＵ状態信号６がＣＰＵモジュール２の正常状態を示し、かつ、デジタルデータＤＯが「０」の場合には、第１入力回路３５１の出力はHighレベル、第２入力回路３５２の出力はLowレベルとなり、論理演算回路３５３による論理積の結果、論理不成立のLowレベルが制御出力信号として出力される。
【００５１】
ＣＰＵ状態信号６がＣＰＵモジュール２の異常状態を示している場合には、デジタルデータＤＯが「１」または「０」のいずれであっても、論理演算回路３５３による論理積の結果、論理不成立のLowレベルが制御出力信号として出力される。
【００５２】
図６は、リモートＩＯモジュール３のＩＯ出力部３４の構成を示す図である。
ＩＯ出力部３４は、リレー回路３４１と出力端子３４２から構成されている。
リレー回路３４１は、例えば、半導体リレーや電磁リレーなどから構成され、ＣＰＵ異常制御部３５の制御出力信号に応じて、出力側の回路の入り切りをおこなう。例えば、制御出力信号がHighレベルならばリレーをONし、また制御出力信号がLowレベルならばリレーをOFFする。
出力端子３４２は、機器接続出力ケーブル７−１により設備機器４の操作端子４０に接続し、リレー回路３４１により操作端子４０を導通状態または絶縁状態にする。
【００５３】
図７は、ＣＰＵ異常制御部３５のタイムチャートの一例を示す図であり、ＣＰＵ状態信号とデジタルデータＤＯと制御出力信号の関係を示している。
ＣＰＵ状態信号６が正常状態を示している場合には、デジタルデータＤＯが「１」ならば制御出力信号はHighレベルを出力し、デジタルデータＤＯが「０」ならば制御出力信号はLowレベルを出力する。これにより、デジタルデータＤＯの値に対応した制御出力信号が出力され、設備機器４の操作端子４０が導通状態または絶縁状態に制御される。
一方、ＣＰＵ状態信号が異常状態を示している場合には、デジタルデータＤＯが「１」であるか「０」であるかに関わらず、制御出力信号はLowレベルを出力する。したがって、ＣＰＵ状態信号が異常状態を示している場合には、設備機器４の操作端子４０は絶縁状態に制御される。
【００５４】
上記では、ＣＰＵ異常制御部３５が、1点のデジタルデータＤＯに対応した構成として説明したが、リモートＩＯモジュール３が、16点のデジタルデータＤＯに対応する構成の場合には、図５の第２入力回路３５２を16個備え、論理積回路３５３の論理積回路を16個備え、論理積回路３５３から制御出力信号が16個出力される構成となる。そして、ＣＰＵ状態信号６によりＣＰＵモジュール２の異常状態が通知されると、16個のＩＯ出力部３４のすべてが、接続する制御機器４の操作端子４０を絶縁状態に制御する。
【００５５】
制御コントローラ１が、図１に示すように、複数のリモートＩＯモジュール３をもつ場合には、ＣＰＵ状態信号６が複数のリモートＩＯモジュール３にデイジーチェーン接続されているので、ＣＰＵモジュール２の異常状態は、すべてのリモートＩＯモジュール３に通知される。それぞれのリモートＩＯモジュール３では、上記の処理がおこなわれて、接続する制御機器４の操作端子４０を絶縁状態に制御する。これにより、制御コントローラ１の制御対象のすべての設備機器を停止することができる。
【００５６】
《実施形態２》
図８は、リモートＩＯモジュール３の他の構成を示す図である。
リモートＩＯモジュール３は、リモートＩＯ伝送部３１、伝送異常制御部３２、接続する設備機器４ごとに設けられた複数のＩＯ入力部３６とＩＯ出力部３４、ＣＰＵ異常制御部３５を有し、システムバス３３により相互に接続されている。また、ＩＯ入力部３６は、設備機器４の状態接点４１と機器接続入力ケーブル７−２により接続されており、ＩＯ出力部３４は設備機器４の操作端子４０と機器接続出力ケーブル７−１により接続されている。
図４に示したリモートＩＯモジュール３とは、本実施例のリモートＩＯモジュール３が伝送異常制御部３２を有することが相違しており、以下、相違点を中心に説明する。
