(57)【要約】【課題】簡素化した制御Ｓ／Ｗによってプロセス制御装置の異常判定を行うことが可能なプロセス制御装置（以下、Ｐと略す）を提供する。【解決手段】第１のＰ（1-1）は、制御Ｓ／Ｗ（4-1）によってスキャンされる毎にカウントアップするカウンタ（3-1-1）と、カウントアップされたカウンタデータを書込む書込みメモリエリア（2-1-1）と、書込まれたカウンタデータを第２のＰ（1-2）に送信する送信手段を備え、第２のＰは、サイクリック通信ネットワーク10を介し第１のＰから送信されるカウンタデータを読込む読込みメモリエリア（2-2-1）と、読込まれたカウントデータの変化をチェックするチェック手段を備え、該チェック手段は、読込みメモリエリアに読込まれたカウントデータに変化がなければ、第１のＰの動作は異常であると判定する。【選択図】図１
2008158650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイクリック通信ネットワークを介して複数が互いに接続されるプロセス制御装置であって、
書込みメモリエリアおよび他のプロセス制御装置毎に割り当てられた読込みメモリエリアとを有するサイクリック通信メモリと、
上記書込みメモリエリアにデータを書込む書込み手段と、
上記書込みメモリエリアのデータを上記サイクリック通信ネットワークを介して他のプロセス制御装置にサイクリックに送信する送信手段と、
他のプロセス制御装置から送信されるデータを受信してそのプロセス制御装置に割り当てられた上記読込みメモリエリアに保存する受信手段と、
上記読込みメモリエリアをチェックするチェック手段とを備え、
上記読込みメモリエリアには、対応する他のプロセス制御装置が正常な時に値が変化するカウンタデータがあり、
上記チェック手段が、上記読込みメモリエリアの上記カウンタデータが変化しない場合に対応する他のプロセス制御装置の動作は異常であると判定することを特徴とするプロセス制御装置。
【請求項２】
サイクリック送信の周期毎に所定の規則で値が変化するカウンタを備え、
該カウンタの値を上記カウンタデータとして上記書込み手段が上記書込みエリアに書込むことを特徴とする請求項１に記載のプロセス制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のプロセス制御装置から送信されるデータが保存される上記読込みメモリエリア中の上記カンウンタデータを上記書込みエリアにコピーするコピー手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のプロセス制御装置。
【請求項４】
上記受信手段が他のプロセス制御装置から送信されるデータを受信してから次に同じプロセス制御装置から送信されるデータを受信するまでの時間差を計測する時間差計測手段と、
上記時間差計測手段が計測した上記時間差から他のプロセス制御装置の負荷を監視する負荷監視手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載のプロセス制御装置。
【請求項５】
上記コピー手段がコピーした上記書込みエリアの上記カウンタデータを保存する不揮発性のローカルメモリと、
サイクリック送信の周期毎に、上記書込みエリアの上記カウンタデータと上記ローカルメモリに保存された上記カウンタデータとの差分から上記コピー手段がコピーする元の上記読込みメモリエリアに対応するプロセス制御装置が異常であった時間を算出し、その後で上記書込みエリアの上記カウンタデータを上記ローカルメモリに保存する異常時間算出手段とを備えることを特徴する請求項３に記載のプロセス制御装置。
【請求項６】
上記送信手段が上記カウンタデータを含む上記書込みメモリエリアのデータをサイクリックに送信してから同じ値の上記カンウタデータを請求項３に記載のプロセス制御装置から上記受信手段が受信するまでの経過時間を計測する経過時間計測手段と、
上記経過時間計測手段が計測した上記経過時間から上記サイクリック通信ネットワークの負荷を監視するネットワーク負荷監視手段とを備えたことを特徴とする請求項２に記載のプロセス制御装置。
【請求項７】
２個の上記サイクリック通信メモリを備え、上記送信手段、上記受信手段および上記チェック手段が２個の上記サテクリック通信メモリに並列に同じ処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のプロセス制御装置。
【請求項８】
サイクリック通信ネットワークを介して接続され、サイクリック通信を行うための書込みメモリエリアおよび他のプロセス制御装置毎に割り当てられた読込みメモリエリアとを有するサイクリック通信メモリを備えた第１のプロセス制御装置および第２のプロセス制御装置において、上記第２のプロセス制御装置が上記第１のプロセス制御装置の動作異常を判定するプロセス制御装置の異常判定方法であって、
上記第１のプロセス制御装置でなされる、サイクリック送信の周期毎に所定の規則でカウンタデータを変化させるカウントステップ、上記カウンタデータを上記書込みエリアに書込む書込みステップ、書込まれた上記カウンタデータを含む上記書込みエリアのデータを上記第２のプロセス制御装置にサイクリックに送信する送信ステップを有し、
上記第２のプロセス制御装置でなされる、上記第１のプロセス制御装置から送信されるデータを受信して上記第１のプロセス制御装置に割り当てられた上記読込みメモリエリアに保存する受信ステップ、上記読込みメモリエリアに保存された上記第１のプロセス制御装置の上記カウンタデータの変化をチェックし、上記カウンタデータが変化しない場合に上記第１のプロセス制御装置の動作は異常であると判定するチェックステップを有することを特徴とするプロセス制御装置の異常判定方法。
【請求項９】
サイクリック通信ネットワークを介して接続され、サイクリック通信を行うための書込みメモリエリアおよび他のプロセス制御装置毎に割り当てられた読込みメモリエリアとを有するサイクリック通信メモリを備えた第１のプロセス制御装置および第２のプロセス制御装置において、上記第１のプロセス制御装置が上記第２のプロセス制御装置の動作異常を判定するプロセス制御装置の異常判定方法であって、
