(57)【要約】【課題】電動機制御装置２に配される情報を共通化し、コモンメモリ４の効率的な運用とアクセス時間の短縮を図る。【解決手段】プロセスコントローラ１と、複数台の電動機それぞれを回転制御する複数台の電動機制御装置２と、プロセスコントローラ１と複数台の電動機制御装置２との間の信号送受に介在するネットワーク５とで構成されるプラント制御システムにおいて、電動機制御装置とプロセスコントローラとのいずれからもネットワークを通じてアクセスできるコモンメモリ４を有し、電動機制御装置それぞれが、自装置に備えられた伝送機器３を介してコモンメモリ４内の決められた単一のコモンエリアＭ０に対して故障時のみ当該故障を意味するデータを書き込み、プロセスコントローラ１がこのコモンエリアＭ０に書き込まれた情報を取得することで全電動機制御装置それぞれのステータスを認識するようにした。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスコントローラと、該プロセスコントローラにより制御され、複数台の電動機それぞれを回転制御する複数台の電動機制御装置と、前記プロセスコントローラと複数台の電動機制御装置との間の信号送受に介在するネットワークとで構成されるプラント制御システムにおいて、
前記電動機制御装置とプロセスコントローラとのいずれからも前記ネットワークを通じてアクセスできるコモンメモリを有し、
前記電動機制御装置それぞれは、自装置に備えられた伝送機器を介して前記コモンメモリ内のいずれの機器からもアクセス可能とした共通のコモンエリアに対して故障時のみ当該故障を意味するデータを書き込み、
前記プロセスコントローラは、前記コモンメモリ内のコモンエリアに書き込まれた情報を取得することで全電動機制御装置それぞれのステータスを認識することを特徴とするプラント制御システム。
【請求項２】
プロセスコントローラと、該プロセスコントローラにより制御され、複数台の電動機それぞれを回転制御する複数台の電動機制御装置と、前記プロセスコントローラと複数台の電動機制御装置との間の信号送受に介在するネットワークとで構成されるプラント制御システムにおいて、
前記電動機制御装置とプロセスコントローラとのいずれからも前記ネットワークを通じてアクセスできるコモンメモリを有し、
前記プロセスコントローラは、前記コモンメモリ内のいずれの機器からもアクセス可能とした共通のコモンエリアに電動機の運転／停止指令を書き込み、
前記電動機制御装置それぞれは、自装置に備えられた伝送機器を介して前記コモンメモリ内のコモンエリアから前記運転／停止指令を読み込んで電動機を制御することを特徴とするプラント制御システム。
【請求項３】
プロセスコントローラと、該プロセスコントローラにより制御され、複数台の電動機それぞれを回転制御する複数台の電動機制御装置と、前記プロセスコントローラと複数台の電動機制御装置との間の信号送受に介在するネットワークとで構成されるプラント制御システムにおいて、
前記電動機制御装置とプロセスコントローラとのいずれからも前記ネットワークを通じてアクセスできるコモンメモリを有し、
前記プロセスコントローラは、ライン速度基準信号を前記コモンメモリ内のいずれの機器からもアクセス可能としたコモンエリアに書き込み、
前記電動機制御装置それぞれは、自装置に備えられた伝送機器を介して前記コモンメモリ内のコモンエリアから前記速度基準信号を読み込み、各伝送機器あるいは電動機制御装置自身が自装置に係わる機械諸元より必要とされる電動機速度を導出し、電動機を速度制御する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】
本発明は、１台のプロセスコントローラにより同一ネットワークグループ内に存在する複数の電動機制御装置を運転するプラント制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の従来例として、特開平７−５６５０１号公報、特開２００２−６９４５号公報、特開２０００−１３７５１７号公報に記載された技術が知られている。これらは、複数のユニットの監視や制御を１台のコントローラにより、共通メモリに書き込まれた制御データ、プロセスデータを利用して行うものである。
