(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の期間を単位とする保守管理情報を取得する複数の情報取得装置と、
前記複数の情報取得装置から前記保守管理情報を収集する制御装置と、
を備える制御システムであって、
前記複数の情報取得装置は、
取得した保守管理情報を格納する第１の記憶部と、
前記第１の記憶部と対となる第２の記憶部とを有し、
前記第１の記憶部に格納されている前記複数の情報取得装置の前記保守管理情報の全てを、前記制御装置からの１回の退避指令に応じて前記第２の記憶部へ退避させ、
前記制御装置は、前記複数の情報取得装置の全てにおける前記第１の記憶部から前記第２の記憶部への前記保守管理情報の退避後、前記第２の記憶部に退避されている前記保守管理情報を前記複数の情報取得装置のそれぞれから収集する
ことを特徴とする制御システム。
【請求項２】
前記保守管理情報は、前記所定の期間において積算された積算値であり、
前記複数の情報取得装置は、前記所定の期間の周期で前記積算値を前記保守管理情報として取得する
ことを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記複数の情報取得装置から前記保守管理情報を収集する処理よりも優先度の高い任意の処理を一定の制御周期で実行し、前記任意の処理の実行中は前記保守管理情報を収集する処理は実行しない
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の制御システム。
【請求項４】
所定の期間を単位とする保守管理情報を取得する複数の情報取得装置と、
前記複数の情報取得装置から前記保守管理情報を収集する制御装置と、
を備える制御システムにおける情報監視方法であって、
前記複数の情報取得装置が取得した保守管理情報を第１の記憶部に格納する工程と、
前記第１の記憶部に格納されている前記複数の情報取得装置の前記保守管理情報の全てを、前記制御装置からの１回の退避指令に応じて第２の記憶部へ退避させる工程と、
前記複数の情報取得装置の全てにおける前記第１の記憶部から前記第２の記憶部への前記保守管理情報の退避後、前記第２の記憶部に退避されている前記保守管理情報を、前記制御装置が前記複数の情報取得装置のそれぞれから収集する工程と、
の各構成の処理を実行する制御システムにおける情報監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御システム及び制御システムにおける情報監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラントの制御などに用いる分散制御システムは、制御装置と複数の入出力装置とが通信回線で接続され、制御装置による制御の下に、複数の入出力装置を介して制御対象であるシステムを制御する構成となっている。この分散制御システムにおいては、システムの温度、圧力、水流量などの測定情報を入出力装置から制御装置に入力し、当該制御装置で入力情報を用いて制御演算を行って、バルブの調節量やアクチュエータの制御量として入出力装置へ出力する制御ループが形成されている。
【０００３】
この入力・演算・出力の一連の動作を一定時間内に行い、それを周期的に繰り返して実行する定周期処理を行う制御システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、「演算装置は所定の制御周期でメモリ転写によってプロセス入出力装置と周期的に制御用データの伝送を行う。」と記載されている。
【０００４】
一方、このような制御システムは、制御対象が障害に対してどれだけ強いかを示す可用性（availability）に対する要求が厳しい。そのため、演算部及び入出力部を二重化し、装置間を接続する通信回線を二重化するなどにより、高い可用性を実現している。
【０００５】
また、システムを止めずに、必要に応じて装置の交換を行うなどの保守作業を行うために、システム運転中においても、装置の保守管理情報を定周期処理の定周期性を損なうことなく取得する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。保守管理情報は、装置の障害・故障情報や障害・故障の兆候を得るための情報である。特許文献２には、「予め定められる制御周期の期間内で、予め設定された分割数で分割された保守管理情報が、対応する入出力モジュールのシリアル番号を対応付けて、制御周期に影響を与えることなく保守ツールに送信することが可能である。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１５０６２１号公報
【特許文献２】特開２００９−５９２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