上記第１のプロセス制御装置でなされる、サイクリック送信の周期毎に所定の規則でカウンタデータを変化させるカウントステップ、上記カウンタデータを上記書込みエリアに書込む書込みステップ、書込まれた上記カウンタデータを含む上記書込みエリアのデータを上記第２のプロセス制御装置にサイクリックに送信する第１の送信ステップを有し、
上記第２のプロセス制御装置でなされる、上記第１のプロセス制御装置から送信されるデータを受信して上記第１のプロセス制御装置に割り当てられた上記読込みメモリエリアに保存する第１の受信ステップ、上記読込みメモリエリアに保存された上記第１のプロセス制御装置の上記カウンタデータを読み出して上記書込みエリアに書込むコピーステップ、書込まれた上記カウンタデータを含む上記書込みエリアのデ―タを上記第１のプロセス制御装置にサイクリックに送信する第２の送信ステップを有し、さらに、
上記第１のプロセス制御装置でなされる、上記第２のプロセス制御装置から送信されるデータを受信して上記第２のプロセス制御装置に割り当てられた上記読込みメモリエリアに保存する第２の受信ステップ、上記読込みメモリに保存された上記第２のプロセス制御装置の上記カウンタデータの変化をチェックし、上記カウンタデータが変化しない場合に上記第２のプロセス制御装置の動作は異常であると判定するチェクステップを有することを特徴とするプロセス制御装置の異常判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、公共水処理（上下水道）プラントなどの動作状態を監視および制御するプラント監視・制御システムに係わり、特にプラントの機器を監視・制御するためにネットワーク通信接続されたプロセス制御装置およびプロセス制御装置の異常判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
公共水処理（上下水道）プラントを監視・制御するプラント監視・制御システムでは、プラントの機器や負荷などを監視・制御する複数のプロセス制御装置をネットワーク接続して、通信により監視・制御データを集中管理している。
電子部品で構成されるプロセス制御装置は故障する可能性があるが、プラント稼動運用中にプロセス制御装置で故障が発生した場合に、ネットワーク接続している他の通信端末（即ち、他のプロセス制御装置）で故障発生を検出し、プラントを管理している操作員に通報する必要がある。
【０００３】
通信端末（プロセス制御装置）の故障を検出する方法としては、例えば、特開２００４−１８０２７６号公報（特許文献１）では、通信元の端末（プロセス制御装置）から通信要求データを発信して、通信相手の端末（プロセス制御装置）から通信応答データが返ってくることを確認することによって、通信相手の端末（プロセス制御装置）が正常な動作状態であるのか、または異常（故障）状態であるのかの確認（判定）をしていた。
【特許文献１】特開２００４−１８０２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来例では、通信元と通信相手の端末間でプロトコル（通信手順の取決め）に基づいて通信を行う必要がある。
従来例では、通信データのフォーマットやサイズ、フォーマット内の各種データ内容の定義などを決めた通信プロトコルに沿って、通信元と通信相手の端末で通信ソフトウェアを作成しなければならない。
そのため、ソフトウェアの製作に手間が掛かるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上述した従来の問題点を解決するためになされたものであり、従来のように通信プロトコルに基づいて通信ソフトウェアを作成する必要がなく、容易に、プラントの各機器や負荷の動作を監視・制御するプロセス制御装置の動作の正常・異常判定を行うことが可能なプロセス制御装置あるいはプロセス制御装置の異常判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係わるプロセス制御装置は、サイクリック通信ネットワークを介して複数が互いに接続されるプロセス制御装置であって、
書込みメモリエリアおよび他のプロセス制御装置毎に割り当てられた読込みメモリエリアとを有するサイクリック通信メモリと、上記書込みメモリエリアにデータを書込む書込み手段と、上記書込みメモリエリアのデータを上記サイクリック通信ネットワークを介して他のプロセス制御装置にサイクリックに送信する送信手段と、他のプロセス制御装置から送信されるデータを受信してそのプロセス制御装置に割り当てられた上記読込みメモリエリアに保存する受信手段と、上記読込みメモリエリアをチェックするチェック手段とを備え、上記読込みメモリエリアには、対応する他のプロセス制御装置が正常な時に値が変化するカウンタデータがあり、上記チェック手段が、上記読込みメモリエリアの上記カウンタデータが変化しない場合に対応する他のプロセス制御装置の動作は異常であると判定するものである。
【０００７】
また、本発明に係わるプロセス制御装置の異常判定方法は、サイクリック通信ネットワークを介して接続され、サイクリック通信を行うための書込みメモリエリアおよび他のプロセス制御装置毎に割り当てられた読込みメモリエリアとを有するサイクリック通信メモリを備えた第１のプロセス制御装置および第２のプロセス制御装置において、上記第２のプロセス制御装置が上記第１のプロセス制御装置の動作異常を判定するプロセス制御装置の異常判定方法であって、
上記第１のプロセス制御装置でなされる、サイクリック送信の周期毎に所定の規則でカウンタデータを変化させるカウントステップ、上記カウンタデータを上記書込みエリアに書込む書込みステップ、書込まれた上記カウンタデータを含む上記書込みエリアのデータを上記第２のプロセス制御装置にサイクリックに送信する送信ステップを有し、
上記第２のプロセス制御装置でなされる、上記第１のプロセス制御装置から送信されるデータを受信して上記第１のプロセス制御装置に割り当てられた上記読込みメモリエリアに保存する受信ステップ、上記読込みメモリエリアに保存された上記第１のプロセス制御装置の上記カウンタデータの変化をチェックし、上記カウンタデータが変化しない場合に上記第１のプロセス制御装置の動作は異常であると判定するチェックステップを有するものである。
【０００８】
