(57)【要約】複数のマシンとと少なくとも１つの第１のアセンブリを制御するために用いられ、複数のマシンが、少なくとも第１のマシンと第２のマシンとを含み、第１のアセンブリが少なくとも第１と第２のマシンに関連付けられ、第１と第２のマシンに第１の補助機能を与えるように配置され、制御が少なくとも第１のコントローラと第２のコントローラを用いて行われ、第１と第２のコントローラが、第１と第２のマシンにそれぞれ関連付けられて、主要機能に関しては第１と第２のマシンを制御するよう配置され、第１と第２のコントローラが第１のアセンブリに関連付けられ、第１の補助機能に関しては第１のアセンブリを制御するよう配置され、第１と第２のコントローラは、確実に一度に１つのコントローラだけが第１のアセンブリを制御するように、第１と第２のコントローラ間のダイアログを維持する。方法は、制御システムによって実行され、プラント内で用いられる。【選択図】図２
2015502615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマシンと少なくとも１つの第１のアセンブリを制御するための方法であって、
前記複数が、少なくとも第１のマシンと第２のマシンとを含み、
前記第１のアセンブリが、前記少なくとも第１と第２のマシンに関連付けられ、前記少なくとも第１と第２のマシンに第１の補助機能を与えるように配置され、
制御が、少なくとも第１のコントローラと第２のコントローラを用いて行われ、
前記少なくとも第１と第２のコントローラが、前記少なくとも第１と第２のマシンにそれぞれ関連付けられて、主要機能に関しては前記少なくとも第１と第２のマシンを制御するよう配置され、
前記少なくとも第１と第２のコントローラが、前記第１のアセンブリに関連付けられ、第１の補助機能に関しては前記第１のアセンブリを制御するよう配置され、
前記少なくとも第１と第２のコントローラは、確実に一度に１つのコントローラだけが前記第１のアセンブリを制御するように、前記少なくとも第１と第２のコントローラ間のダイアログを維持する、方法。
【請求項２】
緊急時、前記少なくとも第１と第２のコントローラのどちらが現在前記第１のアセンブリを制御しているかに関係なく、前記少なくとも第１と第２のコントローラのいずれも前記第１のアセンブリに制御コマンドを発行してよい、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも第１と第２のコントローラが、通信ユニットと直接関連付けられ、
前記通信ユニットが、前記第１のアセンブリに直接関連付けられ、
前記通信ユニットは、前記少なくとも第１と第２のコントローラが前記第１のアセンブリを制御するために用いられる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記通信ユニットは、前記第１のアセンブリから測定値を繰り返し受信し、
前記通信ユニットは、要求があれば、前記測定値のうち１つ以上の測定値を前記少なくとも第１と第２のコントローラのいずれにも与える、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記通信ユニットは、前記少なくとも第１と第２のコントローラのいずれからも前記第１のアセンブリについての制御コマンドを受信し、前記制御コマンドを受信したことにしたがって前記第１のアセンブリについての前記制御コマンドを前記第１のアセンブリに転送する、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記ダイアログのメッセージは、前記少なくとも第１と第２のコントローラの動作状態および／または動作遷移によって決まる、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のアセンブリに対する制御は、同じ動作状態にあるコントローラ間で自由に交換可能である、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
複数のマシンと少なくとも１つの第１のアセンブリを制御するための制御システムであって、
前記複数が、少なくとも第１のマシンと第２のマシンとを含み、
前記第１のアセンブリが、前記少なくとも第１と第２のマシンに関連付けられ、前記少なくとも第１と第２のマシンに第１の補助機能を与えるように配置され、
前記制御システムが、少なくとも第１のコントローラと第２のコントローラとを備え、
前記少なくとも第１と第２のコントローラが、前記少なくとも第１と第２のマシンにそれぞれ関連付けられて、主要機能に関しては前記少なくとも第１と第２のマシンを制御するよう配置され、
前記少なくとも第１と第２のコントローラが、前記第１のアセンブリに関連付けられ、第１の補助機能に関しては前記第１のアセンブリを制御するよう配置され、
前記少なくとも第１と第２のコントローラは、確実に一度に１つのコントローラだけが前記第１のアセンブリを制御するように、前記少なくとも第１と第２のコントローラ間のダイアログを維持するように配置される、制御システム。
【請求項９】
通信ユニットをさらに備え、前記少なくとも第１と第２のコントローラが前記通信ユニットに直接関連付けられ、前記通信ユニットが、前記第１のアセンブリに直接関連付けられ、
前記通信ユニットは、前記少なくとも第１と第２のコントローラが前記第１のアセンブリを制御できるように配置される、請求項８に記載の制御システム。
【請求項１０】
複数のマシンと、少なくとも１つの第１のアセンブリと、１つの制御システムとを備えるオイルまたはガス処理および／または分散プラントであって、
前記複数が、少なくとも第１のマシンと第２のマシンとを含み、
前記第１のアセンブリが、前記少なくとも第１と第２のマシンに関連付けられ、前記少なくとも第１と第２のマシンに第１の補助機能を与えるように配置され、
前記制御システムが、少なくとも第１のコントローラと第２のコントローラとを備え、