【０００３】
一般に、１台のプロセスコントローラにより同一ＬＡＮグループ内に存在する複数の電動機制御装置を運転するプラント制御システムでは、プロセスコントローラによってプラント全体の監視制御を行い、プラント内の全ての機器のステータス（すなわち正常／異常）についてプロセスコントローラが読み込み、それら正常／異常の論理積（ＡＮＤ）を求め、その結果をプラント操業としての正常／異常のステータス判断とする。
【０００４】
図５は、このようなプラント制御システムの従来の機能構成を示したものである。従来のプラント制御システムでは、複数台（１）〜（ｎ）の各電動機制御装置２につき１台ずつの伝送機器３を有し、それぞれがネットワーク５の備えるコモンメモリ４内のメモリエリアＭ１〜Ｍｎのうちの自装置用のものに自由にアクセスできるようにし、他方、プロセスコントローラ１はこのコモンメモリ４のいずれのメモリエリアＭ１〜Ｍｎに対しても自由にアクセスしてデータ書き込みあるいは読み出しができるようにしている。
【０００５】
この従来のプラント制御システムでは、図６に示すように、プロセスコントローラ１は、各電動機制御装置２の状態を把握するために、電動機制御装置２それぞれが伝送機器３を介してコモンメモリ４の自装置用のメモリエリアＭ１〜Ｍｎに書き込んだステータス信号を各メモリエリアから読み込むスキャン伝送を行う。この場合、各電動機制御装置２は、自装置内にあるプログラム周期に従って常に最新の情報をコモンメモリ４の自装置用のメモリエリアＭ１〜Ｍｎに書き込み、またメモリエリアから読み出す。また、上位に当たるプロセスコントローラ１は、図７に示すように読み書きのアクセスをするコモンメモリ４内のメモリエリアＭ１〜Ｍｎの総容量で決定されるスキャン周期で、各電動機制御装置２への運転／停止指令を制御装置毎の対応メモリエリアＭ１〜Ｍｎに書き込み、あるいは図８に示すように制御装置毎の速度基準信号をコモンメモリ４の制御装置毎の対応メモリエリアＭ１〜Ｍｎに書き込む。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この従来のプラント制御システムによるスキャン伝送方式では、各電動機制御装置２それぞれに運転指令・基準信号並びにステータスを読み書きするメモリエリアがコモンメモリ内に必要となるとともに、プロセスコントローラ１はすべての電動機制御装置情報を得るためには全メモリエリアを確認する必要がある。このことは、図５に示したように、“ｎ台”という同じＬＡＮグループ内にある電動機制御装置２の台数情報により、スキャン伝送時間が左右されることを意味し、制御台数ｎが大きくなればそれだけ時間がかかるようになる問題点があった。また読み込みデータに関しては、図７に示したように、シーケンス条件に照らし合わせたｎ個の論理積（ＡＮＤ）や論理和（ＯＲ）といった条件をプログラミングする煩わしさを生じさせる問題点もあった。
【０００７】
他方、同じプラント内にある複数台の電動機制御装置２それぞれにあっては、ライン速度と自装置２に与えられる個々の速度基準信号とが同じとは限らない。個々に与えられる速度基準信号（モータ回転数）は、
【数１】
ライン速度＝モータ回転数×ギヤ比×ロール径（ｒ）×２π
で決定されるため、個々の電動機に関連する機械諸元が異なれば、その速度基準信号も異なるためである。このため、図８に示したように、プロセスコントローラ１はそうした個々の速度基準信号についてライン速度をもとにして演算し、各電動機制御装置２へコモンメモリ４を介して伝送する必要があり、運転／停止信号やステータス情報と同様に各速度基準信号を書き込むメモリエリアＭ１〜Ｍｎが（１）〜（ｎ）の複数台の電動機制御装置２に必要とされる。
【０００８】