また、本発明に係わるプロセス制御装置の異常判定方法は、サイクリック通信ネットワークを介して接続され、サイクリック通信を行うための書込みメモリエリアおよび他のプロセス制御装置毎に割り当てられた読込みメモリエリアとを有するサイクリック通信メモリを備えた第１のプロセス制御装置および第２のプロセス制御装置において、上記第１のプロセス制御装置が上記第２のプロセス制御装置の動作異常を判定するプロセス制御装置の異常判定方法であって、
上記第１のプロセス制御装置でなされる、サイクリック送信の周期毎に所定の規則でカウンタデータを変化させるカウントステップ、上記カウンタデータを上記書込みエリアに書込む書込みステップ、書込まれた上記カウンタデータを含む上記書込みエリアのデータを上記第２のプロセス制御装置にサイクリックに送信する第１の送信ステップを有し、
上記第２のプロセス制御装置でなされる、上記第１のプロセス制御装置から送信されるデータを受信して上記第１のプロセス制御装置に割り当てられた上記読込みメモリエリアに保存する第１の受信ステップ、上記読込みメモリエリアに保存された上記第１のプロセス制御装置の上記カウンタデータを読み出して上記書込みエリアに書込むコピーステップ、書込まれた上記カウンタデータを含む上記書込みエリアのデ―タを上記第１のプロセス制御装置にサイクリックに送信する第２の送信ステップを有し、さらに、上記第１のプロセス制御装置でなされる、上記第２のプロセス制御装置から送信されるデータを受信して上記第２のプロセス制御装置に割り当てられた上記読込みメモリエリアに保存する第２の受信ステップ、上記読込みメモリに保存された上記第２のプロセス制御装置の上記カウンタデータの変化をチェックし、上記カウンタデータが変化しない場合に上記第２のプロセス制御装置の動作は異常であると判定するチェクステップを有するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、サイクリック通信を利用することにより、従来のように通信プロトコルに基づいて通信ソフトウェアを作成する必要がなく、プラントの各機器や負荷の動作を直接監視・制御するプロセス制御装置の動作異常判定を容易に行うことが可能なプロセス制御装置およびプロセス制御装置の異常判定方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて、本発明の一実施の形態について説明する。
なお、各図間において、同一符号は、同一あるいは相当のものであることを表す。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるプロセス制御装置（通信端末）を説明するためのシステム構成図である。
本発明では通信プロトコルを意識せずにソフトウェアの製作が可能となるサイクリック通信を利用して、通信相手端末の状態確認の処理を行う。
ここで、「サイクリック通信」とは、ネットワークを介して接続されている複数の端末間（プロセス制御装置）で仮想的に共有するメモリエリアを設け、それぞれの通信端末（プロセス制御装置）が予め書込みエリアを決定しておき、その領域への書込みデータを定周期で他の通信端末（プロセス制御装置）に送信することによってネットワーク全体で共有メモリを実現するものである。
【００１１】
図１に示すように、複数の通信端末（プロセス制御装置）１−１、１−２、１−３、 ・・・・ 、１−ｎは、サイクリック通信ネットワーク１０に接続されてサイクリック通信を行う。
なお、本発明の各実施の形態においては、サイクリック通信ネットワークを介して接続される通信端末は、プラントの機器や負荷に対応して設けられ、プラントの各機器や負荷の動作を直接監視・制御する「プロセス制御装置」であるので、以後は「通信端末（プロセス制御装置）」は単に「通信端末」と記す。
図１に示すように、通信端末１−１内にはサイクリック通信ネットワーク１０を介して複数の通信端末間で仮想的に共有するサイクリック通信メモリ２−１が実装され、それぞれの通信端末用に設定しているメモリエリア毎にカウンタ３−１−１、３−１−２、・・・・、３−１−ｎを割り付ける。
【００１２】
通信端末１−１において、２−１−１は通信端末１−１用のサイクリック通信書込み（送信）メモリエリア、２−１−２は通信端末１−２用のサイクリック通信読込み（受信）メモリエリア、２−１−３は通信端末１−３用のサイクリック通信読込み（受信）メモリエリア、・・・・、２−１−ｎは通信端末１−ｎ用のサイクリック通信読込み（受信）メモリエリアであり、これらのメモリエリアによって通信端末１−１のサイクリック通信メモリ２−１が構成されている。
また、通信端末１−２において、２−２−１は通信端末１−１用のサイクリック通信読込み（受信）メモリエリア、２−２−２は通信端末１−２用のサイクリック通信書込み（送信）メモリエリア、２−２−３は通信端末１−３用のサイクリック通信読込み（受信）メモリエリア、・・・・、２−２−ｎは通信端末１−ｎ用のサイクリック通信読込み（受信）メモリエリアであり、これらのメモリエリアによって、通信端末１−２のサイクリック通信メモリ２−２が構成されている。
【００１３】
また、通信端末１−３において、２−３−１は通信端末１−１用のサイクリック通信読込み（受信）メモリエリア、２−３−２は通信端末１−２用のサイクリック通信読込み（受信）メモリエリア、２−３−３は通信端末１−３用のサイクリック通信書込み（送信）メモリエリア、・・・・、２−３−ｎは通信端末１−ｎ用のサイクリック通信読込み（受信）メモリエリアであり、これらのメモリエリアによって、通信端末１−３のサイクリック通信メモリ２−３が構成されている。
また、通信端末１−ｎにおいて、２−ｎ−１は通信端末１−１用のサイクリック通信読込み（受信）メモリエリア、２−ｎ−２は通信端末１−２用のサイクリック通信読込み（受信）メモリエリア、２−ｎ−３は通信端末１−３用のサイクリック通信読込み（受信）メモリエリア、・・・・、２−ｎ−ｎは通信端末１−ｎ用のサイクリック通信書込み（送信）メモリエリアであり、これらのメモリエリアによって、通信端末１−ｎのサイクリック通信メモリ２−ｎが構成されている。
【００１４】