前記少なくとも第１と第２のコントローラが、前記少なくとも第１と第２のマシンにそれぞれ関連付けられて、主要機能に関しては前記少なくとも第１と第２のマシンを制御するよう配置され、
前記少なくとも第１と第２のコントローラが、前記第１のアセンブリに関連付けられ、第１の補助機能に関しては前記第１のアセンブリを制御するよう配置され、
前記少なくとも第１と第２のコントローラは、確実に一度に１つのコントローラだけが前記第１のアセンブリを制御するように、前記少なくとも第１と第２のコントローラ間のダイアログを維持するように配置される、オイルまたはガス処理および／または分散プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される主題の実施形態は一般的には、複数のマシンを制御するための方法、制御システムならびにオイルまたはガスを処理および／または分散するためのプラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の（ほぼすべての）システムを制御する必要がある。
【０００３】
制御対象システムが複数のマシン、たとえば、ポンプ、圧縮機、タービン、エンジンなどを備えるとき、そのシステムは２つの基本的な代替的アプローチ、集中制御または分散制御に従うことがある。
【０００４】
集中制御システムは、すべてのマシンを制御する単一のコントローラからなり、集中制御システムおよび方法の一例は米国特許第３１３３５０２号に開示されており、同特許では、集中制御が複数のポンプを備えるポンプシステムを制御するのに用いられる。
【０００５】
分散制御は、複数のコントローラからなり、通常、制御対象マシン当たり１つのコントローラが用いられる。
【０００６】
米国特許第６２３３９５４号は、対応する複数の圧縮機に関連付けられる複数の「ローカル」コントローラと、「ホスト」コントローラとを備える第１の分散制御システムであって、ホストコントローラが、単一の供給ライン圧力センサから測定値を入手し、それに従ってローカルコントローラに挙動方法（すなわち、実行する具体的な制御）を指示する、第１の分散制御システムを開示する（これを「先行技術」とみなす）。
【０００７】
米国特許第６２３３９５４号は、対応する複数の圧縮機に関連付けられる複数の「ローカル」コントローラを備え、各ローカルコントローラがそれぞれの圧縮機の出力に関連付けられる吐出し圧力センサに接続され、圧縮機の出力は単一の供給ラインに接続される第２の分散制御システムであって、その制御方法は、圧縮機の１つを最高位にランク付けされた圧縮機として指定するステップと、各圧縮機をロード／アンロードするための設定値圧力閾値を定めるステップと、最高位にランク付けされた圧縮機から始まる前記圧縮機に順次ランクを割り当て、最高位にランク付けされた圧縮機が圧縮系におけるすべての下位にランク付けされた圧縮機を制御するためのすべてのコマンドを開始するようにするステップと、最高位にランク付けされた圧縮機の吐出し圧力が定められた設定値圧力閾値より高くなるまでロードサブルーチンを繰り返すステップとを含む、第２の分散制御システムを開示する（これを「発明」とみなす）。このような分散制御によるソリューションを、ランク付けをすることから「階層制御」と定義してもよい。
【０００８】
分散制御ソリューションの別のタイプが米国特許出願公開第２００３／０１６１７３１号に開示されている。複数のターボエンジンがステーション内で恊働し、各ターボエンジンがターボエンジンを駆動する駆動マシンとともに、マシンユニットを形成し、マシンコントローラがマシンユニットに関連付けられる。ステーションによって事前に設定され、すべてのターボエンジンに共通な少なくとも１つの処理変数を観察するためにこれらのターボエンジンを並列または直列操作で制御するために、この事前設定された共通の処理変数を、マシンコントローラの各々に直接設定し、この事前設定された共通の処理変数が、特定のマシンユニットに関連するマシンコントローラだけを専ら介して制御される。マスターコントローラは存在しない。その代わりとして、すべてのマシンコントローラに到達する信号線を直接介してステーションの集中設定値プリセッタからマシンコントローラ各々に総設定値が送られる。同様にして、実際の値が信号線を介して各マシンコントローラに直接送られるので、各マシンコントローラは各自で必要な計算を実行し、まるで共通でより上位のマスターコントローラを使用しているかのように下流の制御ユニットを調整することができる。上記の制御システムおよび方法はいずれも、制御対象マシン各々が互いに別個の単一サブシステムであることを想定しており、それらの制御システムおよび方法の中には、マシンを制御するために１つ以上の別個のセンサが設けられる可能性も視野に入れているものがある。このことは図１に概略的に示されているが、図１において、Ｎ個のサブシステムＳＰＡ−１からＳＰＡ−Ｎのセットが、対応するＮ個のコントローラＣＰＡ−１からＣＰＡ−Ｎのセットによって分散制御され、サブシステム（ＳＰＡ−１からＳＰＡ−Ｎ）の各々が、マシン（ＭＰＡ−１からＭＰＡ−Ｎ）と、一対の補助機能アセンブリ（サブシステムＳＰＡ−１についてはＡＰＡ１−１とＡＰＡ２−１、…サブシステムＳＰＡ−ＮについてはＡＰＡ１−ＮとＡＰＡ２−Ｎ）とを備え、たとえば、マシン（ＭＰＡ−１からＭＰＡ−Ｎ）はポンプであり、第１の補助機能アセンブリ（ＡＰＡ１−１からＡＰＡ１−Ｎ）はマシンのアクティブな潤滑機器であり、第２の補助機能アセンブリ（ＡＰＡ２−１からＡＰＡ２−Ｎ）はマシンのアクティブなシーリング機器であり、コントローラ各々が、対応するサブシステムのマシンと補助機能アセンブリを制御する。
【発明の概要】
【０００９】
いずれにせよ、（制御の必要な）補助機能アセンブリ、たとえば、アクティブな潤滑アセンブリ、アクティブな冷却アセンブリまたはアクティブなシーリングアセンブリが、２つ以上の（制御の必要な）別個のマシンに関連付けられているとき、すなわちマシン間で共有されているとき、上記の分散制御ソリューションを適用することができない。