プラントの制御などに用いる分散制御システムの障害や故障には、装置や回線の固定的な（例えば、回復不能な）障害・故障の他に、ノイズなどの一過性の障害・故障や、周期性のある障害・故障なども含まれる。また、障害箇所も一つの装置だけではなく、複数の装置がまとめて障害となる場合もある。
【０００８】
従って、システムにどのような障害・故障が発生しているかを判断する場合、異なるタイミングで得られた複数の保守管理情報から、一過性・周期性の障害・故障を判断することは難しく、各装置から得られる保守管理情報の同時性の確保が重要となる。
【０００９】
しかし、特許文献１に記載の従来技術では、保守管理情報の取得について考慮されていない。また、特許文献２に記載の従来技術では、定められた制御周期の期間内で、制御に影響が及ばないように、保守管理情報を一括ではなく、分割して取得する構成となっているが、取得する保守管理情報の同時性については考慮されていない。
【００１０】
例えば、複数の入出力装置で構成される制御システムにおいて、分割して各入出力装置から保守管理情報を取得すると、最初に取得した入出力装置の保守管理情報と、最後に取得した入出力装置の保守管理情報では、取得した保守管理情報に時間差が生じてしまう。特に、多くの入出力装置で構成される大規模な分散制御システムでは、障害・故障が発生しているかを判断する際に、時間差の影響は大きくなる。
【００１１】
そこで、本発明は、同時性のある保守管理情報を取得することができる制御システム及び当該制御システムにおける情報監視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】
【００１２】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、
所定の期間を単位とする保守管理情報を取得する複数の情報取得装置と、複数の情報取得装置から保守管理情報を収集する制御装置と、を備える。複数の情報取得装置は、取得した保守管理情報を格納する第１の記憶部と、第１の記憶部と対となる第２の記憶部とを有し、第１の記憶部に格納されている複数の情報取得装置の保守管理情報の全てを、制御装置からの１回の退避指令に応じて第２の記憶部へ退避させる。制御装置は、複数の情報取得装置の全てにおける第１の記憶部から第２の記憶部への保守管理情報の退避後、第２の記憶部に退避されている保守管理情報を複数の情報取得装置のそれぞれから収集する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、入力・演算・出力の一連の動作を周期的に繰り返して実行する定周期性を損なうことなく、同時性のある保守管理情報を取得することができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明によって明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】制御処理と保守管理情報収集処理の動作タイミングの一例を示すタイムチャートである。
【図３】複数の入出力装置において実行される自己診断動作の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】保守管理情報の収集の際に、本実施形態に係る制御システムの制御装置において実行される処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】保守管理情報の収集の際に、本実施形態に係る制御システムの複数の入出力装置において実行される処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と記述する）について図面を用いて詳細に説明する。本発明は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値等は例示である。
【００１６】
＜本発明の一実施形態に係る制御システム＞
図１は、本発明の一実施形態に係る制御システムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る制御システム１０は、例えば１つの制御装置１と複数（ｎ台）の入出力装置２−１，２−２，…，２−ｎとが通信回線路３を介して接続され、制御装置１及び入出力装置２−１〜２−ｎのそれぞれが双方向に通信可能な構成となっている。
【００１７】
制御装置１は、各種の制御、演算を行う制御演算装置であり、その数は１つに限られるものではない。入出力装置２−１〜２−ｎは、情報取得装置の一例であり、制御対象４との間で情報の入出力を行う。入出力装置２−１〜２−ｎの台数は、適用するシステムによって任意である。
【００１８】
以下に、本制御システム１０の制御処理動作の概要及び保守管理情報の収集動作の概要について説明する。保守管理情報の詳細については後述する。
【００１９】
［制御システムの制御処理動作の概要］