【００５７】
伝送異常制御部３２は、リモートＩＯモジュール３とＣＰＵモジュール２を接続するシリアル伝送路５の伝送状態を、リモートＩＯ伝送部３１を介して制御周期ごとに監視し、伝送異常を検出したときに、リモートＩＯ伝送部３１を制御して、予め設定された変更ルールに従ってデジタルデータＤＯを変更する。
ここで、伝送異常制御部３２で検出する伝送異常は、ケーブル断線等の断線や、送受信が所定時間内に終了しない状態であるタイムアウト検出や、伝送するデジタルデータのＣＲＣエラーやパリティエラー等の誤り検出により判定する。
【００５８】
伝送異常制御部３２が制御周期ごとに伝送異常を検出したときにデジタルデータＤＯを変更する変更ルールは、例えば、ＤＯを「０」に書き換える（ゼロクリア）、異常検出前のデジタルデータＤＯを維持する（ホールド）などである。
【００５９】
この変更ルールは、デジタルデータＤＯのビットごと、つまり、制御対象の設備機器４ごとに設定できるようにする。したがって、複数の操作端子をもつ設備機器４が接続するリモートＩＯモジュールでは、それぞれのデジタルデータＤＯごとに、ＣＰＵモジュール２により変更ルールがコマンド設定される。
【００６０】
リモートＩＯ伝送部３１で伝送異常時に変更されたデジタルデータＤＯは、ＣＰＵ異常制御部３５に送信される。
ＣＰＵ異常制御部３５では、前述のとおり、ＣＰＵ状態信号６の状態に応じてデジタルデータＤＯが変更されて、ＩＯ出力部３４に制御出力信号が出力される。この制御出力信号は、ＩＯ出力部３４で導通状態または絶縁状態に変換されて、設備機器４の操作端子４０に通知される。
【００６１】
図９は、リモートＩＯ伝送部３１から出力されるデジタルデータＤＯのタイムチャートの一例を示す図である。ＣＰＵモジュール２から入力されたデジタルデータＤＯと伝送異常の有無と伝送異常時のデジタルデータの変更ルール別に、ＣＰＵ異常制御部３５の出力の関係を示している。
伝送異常制御部３２で伝送ケーブル５の伝送異常が検出されない場合には、デジタルデータＤＯの変更ルールの設定に関わらず、リモートＩＯ伝送部３１からＣＰＵ異常制御部３５にデジタルデータＤＯが変更されることなく出力され、ＣＰＵ異常がなければ、そのまま出力される。
【００６２】
一方、伝送異常が検出された場合には、デジタルデータＤＯの変更ルールの設定により、ＣＰＵ異常制御部３５に出力されるデジタルデータＤＯが異なる。ルールがホールド設定であれば、デジタルデータＤＯは伝送異常の検出前の値（図９では「１」）に変更されて出力される。ルールがゼロクリアであれば、デジタルデータＤＯが「０」に変更されて出力される。そして、ＣＰＵ異常がなければ、変更されたデジタルデータＤＯが出力される。
このように、設備機器４ごとにデジタルデータＤＯの変更ルールを設けることにより、設備機器４の重要度に応じて、エラー発生時の対応方法を変えることができるので、システムの信頼性の向上を図ることができる。
【００６３】
図１０は、リモートＩＯモジュール３の動作をプログラム処理する場合のフローチャートである。図１０のフローは、複数のリモートＩＯモジュール３のそれぞれで動作する。
まず、自リモートＩＯモジュール３のデジタルデータＤＯを受信したかを判定する（Ｓ９０１）。ＣＰＵモジュール２から自リモートＩＯモジュール３宛てのデジタルデータＤＯが送信されなければ、受信待ちする（Ｓ９０１のＮｏ）。
【００６４】
自宛てのデジタルデータＤＯを受信した場合には（Ｓ９０１のＹｅｓ）、受信時の伝送異常の有無を判定する（Ｓ９０２）。詳細には、伝送異常の判定は、パリティチェック、ＣＲＣコード、サムチェック等によりおこなう。
異常がない場合には（Ｓ９０２のＮｏ）、正常にデジタルデータＤＯの伝送がおこなわれたものとして、受信したＤＯを後述する伝送異常処理のために一時保存し（Ｓ９０９）、Ｓ９０６に進む。