通信端末１−１の制御Ｓ／Ｗ（制御ソフトウェア）４−１は、サイクリック通信メモリ２−１の通信端末１−１用サイクリック通信書込み（送信）エリア２−１−１内のカウンタ３−１−１を所定の制御周期でスキャン（ｓｃａｎ）する毎に、カウンタ３−１−１のカウンタデータをインクリメントライト（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔｗｒｉｔｅ）して常時カウントアップ（ｃｏｕｎｔ ｕｐ）する。
カウンタ３−１−１でカウントアップされた値（即ち、カウンタデータ）は、サイクリック通信により通信端末１−２のサイクリック通信メモリ２−２の通信端末１−１用サイクリック通信読込み（受信）メモリエリア２−２−１内のカウンタ３−２−１に伝達されて保存される。
【００１５】
通信端末１−２の制御Ｓ／Ｗ４−２は、サイクリック通信メモリ２−２の通信端末１−１用サイクリック通信書込み（受信）エリア２−２−１内のカウンタ３−２−１を所定の制御周期でサイクリック通信を行い、カウンタ３−２−１のカウンタデータをリードチェック（ｒｅａｄｃｈｅｃｋ）してカウンタ３−２−１の変化を確認する。
もし、通信端末１−１が、故障などのために異常な状態となった場合、制御Ｓ／Ｗ４−１が正しく動作しなくなり、カウンタ３−１−１のインクリメントライトが行えなくなり、カウンタ３−１−１のカウントアップは止まる。
【００１６】
前述したように、通信端末１−１のカウンタ３−１−１でカウントアップされた値（即ち、カウンタデータ）は、サイクリック通信により通信端末１−２のサイクリック通信メモリ２−２の通信端末１−１用サイクリック通信読込み（受信）メモリエリア２−２−１内のカウンタ３−２−１に伝達される。
しかし、通信端末１−１のカウンタ３−１−１のカウントアップが止まると、通信端末１−２のカウンタ３−２−１のカウンタデータが更新されなくなる。
従って、制御Ｓ／Ｗ４−２が通信端末１−２のカウンタ３−２−１をリードチェックして、一定時間以上、カウンタ３−２−１のカウンタデータが更新されないことを検出することによって、通信相手の通信端末１−１の動作は異常であると判断する。
【００１７】
なお、上述の説明では、通信端末１−１の制御Ｓ／Ｗ４−１は、サイクリック通信メモリ２−１の通信端末１−１用サイクリック通信書込み（送信）エリア２−１−１内のカウンタ３−１−１を所定の制御周期でスキャンする毎に、カウンタ３−１−１のカウンタデータをインクリメントライトして常時カウンタデータを１つづつカウントアップする場合について説明したが、所定の制御周期でスキャンする毎に、カウンタ３−１−１のカウンタデータを１つづつカウントダウンしてもよい。
また、所定の制御周期でスキャンする毎に、カウンタ３−１−１のカウンタデータを２つづつカウントアップあるいはカウントダウンしてもよい。
さらに、カウントアップ（あるいはカウントダウン）してからカウンタデータをサイクリック送信することに限らず、サイクリック送信を行った後にカウントアップ（あるいはカウントダウン）してもよい。
つまり、サイクリック送信の周期毎に所定の規則でカウンタデータ（カウンタ値）が変化するカウンタであれば、どのようなカウンタでもよい。
このことは、以降に説明する他の実施の形態においても同様である。
【００１８】
他の通信端末１−３、・・・・、１−ｎにおいても、同様に通信端末１−１用サイクリック通信読込み（受信）メモリエリアのカウンタ３−３−１、・・・・、３−ｎ−１を、各々の制御Ｓ／Ｗ４−３、・・・・、４−ｎがリードチェックすることにより、通信端末１−１の動作状態（即ち、正常動作状態あるいは異常動作状態）を監視することが可能である。
同様に、通信端末１−２の状態は、他の通信端末が通信端末１−２用サイクリック通信読込み（受信）エリアのカウンタ３−１−２、・・・・、３−ｎ−２（３−２−２は通信端末１−２の自書込みメモリエリアのため除く）を各々の制御Ｓ／Ｗ４−１、・・・・、４−ｎ（４−２は自通信端末１−２となるため除く）がリードチェックすることにより、通信端末１−２の状態（正常または異常）を監視することが可能である。
【００１９】
また同様に、通信端末１−３の状態は、他の通信端末が通信端末１−３用サイクリック通信読込み（受信）エリアのカウンタ３−１−３、・・・・、３−ｎ−３（３−３−３は通信端末１−３の自書込みメモリエリアのため除く）を各々の制御Ｓ／Ｗ４−１、・・・・、制御Ｓ／Ｗ４−ｎ（制御Ｓ／Ｗ４−３は自通信端末１−３となるため除く）がリードチェックすることにより、通信端末１−３の状態（正常または異常）を監視することが可能である。
また同様に、通信端末１−ｎの状態は、他の通信端末が通信端末１−ｎ用サイクリック通信読込み（受信）エリアのカウンタ３−１−ｎ、・・・・、３−（ｎ−1）−３（３−ｎ−ｎは通信端末１−ｎの自書込みメモリエリアのため除く）を各々の制御Ｓ／Ｗ４−１、・・・・、４−（ｎ−1）（４−ｎは自通信端末１−ｎとなるため除く）がリードチェックすることにより、通信端末１−ｎの状態（正常または異常）を監視することが可能である。
【００２０】
以上説明したように、本実施の形態によるプロセス制御装置（通信端末）は、サイクリック通信ネットワークを介して複数が互いに接続されるプロセス制御装置であって、
書込みメモリエリアおよび他のプロセス制御装置毎に割り当てられた読込みメモリエリアとを有するサイクリック通信メモリと、書込みメモリエリアにデータを書込む書込み手段と、書込みメモリエリアのデータをサイクリック通信ネットワークを介して他のプロセス制御装置にサイクリックに送信する送信手段と、他のプロセス制御装置から送信されるデータを受信してそのプロセス制御装置に割り当てられた読込みメモリエリアに保存する受信手段と、読込みメモリエリアをチェックするチェック手段とを備え、
読込みメモリエリアには、対応する他のプロセス制御装置が正常な時に値が変化するカウンタデータがあり、チェック手段が、読込みメモリエリアのカウンタデータが変化しない場合に対応する他のプロセス制御装置の動作は異常であると判定する。
【００２１】
また、サイクリック送信の周期毎に所定の規則で値が変化するカウンタを備え、該カウンタの値を上記カウンタデータとして上記書込み手段が上記書込みエリアに書込む。
【００２２】
