(57)【要約】【課題】プラント監視制御システムにおいて、プラント内での制御装置の配置変更と追加を柔軟に行うことを目的にする。【解決手段】プラント監視制御システムは、共通ネットワークデータを発信する複数の制御装置と、共通ネットワークデータに従って外部機器を制御するＰＩＯと、複数の制御装置とＰＩＯをバス接続し、共通ネットワークデータを伝送する共通ネットワークと、を備え、共通ネットワークデータは、ヘッダと、ＰＩＯデータと、フッタと、系切替データを含んでいることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通ネットワークデータを発信する複数の制御装置と、
前記共通ネットワークデータに従って外部機器を制御するＰＩＯと、
前記複数の制御装置と前記ＰＩＯをバス接続し、前記共通ネットワークデータを伝送する共通ネットワークと、を備え、
前記共通ネットワークデータは、ヘッダと、ＰＩＯデータと、フッタと、系切替データを含んでいることを特徴とするプラント監視制御システム。
【請求項２】
前記共通ネットワークデータは、系切替データが常にヘッダの後に配信される構造を有することを特徴とする請求項１に記載のプラント監視制御システム。
【請求項３】
前記系切替データは、一定の周期で、前記共通ネットワークデータに重畳されていることを特徴とする請求項１に記載のプラント監視制御システム。
【請求項４】
共通ネットワークデータと系切替専用データを発信する複数の制御装置と、
前記共通ネットワークデータに従って外部機器を制御するＰＩＯと、
前記複数の制御装置と前記ＰＩＯをバス接続し、前記共通ネットワークデータを伝送する共通ネットワークと、
前記複数の制御装置をデイジーチェイン接続し、前記系切替専用データを伝送する系切替ケーブルと、を備え、
前記共通ネットワークデータは、ヘッダと、ＰＩＯデータと、フッタを含んでいて、
前記系切替専用データは、ヘッダと、系切替データと、フッタを含んでいることを特徴とするプラント監視制御システム。
【請求項５】
前記共通ネットワークデータは、ヘッダと、ＰＩＯデータと、フッタに加えて、系切替データを含んでいることを特徴とする請求項４に記載のプラント監視制御システム。
【請求項６】
前記系切替データは、一定の周期で、前記共通ネットワークデータに重畳されていることを特徴とする請求項４に記載のプラント監視制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プラント監視制御システムに関し、特に、プラント監視制御システムにおける制御装置の多重化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラント監視制御システムを用いて外部機器やプラントの監視や制御が行われている。通常、プラント監視制御システムは多重化されており、制御装置（コントローラ）には、多重化の冗長性を改善する工夫が必要とされる（例えば特許文献１〜５）。例えば制御装置の系間に系切替信号接続を行うプラント監視制御システムが提案されている（特許文献３）。ここでは、制御装置の内部に配置された系切替ロジックに系切替データを伝達することで、制御装置の系切替を実現する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−１６０８５７号公報
【特許文献２】特開昭６２−２３７５５７号公報
【特許文献３】特開平５−１４３４６７号公報
【特許文献４】特開平９−２４４９１０号公報