【００６５】
伝送異常があった場合には（Ｓ９０２のＹｅｓ）、つぎのようにデジタルデータＤＯの変更をおこなう。
まず、設定されている修正ルールの種類を判定し（Ｓ９０３）、「ゼロクリア」であれば（Ｓ９０３の「ゼロクリア」）、デジタルデータＤＯをゼロに書き換え（Ｓ９０４）、Ｓ９０６に進む。
Ｓ９０３で「ホールド」であれば（Ｓ９０３の「ホールド」）、デジタルデータＤＯをＳ９０９で一時保存した直前の正常伝送のＤＯの値に書き換える（Ｓ９０５）。つまり、異常の検出前の値に書き換えた後に、Ｓ９０６に進む。
【００６６】
Ｓ９０６では、ＣＰＵモジュール２からＣＰＵ異常の通知を検出したか否かを判定する。ＣＰＵ異常を検出した場合には（Ｓ９０６のＹｅｓ）、デジタルデータＤＯを無条件にゼロに書き換え（Ｓ９０７）、Ｓ９０８に進む。
Ｓ９０６でＣＰＵ異常の通知を検出しなかった場合には（Ｓ９０６のＮｏ）、Ｓ９０８に進む。
Ｓ９０８では、デジタルデータＤ０をＩＯ出力部３４に設定し、デジタルデータＤＯの値に応じて、導通状態または絶縁状態を出力する。
【００６７】
上記のフローにより、シリアル伝送路５での伝送異常の発生とＣＰＵモジュール２の異常動作を検知して、デジタルデータＤＯを変更するので、制御コントローラ１の異常制御を防ぐことができる。
さらに、ＣＰＵモジュール２の異常対策を迅速におこなうため、ＣＰＵモジュールの異常発生のときの処理を、図１０の処理フローとは、非同期におこなえるようにする。
【００６８】
図１1は、非同期におこなわれるＣＰＵ異常処理のフローチャートである。
図１1の処理は、ＣＰＵ状態信号６の受信データ割り込みにより起動するようにし、割り込み優先レベルを、できる限り高くすることが望ましい。
なお、図１1のＳ９０６、Ｓ９０７、Ｓ９０８の処理内容は、図１０と同一なため、ここでは、説明を省略する。
【００６９】
《実施形態３》
つぎに、伝送異常制御部３２で処理されるデジタルデータＤＯの変更ルールの具体例を図１２により説明する。
図１２は、ポンプ井８の貯留水を揚水し、目標流量に制御して配管９から流出水として流出させる水輸送プラントの一例を示す図である。
水輸送プラントは、ポンプ井８、配管９、固定速ポンプ４２ａ、流量を調節する電動弁４２ｂ、流量計４２ｃから構成されている。そして、固定速ポンプ４２ａにより吐出された流出水は、流量計４２ｃによって流量測定されて、一定流量になるように、電動弁４２ｂにより制御されている。
【００７０】
この水輸送プラントは、固定速ポンプ４２ａが含まれる設備機器４ａと、電動弁４２ｂが含まれる設備機器４ｄと、流量計４２ｃが含まれる設備機器４ｇのそれぞれを、機器接続ケーブル７ａ、７ｄ、７ｅ、７ｇによりリモートＩＯモジュール３ａ、３ｂ、３ｃに接続し、ＣＰＵモジュール２により流量制御をおこなう。リモートＩＯモジュール３ａ、３ｂ、３ｃは、ＣＰＵモジュール２に、シリアル伝送路５とＣＰＵ状態信号６により、デイジーチェーン接続している。
設備機器４ａ、４ｄ、４ｇの機能を、つぎに説明する。
【００７１】
設備機器４ａの固定速ポンプ４２ａは、回転数一定の仕様であり、運転時には一定流量を吐出し、停止時の吐出し流量はゼロとなる。設備機器４ａは、操作端子４０ａを備え、操作端子４０aを電気的に導通状態にすることでポンプ運転を継続し、絶縁状態にするとポンプ運転を停止する。
【００７２】
設備機器４ｄの電動弁４２ｂは、モータの正回転と逆回転により弁の開動作と閉動作を調節し、固定速ポンプポンプ４２ａからの吐出し流量を制御する。弁開度は、例えば全閉０％、全開１００％とした０〜１００％の範囲で動作する。この弁開度の設定は、弁の開動作と閉動作の動作時間を制御することによりおこなう。
具体的には、開動作や閉動作は、例えば1秒間に弁開度５％の速度とすると、全閉状態において開動作を２０秒保持すると全開に達して開動作は停止する。逆に、全開状態において２０秒間閉動作を保持すると全閉状態となり、閉動作は停止する。