まず、本制御システム１０の制御処理動作の概要について説明する。制御装置１は、通信回線路３を介した通信により、入出力装置２−１〜２−ｎのそれぞれに対して制御対象４の温度、圧力、水流量などの各種の制御情報の取得を指示する。入出力装置２−１〜２−ｎは、制御装置１から取得指示を受け取ると、制御対象４の各種センサなどから、温度、圧力、水流量などの測定情報を制御情報として取得し、通信回線路３を介した通信により、取得した制御情報を制御装置１に入力する。
【００２０】
制御装置１は、入出力装置２−１〜２−ｎから取得した制御対象４の制御情報を基に所定の制御演算を行い、制御対象４のバルブの調節量や各種アクチュエータの制御量などを制御対象４の制御をするための制御情報として算出する。更に、制御装置１は、通信回線路３を介した通信により、算出した制御情報を入出力装置２−１〜２−ｎに供給するとともに、当該制御情報を制御対象４へ出力するように、入出力装置２−１〜２−ｎのそれぞれに指示する。入出力装置２−１〜２−ｎは、制御装置１から制御情報及び出力指示を受け取ると、制御情報を制御対象４に対して出力する。
【００２１】
この一連の制御処理動作、即ち制御情報の入力・演算・出力の一連の動作を周期的に繰り返すことによって、本制御システム１０は、制御装置１による制御の下に、入出力装置２−１〜２−ｎを介して制御対象４の制御を行う。本制御システム１０では、バルブの各種アクチュエータを制御対象４としているが、これに限られるものではない。
【００２２】
以下では、制御情報に関して、制御対象４から取得する制御情報を入力制御情報と記述し、制御装置１で算出し、制御対象４に対してその制御のために出力する制御情報を出力制御情報と記述するものとする。
【００２３】
［保守管理情報の収集動作の概要］
次に、保守管理情報の収集動作の概要について説明する。複数の入出力装置２−１〜２−ｎは、それぞれ自己診断機能を備えており、何らかの障害・故障や、障害・故障の兆候が発生すると、それを自己診断機能によって検出し、その検出情報を保守管理情報として保持する。例えば、通信回線路３の断線・劣化等による通信データの破損や、メモリの劣化によるデータ化けなどを自己診断機能によって検出し、その検出情報を保守管理情報として保持する。
【００２４】
すなわち、保守管理情報は、プラントの制御などに用いる分散制御システムの障害や故障に関する情報であり、障害情報や故障情報の他、障害・故障の兆候の情報などを含む。障害や故障には、装置や回線の固定的な障害・故障の他に、ノイズなどの一過性の障害・故障や、周期性のある障害・故障なども含まれる。
【００２５】
制御装置１は、上述した一連の制御処理動作を行っていない時間に、通信回線路３を介した通信により、入出力装置２−１〜２−ｎのそれぞれに対して保守管理情報の収集（入力）を指示する。入出力装置２−１〜２−ｎは、制御装置１から保守管理情報の収集指示（入力指示）を受け取ると、通信回線路３を介した通信により、保守管理情報を制御装置１に入力する。制御装置１は、入出力装置２−１〜２−ｎから収集した保守管理情報を、制御装置１内のメモリに格納する。
【００２６】
この一連の動作を、制御装置１による制御の下に、上述した一連の制御処理動作を行っていない時間に繰り返すことによって、保守管理情報の収集を行う。
【００２７】
続いて、制御装置１及び入出力装置２−１〜２−ｎのそれぞれの内部構成及びその動作について具体的に説明する。
【００２８】
［制御装置の内部構成及びその動作］
図１に示すように、制御装置１は、内部バス１１、通信インタフェース１２、演算処理部１３及びメモリ１４を備えている。通信インタフェース１２と演算処理部１３とメモリ１４とは、内部バス１１で接続されており、当該内部バス１１を介して、演算処理部１３からの通信インタフェース１２への処理指示や、通信インタフェース１２−演算処理部１３−メモリ１４間でのデータのやり取りを行う。
【００２９】
メモリ１４には、本制御システム１０の各種処理を行うためのシステム情報、プログラム、通信データなどに加え、入出力制御情報及び保守管理情報が格納される。メモリ１４は、入出力制御情報を格納する制御情報格納領域１４１及び保守管理情報を格納する保守管理情報格納領域１４２を有する。ここでは、１つのメモリ１４内に制御情報格納領域１４１及び保守管理情報格納領域１４２を確保するとしているが、制御情報格納領域１４１及び保守管理情報格納領域１４２を個別のメモリで構成するようにしてもよい。
【００３０】
通信インタフェース１２は、制御装置１と入出力装置２−１〜２−ｎのそれぞれとの通信を行う。具体的には、通信インタフェース１２は、演算処理部１３からの通信データ送出指示により、メモリ１４内の通信データを入出力装置２−１〜２−ｎへ送出したり、入出力装置２−１〜２−ｎから通信データを受信してメモリ１４に格納したりする。
【００３１】
演算処理部１３は、例えばマイクロコンピュータなどによって構成されており、メモリ１４からプログラムを逐次読み出し、プログラムで定められた制御処理及び保守管理情報収集処理の各動作を実行する。