以上から、従来のプラント制御システムでは、１台のプロセスコントローラに対し同一ＬＡＮ経路上に複数の電動機制御装置あるいは伝送機器が配されている場合、その台数に比してスキャン時間が長くなり、また読み書きするためのコモンメモリ内のメモリエリアが増加し、また台数に応じてシーケンス条件をプログラミングする必要もあって、プラント制御システム構築の可能性を狭める要因となる問題点があった。言い換えれば、監視対象する機器が増加するほど、プロセスコントローラがコモンメモリに対してアクセスして読み書きするスキャン時間が増え、プラントの応答性能が遅くなる問題点があった。
【０００９】
本発明はこのような従来の問題点を解決するためになされたものであって、ソフトウエアの変更あるいは設定値変更などによって限られた容量のコモンメモリに対し電動機制御装置に配される情報を共通化し、コモンメモリの効率的な運用とアクセス時間（スキャン時間）の短縮が図れるプラント制御システム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】
請求項１の発明は、プロセスコントローラと、該プロセスコントローラにより制御され、複数台の電動機それぞれを回転制御する複数台の電動機制御装置と、前記プロセスコントローラと複数台の電動機制御装置との間の信号送受に介在するネットワークとで構成されるプラント制御システムにおいて、前記電動機制御装置とプロセスコントローラとのいずれからも前記ネットワークを通じてアクセスできるコモンメモリを有し、前記電動機制御装置それぞれは、自装置に備えられた伝送機器を介して前記コモンメモリ内の決められた単一のコモンエリアに対して故障時のみ当該故障を意味するデータを書き込み、前記プロセスコントローラは、前記コモンメモリ内のコモンエリアに書き込まれた情報を取得することで全電動機制御装置それぞれのステータスを認識することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１の発明のプラント制御システムでは、プロセスコントローラがコモンメモリへの書き込みを、全電動機駆動装置に対して同一の専用のメモリエリアに対して行うことで、コモンメモリの省スペース化を図り、効率的運用とプロセスコントローラからのスキャン時間短縮とを可能にする。
【００１２】
請求項２の発明は、プロセスコントローラと、該プロセスコントローラにより制御され、複数台の電動機それぞれを回転制御する複数台の電動機制御装置と、前記プロセスコントローラと複数台の電動機制御装置との間の信号送受に介在するネットワークとで構成されるプラント制御システムにおいて、前記電動機制御装置とプロセスコントローラとのいずれからも前記ネットワークを通じてアクセスできるコモンメモリを有し、前記プロセスコントローラは、前記コモンメモリ内のコモンエリアに電動機の運転／停止指令を書き込み、前記電動機制御装置それぞれは、自装置に備えられた伝送機器を介して前記コモンメモリ内のコモンエリアから前記運転／停止指令を読み込んで電動機を制御することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の発明のプラント制御システムでは、ネットワークを介してアクセスできるコモンメモリからの運転／停止指令の読み込みを全電動機駆動装置に対して当該コモンメモリ内の同一のコモンエリアに対して実施させることで、コモンメモリの省スペース化を図り、効率的運用とプロセスコントローラからのスキャン時間短縮とを可能にする。
【００１４】
請求項３の発明は、プロセスコントローラと、該プロセスコントローラにより制御され、複数台の電動機それぞれを回転制御する複数台の電動機制御装置と、前記プロセスコントローラと複数台の電動機制御装置との間の信号送受に介在するネットワークとで構成されるプラント制御システムにおいて、前記電動機制御装置とプロセスコントローラとのいずれからも前記ネットワークを通じてアクセスできるコモンメモリを有し、前記プロセスコントローラは、ライン速度基準信号を前記コモンメモリ内のコモンエリアに書き込み、前記電動機制御装置それぞれは、自装置に備えられた伝送機器を介して前記コモンメモリ内のコモンエリアから前記