【００１０】
この場合、マシンおよびアセンブリ各々を別個の制御対象サブシステムとみなしてもよく、いずれにせよ、サブシステムは互いに制約を与える関係にある。
【００１１】
本発明の第１の態様は、複数のマシンと少なくとも１つの第１のアセンブリを制御するための方法である。
【００１２】
本発明の第１の態様の１つの実施形態によれば、前記複数が、少なくとも第１のマシンと第２のマシンとを含み、第１のアセンブリが、前記少なくとも第１と第２のマシンに関連付けられ、前記少なくとも第１と第２のマシンに第１の補助機能（たとえば、潤滑またはシーリング）を与えるように配置され、制御が、少なくとも第１のコントローラと第２のコントローラを用いて行われ、前記少なくとも第１と第２のコントローラが、前記少なくとも第１と第２のマシンにそれぞれ関連付けられて、主要機能に関しては前記少なくとも第１と第２のマシンを制御するよう配置され、前記少なくとも第１と第２のコントローラが、前記第１のアセンブリに関連付けられ、第１の補助機能に関しては前記第１のアセンブリを制御するよう配置され、前記少なくとも第１と第２のコントローラは、確実に一度に１つのコントローラだけが前記第１のアセンブリを制御するように、コントローラ間のダイアログを維持する。
【００１３】
前記ダイアログにより、コントローラのいずれも、どちらのコントローラが現在前記少なくとも第1のアセンブリを制御中であるかを把握することができるのが効果的である。
【００１４】
緊急時、前記少なくとも第１と第２のコントローラのどちらが現在前記第１のアセンブリを制御しているかに関係なく、前記少なくとも第１と第２のコントローラのいずれも前記第１のアセンブリに制御コマンドを発行してよい。
【００１５】
前記少なくとも第１と第２のコントローラは、互いと直接通信してよい。
【００１６】
前記ダイアログは、応答確認を用いたメッセージの交換でよい。
【００１７】
前記第１のアセンブリに対する制御を「トークン」で表してよく、前記少なくとも第１と第２のコントローラが前記「トークン」を交換する。
【００１８】
前記少なくとも第１と第２のコントローラは、前記第１のアセンブリを制御するために前記第1のアセンブリに間接的に関連付けられてよい。
【００１９】
前記少なくとも第１と第２のコントローラが、通信ユニットと直接関連付けられてよく、前記通信ユニットが、前記第１のアセンブリに直接関連付けられてよく、前記通信ユニットは、前記少なくとも第１と第２のコントローラが前記第１のアセンブリを制御するために用いられる。
【００２０】
前記通信ユニットは、前記第１のアセンブリから測定値を繰り返し受信してよい。
【００２１】
前記通信ユニットは、要求により、前記測定値のうち１つ以上の測定値を前記少なくとも第１と第２のコントローラのいずれにも与えるのが効果的である。
【００２２】
前記通信ユニットは、前記少なくとも第１と第２のコントローラのいずれからも前記第１のアセンブリについての制御コマンドを受信し、前記制御コマンドを受信したことにしたがって第１のアセンブリについての前記制御コマンドを前記第１のアセンブリに転送してよい。
【００２３】
前記通信ユニットを、前記少なくとも第１と第２のコントローラ間でのダイアログを維持するために用いてよい。
【００２４】
前記少なくとも第１と第２のコントローラ間の直接接続を、前記少なくとも第１と第２のコントローラ間のダイアログを維持するために用いてよい。
【００２５】
前記ダイアログにより、コントローラのいずれも、他方のコントローラの動作状態（と、したがって他方のマシンの動作状態）を把握することができる。
【００２６】
前記ダイアログにより、あるコントローラが前記第１のアセンブリに対する制御入手要求を他方のコントローラに送り、前記第１のアセンブリに対する制御を持つ前に他方のコントローラから承認が来るのを待つことができる。
【００２７】
前記ダイアログにより、あるコントローラが前記第１のアセンブリに対する制御解除要求を他方のコントローラに送り、前記第１のアセンブリに対する制御を失う前に他方のコントローラから承認が来るのを待つことができる。
【００２８】
前記ダイアログの（送信および／または受信）メッセージは、前記少なくとも第１と第２のコントローラの動作状態および／または動作遷移（と、したがって前記少なくとも第１と第２のマシンの動作状態および／または動作遷移）によって決まってよい。
【００２９】
いずれのコントローラの動作状態も、「マシンがアクティブ」、「マシンが非アクティブ」を含んでよい。
【００３０】
いずれのコントローラの動作遷移も、「マシンが始動中」、「マシンが停止中」を含んでよい。
【００３１】
前記第１のアセンブリに対する制御は、同じ動作状態にあるコントローラ間で自由に交換可能であるようにされてよい。
【００３２】
前記複数のマシンは回転式でよい。
【００３３】
前記複数のマシンは類似しているか同一であってよい。
【００３４】
前記複数のマシンはポンプであってよい。
【００３５】
前記第１のアセンブリは、前記少なくとも第１と第２のマシンに共通なアクティブな潤滑サブシステムであってよい。
【００３６】
前記第１のアセンブリは、前記少なくとも第１と第２のマシンに共通なアクティブなシーリングサブシステムであってよい。
【００３７】
方法は、少なくとも第２のアセンブリをさらに制御するように配置されてよく、第２のアセンブリが、前記少なくとも第１と第２のマシンに関連付けられ、第２の補助機能（たとえば潤滑またはシーリング）を前記少なくとも第１と第２のマシンに与えるように配置される。
【００３８】
前記少なくとも第１と第２のコントローラは、前記少なくとも第１と第２のアセンブリについて同様に挙動してよい。
【００３９】
前記第１のアセンブリに対する制御と前記第２のアセンブリに対する制御は、前記少なくとも第１と第２のコントローラ間で同時に交換してもよい。
【００４０】
本発明の第２の態様は、複数のマシンと少なくとも１つの第1のアセンブリを制御するための制御システムである。