設備機器４ｄは、操作端子４０ｂ（開動作）と操作端子４０ｃ（閉動作）とを備え、操作端子４０ｂ、４０ｃを電気的に導通状態にすることで開動作または閉動作を継続し、絶縁状態にすると開動作または閉動作を停止する。
設備機器４ｄの電動弁４２ｂの弁開度は、操作端子４０ｂまたは操作端子４０ｃを導通状態とする時間を調整することにより、目的とする開度に制御される。
【００７３】
設備機器４ｇの流量計４２ｃは、流出水の流出流量を計測する。
設備機器４ｇのアナログ出力端子４３は、計測された流量値を、4〜20ｍAの電流信号に変換し、出力する。
【００７４】
ＣＰＵモジュール２では、リモートＩＯモジュール３ｃを介してアナログ出力端子４３の流出流量をアナログ入力データＡＩとして取得し、このアナログ入力データＡＩが目標流量になるように、固定速ポンプ４２ａの運転と停止、電動弁４２ｂの開動作と閉動作を制御する制御プログラムが実行されている。
固定速ポンプ４２ａは、制御プログラムにより運転または停止の動作指示がデジタルデータＤＯに記録され、リモートＩＯモジュール３ａを介して、設備機器４ａの操作端子４０ａに設定され、運転または停止指示される。
電動弁４２ｂは、制御プログラムにより開動作と閉動作の動作指示がデジタルデータＤＯに記録され、リモートＩＯモジュール３ｂを介して、設備機器４ｄの操作端子４０ｂ、４０ｃに設定され、弁開度が設定される。
【００７５】
上述のとおり、リモートＩＯモジュール３ａ、３ｂは、デジタルデータＤＯが転送されるシリアル伝送路５の伝送異常を検出し、所定の変更ルールに基づいてデジタルデータＤＯを変更している。
本実施例では、伝送異常の検出時に、固定速ポンプ４２ａと電動弁４２ｂについて、つぎの変更ルールでデジタルデータＤＯを変更する。
【００７６】
リモートＩＯモジュール３ａでは、固定速ポンプ４２ａの動作を指示するデジタルデータＤＯを直前の制御周期の設定状態にホールドする変更ルールとする。つまり、現状の固定速ポンプ４２ａの運転または停止状態を維持するようにする。
【００７７】
リモートＩＯモジュール３ｂでは、電動弁４２ｂの開動作と閉動作の指示するデジタルデータＤＯをクリア設定（開動作または閉動作しないようにする）する変更ルールとする。つまり、電動弁４２ｂの弁の開動作や閉動作を停止させて弁開度を固定し、現状の流量を維持するようにする。
【００７８】
本実施例の水輸送プラントの固定速ポンプ４２ａと電動弁４２ｂの伝送異常時のデジタルデータＤＯの変更ルールを、上記のように設定することにより、伝送異常を検出した制御周期の水輸送を停止することなく、また、伝送正常に復帰した場合には、容易に制御を再開することができる。
上記の変更ルールは、これに固定されるものではなく、伝送異常時の運用仕様に応じて適宜定めることができる。
【００７９】
ところで、図１２に示す本実施例の水輸送プラントの制御コントローラ１では、ＣＰＵ状態信号６により、ＣＰＵモジュール２からリモートＩＯモジュール３ａ、３ｂ、３ｃにＣＰＵ異常を通知するようにしている。
ＣＰＵ状態信号６によりＣＰＵ異常を通知されたリモートＩＯモジュール３ａ、３ｂ、３ｃは、デジタルデータＤＯが「０」として、操作端子４０ａ、４０ｂ、４０ｃを絶縁状態に設定する。つまり、固定速ポンプ４２ａはポンプ運転を停止し、電動弁４２ｂは開動作または閉動作を停止するので、流出水の流出が停止する。
【００８０】
ＣＰＵ異常が検出された場合、制御コントローラの復旧までに時間が掛かることがある。このため、流出水の流出をおこなうために、手動で固定速ポンプ４２ａと電動弁４２ｂを動作できるようにしておくことが望ましい。
【００８１】
このため、例えば、固定速ポンプ４２ａの操作端子４aの機器接続ケーブル７ａに、切替装置を設けて、リモートＩＯモジュール３ａからの信号と、手動操作装置からの信号を選択できるようにする。