また、本実施の形態によるプロセス制御装置の異常判定方法は、サイクリック通信ネットワークを介して接続され、サイクリック通信を行うための書込みメモリエリアおよび他のプロセス制御装置毎に割り当てられた読込みメモリエリアとを有するサイクリック通信メモリを備えた第１のプロセス制御装置および第２のプロセス制御装置において、第２のプロセス制御装置が第１のプロセス制御装置の動作異常を判定するプロセス制御装置の異常判定方法であって、第１のプロセス制御装置でなされる、サイクリック送信の周期毎に所定の規則でカウンタデータを変化させるカウントステップ、カウンタデータを書込みエリアに書込む書込みステップ、書込まれたカウンタデータを含む書込みエリアのデータを第２のプロセス制御装置にサイクリックに送信する送信ステップを有し、第２のプロセス制御装置でなされる、第１のプロセス制御装置から送信されるデータを受信して第１のプロセス制御装置に割り当てられた読込みメモリエリアに保存する受信ステップ、読込みメモリエリアに保存された第１のプロセス制御装置のカウンタデータの変化をチェックし、カウンタデータが変化しない場合に第１のプロセス制御装置の動作は異常であると判定するチェックステップを有している。
【００２３】
従って、本実施の形態によるプロセス制御装置（通信端末）あるいはプロセス制御装置の異常判定方法によれば、読込みメモリエリアのカウンタデータが変化しない場合に他のプロセス制御装置の動作は異常であると判定するので、従来のように、通信元端末と通信相手の端末間でプロトコルに基づいて通信を行う必要がなく、簡素化した処理Ｓ／Ｗによって、送信元端末であるプロセス制御装置の動作異常の有無を容易に確認することが可能となる。
【００２４】
実施の形態２．
図２は、実施の形態２によるプロセス制御装置（通信端末）を説明するためのシステム構成図である。
なお、図２は、説明の便宜上、通信端末１−１と通信端末１−２の２台の通信端末をサイクリック通信ネットワーク１０を介して接続している場合を示しているが、図１に示したように、２台よりも多いｎ台の通信端末をサイクリック通信ネットワーク１０を介して接続してもよい。
通信端末１−１のサイクリック通信メモリ２−１の通信端末用サイクリック通信書込み（送信）メモリエリア２−１−１にカウンタ３−１−１を割り付ける。
通信端末１−１の制御Ｓ／Ｗ（制御ソフトウェア）４−１は、サイクリック通信メモリ２−１の通信端末１−１用サイクリック通信書込み（送信）エリア２−１−１内のカウンタ３−１−１を所定の制御周期でスキャンする毎に、カウンタ３−１−１のカウンタデータをインクリメントライトして常時カウントアップする。
カウンタ３−１−１でカウントアップされたカウンタデータは、サイクリック通信ネットワーク１０を介して通信端末１−２の通信端末１−１用のサイクリック通信読込み（受信）メモリエリア２−２−１のカウンタ３−２−１に伝達される。
【００２５】
通信端末１−２の制御Ｓ／Ｗ４−２は、カウンタ３−２−１に伝達されたカウンタデータを通信端末１−２のサイクリック通信書込み（送信）メモリエリア２−２−２のフィードバック用カウンタ５−２−１にコピーする。
その後、サイクリック通信ネットワーク０を介して通信端末１−１の通信端末１−２用サイクリック通信読込み（受信）メモリエリア２−１−２に割り付けられたフィードバック用カウンタ５−１−１に伝達される。
【００２６】
そのため、通信端末１−１の制御Ｓ／Ｗ４−１は、フィードバック用カウンタ５−１−１のカウンタデータをリードチェックすることによって、通信端末１−１の通信相手である通信端末１−２の状態（正常または異常）を確認することが可能である。
即ち、通信端末１−２より通信端末１−１にフィードバックされたカウンタデータに変化がなければ、通信端末１−２の制御Ｓ／Ｗ４−２によってカウンタ３−２−１に伝達されたカウンタデータはフィードバック用カウンタ５−２−１にコピーされていないことになり、通信相手である通信端末１−２の動作は異常であると判定できる。
【００２７】
なお、上述の説明では、通信端末１−１が送信元であり、通信端末１−２が通信端末１−１の通信相手である場合について説明したが、通信端末１−２が送信元であり、通信端末１−１が通信端末１−２の通信相手であっても、同様に通信相手の通信端末の動作の正常・異常を判定できる。
また、２台を越える通信端末がサイクリック通信ネットワーク１０を介して接続されている場合でも、任意の２台の通信端末間で、同様に通信相手である通信端末の状態（正常または異常）を確認することができる。
【００２８】
以上説明したように、本実施の形態によるプロセス制御装置は、さらに、サイクリック送信の周期毎に所定の規則で値が変化するカウンタを備え、該カウンタの値をカウンタデータとして書込み手段が書込みエリアに書込むプロセス制御装置から送信されるデータが保存される読込みメモリエリア中のカンウンタデータを書込みエリアにコピーするコピー手段を備えている。
【００２９】
また、本実施の形態によるプロセス制御装置の異常判定方法は、サイクリック通信ネットワークを介して接続され、サイクリック通信を行うための書込みメモリエリアおよび他のプロセス制御装置毎に割り当てられた読込みメモリエリアとを有するサイクリック通信メモリを備えた第１のプロセス制御装置および第２のプロセス制御装置において、第１のプロセス制御装置が第２のプロセス制御装置の動作異常を判定するプロセス制御装置の異常判定方法であって、第１のプロセス制御装置でなされる、サイクリック送信の周期毎に所定の規則でカウンタデータを変化させるカウントステップ、カウンタデータを書込みエリアに書込む書込みステップ、書込まれたカウンタデータを含む上記書込みエリアのデータを第２のプロセス制御装置にサイクリックに送信する第１の送信ステップを有し、第２のプロセス制御装置でなされる、第１のプロセス制御装置から送信されるデータを受信して第１のプロセス制御装置に割り当てられた読込みメモリエリアに保存する第１の受信ステップ、読込みメモリエリアに保存された第１のプロセス制御装置のカウンタデータを読み出して書込みエリアに書込むコピーステップ、書込まれたカウンタデータを含む書込みエリアのデ―タを第１のプロセス制御装置にサイクリックに送信する第２の送信ステップを有し、さらに、第１のプロセス制御装置でなされる、第２のプロセス制御装置から送信されるデータを受信して第２のプロセス制御装置に割り当てられた読込みメモリエリアに保存する第２の受信ステップ、読込みメモリに保存された第２のプロセス制御装置のカウンタデータの変化をチェックし、カウンタデータが変化しない場合に第２のプロセス制御装置の動作は異常であると判定するチェクステップを有している。