【００４１】
本発明の第２の態様の１つの実施形態によれば、前記複数が、少なくとも第１のマシンと第２のマシンとを含み、前記第１のアセンブリが、前記少なくとも第１と第２のマシンに関連付けられ、前記少なくとも第１と第２のマシンに第１の補助機能（たとえば潤滑またはシーリング）を与えるように配置され、前記制御システムが、少なくとも第１のコントローラと第２のコントローラとを備え、前記少なくとも第１と第２のコントローラが、前記少なくとも第１と第２のマシンにそれぞれ関連付けられて、主要機能に関しては前記少なくとも第１と第２のマシンを制御するよう配置され、前記少なくとも第１と第２のコントローラが、前記第１のアセンブリに関連付けられ、第１の補助機能に関しては前記第１のアセンブリを制御するよう配置され、前記少なくとも第１と第２のコントローラは、確実に一度に１つのコントローラだけが前記第１のアセンブリを制御するように、前記少なくとも第１と第２のコントローラ間のダイアログを維持するように配置される。
【００４２】
制御システムは、少なくとも第２のアセンブリをさらに制御するように配置されてもよく、第２のアセンブリが、前記少なくとも第１と第２のマシンに関連付けられ、前記少なくとも第１と第２のマシンに第２の補助機能を与えるように配置され、前記少なくとも第１と第２のコントローラが、前記第２のアセンブリに関連付けられて、第２の補助機能に関しては前記第２のアセンブリを制御するよう配置され、前記少なくとも第１と第２のコントローラは、確実に一度に１つのコントローラだけが前記第２のアセンブリを制御するように、前記少なくとも第１と第２のコントローラ間のダイアログを維持するように配置される。
【００４３】
前記少なくとも第１と第２のコントローラは、確実に一度に１つのコントローラだけが前記第１と第２のアセンブリを制御するように、前記少なくとも第１と第２のコントローラ間のダイアログを維持するように配置されてよい。
【００４４】
前記少なくとも第１と第２のコントローラは、前記少なくとも第１と第２のコントローラ間の前記ダイアログを維持するために、直接接続してよい。
【００４５】
前記制御システムは通信ユニットをさらに備え、この場合、前記少なくとも第１と第２のコントローラが前記通信ユニットに直接関連付けられ、前記通信ユニットが、前記第１のアセンブリに直接関連付けられ、前記通信ユニットは、前記少なくとも第１と第２のコントローラが前記第１のアセンブリを制御できるように配置される。
【００４６】
前記通信ユニットは、前記少なくとも第１と第２のコントローラ間で前記ダイアログが行えるように配置してよい。
【００４７】
前記コントローラの各々は、各自の動作状態および／または各自の動作遷移を記憶するように配置されるメモリを備えてよい。
【００４８】
前記コントローラの各々は、その他のコントローラの動作状態および／または動作遷移を記憶するように配置されるメモリを備えるのがよい。
【００４９】
通常、制御システムは上記の方法を実行するように配置してよい。
【００５０】
本発明の第３の態様は、オイルまたはガス処理および／または分散プラントである。
【００５１】
本発明の第３の態様の１つの実施形態によれば、プラントは、複数のマシンと、少なくとも１つの第１のアセンブリと、１つの制御システムとを備え、前記複数が、少なくとも第１のマシンと第２のマシンとを含み、第１のアセンブリが、前記少なくとも第１と第２のマシンに関連付けられ、前記少なくとも第１と第２のマシンに第１の補助機能（たとえば、潤滑またはシーリング）を与えるように配置され、制御システムが、少なくとも第１のコントローラと第２のコントローラとを備え、前記少なくとも第１と第２のコントローラが、前記少なくとも第１と第２のマシンにそれぞれ関連付けられて、主要機能に関しては前記少なくとも第１と第２のマシンを制御するよう配置され、前記少なくとも第１と第２のコントローラが、前記第１のアセンブリに関連付けられ、第１の補助機能に関しては前記第１のアセンブリを制御するよう配置され、前記少なくとも第１と第２のコントローラは、確実に一度に１つのコントローラだけが前記第１のアセンブリを制御するように、前記少なくとも第１と第２のコントローラ間のダイアログを維持するように配置される。
【００５２】
プラントは、上記の制御システムを備えてよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
添付の図面は、明細書に取り入れられてその一部をなし、本発明の実施形態を図示するものであり、本明細書とともに実施形態を説明するものである。
【図１】従来技術にかかる分散制御システムの概略ブロック図である。
【図２】本発明のある実施形態にかかる分散制御システムを制御対象システムとともに示した概略ブロック図である。
【図３】図２の制御システムのより詳細なブロック図である。
【図４】本発明の非常に単純な実施形態にかかるプラントの概略ブロック図である。
【図５】本発明にかかる方法のある実施形態を示す図である。
【図６】コントローラがあるアセンブリを制御しようとする場合に考えられる動作フローおよびレジスタの内容を表す図である。
【図７】コントローラがあるアセンブリの制御を手放そうとする場合に考えられる動作フローおよびレジスタの内容を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
例示としての実施形態の以下の説明は、添付の図面を参照して行う。異なる図面において同一の参照番号は、同一のまたは類似の要素を特定するものである。以下の詳細な説明は発明を制限するものではない。むしろ、発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。わかりやすくするために、遠心圧縮機の用語および構造について以下の実施形態を説明する。しかし、その次に検討する実施形態はこの種のシステムに限定されるものではなく、たとえば軸流圧縮機に適用してもよい。