速度基準信号を読み込み、各伝送機器あるいは電動機制御装置自身が自装置に係わる機械諸元より必要とされる電動機速度を導出し、電動機を速度制御することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３の発明のプラント制御システムでは、単一の速度基準信号をネットワークを介してアクセスできるコモンメモリ内のコモンエリアに書き込み、複数台の電動機制御装置それぞれが当該コモンエリアから読み出した単一の速度基準信号に基づき、自装置に係わる機械諸元より必要とされる電動機速度を導出し、電動機を速度制御することで、コモンメモリの省スペース化を図り、効率的運用とプロセスコントローラからのスキャン時間短縮とを可能にする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は、本発明の第１の実施の形態のプラント制御システムの機能構成を示している。第１の実施の形態のプラント制御システムは、複数台（１）〜（ｎ）の各電動機制御装置２につき１台ずつ伝送機器３を有し、それぞれがネットワーク５の備えるコモンメモリ４内の独自のメモリエリアＭ１〜Ｍｎそれぞれにアクセスでき、また、共通の代表メモリエリアＭ０にもアクセスでき、他方、プロセスコントローラ１はこのコモンメモリ４内のいずれのメモリエリアＭ１〜Ｍｎにも、また代表メモリエリアＭ０にも自由にアクセスしてデータ書き込みあるいは読み出しができるようにしている。
【００１７】
各電動機制御装置２は、ステータス情報については、各自の固有のメモリエリアＭ１〜Ｍｎではなく、代表エリアＭ０に対して書き込む設定である。この特徴を実現するため、（１）〜（ｎ）の電動機制御装置２それぞれの伝送機器３は、自機の属する電動機制御装置２のステータスを正常時は“１”、故障時は“０”として、故障時のみ代表エリアＭ０に“０”を書き込む機能を有している。
【００１８】
一方、プロセスコントローラ１は、コモンメモリ４内で代表メモリエリアＭ０に書き込まれた“０”を読み込むと、電動機制御装置２の故障を検知する。
【００１９】
このように、第１の実施の形態のプラント制御システムは、複数台の電動機制御装置２それぞれの状態を示すステータス情報をコモンメモリ４内の各電動機制御装置毎のメモリエリアＭ１〜Ｍｎではなく、ラインあるいは伝送グループで括られるような代表メモリエリアＭ０に対してステータス情報を、正常は“１”、故障は“０”とし、故障時のみ該メモリＭ０に担当伝送機器３が書き込み、プロセスコントローラ１がそのメモリエリアＭ０の“０”を読み込むことによって故障を検知する仕組みである。これにより、第１の実施の形態のプラント制御システムでは、限られたコモンメモリ４に対し、これまでの接続台数分の書き込みメモリエリアを準備するのではなく、代表メモリエリア、言い換えるならば共通書き込みスペースを設けることにより必要メモリを省スペース化し、プロセスコントローラ１からの書き込み時間を大幅に短縮させることができる。一方で、プロセスコントローラ１は全ステータス情報を読み込み論理積（ＡＮＤ）を演算することで故障を検出するというようなシーケンス条件をプログラミングする必要がなくなり、メンテナンスがシンプルになる。
【００２０】
次に、本発明の第２の実施の形態のプラント制御システムについて、図２を用いて説明する。図２に示す第２の実施の形態のプラント制御システムは、プロセスコントローラ１から（１）〜（ｎ）の電動機制御装置２それぞれに対して送信する運転／停止指令の仕方に特徴を有する。この第２の実施の形態のプラント制御システムは、プロセスラインにおいて、複数台の電動機制御装置２に運転／停止指令を同時に行うような用途に対して有効である。
【００２１】
第２の実施の形態のプラント制御システムでは、プロセスコントローラ１が様々なシーケンスから運転信号あるいは停止信号を生成した場合、ネットワーク５の備えるコモンメモリ４内の代表メモリエリアＭ０に対して運転指令あるいは停止指令を書き込む。これに対して、各電動機制御装置２は代表メモリエリアＭ０に書き込まれた運転／停止指令を伝送機器３を介して読み込み、自装置に属する電動機の運転／停止制御を行う。