【００３２】
［入出力装置の内部構成とその動作］
次に、入出力装置２−１〜２−ｎの内部構成とその動作について説明する。入出力装置２−１〜２−ｎは同じ構成であるため、ここでは、入出力装置２−１の内部構成及びその動作について説明し、入出力装置２−２〜２−ｎの内部構成及びその動作については説明を省略する。
【００３３】
図１に示すように、入出力装置２−１は、内部バス２１、通信インタフェース２２、実行処理部２３及びメモリ２４を備えている。通信インタフェース２２と実行処理部２３とメモリ２４とは、内部バス２１で接続されており、実行処理部２３から通信インタフェース２２への処理指示や、通信インタフェース２２−実行処理部２３−メモリ２４間のデータのやり取りを行う。
【００３４】
通信インタフェース２２は、実行処理部２３からの通信データの送出指示により、メモリ２４内の通信データを制御装置１へ送信したり、制御装置１から通信データを受信してメモリ２４に格納したりすることで、入出力装置２−１と制御装置１との通信を行う。
【００３５】
メモリ２４には、制御装置１との通信データなどに加え、入出力制御情報及び保守管理情報が格納される。メモリ２４は、入出力制御情報を格納する制御情報格納領域２４１及び保守管理情報を格納する第１の記憶部である保守管理情報格納領域２４２を有する。メモリ２４は更に、保守管理情報格納領域２４２と対となる第２の記憶部である保守管理情報退避領域２４３を有する。ここでは、１つのメモリ２４内に制御情報格納領域２４１、保守管理情報格納領域２４２及び保守管理情報退避領域２４３を確保するとしているが、制御情報格納領域２４１、保守管理情報格納領域２４２及び保守管理情報退避領域２４３を個別のメモリで構成するようにしてもよい。
【００３６】
実行処理部２３は、例えばマイクロコンピュータなどによって構成されており、常時自装置、即ち入出力装置２−１の自己診断動作を行い、その診断結果を保守管理情報としてメモリ２４の保守管理情報格納領域２４２に格納する。なお、本例では、自己診断動作のタイミングについて常時としたが、制御装置１からの自己診断実行指示等によって、自己診断を行うようにしても良い。
【００３７】
実行処理部２３は、通信インタフェース２２を介した通信によって、制御装置１から各種指示を受信する。実行処理部２３は、制御装置１から出力制御情報の出力指示を受信した場合は、通信によってメモリ２４の制御情報格納領域２４１に格納されている出力制御情報を制御対象４に対して出力する。実行処理部２３は、制御装置１から入力制御情報の取得指示を受信した場合は、制御対象４から入力制御情報を取得し、メモリ２４の制御情報格納領域２４１に格納した後、通信インタフェース２２を介した通信によって、入力制御情報を通信回線路３に送出する。
【００３８】
実行処理部２３は、制御装置１から、保守管理情報の退避指示を受信した場合は、メモリ２４の保守管理情報格納領域２４２に格納されている、その時点の保守管理情報を保守管理退避情報として、メモリ２４の保守管理情報退避領域２４３に退避させる（コピーする）。このとき、制御装置１からの１回の退避指示により、複数の入出力装置２−１〜２−ｎの保守管理情報の全てについて退避処理が行われる。実行処理部２３は、制御装置１から保守管理情報の収集指示を受信した場合は、通信インタフェース２２を介した通信によって、メモリ２４の保守管理情報退避領域２４３に格納されている保守管理退避情報を通信回線路３に送出する。
【００３９】
［制御処理動作の詳細］
次に、先述した制御処理動作について詳しく説明する。制御処理において、制御装置１の演算処理部１３は、入出力装置２−１に対する制御対象４からの入力制御情報の取得を指示する通信データを作成し、メモリ１４に格納する。次に、演算処理部１３は、通信インタフェース１２を介して、作成した通信データを通信回線路３に送出する。
【００４０】
入出力装置２−１の実行処理部２３は、制御装置１から入力制御情報の取得指示を受信すると、制御対象４から入力制御情報を取得し、この取得した入力制御情報をメモリ２４の制御情報格納領域２４１に格納する。次に、実行処理部２３は、メモリ２４の制御情報格納領域２４１に格納された入力制御情報を、通信インタフェース２２を介して、通信回線路３に送出する。
【００４１】
制御装置１の演算処理部１３は、入出力装置２−１から送出された入力制御情報を受信すると、メモリ１４の制御情報格納領域１４１に格納する。そして、演算処理部１３は、メモリ１４の制御情報格納領域１４１に格納された入力制御情報を基に所望の演算を実施し、制御対象４を制御するための出力制御情報を算出する。演算処理部１３は更に、入出力装置２−１に対し、制御対象４に出力制御情報の出力を指示する通信データを作成し、メモリ１４に格納する。
【００４２】
そして、演算処理部１３は、通信インタフェース１２を介して、作成した通信データを通信回線路３に送出する。入出力装置２−１の実行処理部２３は、制御装置１から出力制御情報の出力を指示する通信データを受信すると、制御対象４に対して出力制御情報を出力する。入出力装置２−２〜２−ｎに対しても同様の処理を実施する。