【００５５】
明細書全体にわたって、「１つの実施形態」または「ある実施形態」に言及しているが、これは、ある実施形態に関連して説明する特定の特徴、構造または特性が、開示の主題の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。よって、明細書全体にわたって様々な箇所で「１つの実施形態において」または「ある実施形態において」という言い回しが現れるが、これは必ずしも同一の実施形態に言及しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造または特性を、１つ以上の実施形態において好適な形で組み合わせてもよい。
【００５６】
図２の実施形態において、制御対象システムは、４つのサブシステムと、２つのマシンＭ−１とＭ−２と、２つの補助機能アセンブリＡ−１とＡ−２からなる。より理解し易くなるように、マシンＭ−１とＭ−２は、石油化学プラント内でオイルをポンプでくみ上げるための同一の遠心（回転）ポンプであり、アセンブリＡ−１は、マシンＭ−１とＭ−２に共通で、マシンＭ−１とＭ−２に対して潤滑機能を与えるアクティブな潤滑機器であり、アセンブリＡ−２は、マシンＭ−１とＭ−２に共通で、マシンＭ−１とＭ−２に対してシーリング機能を与えるアクティブなシーリング機器であると読者は想定してもよい。本発明の代替としての実施形態では、マシン数がさらに多く（３、４など）、アセンブリ数がさらに多く（３、４など）、マシンが別のタイプ（圧縮機、タービン、エンジンなど）、および／またはアセンブリが別のタイプ（アクティブな冷却サブシステムなど）である例を示すものであってもよい。図２の実施形態において、コントローラ数がアセンブリ数に等しいということにはなんら技術的な意味はない。
【００５７】
図２の実施形態の制御システムＣＳは、２つのコントローラＣ−１とＣ−２であって、２つのマシンＭ−１とＭ−２の各々について１つが与えられるコントローラＣ−１とＣ−２と、コントローラＣ−１とＣ−２の両方とアセンブリＡ−１とＡ−２の両方についての単一の通信ユニットＸとからなる。あるいは、各アセンブリについて１つの通信ユニットを設けるようにしてもよい。
【００５８】
コントローラＣ−１とＣ−２は、マシンＭ−１とＭ−２にそれぞれ関連付けられており、主要機能に関して言えば、マシンＭ−１とＭ−２を制御するように配置される。たとえばオイルポンプの場合、主要機能とはオイルをポンプでくみ上げることである。
【００５９】
さらに、コントローラＣ−１とＣ−２は、アセンブリＡ−１とＡ−２に関連付けられており、たとえば両方のポンプを潤滑させる（潤滑液を循環させる）などの第１の補助機能に関して言えば、アセンブリＡ−１を制御し、たとえば両方のポンプをシーリングする（軸受に封止ガスまたは封液を与える）などの第２の補助機能に関して言えば、アセンブリＡ−２を制御するように配置される。
【００６０】
確実に、一度にコントローラＣ−１とＣ−２のうち１つだけがアセンブリＡ−１とＡ−２を制御するように、コントローラＣ−１とＣ−２はコントローラ間のダイアログを維持する。このダイアログにより、コントローラＣ−１とＣ−２のいずれも、どちらのコントローラが現在アセンブリＡ−１とＡ−２を制御中であるかを把握することができる。
【００６１】
コントローラＣ−１とＣ−２は、マシンＭ−１とＭ−２にそれぞれ、それらを制御するために直接関連付けられるが、アセンブリＡ−１とＡ−２には、それらを制御するために間接的に関連付けられる。より具体的には、コントローラＣ−１とＣ−２は、通信ユニットＸに直接関連付けられ、通信ユニットＸはアセンブリＡ−１とＡ−２に直接関連付けられる。
【００６２】
通信ユニットＸは、通信機能のみを取り扱うので、アセンブリＡ−１とＡ−２の制御については受動的な役割のみで積極的な役割を担っていない。
【００６３】
「アセンブリに対する制御」に関するアービトレーションは、コントローラ（すなわち図２のＣ−１とＣ−２）が直接実行する。この「自己アービトレーション」を実行するために使用されるモデルは、「制御」を表す１つの「トークン」に基づく。一度に「トークン」（すなわち制御）を有するのはコントローラのうち１つのコントローラのみであり、その「トークン」（すなわち制御）を別のコントローラにひき渡してよい。その「トークン」（すなわち制御）の移動についてはコントローラ間で同意／交渉がなければならず、通常、同意／交渉は、コントローラの数が３以上であっても２つのコントローラ間で行われる（一方が「トークン」を与え、他方が「トークン」を受け取る）。
【００６４】
原理上、各アセンブリにつき１つの「トークン」を与えることにより、一度に２つの異なるコントローラが、２つの異なるアセンブリをそれぞれ制御する（たとえば、コントローラＣ−１がたとえばアセンブリＡ−２を制御し、コントローラＣ−２がたとえばアセンブリＡ−１を制御する）ことは可能であるかもしれないが、制御対象のアセンブリ数に関係なく、「トークン」を１つだけ与えるほうが効果的である。したがって、あるコントローラが制御を持っている場合、そのコントローラがすべてのアセンブリを制御する。
【００６５】
一般的に、サブシステム（すなわち、マシンまたはアセンブリ）を制御するというのは、そのサブシステムから測定値を受信し、所定の制御機能と、受信した測定値に基づき、サブシステムのアクチュエータに制御コマンドを送信することを意味する。
【００６６】
アセンブリＡ−１とＡ−２に関して言えば、サブシステム制御は、コントローラのいずれであっても、コントローラＣ−１またはＣ−２、すなわち、現在「トークン」を持っているコントローラが通信ユニットＸを介して行う。
【００６７】