【００２２】
この第２の実施の形態のプラント制御システムでは、第１の実施の形態のシステムとは対照的に、プロセスコントローラ１から電動機制御装置２に対し運転／停止指令を送信する機能に特徴があり、プロセスラインにおいて同じライン区分に含まれるような複数の電動機制御装置２を一斉に運転／停止させるような用途に対して有効な機能である。運転／停止指令をコモンメモリ４内の任意の箇所に設定した代表メモリエリアＭ０にプロセスコントローラ１が書き込み、それを各電動機制御装置２が読み込むことで運転／停止動作に移行する。これにより、従来であれば、接続される電動機制御装置２の台数が多くなると、それに比して増加する書き込みスキャン時間のため一斉運転を実施しようとしても遅れが生じがちであったが、本実施の形態のシステムによれば、プロセスコントローラ１からの書き込みスキャン時間による遅れを取り除くことができ、また第１の実施の形態のシステムと同様に、書き込み対象である書き込みメモリエリアを省スペース化することができる。
【００２３】
次に、本発明の第３の実施の形態のプラント制御システムについて、図３を用いて説明する。図３に示す第３の実施の形態のプラント制御システムは、プロセスコントローラ１がライン速度基準を生成してネットワーク５の備えるコモンメモリ４内の代表メモリエリアＭ０に書き込むことにより、複数台の電動機制御装置２のそれぞれが各自の伝送機器３を介してこの代表メモリエリアＭ０にアクセスして速度基準を読み込み、各装置毎に自装置内で電動機速度基準を算出し、それに基づいて電動機の回転速度を制御することを特徴とする。
【００２４】
すなわち、プロセスコントローラ１による複数台の電動機制御装置２それぞれへの配信情報である速度指令に代表される基準量を、従来のように各伝送機器（電動機制御装置）に割り当てられたメモリＭ１〜Ｍｎそれぞれに個別に書き込むのではなく、予め決められた共通の代表メモリエリアＭ０に対しライン速度基準を書き込むことで、各電動機制御装置２は、それぞれが設定値として保持する自装置に係る機械諸元、ギア比並びにロール径から自装置が必要とする実速度基準を計算し、制御対象となる電動機を駆動するのである。
【００２５】
この第３の実施の形態のプラント制御システムによれば、プロセスコントローラ１側が単一のライン速度基準をコモンメモリ４内の代表メモリエリアＭ０に書き込むことによりスキャン時間が接続台数に左右されない構成となり、プロセスコントローラ１から全電動機に対する一斉駆動／停止制御が可能となる。またプロセスコントローラ１からの書き込み時間も一度で完了するため、スキャン時間が短縮される。
【００２６】
この第３の実施の形態のプラント制御システムでは、プロセスコントローラ１による複数の電動機制御装置２それぞれへの配信情報である速度指令に代表される基準量を、従来のように各伝送機器３用に割り当てられたメモリエリアＭ１〜Ｍｎそれぞれに個別のデータとして書き込むのではなく、１箇所の予め決められた共通の代表メモリエリアＭ０に対しライン速度から決定される単一の速度基準量を書き込むことで、各電動機制御装置２はそれぞれ設定値として保持する機械諸元（ギア比並びにロール径）から制御対象電動機が必要とする実速度を計算し、対象となる電動機を駆動するようにしたので、第１、第２の実施の形態のシステムと同様にスキャン時間が接続台数に左右されない構成であり、プロセスコントローラ１からの一斉駆動／停止が可能となる。またプロセスコントローラ１からの書き込み時間も一度で完了するため、スキャン時間の短縮とメモリの省スペース化が可能である。
【００２７】
次に、本発明の第４の実施の形態のプラント制御システムについて、図４を用いて説明する。上記の第１〜第３の実施の形態のプラント制御システムの機能を適切に組み合わせることで、スキャン伝送をより効率的に運用することが可能である。
【００２８】