ＣＰＵ異常により固定速ポンプ４２ａが停止した際には、切替装置により、固定速ポンプ４２ａの操作端子４aと手動操作装置を接続するように切替える。そして、手動操作装置により、固定速ポンプ４２ａの操作端子４aを導通状態にして、ポンプ運転をおこなうようにする。
【００８２】
以上説明したように、本実施形態によれば、制御コントローラ１はＣＰＵモジュール２の異常という致命的な状態を検出すると、機器接続出力ケーブル７−１を確実に絶縁状態にして、すべての設備機器の動作を停止できるので、プラントの誤動作を防止できる。
また、本実施形態によれば、リモートＩＯモジュールに、高性能ＣＰＵなどの手段を用いずに簡易な論理回路の実装することと、ＣＰＵモジュールの状態を通知する信号ケーブルを敷設するのみで、ＣＰＵ異常時にプラントの運転を確実に停止できるので、低コストで安全性を向上できるという効果がある。
【００８３】
また、ＣＰＵモジュール２が正常であれば、シリアル伝送路５の伝送異常の検出時には、制御機器への出力の継続または停止を選択設定できるので、異常発生時でも制御対象機器の重要度と運用方針に柔軟に対応できるという効果がある。
また、ＣＰＵ異常など特定の重大な異常要因を検出した場合のみ、接続する全ての制御機器の運転を停止するので、自動制御の稼動率が向上し、運転員の手動運転という負担の軽減が期待できる。
【００８４】
本発明に係る制御コントローラは、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、適宜変形することができる。以下に、本発明に係る制御コントローラの他の実施形態を列挙する。
前述の実施形態では、リモートＩＯモジュール３を１点のＤＩ、1点のＤＯを備えた構成としたが、複数のＤＩ、複数のＤＯを備えた構成としてもよいし、また、複数のＡＩ、ＡＯ、ＰＩを備えた構成としてもよい。
【００８５】
また、前述の実施形態では、状態接点、操作端子、ＣＰＵ状態接点をａ接点としたが、ｂ接点、ｃ接点としても良い。
また、前述の実施形態に係る制御コントローラ１は、電力、ガス、交通、ダムなどの社会インフラシステムの制御コントローラや、鉄鋼、化学、食品、物流など産業システムの制御コントローラにも適用できる。
また、各機能を実現するプログラム、データ等の情報は、ＲＡＭ（Random Access Memory）に格納すること以外に、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置や、ＩＣ（Integrated Circuit）カード、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体に格納することができる。
【００８６】
また、前述の実施形態に係る各部の構成、機能、ＣＰＵ、メモリ、システムバスは、それらの全部又は一部を、集積回路で設計されたハードウエアで実現することもできる。
なお、実施形態を説明する図面においては、説明上必要と考えられる制御線や情報線のみを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてよい。
【符号の説明】
【００８７】
１  制御コントローラ
２  ＣＰＵモジュール
３  ３ａ  ３ｂ  ３ｃ  リモートＩＯモジュール
４  ４ａ  ４ｂ  ４ｃ  ４ｄ  ４ｅ  ４ｆ  ４ｇ  ４ｈ  ４ｉ  設備機器
５  シリアル伝送路
６  ＣＰＵ状態信号
７ａ  ７ｂ  ７ｃ  ７ｄ  ７ｅ  ７ｆ  ７ｇ  ７ｈ  ７ｉ  機器接続ケーブル
【図１】
0006560489.tif 000002
【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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