(57)【要約】【課題】開閉操作されるフィールド機器に対する信号ケーブルの端子台への接続が連続番号位置でない場合でも、信号ケーブルの付け替え工事や制御アプリケーションでの特別な対応なしに、柔軟に適用可能な分散型制御装置を提供する。【解決手段】上位バスにエンジニアリングステーションとフィールドコントロールユニットとを接続し、このフィールドコントロールユニットは計器ブロックを有し、この計器ブロックは開閉操作されるフィールド機器をＩ／Ｏモジュールを介して制御する分散型制御装置において、前記計器ブロックは第１及び第２出力部と第１及び第２入力部とを有し、前記フィールド機器の開閉操作信号ケーブルが接続されるＩ／Ｏモジュールと前記第１及び第２出力部とを接続する経路にそれぞれ介在する第１及び第２ディジタル出力素子と、前記フィールド機器の開閉アンサーバック信号ケーブルが接続されるＩ／Ｏモジュールと前記第１及び第２入力部とを接続する経路にそれぞれ介在する第１及び第２ディジタル入力素子とを具備する。【選択図】　　　　　　　　　　図１
2004145747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位バスにエンジニアリングステーションとフィールドコントロールユニットとを接続し、このフィールドコントロールユニットは計器ブロックを有し、この計器ブロックは開閉操作されるフィールド機器をＩ／Ｏモジュールを介して制御する分散型制御装置において、
前記計器ブロックは第１及び第２出力部と第１及び第２入力部とを有し、
前記フィールド機器の開閉操作信号ケーブルが接続されるＩ／Ｏモジュールと前記第１及び第２出力部とを接続する経路にそれぞれ介在する第１及び第２ディジタル出力素子と、
前記フィールド機器の開閉アンサーバック信号ケーブルが接続されるＩ／Ｏモジュールと前記第１及び第２入力部とを接続する経路にそれぞれ介在する第１及び第２ディジタル入力素子と、
を具備する分散型制御装置。
【請求項２】
前記Ｉ／Ｏモジュールに対する前記第１及び第２ディジタル出力素子の結合並びに前記第１及び第２ディジタル入力素子の結合指定は、前記エンジニアリングステーションよりのダウンロードで実行されることを特徴とする請求項１記載の分散型制御装置。
【請求項３】
前記Ｉ／Ｏモジュールに対する前記開閉操作信号ケーブル並びに前記開閉アンサーバック信号ケーブルの端子台を介しての接続が、連続の端子番号であることを特徴とする請求項１又は２記載の分散型制御装置。
【請求項４】
前記Ｉ／Ｏモジュールに対する前記開閉操作信号ケーブル並びに前記開閉アンサーバック信号ケーブルの端子台を介しての接続が、不連続の端子番号であることを特徴とする請求項１又は２記載の分散型制御装置。
【請求項５】
前記フィールド機器は、開閉操作される弁であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の分散型制御装置。
【請求項６】
前記フィールド機器は、開閉操作されるスイッチであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の分散型制御装置。
【請求項７】
前記フィールド機器の操作が、無操作を含む３位置制御であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の分散型制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開閉操作されるフィールド機器を制御するための分散型制御装置の汎用化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非特許文献には、階層構造をとる分散型制御装置の記載があり、文献中図１にはフィールドコントロールユニット（以下、ＦＣＵ）よりＲＩＯバス及び入出力ユニットを介して電動弁や接点等のフィールド機器の開閉操作を行う構成が開示されている。
【０００３】
図２は、ＦＣＵの内部機能構成及びフィールド機器との接続関係を具体的に示した、従来の分散型制御装置の機能ブロック図である。１は上位バス、２はこの上位バスに接続されたヒューマンインターフェイスステーション（以下、ＨＩＳ）、３は下位のＦＣＵであり、上位バス１に接続されると共にＨＩＳ２と通信する。
【０００４】
４は電動弁で示すフィールド機器であり、ＦＣＵ３により開閉操作される。４１は開閉操作用の電動機、４２は開位置及び閉位置で作動するリミットスイッチであり、４２ａは開位置でオンとなる開接点、４２ｂは閉位置でオンとなる閉接点である。
【０００５】