図４に示す第４の実施の形態のプラント制御システムでは、ライン速度によるグループ分け、あるいは保守・運転方案などを考慮し一斉運転させる同用途の電動機ばかりをグループ分けし、各グループの一斉制御用に、ライン入側グループ、ライン中グループ、ライン出側グループの各グループ毎にプロセスコントローラ１からコモンメモリ４内の各グループ毎に確保した代表メモリエリアＭ０１，Ｍ０２，Ｍ０３にアクセスするようにしている。
【００２９】
この第４の実施の形態によれば、用意された使用メモリ量を大幅に抑制し、アクセス（スキャン）時間を短縮できる。またプロセスコントローラ１自体の台数も削減することが可能となる。
【００３０】
これに対する従来システムの組み合わせは図９に示すものであり、コモンメモリ４内に設置機器台数に比した各機器に対応するメモリエリアＭＡ〜ＭＣ、Ｍイ〜Ｍハ、Ｍ１〜Ｍ３が必要とされていた。
【００３１】
なお、上記の各実施の形態ではネットワーク４がコモンメモリ４を備えるものとしたが、コモンメモリをどの機器が備えるかは特に限定されず、関係する機器から共通にアクセスできるメモリであればいずれの機器に備えさせてもよい。また、データ伝送機能もいずれかの機器に内蔵するかは、特に限定されるものではない。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、プロセスコントローラがコモンメモリへの書き込みを、全電動機駆動装置に対して同一の専用のメモリエリアに対して行うことで、コモンメモリの省スペース化を図り、効率的運用とプロセスコントローラからのスキャン時間短縮とを可能にする。
【００３３】
請求項２の発明によれば、コモンメモリからの運転／停止指令の読み込みを全電動機駆動装置に対して当該コモンメモリ内の同一のコモンエリアに対して実施させることで、コモンメモリの省スペース化を図り、効率的運用とプロセスコントローラからのスキャン時間短縮とを可能にする。
【００３４】
請求項３の発明によれば、単一の速度基準信号をコモンメモリ内のコモンエリアに書き込み、複数台の電動機制御装置それぞれが当該コモンエリアから読み出した単一の速度基準信号に基づき、自装置に係わる機械諸元より必要とされる電動機速度を導出し、電動機を速度制御することで、コモンメモリの省スペース化を図り、効率的運用とプロセスコントローラからのスキャン時間短縮とを可能にする。
【００３５】
特に、１０〜２０年と稼動するプラントにおいて、２〜３年ごとの操業方案見直しなどによる機器の追加に関連し、新たにコモンメモリに対して新機器専用のメモリを要していた従来方式に比べ、本発明によれば、ラインとしての代表メモリを新機器側がアクセスするようにすればよく、新たにコモンメモリのメモリエリアを要しない点で優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のブロック図。
【図２】本発明の第２の実施の形態のブロック図。
【図３】本発明の第３の実施の形態のブロック図。
【図４】本発明の第４の実施の形態のブロック図。
【図５】従来例のブロック図。
【図６】従来例によるコモンメモリ方式のスキャン伝送におけるステータス情報受け渡し動作の説明図。
【図７】従来例によるコモンメモリ方式のスキャン伝送における運転／停止指令の受け渡し動作の説明図。
【図８】従来例によるコモンメモリ方式のスキャン伝送における速度基準信号の受け渡し動作の説明図。
【図９】従来例によるコモンメモリ方式のスキャン伝送の説明図。
【符号の説明】
１　プロセスコントローラ
２　電動機制御装置
３　伝送機器
４　コモンメモリ
５　ネットワーク
Ｍ１〜Ｍｎ　（各制御装置独自の）メモリエリア
Ｍ０　代表メモリエリア
【図１】
2004094354.tif 000003
【図２】
2004094354.tif 000004
【図３】
2004094354.tif 000005
【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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