【特許文献５】特開２００２−２２２１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のプラント監視制御システムは、系間に専用線の接続を行っている。制御装置の系切替は、系切替信号を制御装置内の系切替ロジックに伝達することで実現している。制御装置の冗長度を変更するためには、それぞれの系同士に系間信号の追加が必要となり、拡張は困難である。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものである。プラント監視制御システムにおいて、制御装置の冗長度を変更することが容易になり、プラント内での制御装置の配置変更と追加を柔軟に行うことを目的にする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るプラント監視制御システムは、共通ネットワークデータを発信する複数の制御装置と、共通ネットワークデータに従って外部機器を制御するＰＩＯと、複数の制御装置とＰＩＯをバス接続し、共通ネットワークデータを伝送する共通ネットワークと、を備え、共通ネットワークデータは、ヘッダと、ＰＩＯデータと、フッタと、系切替データを含んでいることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によるプラント監視制御システムによれば、制御装置の冗長度を容易に変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１によるプラント監視制御システムの全体構成を示す図である。
【図２】実施の形態１による制御装置内通信制御回路の構成を示す図である。
【図３】実施の形態１によるＰＩＯ内通信制御回路の構成を示す図である。
【図４】実施の形態１による共通ネットワークデータ構造の構成を示す図である。
【図５】実施の形態２によるプラント監視制御システムの全体構成を示す図である。
【図６】実施の形態２による制御装置内通信制御回路の構成を表す図である。
【図７】実施の形態２によるＰＩＯ内通信制御回路の構成を表す図である。
【図８】実施の形態２による共通ネットワークデータ構造の構成を示す図である。
【図９】実施の形態３によるプラント監視制御システムの全体構成を示す図である。
【図１０】実施の形態３による制御装置内通信制御回路の構成を表す図である。
【図１１】実施の形態３による系切替データ構造を示す図である。
【図１２】実施の形態４によるプラント監視制御システムの全体構成を表す図である。
【図１３】実施の形態４による制御装置内通信制御回路の構成を示す図である。
【図１４】実施の形態４によるＰＩＯ内通信制御回路の構成を表す図である。
【図１５】実施の形態４による共通ネットワークデータ構造の構成を示す図である。
【図１６】実施の形態４による系切替データ構造を示す図である。
【図１７】実施の形態５によるプラント監視制御システムの全体構成を示す図である。
【図１８】実施の形態５による制御装置内通信制御回路の構成を表す図である。
【図１９】実施の形態５によるＰＩＯ内通信制御回路の構成を表す図である。
【図２０】実施の形態５による共通ネットワークデータ構造の構成を示す図である。
【図２１】実施の形態５による系切替データ構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施の形態に係るプラント監視制御システムについて、図を参照しながら以下に説明する。なお、各図において、同一または同様の構成部分については同じ符号を付しており、対応する各構成部のサイズや縮尺はそれぞれ独立している。例えば構成の一部を変更した断面図の間で、変更されていない同一構成部分を図示する際に、同一構成部分のサイズや縮尺が異なっている場合もある。また、プラント監視制御システムの構成は、実際にはさらに複数の部材を備えているが、説明を簡単にするため、説明に必要な部分のみを記載し、他の部分については省略している。
【００１０】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。図１はプラント監視制御システムの全体構成を表している。プラント監視制御システム１００は、制御装置１とＰＩＯ（Process Input Output）と共通ネットワーク２などから構成されている。共通ネットワーク２には、制御装置Ａ系１ａと制御装置Ｂ系１ｂと制御装置Ｃ系１ｃがすでに接続されており、制御装置Ｄ系１ｄと制御装置Ｅ系１ｅを増設することが計画されている。この増設によって、プラント監視制御システム１００は５重化されるので、システムの安定性が向上する。ＰＩＯ１-１〜１-ｎは一塊のＰＩＯ群を構成している。同様に、ＰＩＯｍ-１〜ｍ-ｎも一塊のＰＩＯ群を構成している。