【００４３】
以上により、制御装置１による制御の下に、出力制御情報に基づく制御対象４の制御を行う。なお、この例では、入出力装置２−１〜２−ｎは、それぞれ制御対象４との制御情報の入力と出力の両方を行う装置として構成されているが、それぞれ入力だけを行う入力装置及び出力だけを行う出力装置として構成してもよい。
【００４４】
［保守管理情報の収集動作の詳細］
次に、先述した保守管理情報収集処理の動作について詳しく説明する。保守管理情報収集処理において、制御装置１の演算処理部１３は、入出力装置２−１に対する保守管理情報の収集（入力）を指示する通信データを作成し、メモリ１４に格納する。次に、演算処理部１３は、通信インタフェース１２を介して、作成した通信データを通信回線路３に送出する。
【００４５】
入出力装置２−１の実行処理部２３は、制御装置１から保守管理情報の収集指示を受信すると、メモリ２４の保守管理情報退避領域２４３に格納されている保守管理情報を、通信インタフェース２２を介して通信回線路３に送出する。制御装置１の演算処理部１３は、入出力装置２−１から保守管理情報を受信すると、メモリ１４の保守管理情報格納領域１４２に格納する。
【００４６】
入出力装置２−２〜２−ｎについても同様の保守管理情報収集処理を実施することで、全ての入出力装置２−１〜２−ｎの保守管理情報が制御装置１のメモリ１４の保守管理情報格納領域１４２に格納され、保守管理情報を収集するための一連の処理を終了する。
【００４７】
以上の処理を繰り返して実施することにより、時間経過と共に時々刻々と変化する保守管理情報を取得し、制御装置１のメモリ１４の保守管理情報格納領域１４２に蓄積する。なお、本例では、制御装置１からの１回の退避指示により、複数の入出力装置２−１〜２−ｎの保守管理情報の全てについて退避処理を行うとしたが、予め定められた特定の入出力装置の保守管理情報のみについて退避処理を行うようにしてもよい。
【００４８】
［制御処理と保守管理情報収集処理の動作タイミング］
次に、制御装置１による制御の下に実行される、制御情報の入力・演算・出力の一連の動作を行う制御処理と、保守管理情報を収集する保守管理情報収集処理の動作タイミングについて、図２を用いて説明する。図２は、制御処理と保守管理情報収集処理の動作タイミングの一例を示すタイムチャートである。図２の縦軸は処理優先度を示し、横軸は時間を示している。
【００４９】
図２のタイムチャートにおいて、Ｔは一定の制御周期であり、Ｅ１−１，Ｅ１−２，Ｅ１−３，Ｅ１−４，…，Ｅ１−ｍはそれぞれの制御処理の実行期間であり、Ｅ２−０は全ての入出力装置２−１〜２−ｎに対する一連の保守管理情報収集処理の実行期間である。Ｅ３−１，Ｅ３−２，Ｅ３−３，…，Ｅ３−ｎはそれぞれ入出力装置２−１，２−２，２−３，…，２−ｎに対する保守管理情報収集処理の実行期間である。Ａ１−１，Ａ１−２，Ａ１−３，…，Ａ１−ｎは、それぞれ入出力装置２−１，２−２，２−３，…，２−ｎから保守管理情報を収集した時間である。
【００５０】
制御処理は、制御周期Ｔの最初に起動され、所定の動作を実行した後停止する。これを予め定められた制御周期Ｔで繰り返して実行されるようになっている（図２のＥ１−１，Ｅ１−２，Ｅ１−３，Ｅ１−４，…，Ｅ１−ｍ）。また、制御処理と保守情報管理処理とは、予め定められた優先順位で実行されるようになっている。本例では、制御処理は、保守情報管理処理よりも優先度が高い任意の処理ということになる。そして、制御処理の実行中は、保守管理情報収集処理は実行されず、制御処理が停止すると、これを受けて保守管理情報収集処理が実行される（図２のＥ１−１からＥ２−０、Ｅ１−２からＥ２−０、…，Ｅ１−ｍからＥ２−０）。
【００５１】
また、保守管理情報収集処理の実行中に制御処理が起動されると、保守管理情報収集処理の実行が中断され、制御処理が実行される（図２のＥ２−０からＥ１−２、Ｅ２−０からＥ１−３、Ｅ２−０からＥ１−４、…，Ｅ２−０からＥ１−ｍ）。保守管理情報収集処理では、制御装置１は、入出力装置２−１〜２−ｎに対して順番に通信を行い、保守管理情報の収集を行うが、制御周期Ｔで実行される制御処理に影響が及ばないようにするために、複数の制御周期にまたがって、保守管理情報収集処理が実行される。本例では、１つの制御周期で１つの入出力装置に対する保守管理情報収集が実施されることとする。
【００５２】
なお、本例では、１制御周期Ｔで取得できる入出力装置の保守管理情報数を１つとしたが、システムの構成や制御周期Ｔに応じて任意数であることは言うまでもない。
【００５３】
ここで、上述した動作タイミング例の場合において、各入出力装置２−１〜２−ｎの保守管理情報を収集した時間に着目する。入出力装置２−１の保守管理情報を収集した時間はＡ１−１、入出力装置２−ｎの保守管理情報を収集した時間はＡ１−ｎである。つまり、入出力装置２−１の保守管理情報は時間Ａ１−１の時点での情報、入出力装置２−ｎの保守管理情報は時間Ａ１−ｎの時点での情報がメモリ１４に格納されることなり、それぞれの保守管理情報の取得時間が異なる。