５は端子台であり、１番よりｎ番までの番号が付された操作出力端子ａ１，ａ２，…ａｎを有する出力端子グループ及び１番よりｎ番までの番号が付されたアンサーバック入力端子ｂ１，ｂ２，…ｂｎを有する入力端子グループよりなる。
【０００６】
６１は開操作信号ケーブルであり、操作出力端子ａ１と電動弁の電動機４１を結合する。６２は閉操作信号ケーブルであり、操作出力端子ａ２と電動弁の電動機４１を結合する。
【０００７】
７１は開アンサーバック信号ケーブルであり、アンサーバック入力端子ｂ１とリミットスイッチの開接点４２１を結合する。７２は閉アンサーバック信号ケーブルであり、アンサーバック入力端子ｂ２とリミットスイッチの閉接点４２２を結合する。
【０００８】
８はＩ／Ｏモジュールであり、Ｉ／Ｏバス９を介してＦＣＵ３に結合している。このＩ／Ｏモジュール８と端子台５とは、フラットケーブル１０により結合しており、Ｉ／Ｏモジュール８の番号と端子台５の番号は１：１に対応している。図示されていないが、通常Ｉ／Ｏバス９に対して複数台のＩ／Ｏモジュールが接続される。
【０００９】
ＦＣＵ３において、３１は制御を実行する制御アプリケーション、３２はこの制御アプリケーションの制御結果に基づいて電動弁４の開閉を操作するための計器ブロックである。
【００１０】
計器ブロック３２において、ＯＵＴは出力部、ＩＮは入力部である。３３は第１ディジタル出力素子であり、計器ブロック３の出力部情報が開操作である場合に、そのステータスをＩ／Ｏモジュール８を介して端子台５の１番目の操作出力端子ａ１に発信する。％Ｚ０１２１０１は素子名であり、Ｉ／Ｏモジュール８を特定する情報とそのモジュール中の何番目の信号（この場合は出力端子グループの１番目）かを特定する情報からなる。
【００１１】
３４は第２ディジタル出力素子であり、計器ブロック３の出力部情報が閉操作である場合に、そのステータスをＩ／Ｏモジュール８を介して端子台５の２番目の操作出力端子ａ２に発信する。素子名％Ｚ０１２１０２の意味は前記と同様である。
【００１２】
３５は第１ディジタル入力素子であり、アンサーバック入力端子ｂ１に開アンサーバック信号ケーブル７１を介して与えられるリミットスイッチの開接点４２１のステータス情報を、Ｉ／Ｏモジュール８を介して受け取り、計器ブロック３の入力部ＩＮに渡す。％Ｚ０１１１０１は素子名であり、Ｉ／Ｏモジュール８を特定する情報とそのモジュール中の何番目の信号（この場合は入力端子グループの１番目）かを特定する情報からなる。
【００１３】
３６は第２ディジタル入力素子であり、アンサーバック入力端子ｂ２に閉アンサーバック信号ケーブル７２を介して与えられるリミットスイッチの閉接点４２２のステータス情報を、Ｉ／Ｏモジュール８を介して受け取り、計器ブロック３の入力部ＩＮに渡す。素子名％Ｚ０１１１０２の意味は前記と同様である。
【００１４】
３７は通信インターフェイスであり、第１ディジタル出力素子３３及び第２ディジタル出力素子３４のステータスをＩ／Ｏバス９を介してＩ／Ｏモジュール８に出力し、Ｉ／Ｏモジュール８に受信されるアンサーバック信号を第１ディジタル入力素子３５及び第２ディジタル入力素子３６に渡す。
【００１５】
１１は上位バス１に接続されたエンジニアリングステーション（以下、ＥＳ）であり、ＨＩＳ２及びＦＣＵ３で稼動するアプリケーション及び各種パラメータが定義されてエンジニアリングデータベース１１１に保持され、ＨＩＳ２及びＦＣＵ３側にダウンロードされる。
【００１６】
ＦＣＵ３内の制御アプリケーション３１、計器ブロック３２、第１ディジタル出力素子３３及び第２ディジタル出力素子３４並びに第１ディジタル入力素子３５及び第２ディジタル入力素子３６もＥＳ１１側でエンジニアリングされ、ダウンロードされる。
【００１７】
従来設計の特徴は、第１ディジタル出力素子３３及び第２ディジタル出力素子３４並びに第１ディジタル入力素子３５及び第２ディジタル入力素子３６が、端子台番号で隣り合った連続番号が指定されている点にある。
【００１８】
この例では、第１及び第２ディジタル出力素子３３及び３４は、端子番号ａ１及びａ２の連続番号が指定されると共に、第１及び第２ディジタル入力素子３５及び３６は、端子番号ｂ１及びｂ２の連続番号が指定される。
【００１９】
具体的には、第１ディジタル出力素子３３及び第１ディジタル入力素子３５の１点の端子番号のみが指定され、指定された１点目に引き続いて連続する番号を自動的に２点目とするようにエンジニアリングされ、第２ディジタル出力素子３４及び第２ディジタル入力素子３６の具体的な端子番号指定は実行されない。
【００２０】
このような仕様では、電動弁４に対する開閉操作信号ケーブル６１及び６２は、端子番号ａ１及びａ２に接続され、開閉アンサーバック信号ケーブル７１及び７２は、端子番号ｂ１及びｂ２に夫々接続されることが前提となっている。