特殊な状況では、どのコントローラが現在アセンブリを制御しているか、すなわちどのコントローラが「トークン」を持っているかに関係なく、コントローラＣ−１とＣ−２のいずれもアセンブリＡ−１とＡ−２に制御コマンドを発行してよい。このような状況とは通常、緊急な状況である。たとえば、潤滑アセンブリ内の油圧が所定の閾値未満であると、この状況を最初に検出したコントローラが（トークンの位置に関係なく）共通アセンブリのオイル循環ポンプを停止させる。この場合、この緊急な状況をあるコントローラが（たとえば、状態レジスタのフィールドを通じて）他方のコントローラに信号で伝え、いずれのコントローラも対応の制御対象マシンを停止させることができるのが効果的である。
【００６８】
コントローラＣ−１とＣ−２間の通信は直接通信であって、上記のダイアログを実行するために利用される。このことは、（図３に示すように）直接接続により、あるいは（図２と図３に示すように）間接接続により実現することができる。間接接続は、（図２と図３に示すように）通信ユニットＸを用いて実行されてよい。なお、通常は、コントローラの一方が故障した場合に他方を使用できるように（図２と図３に示すように）コントローラ間接続として直接接続と間接接続のいずれも確立しておくのが効果的である。様々なエンティティ間でのメッセージ交換に基づくロバスト通信を実行するために、ハンドシェイクを用いるのが効果的である。これらの接続形態は、たとえばシリアル接続（たとえばＲＳ−２３２、ＲＳ−４２２、ＲＳ−４８５など）またはネットワーク接続（たとえばイーサネット(登録商標)）である。
【００６９】
通信ユニットＸは、繰り返し、たとえば定期的に、アセンブリＡ−１とＡ−２から測定値を受信する。図２の実施形態では、通信ユニットＸはこれらの値すべてを内部メモリＭＸに記憶する。通信ユニットＸは、これらの値をコントローラＣ−１およびＣ−２に与えてもよいが、図２の実施形態では、通信ユニットＸは、要求に応じて、これらの測定値のうちの１つ以上の測定値をコントローラＣ−１とＣ−２のいずれにも与える。言い換えると、通信ユニットＸは、どのコントローラが現在これらのアセンブリを制御しているかに関係なく、測定値を与える。
【００７０】
通信ユニットＸは、アセンブリＡ−１とＡ−２についての制御コマンドをコントローラＣ−１とＣ−２のいずれからも受信し、図２の実施形態では、それにしたがって、どのコントローラが現在これらのアセンブリを制御しているかに関係なく、目的地アセンブリに制御コマンドを転送する。こういうわけで、互いに異なるコマンドをアセンブリが受け取ることを避けるために、コントローラが「トークン」について同意／交渉することが重要になる。
【００７１】
したがって、本発明の好ましい実施形態によれば、通信ユニットは、コントローラがアセンブリを制御するために、またコントローラ間でのダイアログを維持するために用いられる。
【００７２】
したがって、本発明の好ましい実施形態によれば、通信ユニットは「ばか」であると言えるかもしれない。
【００７３】
図２と図３の実施形態によれば、コントローラＣ−１とＣ−２は同一で、ネットワークインターフェースＮＬＣと、Ｉ／Ｏ（入／出力）インターフェースＩＯＣと、これらのインターフェースに接続した処理ユニットＣＰＵとを備え、通信ユニットＸは、ネットワークインターフェースＮＬＸと、Ｉ／Ｏ（入／出力）インターフェースＩＯＸと、これらのインターフェースに接続した（ある制御ロジックを有する）メモリＭＸとを備える。インターフェースＩＯＣはコントローラをマシンに接続するのに用いられ、インターフェースＩＯＸは通信ユニットをアセンブリに接続するのに用いられ、インターフェースＮＬＣとＮＬＸは通信ユニットとコントローラを互いに接続するのに用いられる。メモリＭＸは、コントローラから来てアセンブリに行く制御コマンドなどの一時データと、アセンブリから受信して繰り返し更新される測定値などの永久データを記憶するために用いられる。メモリＭＥＭは、ユニットＣＰＵのプログラム、ローカルコントローラの動作状態および動作遷移、またはすべてのコントローラ、すなわちローカルコントローラ（たとえばコントローラＣ−１）と遠隔地コントローラ（たとえばＣ−２）の動作状態および動作遷移などの一時処理データと永久データを記憶するために用いられる。なお、コントローラの動作状態および動作遷移は、少なくとも部分的に、対応するマシンの動作状態および動作遷移に関連する。
【００７４】
メモリＭＥＭに記憶される永久データは、制御システムの正常動作と、制御システムのコントローラの協調動作にとって非常に重要である。
【００７５】
こうしたデータを、複数のデータフィールドを含むデータレジスタとして編成してもよい。メモリＭＥＭがすべてのコントローラに関連するデータを局地的に記憶するという、それらの効果的な実施形態では、コントローラ各々について１つのレジスタを設けるのが好ましい。コントローラ内のこのようなレジスタのデータを継続的に更新するために、いくつかの市販プロセッサが提供する低レベルのＨＷ／ＳＷ更新メカニズムを用いることが可能で、効果的である。すなわち、いくつかの接続されたプロセッサの内部メモリの一部を「グローバルデータ」として構成し、そのプロセッサのうちの１つが「グローバルデータ」内にあるメモリ内の１つの情報を変更すればいつでも、その他のプロセッサの「グローバルデータ」内のメモリでも同じく変更される。このメカニズムは、コントローラ間のダイアログの全体または一部とみなしてもよい。
【００７６】
ユニットＣＰＵを、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）を用いて実行することが効果的である。最近の市販ＰＬＣの多くは、上記の低レベルＨＷ／ＳＷ更新メカニズムを提供している。
【００７７】
コントローラ（同一のコントローラまたは別のコントローラ）に関する（あるコントローラのメモリＭＥＭ内の）レジスタが、次のようなフィールドを含んでいてもよい（それらのフィールドは単一ビットの情報に対応するものでよい）。
【００７８】
Ｆ１：「制御を入手」：コントローラが制御を入手したい場合に設定される。
【００７９】
Ｆ２：「制御を解除」：コントローラが制御を持っていて、制御を解除したい場合に設定される。
【００８０】