【００３０】
従って、本実施の形態によるプロセス制御装置あるいはプロセス制御装置の異常判定方法によれば、実施の形態１の場合とは異なった手順によって、通信相手の端末（プロセス制御装置）の動作が正常であるのか異常であるのかを確認することができる。
なお、本実施の形態においても、プロセス制御装置の制御Ｓ／Ｗのライブチェックは、カウンタをカウントアップ（あるいはカウントダウン）およびリードチェックするだけの簡素化した処理内容となり、制御Ｓ／Ｗの製作が容易となる。
即ち、実施の形態１の場合と同様に、通信元端末（即ち、第１のプロセス制御装置）と通信相手の端末（即ち、第２のプロセス制御装置）間でプロトコルに基づいて通信を行う必要がなく、簡素化した処理Ｓ／Ｗによって、通信相手である第２のプロセス制御装置の動作異常の有無を容易に確認することが可能となる。
【００３１】
実施の形態３．
図３は、実施の形態３によるプロセス制御装置の特徴的な機能を説明するためのシステム構成図である。
なお、図３も、説明の便宜上、通信端末１−１と通信端末１−２の２台の通信端末をサイクリック通信ネットワーク１０に接続している場合を示しているが、図１に示したように２台よりも多いｎ台の通信端末（プロセス制御装置）を接続してもよい。
本実施の形態では、前述した実施の形態２の場合と同様に、通信端末１−１のサイクリック通信メモリ２−１の送信端末１−１用サイクリック通信書込み（送信）メモリエリア２−１−１にカウンタ３−１−１を割り付ける。
【００３２】
通信端末１−１の制御Ｓ／Ｗ（制御ソフトウェア）４−１は、サイクリック通信メモリ２−１の通信端末１−１用サイクリック通信書込み（送信）エリア２−１−１内のカウンタ３−１−１を所定の制御周期でスキャンする毎に、カウンタ３−１−１のカウンタデータをインクリメントライトして常時カウントアップする。
カウンタ３−１−１でカウントアップされたカウンタデータは、サイクリック通信ネットワーク１０を介して通信端末１−２の通信端末１−１用のサイクリック通信読込み（受信）メモリエリア２−２−１のカウンタ３−２−１に伝達される。
【００３３】
通信端末１−２の制御Ｓ／Ｗ４−２は、カウンタ３−２−１に伝達されたカウンタデータを通信端末１−２のサイクリック通信書込み（送信）メモリエリア２−２−２のフィードバック用カウンタ５−２−１にコピーする。
その後、サイクリック通信ネットワーク０を介して通信端末１−１の通信端末１−２用サイクリック通信読込み（受信）メモリエリア２−１−２に割り付けられたフィードバック用カウンタ５−１−１に伝達される。
【００３４】
ここまでの説明は、実施の形態２によるプロセス制御装置と同じであり、実施の形態１あるいは実施の形態２の場合と同様に、通信元端末（即ち、第１のプロセス制御装置）と通信相手の端末（即ち、第２のプロセス制御装置）間でプロトコルに基づいて通信を行う必要がなく、簡素化した処理Ｓ／Ｗによって、通信相手である第２のプロセス制御装置の動作異常の有無を容易に確認することが可能となる。
本実施の形態では、更に、通信端末１−１のフィードバック用カウンタ５−１−１のカウンタデータが変化する時間差を時間差計測手段（例えば、タイマ）が計測するようにしたことを特徴とする。
これにより、通信端末１−１の通信相手である通信端末１−２のカウンタ３−２−１からフィードバック用カウンタ５−２−１にコピーする制御Ｓ／Ｗ４−２のスキャン周期（制御周期）が判る。
従って、通信端末１−１のフィードバック用カウンタ５−１−１のカウンタデータが変化する時間差を計測することにより、通信端末１−２の制御処理負荷を監視することが可能である。
【００３５】
以上説明したように、本実施の形態によるプロセス制御装置は、受信手段が他のプロセス制御装置から送信されるデータを受信してから次に同じプロセス制御装置から送信されるデータを受信するまでの時間差を計測する時間差計測手段と、時間差計測手段が計測した時間差から他のプロセス制御装置の負荷を監視する負荷監視手段とを備えることにより、通信相手である第２のプロセス制御装置が制御処理する負荷を監視する機能を有したことを特徴とする。
従って、本実施の形態によるプロセス制御装置によれば、通信元の端末と通信相手の端末の間でプロトコルに基づいて通信を行う必要がなく、簡素化した処理Ｓ／Ｗによって、通信相手の端末（プロセス制御装置）の動作異常の有無を容易に確認することが可能となると共に、更に、通信元で通信相手端末（第２のプロセス制御装置）の制御処理の負荷を監視することができ、通信相手である第２のプロセス制御装置の処理負荷を調整する場合の参考情報として利用することが可能である。
【００３６】
実施の形態４．
図４は、実施の形態４によるプロセス制御装置の特徴的な機能を説明するためのシステム構成図である。
なお、図４（ａ）は第１の通信端末１−１に故障が発生する直前を、図４（ｂ）は第１の通信端末１−１が故障から復旧した時を示している。
また、図４も、説明の便宜上、通信端末１−１と通信端末１−２の２台の通信端末をサイクリック通信ネットワーク１０に接続している場合を示しているが、図１に示したように２台以上よりも多いｎ台の通信端末を接続してもよい。
前述の実施の形態３によるプロセス制御装置では、実施の形態２によるプロセス制御装置に対して、さらに、通信端末１−１（第１のプロセス制御装置）は、受信手段が他のプロセス制御装置から送信されるデータを受信してから次に同じプロセス制御装置から送信されるデータを受信するまでの時間差を計測する時間差計測手段と、時間差計測手段が計測した時間差から通信端末１−２（第２のプロセス制御装置）の負荷を監視する負荷監視手段とを備えていた。
【００３７】
本実施の形態によるプロセス制御装置は、送信元端末であるプロセス制御装置の動作異常の有無を確認するための基本的な構成と機能については、前述した実施の形態１と同様であるが、通信端末１−２（第２のプロセス制御装置）に不揮発性ローカルメモリ６−２を備えていることを特徴とする。