【００５４】
本制御システム１０にどのような障害・故障が発生しているかを解析する際、異なる時刻で得られた複数の保守管理情報から、一過性・周期性の障害・故障を判断するには難しい場合がある。例えば、保守管理情報収集処理中のある特定の時間で、通信回線路３に障害が起きた場合、入出力装置２−１の保守管理情報には当該の通信障害情報はないが、入出力装置２−ｎの保守管理情報には、通信障害があることになる。この場合、得られた保守管理情報から、入出力装置２−ｎ単独の障害なのか、通信回線路３全体の障害なのかを判断するのは難しい。
【００５５】
特に、多くの入出力装置、例えば１０００台の入出力装置で構成される大規模な分散制御システムでは、各入出力装置から得られる保守管理情報の時間差が最大で制御周期Ｔの１０００周期分となり、その時間差の影響は大きい。
【００５６】
そこで、本実施形態に係る制御システム１０においては、複数の入出力装置２−１〜２−ｎは、常時、自己診断機能によって自装置に何らかの障害・故障や障害・故障の兆候を検出すると、その検出情報を保守管理情報としてメモリ２４の保守管理情報格納領域２４２に格納する。このとき、所定の期間（例えば、１０分程度の期間）を単位として保守管理情報を取得し、当該単位期間を障害発生期間として保守管理情報を保守管理情報格納領域２４２に積算する。そして、単位期間（所定の期間）における最終的な積算値を、障害発生期間における保守管理情報とする。
【００５７】
これにより、障害発生期間で取得される保守管理情報は、単位期間（障害発生期間）あたりの積算値となる。この積算値は、制御装置１からの保守管理情報の退避指示によってリセットされる。具体的には、制御装置１から入出力装置２−１〜２−ｎに対して、保守管理情報の退避指示を出すことで、入出力装置２−１〜２−ｎで退避処理とリセット処理が行われ、その結果、単位期間（例えば、１０分程度の期間）あたりの積算値が得られる。また、制御装置１から各入出力装置２−１〜２−ｎに対して、保守管理情報の退避指示を出すことで、各入出力装置２−１〜２−ｎで同時に退避処理とリセット処理が行われ、その結果、保守管理情報の取得期間の同時性が確保される。
【００５８】
また、入出力装置２−１〜２−ｎは、保守管理情報を格納する保守管理情報格納領域２４２とは別に、保守管理情報を退避する保守管理退避情報格納領域２４３をメモリ２４内に備えている。そして、入出力装置２−１〜２−ｎは、制御装置１からの保守管理情報の退避指示により、保守管理退避情報格納領域２４３に格納されている保守管理情報を、保守管理退避情報格納領域２４３に退避する。これにより、保守管理退避情報格納領域２４３に格納されている保守管理情報（単位期間あたりの積算値）が、保守管理退避情報として保守管理退避情報格納領域２４３に退避される。
【００５９】
また、制御装置１の保守管理情報収集処理において、制御装置１は、入出力装置２−１〜２−ｎに対して保守管理情報の収集指示を行い、入出力装置２−１〜２−ｎから、保守管理退避情報格納領域２４３に退避された保守管理情報を収集するようにする。これにより、複数の保守管理情報の取得時間の同時性を確保する。
【００６０】
［複数の保守管理情報の取得時間の同時性］
ここで、複数の保守管理情報の取得時間の同時性について説明する。本実施形態で言う「取得時間の同時性」は、一般的な「時刻を基準とする同時性」とは異なり、「期間を基準とする同時性」、即ち「取得期間の同時性」である。具体的には、上述したように、入出力装置２−１〜２−ｎが自己診断機能によって取得する保守管理情報は、所定の期間を単位とし、当該所定の期間（障害発生期間／単位期間）において積算された積算値である。
【００６１】
保守管理情報格納領域２４２に格納されている積算値である保守管理情報は、制御装置１からの保守管理情報の退避指示により、保守管理退避情報格納領域２４３に退避される。そして、保守管理退避情報格納領域２４３に退避された障害発生期間を単位とする保守管理情報は、制御装置１によって、入出力装置２−１〜２−ｎから順次、定められた制御周期の期間内において、制御装置１の制御に影響が及ばないように、一括ではなく分割して収集される。
【００６２】
ここで、制御装置１によって複数の入出力装置２−１〜２−ｎから保守管理情報が収集される時間（タイミング）は、複数の入出力装置２−１〜２−ｎごとに異なる。しかし、入出力装置２−１〜２−ｎが自己診断機能によって取得する保守管理情報は、単位期間である障害発生期間あたりの積算値である。そして、この障害発生期間あたりの積算値である保守管理情報は、制御装置１からの保守管理情報の退避指示により、保守管理情報格納領域２４２から保守管理退避情報格納領域２４３に退避されている。このように、制御装置１から各入出力装置２−１〜２−ｎに対して、保守管理情報の退避指示を出すことで、各入出力装置２−１〜２−ｎで同時に退避処理とリセット処理が行われ、その結果、保守管理情報の取得期間の同時性が確保される。