【００２１】
このように、操作信号及びアンサーバック信号の端子番号を１点目のみを指定する仕様は、ＥＳ１１におけるエンジニアリング工数を簡素化できると共に、メモリ資源の節約に貢献できる。
【００２２】
【非特許文献】
横河技報　Ｖｏｌ．３７　Ｎｏ．４（１９９３）　Ｐ３１〜Ｐ３４　「ＣＥＮＴＵＭ　ＣＳ　Ｉ／Ｏシステム」
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
従来装置の設計コンセプトでは、操作信号ケーブルとアンサーバック信号ケーブルを、端子台において連続した端子番号に接続する必要がある。しかしながら、既に別の設計コンセプトによる制御装置で稼動しているフィールド機器の端子台への接続が、連続した番号ではない環境で、従来設計コンセプトの制御装置をリプレースする必要が生じた場合には、何らかの対応が必要である。
【００２４】
対応策としては、端子台への信号ケーブル接続を連続番号位置に付け替える工事を行うか、制御アプリケーションでの作りこみを変更するエンジニアリングを行う必要があり、工数発生や配線ミス等の問題がある。
【００２５】
本発明の目的は、開閉操作されるフィールド機器に対する信号ケーブルの端子台への接続が連続番号位置でない場合でも、信号ケーブルの付け替え工事や制御アプリケーションでの特別な対応なしに、柔軟に適用可能な分散型制御装置を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明の構成は次の通りである。
（１）上位バスにエンジニアリングステーションとフィールドコントロールユニットとを接続し、このフィールドコントロールユニットは計器ブロックを有し、この計器ブロックは開閉操作されるフィールド機器をＩ／Ｏモジュールを介して制御する分散型制御装置において、
前記計器ブロックは第１及び第２出力部と第１及び第２入力部とを有し、
前記フィールド機器の開閉操作信号ケーブルが接続されるＩ／Ｏモジュールと前記第１及び第２出力部とを接続する経路にそれぞれ介在する第１及び第２ディジタル出力素子と、
前記フィールド機器の開閉アンサーバック信号ケーブルが接続されるＩ／Ｏモジュールと前記第１及び第２入力部とを接続する経路にそれぞれ介在する第１及び第２ディジタル入力素子と、
を具備する分散型制御装置。
【００２７】
（２）前記Ｉ／Ｏモジュールに対する前記第１及び第２ディジタル出力素子の結合並びに前記第１及び第２ディジタル入力素子の結合指定は、前記エンジニアリングステーションよりのダウンロードで実行されることを特徴とする請求項１記載の分散型制御装置。
【００２８】
（３）前記Ｉ／Ｏモジュールに対する前記開閉操作信号ケーブル並びに前記開閉アンサーバック信号ケーブルの端子台を介しての接続が、連続の端子番号であることを特徴とする請求項１又は２記載の分散型制御装置。
【００２９】
（４）前記Ｉ／Ｏモジュールに対する前記開閉操作信号ケーブル並びに前記開閉アンサーバック信号ケーブルの端子台を介しての接続が、不連続の端子番号であることを特徴とする請求項１又は２記載の分散型制御装置。
【００３０】
（５）前記フィールド機器は、開閉操作される弁であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の分散型制御装置。
【００３１】
（６）前記フィールド機器は、開閉操作されるスイッチであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の分散型制御装置。
【００３２】
（７）前記フィールド機器の操作が、無操作を含む３位置制御であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の分散型制御装置。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下本発明実施態様を、図面を用いて説明する。図１は本発明を適用した分散型制御装置の一例を示す機能ブロック図であり、図２の従来装置で説明した要素と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。以下、本発明の構成上の特徴部につき説明する。
【００３４】
ＦＣＵ２０において、２０１は制御を実行する制御アプリケーション、２０２はこの制御アプリケーションの制御結果に基づいて電動弁４の開閉を操作するための計器ブロックである。２０７はＩ／Ｏバス９を介してＩ／Ｏモジュール８と通信する通信インターフェイスである。
【００３５】