そして、通信端末１−２のフィードバック用カウンタ５−２−１を制御Ｓ／Ｗ４−２が制御周期でスキャンする毎に、フィードバック用カウンタ５−２−１でカウントアップ（あるいはカウントダウン）されたカウンタデータを不揮発性ローカルメモリ６−２にコピーして、フィードバック用カウンタデータ前回値７−２を残す。
通信端末１−２（第２のプロセス制御装置）に故障が発生し、制御Ｓ／Ｗ４−２が動作できない状態となり、その後通信端末１−２（第２のプロセス制御装置）が復旧した場合、フィードバック用カウンタ５−２−１のカウンタデータが復旧後１回目に変化した値と、不揮発性ローカルメモリ６−２のフィードバック用カウンタ前回値７−２から差分値を算出する。
そして、その差分値に通信端末１−２の制御Ｓ／Ｗ４−２のスキャン周期（カウンタ３−２−１をカウントアップする周期）を乗じると、通信端末１−２が異常な状態であった時間を算出することが可能である。
【００３８】
つまり、通信端末１−２の一時的な障害が復旧した後、フィードバック用カウンタ５−２−１が１回目に変化した値と、不揮発性ローカルメモリ６−２のフィードバック用カウンタの前回値から差分を算出し、その値（即ち、差分値）にフィードバック用カウンタのインクリメントライトの時間差を乗じることにより、通信相手の通信端末１−２が異常な状態にあった時間を算出できる。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態によるプロセス制御装置は、コピー手段がコピーした書込みエリアのカウンタデータを保存する不揮発性のローカルメモリと、サイクリック送信の周期毎に、書込みエリアのカウンタデータと不揮発性のローカルメモリに保存されたカウンタデータとの差分からコピー手段がコピーする元の読込みメモリエリアに対応するプロセス制御装置が異常であった時間を算出し、その後で書込みエリアのカウンタデータを不揮発性のローカルメモリに保存する異常時間算出手段とを備える。
従って、本実施の形態によるプロセス制御装置によれば、通信元の端末と通信相手の端末の間でプロトコルに基づいて通信を行う必要がなく、簡素化した処理Ｓ／Ｗによって、通信相手の端末の動作異常の有無を容易に確認することが可能となると共に、更に、通信相手の端末が異常な状態にあった時間を算出することができる。
その結果、通信相手の通信端末の動作履歴データを記録することなどにも利用可能となる。
【００４０】
実施の形態５．
図５は、実施の形態５によるプロセス制御装置の特徴的な機能を説明するためのシステム構成図である。
なお、図５も、説明の便宜上、通信端末１−１と通信端末１−２の２台の通信端末をサイクリック通信ネットワーク１０に接続している場合を示しているが、図１に示したように２台よりも多いｎ台の通信端末を接続してもよい。
本実施の形態では、基本的な動作は、前述した実施の形態２によるプロセス制御装置と同じあるが、更に、以下に説明する動作が行われる。
【００４１】
本実施の形態では、通信端末１−１のカウンタ３−１−１をインクリメントライトした時から、インクリメントライトした同値が、サイクリック通信端末１０を介して通信端末１−２に送信され、通信端末１−２においてフィードバック用５−２−１にコピーされ、再びサイクリック通信端末１０を介して通信端末１−１のフィードバック用カウンタ５−１−１にセットされるまでの経過時間を計測する経過時間計測手段（例えば、タイマ）が計測することにより、サイクリック通信ネットワーク１０を介して通信端末１−１から通信端末１−２への往復伝達時間が判る。
この往復の伝達時間の差（即ち、通信端末１−１から通信端末１−２にカウンタデータが送信される時間と通信端末１−２から通信端末１−１にカウンタデータがフィードバックされる時間の差）から、サイクリック通信ネットワーク１０の通信負荷を監視することが可能である。
【００４２】
以上説明したように、送信手段（即ち、書込みメモリエリアのデータをサイクリック通信ネットワークを介して他のプロセス制御装置にサイクリックに送信する送信手段）が、カウンタデータを含む書込みメモリエリアのデータをサイクリックに送信してから同じ値のカンウタデータをプロセス制御装置から受信手段（即ち、他のプロセス制御装置から送信されるデータを受信してそのプロセス制御装置に割り当てられた読込みメモリエリアに保存する受信手段）が受信するまでの経過時間を計測する経過時間計測手段と、経過時間計測手段が計測した経過時間からサイクリック通信ネットワークの負荷を監視するネットワーク負荷監視手段とを備えている。
従って、本実施の形態によるプロセス制御装置によれば、通信元の端末と通信相手の端末の間でプロトコルに基づいて通信を行う必要がなく、簡素化した処理Ｓ／Ｗによって、通信相手の端末（プロセス制御装置）の動作異常の有無を容易に確認することが可能となると共に、更に、サイクリック通信ネットワークの負荷状態を監視することもできるので、サイクリック通信ネットワーク自体が正常または異常な状態であるのかを監視および検出することも可能となる。
【００４３】
実施の形態６．
図６は、実施の形態６によるプロセス制御装置の特徴的な機能を説明するためのシステム構成図である。
なお、図６も、説明の便宜上、通信端末１−１と通信端末１−２の２台の通信端末をサイクリック通信ネットワーク１０に接続している場合を示しているが、図１に示したように２台よりも多いｎ台の通信端末を接続してもよい。
本実施の形態によるプロセス制御装置は、前述した実施の形態２によるプロセス制御装置において、通信端末１−１（第１のプロセス制御装置）および通信端末１−２（第２のプロセス制御装置）は、それぞれサイクリック通信メモリが二重化されており、二重化された系統の一方が故障しても、他の系統を使用することにより通信端末１−２（第２のプロセス制御装置）の動作異常を判定することを特徴とするものである。
【００４４】
本実施の形態においては、通信端末１−１は、制御Ｓ／Ｗ４−１によってサイクリックにスキャンされる毎にカウントアップするカウンタ３−１−１と、カウンタ３−１−１でカウントアップされたカウンタデータを書込む書込みメモリエリア２−１−１と、書込みメモリエリア２−１−１に書込まれたカウンタデータを通信端末１−２にサイクリックに送信する手段（図示なし）と、上記通信端末１−２からフィードバックされるカウンタデータを読込むフィードバック用カウンタ５−１−１を備えている。