【００６３】
［本実施形態に係る制御システムにおける情報監視方法］
次に、本実施形態に係る制御システム１０における情報監視方法の一例である保守管理情報の収集方法について、各工程ごとに説明する。保守管理情報の収集方法について説明する前に、複数の入出力装置２−１〜２−ｎにおいて実行される自己診断動作について説明する。
【００６４】
（自己診断動作）
複数の入出力装置２−１〜２−ｎでは、以下に説明する保守管理情報の収集のための処理とは別に、自装置の自己診断動作が常時行われる。図３は、複数の入出力装置２−１〜２−ｎにおいて実行される自己診断動作の処理手順の一例を示すフローチャートである。この自己診断動作の処理は、例えばマイクロコンピュータからなる実行処理部２３による制御の下に実行される。
【００６５】
図３のフローチャートにおいて、実行処理部２３は、何らかの障害・故障や、障害・故障の兆候などのエラーの発生を常時監視する（ステップＳ１Ａ）。そして、実行処理部２３は、エラーが発生したと判断すると（Ｓ１ＢのＹＥＳ）、エラー発生の検出情報を保守管理情報としてメモリ２４の保守管理情報格納領域２４２に格納する（ステップＳ２）。保守管理情報格納領域２４２に格納された保守管理情報は、所定の期間（先述した単位時間）に亘って積算され、その積算値が当該期間における保守管理情報となる。保守管理情報格納領域２４２の積算値は、所定の期間ごとにリセットされる。
【００６６】
（保守管理情報の収集動作）
以下に、複数の入出力装置２−１〜２−ｎのそれぞれにおいて、上述した自己診断動作（自己診断機能）によって取得された保守管理情報の収集動作について、図４及び図５を用いて説明する。
【００６７】
図４は、保守管理情報の収集の際に、本実施形態に係る制御システム１０の制御装置１において実行される処理手順の一例を示すフローチャートである。本処理は、例えばマイクロコンピュータからなる演算処理部１３による制御の下に実行されるものとする。また、本処理フローでは、ｎ台の入出力装置２−１〜２−ｎから順番に保守管理情報を収集するものとし、収集対象のそれぞれの入出力装置を２−ｘ(ｘは１〜ｎ)と表す。
【００６８】
図５は、保守管理情報の収集の際に、本実施形態に係る制御システム１０の複数の入出力装置２−１〜２−ｎにおいて実行される処理手順の一例を示すフローチャートである。本処理は、入出力装置２−１〜２−ｎの実行処理部２３による制御の下に実行される。
【００６９】
まず、図４のフローチャートにおいて、制御装置１の演算処理部１３は、通信回線路３に接続される全ての入出力装置２−１〜２−ｎに対する保守管理情報の退避を指示する通信データを作成し、メモリ４に格納する（ステップＳ１１）。次いで、演算処理部１３は、通信インタフェース１２を介して、作成した退避指示の通信データを通信回線路３に送信する（ステップＳ１２）。
【００７０】
図５のフローチャートにおいて、入出力装置２−１〜２−ｎそれぞれの実行処理部２３は、制御装置１から通信データを受信すると（ステップＳ２１）、その通信データの指示内容が何であるかを判断する（ステップＳ２２）。そして、実行処理部２３は、受信した通信データの指示内容が、保守管理情報の退避指示であると判断すると（Ｓ２２の退避指示）、その時点で保守管理情報格納領域２４２に格納されている保守管理情報を保守管理退避情報として保守管理情報退避領域２４３にコピーする（ステップＳ２３）。
【００７１】
図４のフローチャートにおいて、制御装置１の演算処理部１３は、入出力装置２−１から保守管理情報を収集するために、入出力装置の番号ｘを１に初期化する（ステップＳ１３）。このステップＳ１３の処理により、保守管理情報の入力指示の対象が入出力装置２−１に設定される。
【００７２】
次いで、制御装置１の演算処理部１３は、入出力装置２−ｘに対する保守管理情報の収集（入力）を指示する通信データを作成し、メモリ１４に格納する（ステップＳ１４）。次いで、演算処理部１３は、通信インタフェース１２を介して、作成した収集指示（入力指示）の通信データを通信回線路３に送信する（ステップＳ１５）。
【００７３】
図５のフローチャートにおいて、入出力装置２−ｘの実行処理部２３は、ステップＳ２２において制御装置１から受信した通信データの指示内容が収集指示であると判断すると（Ｓ２２の収集指示）、ステップＳ２３で退避された保守管理退避情報を、通信インタフェース２２を介して、通信回線路３に送信する（ステップＳ２４）。
【００７４】
図４のフローチャートにおいて、制御装置１の演算処理部１３は、入出力装置２−ｘから送信された保守管理退避情報を、通信回線路３を介して受信する（ステップＳ１６）。次いで、演算処理部１３は、受信した保守管理退避情報をメモリ１４の保守管理情報格納領域１４２に保守管理情報として格納する（ステップＳ１７）。