特徴部の第１は、計器ブロック２０２の構成にある。この計器ブロックは、第１出力部ＯＵＴ１及び第２出力部ＯＵＴ２並びに第１入力部ＩＮ１及び第２入力部ＩＮ２を有する点を特徴とする。
【００３６】
特徴部の第２は、第１出力部ＯＵＴ１及び第２出力部ＯＵＴ２を、第１ディジタル出力素子２０３及び第２ディジタル出力素子２０４を介してフィールド機器の開閉操作信号ケーブルが接続される前記Ｉ／Ｏモジュール８に結合する手段と、第１入力部ＩＮ１及び第２入力部ＩＮ２を、第１ディジタル入力素子２０５及び第２ディジタル入力素子２０６を介してフィールド機器の開閉アンサーバック信号ケーブルが接続されるＩ／Ｏモジュール８に結合する手段とを具備した点にある。
【００３７】
実施例では、第１ディジタル出力素子２０３及び第１ディジタル入力素子２０５は、図２の従来装置と同様に、端子台５の端子ａ１及びｂ１を介して開操作信号ケーブル６１及び開アンサーバック信号ケーブル７１に接続されているが、閉操作信号ケーブル６２及び閉アンサーバック信号７２は、端子台５において不連続の５番目の端子ａ５及びｂ５に配線されている。
【００３８】
計器ブロック２０２の第１ディジタル出力素子２０３及び第１ディジタル入力素子２０５の番号指定は、従来装置と同様に、％Ｚ０１２１０１及び％Ｚ０１１１０１の素子名が与えられ、端子台での接続番号に対応するＩ／Ｏモジュール８の１番目の番号に結合位置指定される。
【００３９】
計器ブロック２０２の第２ディジタル出力素子２０４及び第２ディジタル入力素子２０６の番号指定は、％Ｚ０１２１０５及び％Ｚ０１１１０５の素子名が与えられ、端子台での接続番号に対応するＩ／Ｏモジュール８の５番目の番号に結合位置指定される。
【００４０】
第１ディジタル出力素子２０３及び第２ディジタル出力素子２０４並びに第１ディジタル入力素子２０５及び第２ディジタル入力素子２０６のＩ／Ｏモジュール８に対する結合位置指定は、オペレータの操作によりＥＳ１１からのダウンロードで実行される。
【００４１】
本発明では、第１及び第２ディジタル出力素子並びに第１及び第２ディジタル入力素子のＩ／Ｏモジュール８に対する結合位置指定は、個別にＥＳ１１でのエンジニアリングの画面操作で任意に指定可能となり、番号の連続性は必要としない。
【００４２】
従って、図２の従来装置のように連続した番号であっても、図１のように不連続番号であっても柔軟にエンジニアリングで対応できるので、信号ケーブルの変更工事や制御アプリケーションのプログラム変更は不要となる。
【００４３】
以上説明した実施例では、開閉操作されるフィールド機器として電動弁４を例示したが、空気圧操作式の弁やスイッチであっても同様に本発明を適用することが可能である。
【００４４】
又、開閉操作されるフィールド機器は、開操作及び閉操作に加えて無操作を含む３位置制御であっても同様に本発明を適用することが可能である。
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、開閉操作されるフィールド機器に対する信号ケーブルの端子台への接続が連続番号位置でない場合でも、信号ケーブルの付け替え工事は不要となり、配線ミス等の問題が解決された分散型制御装置を実現することができる。
【００４５】
更に本発明によれば、制御アプリケーションでの特別な対応なしに、不連続番号の信号ケーブル接続環境に柔軟に適用可能な汎用性の高い分散型制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した、開閉操作されるフィールド機器を制御するための分散型制御装置の機能ブロック図である。
【図２】開閉操作されるフィールド機器を制御するための従来の分散型制御装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１　上位バス
２　ＨＩＳ（ヒューマンインターフェイスステーション）
４　電動弁
４１　電動機
４２　リミットスイッチ
５　端子台
６１　開操作信号ケーブル
６２　閉操作信号ケーブル
７１　開アンサーバック信号ケーブル
７２　閉アンサーバック信号ケーブル
８　Ｉ／Ｏモジュール
９　Ｉ／Ｏバス
１０　フラットケーブル
１１　ＥＳ（エンジニアリングステーション）
１１１　ＤＢ（エンジニアリングデータベース）
２０　ＦＣＵ（フィールドコントロールユニット）
２０１　制御アプリケーション
２０２　計器ブロック
２０３　第１ディジタル出力素子
２０４　第２ディジタル出力素子
２０５　第１ディジタル入力素子
２０６　第２ディジタル入力素子
２０７　通信インターフェイス
【図１】
2004145747.tif 000003
【図２】
2004145747.tif 000004