Ｆ３：「肯定応答」：制御の入手／解除要求が別のコントローラで許可され／受け付けられた場合に設定される。
【００８１】
Ｆ４：「否定応答」：制御の入手／解除要求が別のコントローラに許可され／受け付けられなかった場合に設定される。
【００８２】
Ｆ５：「マシンがアクティブ」（動作状態）：コントローラに直接関連付けられたマシンが動作中または実行中である場合に設定される。
【００８３】
Ｆ６：「マシンが非アクティブ」（動作状態）：コントローラに直接関連付けられたマシンが非動作中または非実行中である場合に設定される。
【００８４】
Ｆ７：「マシンが始動中」（動作遷移）：コントローラに直接関連付けられたマシンが始動しようとする、すなわち非動作中または非実行中から動作中または実行中に変化しつつある場合に設定される。
【００８５】
Ｆ８：「マシンが停止中」（動作遷移）：コントローラに直接関連付けられたマシンが停止しようとする、すなわち動作中または実行中から非動作中または非実行中に変化しつつある場合に設定される。
【００８６】
Ｆ９：「制御」または「トークン」：コントローラが現在アセンブリを制御中である、すなわち「トークン」を持っている場合に設定される。
【００８７】
なお、本発明の別の実施形態において、フィールド数が上記より多いまたは上記より少なくてもよく、フィールドが上記とは異なるものであってよい。
【００８８】
フィールドＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４およびＦ９内の情報は、コントローラ間の制御についてのアービトレーションのために、対応するダイアログの最中に直接用いられる。フィールドＦ５、Ｆ６、Ｆ７およびＦ８内の情報は、各コントローラが繰り返し、たとえば定期的に更新し、アービトレーションのために間接的に用いられる。
【００８９】
図２と図３の実施形態によれば、コントローラＣ−１とＣ−２の各々のメモリＭＥＭ内には、少なくとも２つの上記のようなレジスタがあり、１つはコントローラＣ−１用、１つはコントローラＣ−２用である。
【００９０】
図４は、本発明にかかるプラントのある実施形態を概略的に単純化して示している。プラントは石油化学プラントであって、共通のアクティブな潤滑アセンブリまたはサブシステムＬと、共通のアクティブなシーリングアセンブリまたはサブシステムＳとを有する、オイルをポンプでくみ上げるための３つのマシンＰ１、Ｐ２、Ｐ３を備える。（本発明にかかる）制御システムＣＳは、ポンプＰ１、Ｐ２、Ｐ３とアセンブリＬとＳを制御する。ポンプＰ１、Ｐ２、Ｐ３は同一の遠心（回転）ポンプである。ポンプにつながるパイプおよびポンプから延びるパイプは図示されていない。
【００９１】
図４の本実施形態において、制御システムＣＳは、マシンが４つではなく３つであるという点が異なる以外は図２と図３の制御システムに類似している。
【００９２】
当業者であれば、図４のプラントとは異なる、本発明にかかるプラントの多くの実施形態が可能であることはもう理解できるであろう。たとえば、プラントは処理および／または分散プラントであってよく、プラントはオイルまたはガス用プラントであってよく、マシン数は３未満（たとえば図２と図３のように２）または４以上であってよく、アセンブリ数は２未満または３以上であってよく、マシンは同一ではなく類似するもの、またはかなり異なるものであってよく、マシンはポンプではなく圧縮機、タービンまたはエンジンであってよく、アセンブリは、一部または全部がたとえばアクティブな冷却サブシステムなどのその他の種類であってよい。
【００９３】
次に、図２と図３の制御システムで用いられる、本発明にかかる制御方法のある実施形態について、図５、図６および図７を参照して説明する。
【００９４】
動作時、制御システムは基本的に２つの異なる状態にあってよい。すなわち、状態５１は、コントローラＣ−１がアセンブリＡ−１とＡ−２を制御しているときの状態に対応し、状態５２は、コントローラＣ−２がアセンブリＡ−１とＡ−２を制御しているときの状態に対応する。図５では、制御は「トークン」ＴＫで表される。制御ＴＫをコントローラＣ−１からコントローラＣ−２に引き渡してよく、これは図５の状態遷移１２に対応する。制御ＴＫをコントロータＣ−２からコントローラＣ−１に引き渡してよく、これは図５の状態遷移２１に対応する。今度は、状態５１と５２を２つのサブ状態に分割してもよい。すなわち、サブ状態５１Ａは、コントローラＣ−１がアセンブリＡ−１とＡ−２を制御して、マシンＭ−１がアクティブであるときの状態に対応し、サブ状態５１Ｉは、コントローラＣ−１がアセンブリＡ−１とＡ−２を制御して、マシンＭ−１が非アクティブであるときの状態に対応し、サブ状態５２Ａは、コントローラＣ−２がアセンブリＡ−１とＡ−２を制御して、マシンＭ−２がアクティブであるときの状態に対応し、サブ状態５２Ｉは、コントローラＣ−２がアセンブリＡ−１とＡ−２を制御して、マシンＭ−２が非アクティブであるときの状態に対応する。
【００９５】
以下でより理解がすすむと思われるが、コントローラＣ−１とＣ−２が同じ動作状態である場合のみ、すなわちいずれも「アクティブ」かいずれも「非アクティブ」である場合のみ、アセンブリに対する制御（すなわち「トークン」ＴＫ）をコントローラＣ−１とＣ−２間で自由に交換可能である。この場合でも、両コントローラ間のダイアログは、制御を引き渡すのに用いられる。コントローラとマシンが同一か類似していれば自由な交換が可能であり、したがって、マシンが同じ動作状態にあるとき、共通のアセンブリには同一のまたは類似した制御が求められる。
【００９６】
コントローラＣ−１からＣ−２へ制御を引き渡すためのコントローラＣ−１とコントローラＣ−２間のダイアログの一例について、ここで図６を参照して説明する。コントローラＣ−２が、コントローラＣ−１からアセンブリに対する制御を入手したい場合、次のようなステップが発生する。
−  ステップ６０１：コントローラＣ−２が、コントローラＣ−２のレジスタのフィールドＦ１を設定、このようにして、コントローラＣ−２が制御入手要求を通知、