【００７５】
次いで、制御装置１の演算処理部１３は、入出力装置２−１〜２−ｎ全てに対する保守管理情報（保守管理退避情報）の収集が完了したか否かを判断する（ステップＳ１８）。演算処理部１３は、入出力装置２−１〜２−ｎの保守管理情報がまだ全て取得できていない（ｘ≠ｎ）と判断した場合は（Ｓ１８のＮＯ）、次の入出力装置の保守管理情報を収集するためにｘに１を加算し（ステップＳ１９）、ステップＳ１４に戻ってステップＳ１４からステップＳ１８までの処理を繰り返す。
【００７６】
ステップＳ１８において、入出力装置２−１〜２−ｎの保守管理情報が全て取得できた（ｘ＝ｎ）と判断した場合は（Ｓ１８のＹＥＳ）、保守管理情報収集（保守管理退避情報収集）の一連の処理を終了する。
【００７７】
保守管理情報収集の一連の処理が終了すると、制御装置１のメモリ１４の保守管理情報格納領域１４２に格納された入出力装置２−１〜２−ｎそれぞれの保守管理情報は、全てステップＳ１２で退避指示を行った時刻の保守管理情報となる。これにより、収集した保守管理情報の同時性が確保されたことになる。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態に係る制御システム１０では、入出力装置２−１〜２−ｎのメモリ２４に保守管理退避情報格納領域２４３を備えており、制御装置１からの保守管理情報の退避指示により、保守管理情報を保守管理退避情報格納領域２４３に退避するようにする。そして、制御装置１は、入出力装置２−１〜２−ｎから、保守管理退避情報格納領域２４３に退避された保守管理情報を分割して収集するようにする
【００７９】
上述した保守管理情報の収集方法によれば、保守管理情報を保守管理退避情報格納領域２４３に退避した時点で、障害発生期間を単位とする積算値である、複数の保守管理情報の取得時間の同時性が確保されているため、同時性のある保守管理情報を収集できる。これにより、多くの入出力装置２−１〜２−ｎで構成される大規模な分散制御システムにおいても、収集した保守管理情報から、一過性・周期性の障害・故障を含む各種障害・故障の判断を容易に行うことができる。
【００８０】
本実施形態では、入出力装置２−１〜２−ｎの全てに対して、保守管理情報の退避指示を行い、その保守管理情報を収集するとしたが、これに限られるものではない。例えば、特定の入出力装置を識別番号（ＩＤ）で区分けし、退避指示の通信データにその識別番号（ＩＤ）を付加する手法などにより、予め定められた特定の入出力装置のみ保守管理情報の退避を行い、それを収集するようにしてもよい。
【００８１】
＜変形例＞
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例を含む。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、本発明は、上記した実施形態に係る制御システムへの適用に限られるものではない。
【００８２】
上記した実施形態では、自己診断を行い、保守管理情報を取得してメモリに格納する情報取得装置として入出力装置を例示したが、これに限られるものではない。例えば、システム内の障害・故障及び障害・故障の兆候の検出情報に基づいて保守管理情報を取得し、メモリに格納可能な装置であれば、入出力装置に限らず、保守管理情報を収集する専用装置（情報取得装置）などのその他の用途の装置にも適用できる。
【００８３】
また、上記した実施形態では、保守管理情報をメモリに格納する複数の入出力装置２−１〜２−ｎと、複数の入出力装置２−１〜２−ｎの保守管理情報を収集する制御装置１と、を通信回線路３で接続し、保守管理情報を通信にて収集する制御システムとしたが、これに限られるものではない。例えば、それぞれ同様の動作を行う機能を、１つの装置内に実現し、内部バスなどの装置内のデータ転送機能を用いて、保守管理情報を収集する制御システムとすることも可能である。
【００８４】
さらに、上記した実施形態では、保守管理情報を収集する制御装置１が１台のシステム構成としたが、２台以上の制御装置を切り替えて冗長性を持たせたシステム構成とすることも可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１…制御装置、  ２−１〜２−ｎ…入出力装置、  ３…通信回線路、  ４…制御対象、  １０…制御システム、  １１…内部バス、  １２…通信インタフェース、  １３…演算処理部、  １４，２４…メモリ、  ２１…内部バス、  ２２…通信インタフェース、  ２３…実行処理部、  １４１，２４１…制御情報格納領域、  １４２，２４２…保守管理情報格納領域、  ２４３保守管理情報退避領域
【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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