通信端末１−２は、通信端末１−１からサイクリックに送信されるカウンタデータを受信するカウンタ３−２−１と、受信するカウンタデータをフィードバック用カウンタ５−２−１にコピーする手段（図示なし）と、フィードバック用カウンタ５−２−１にコピーしたカウンタデータを通信端末１−１にフィードバックするフィードバック手段（図示なし）を備えている。
そして、通信端末１−２から通信端末１−１にフィードバックされたカウンタデータ（即ち、フィードバック用カウンタ５−１−１にフィードバックされるカウンタデータ）に変化があれば、通信端末１−２の動作は異常であると判定する。
ここまでの説明は、前述した実施の形態２の場合と同じである。
【００４５】
更に、本実施の形態においては、通信端末１−１は、制御Ｓ／Ｗ４−１によってサイクリックにスキャンされる毎にカウントアップするカウンタ３−１−１′と、カウンタ３−１−１′でカウントアップされたカウンタデータを書込む書込みメモリエリア２−１−１′と、書込みメモリエリア２−１−１′に書込まれたカウンタデータを通信端末１−２にサイクリックに送信する手段（図示なし）と、通信端末１−２からフィードバックされるカウンタデータを読込むフィードバック用カウンタ５−１−１′を備えている。
また、通信端末１−２は、通信端末１−１からサイクリックに送信されるカウンタデータを受信するカウンタ３−２−１′と、受信するカウンタデータをフィードバック用カウンタ５−２−１′にコピーする手段（図示なし）と、フィードバック用カウンタ５−２−１′にコピーしたカウンタデータを第１のプロセス制御装置１−１にフィードバックするフィードバック手段（図示なし）を備えている。
そして、通信端末１−２から通信端末１−１にフィードバックされたカウンタデータ（即ち、フィードバック用カウンタ５−１−１′にフィードバックされるカウンタデータ）に変化があれば、通信端末１−２の動作は異常であると判定する。
【００４６】
本実施の形態によるプロセス制御装置は、前述の実施の形態２と同様に、通信端末１−１（第１のプロセス制御装置）のサイクリック通信メモリ２−１と通信端末１−２（第２のプロセス制御装置）のサイクリック通信メモリ２−２の間でサイクリック通信ネットワーク１０を介して通信する。
また、同時に並行して、通信端末１−１のサイクリック通信メモリ２−１′と通信端末１−２のサイクリック通信メモリ２−２′の間でサイクリック通信ネットワーク１０を介して通信する。
このように、本実施の形態では、通信端末１−１（第１のプロセス制御装置）および通信端末１−２（第２のプロセス制御装置）のサイクリック通信用メモリは、それぞれ二重化されており（即ち、通信端末１−１および通信端末１−２はそれぞれ２個のサイクリック通信メモリを備えており）、例えば、一方のサイクリック通信用のメモリチップが故障した場合でも、もう一方のサイクリック通信メモリのカウンタデータを使用することができるので、一方の系統が故障しても、他方の系統を利用して継続して通信端末１−２の動作をライブチェックすることが可能である。
【００４７】
以上説明したように、本実施の形態によるプロセス制御装置においては、第１のプロセス制御装置および第２のプロセス制御装置は、それぞれ２個の上記サイクリック通信メモリを備え、送信手段（即ち、書込みメモリエリアのデータをサイクリック通信ネットワークを介して他のプロセス制御装置にサイクリックに送信する送信手段）、受信手段（即ち、他のプロセス制御装置から送信されるデータを受信してそのプロセス制御装置に割り当てられた読込みメモリエリアに保存する受信手段）およびチェック手段（即ち、読込みメモリエリアをチェックするチェック手段と）が、この２個のサテクリック通信メモリに並列に同じ処理を行う。
つまり、第１のプロセス制御装置および第２のプロセス制御装置は、それぞれサイクリック通信メモリが二重化されており、二重化された系統の一方の系統が故障しても他の系統を使用することにより、継続して第２のプロセス制御装置の動作チェックが可能であり、信頼性の高いプロセス制御装置を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
この発明は、通信プロトコルに基づいて通信ソフトウェアを作成する必要がなく、簡素化した制御Ｓ／Ｗによってプラントの各機器や負荷の動作を監視・制御するプロセス制御装置の異常判定が可能なプロセス制御装置の実現に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施の形態１によるプロセス制御装置を説明するためのシステム構成図である。
【図２】実施の形態２によるプロセス制御装置を説明するためのシステム構成図である。
【図３】実施の形態３によるプロセス制御装置を説明するためのシステム構成図である。
【図４】実施の形態４によるプロセス制御装置を説明するためのシステム構成図である。
【図５】実施の形態５によるプロセス制御装置を説明するためのシステム構成図である。
【図６】実施の形態５によるプロセス制御装置を説明するためのシステム構成図である。
【符号の説明】
【００５０】
１―１、１―２、１―３、・・・、１―ｎ  通信端末（プロセス制御装置）
２―１、２―２、２―３、・・・、２―ｎ  サイクリック通信メモリ
２―１′、２―２′  サイクリック通信メモリ
２―ｎ−ｎ（ｎ：１、２、３、・・・）  メモリエリア
３―ｎ−ｎ（ｎ：１、２、３、・・・）  カウンタ
３−１−１′、３−２−１′  カウンタ
４―１、４―２、４―３、・・・、４―ｎ  制御Ｓ／Ｗ
５―ｎ−ｎ（ｎ：１、２、３、・・・）  フィードバック用カウンタ
５−１−１′、５−２−１′  フィードバック用カウンタ
６―１  不揮発性ローカルメモリ
１０  サイクリック通信ネットワーク
【図１】
2008158650.tif 000003
【図２】
2008158650.tif 000004
【図３】
2008158650.tif 000005
【図４】
2008158650.tif 000006
【図５】
2008158650.tif 000007
【図６】
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