−  ステップ６０２：コントローラＣ−１が要求を許可したい場合、コントローラＣ−１は、コントローラＣ−２のレジスタのフィールドＦ３とコントローラＣ−１のレジスタのフィールドＦ２を設定、このようにして、コントローラＣ−１は承認を通知、
−  ステップ６０３：コントローラＣ−２が、コントローラＣ−２のレジスタのフィールドＦ１とＦ３をリセットし、コントローラＣ−１のフィールドＦ３を設定、
−  ステップ６０４：コントローラＣ−１が、コントローラＣ−１のレジスタのフィールドＦ２，Ｆ３およびＦ９をリセット、
−  ステップ６０５：コントローラＣ−２が、コントローラＣ−２のレジスタのフィールドＦ９を設定。
【００９７】
（図６の例とは逆に）コントローラＣ−１またはコントローラＣ−２に既知の何らかの理由で、制御の引き渡しが行えない場合、（図６には図示されていない）フィールドＦ４を設定する。したがって、処理が停止し、制御は以前のままとなる。
【００９８】
コントローラＣ−１とＣ−２のレジスタのフィールドＦ５、Ｆ６、Ｆ７およびＦ８に記憶された情報によって、制御の引き渡しが可能か、あるいは拒否しなければならないかどうかが判定される。既に述べた通り、たとえばコントローラＣ−１のフィールドＦ５がコントローラＣ−２のフィールドＦ５と等しいか、コントローラＣ−１のフィールロＦ６がコントローラＣ−２のフィールドＦ６と等しい場合、制御はコントローラＣ−１からコントローラＣ−２に引き渡される（図５の状態遷移１２）、またはコントローラＣ−２からコントローラＣ−１に引き渡される（図５の状態遷移２１）。
【００９９】
コントローラＣ−２からコントローラＣ−１へ制御を引き渡すためのコントローラＣ−１とコントローラＣ−２間のダイアログの別の例について、ここで図７を参照して説明する。コントローラＣ−２が、アセンブリに対する制御を解除して、コントローラＣ−１に引き渡したい場合、次のようなステップが発生する。
−  ステップ７０１：コントローラＣ−２が、コントローラＣ−２のレジスタのフィールドＦ２を設定、このようにして、コントローラＣ−２が制御解除要求を通知、
−  ステップ７０２：コントローラＣ−１が要求を許可したい場合、コントローラＣ−１は、コントローラＣ−２のレジスタのフィールドＦ３を設定し、コントローラＣ−１のレジスタのフィールドＦ１を設定、このようにして、コントローラＣ−１は承認を通知、
−  ステップ７０３：コントローラＣ−２が、コントローラＣ−２のレジスタのフィールドＦ２とＦ３をリセットし、コントローラＣ−１のフィールドＦ３を設定、
−  ステップ７０４：コントローラＣ−１が、コントローラＣ−１のレジスタのフィールドＦ１とＦ３をリセットし、コントローラＣ−１のレジスタのフィールドＦ９を設定、
−  ステップ７０５：コントローラＣ−２が、コントローラＣ−２のレジスタのフィールドＦ９をリセット。
【０１００】
（図７の例とは逆に）コントローラＣ−１またはコントローラＣ−２に既知の何らかの理由で、制御の引き渡しが行えない場合、（図７には図示されていない）フィールドＦ４を設定する。したがって、処理が停止し、制御は以前のままとなる。
【０１０１】
コントローラ、たとえばＣ−２がアセンブリに対する制御を入手したいときの典型的な状況は、マシン、たとえばＭ−２が始動しようとする、すなわちまだ「非アクティブ」（フィールドＦ６）なときである。この場合、マシン、たとえばＭ−１が「アクティブ」（フィールドＦ５）であっても、マシン、たとえばＭ−２が「始動中」（フィールドＦ７）のときは制御を引き渡してもよい。
【０１０２】
コントローラ、たとえばＣ−２がアセンブリに対する制御を解除したいときの典型的な状況は、マシン、たとえばＭ−２が停止しようとする、すなわちまだ「アクティブ」（フィールドＦ５）なときである。この場合、マシン、たとえばＭ−１が「アクティブ」（フィールドＦ５）である場合のみ、マシン、たとえばＭ−２が「停止中」（フィールドＦ８）のときは制御を引き渡してもよい。
【０１０３】
上記説明および上記の２つの例から、図２と図３の制御システムでは、コントローラ間の前記ダイアログの送信および受信メッセージは、コントローラの動作状態および／または動作遷移、したがって、マシンの動作状態および／または動作遷移によって決まる可能性があることは明らかである。
【０１０４】
通常、特に変化させる理由がなければ、コントローラはアセンブリに対する制御を維持する。たとえば、図２と図３を参照すると、制御はコントローラＣ−１が持ち、マシンＭ−１が「アクティブ」で、その後マシンＭ−２が始動し、制御がコントローラＣ−２に引き渡されると、なにか起こらない限りコントローラＣ−２がその後、制御を維持する。
【０１０５】
制御が引き渡される理由として考えられる理由の一つが、人のオペレータからの通常の変化コマンドである。この場合、コントローラ間には通常のダイアログが発生する。制御が引き渡される理由として考えられる別の理由としては、人のオペレータからの緊急の変化コマンドである。この場合、コントローラ間にはダイアログが発生せず、コントローラの１つが、制御コマンドのアセンブリへの送信を、たとえば通信ユニットを介して開始する。
【０１０６】
セキュリティ上の理由で、コントローラ間の通信が「接続の喪失」のため行えない場合、緊急手続を開始するのが効果的であることは注目に値する。この場合、たとえば制御を持っていたコントローラが制御を維持し、アラーム信号を発生する。
【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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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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