【００１１】
ＰＩＯ１-１〜ｍ-ｎは、それぞれが外部機器に接続されていて、プロセスデータを外部機器から収集し、制御装置Ａ系１ａ〜Ｅ系１ｅに送信する。共通ネットワーク２は、ＰＩＯ１-１〜ｍ-１と制御装置Ａ系〜Ｅ系をバス接続している。ＰＩＯ１-１〜ｍ-１は、制御装置Ａ系〜Ｃ系と共通ネットワークデータを使って相互に通信を行うことができる。共通ネットワーク２はＰＩＯ用バスと共存している。ＰＩＯ用バスは、全ての制御装置に接続されるバス信号が流れるため、共通ネットワーク２と共存させることで、系切替信号の送受信が可能となり、制御装置の冗長度を容易に変更することが可能となる。
【００１２】
制御装置Ａ系１ａ〜Ｅ系１ｅは、それぞれ制御装置内通信制御回路を備えている。図２は本発明の実施の形態１による制御装置内通信制御回路の構成を表している。制御装置内通信制御回路３は、系切替ロジック３ａ、系切替データ制御部３ｂ、系切替データEnc/Dec部３ｃ、ＰＩＯデータ部３ｄ、ＰＩＯデータEnc/Dec部３ｅ、周期処理部３ｆ、共通データ送受信部３ｇから構成されている。エンコード（Enc: Encode）とは、アナログ信号やデジタルデータに特定の方法で、後に元の（あるいは類似の）信号またはデータに戻せるような変換を加えることである。デコード（Dec: Decode）とは、一定の規則に基づいて符号化されたデータを復号し、もとのデータを取り出すことである。
【００１３】
ＰＩＯ１-１〜ｍ-ｎは、それぞれＰＩＯ内通信制御回路を備えている。図３は本発明の実施の形態１によるＰＩＯ内通信制御回路の構成を表している。ＰＩＯ内通信制御回路４は、ＰＩＯデータ制御部４ａ、ＰＩＯデータEnc/Dec部４ｂ、周期処理部４ｃ、共通データ送受信部４ｄから構成されている。制御装置Ａ系１ａ〜Ｅ系１ｅからは共通ネットワーク２を経由して共通ネットワークデータ構造を有する制御信号（共通ネットワークデータ）がＰＩＯ１-１〜ｍ-ｎに発信され、ＰＩＯ１-１〜ｍ-ｎは、外部機器に専用ケーブルを経由して制御信号（共通ネットワークデータ）を送信する。
【００１４】
図４は本発明の実施の形態１による共通ネットワークデータ構造の構成を表している。共通ネットワーク２には共通ネットワークデータ構造を有するデータ（共通ネットワークデータ）が制御装置またはＰＩＯから発信される。共通ネットワークデータは、ヘッダ、ＰＩＯデータおよびフッタから１周期分が構成されているＰＩＯ通信データを基本にしている。一定周期で発信される系切替データがこのＰＩＯ通信データに重畳されている。系切替データは、ヘッダ、制御データ部（Ａ系、Ｂ系、Ｃ系、Ｄ系、Ｅ系）およびフッタから構成されている。制御データ部（Ａ系〜Ｅ系）は、制御装置Ａ系〜Ｅ系が、動作状態または待機状態のどちらにあるかを表している。ＰＩＯデータはＰＩＯ入力データおよびＰＩＯ出力データを表している。
【００１５】
次に、動作の詳細を説明する。制御装置Ａ系１ａ〜Ｅ系１ｅの間は、共通ネットワークデータ構造を有するデータを、通信制御回路にある共通データ送受信部３ｇにより、送受信を行う。送信時、通信制御回路にある系切替データEnc/Dec部３ｃは、系切替データ制御部３ｂより、共通ネットワークデータ構造に記載のＰＩＯデータを受け、ヘッダとフッタを付加する。周期処理部３ｆは、ＰＩＯ通信データ構造の間に一定周期で、ヘッダとフッタを付加した系切替データを付加し、共通ネットワークデータ構造を生成する。共通データ送受信部３ｇは、共通ネットワーク２に同データを送信する。
【００１６】
受信時、共通データ送受信部３ｇは、共通ネットワーク２からデータを受信する。周期処理部３ｆは、共通ネットワークデータ構造より、ヘッダとフッタが付加された系切替データを抽出する。系切替データEnc/Dec部３ｃは、ヘッダとフッタを除去し、系切替データを系切替データ制御部３ｂに渡す。系切替データ制御部３ｂは、受信したデータを系切替ロジック３ａに通知する。
【００１７】
本実施の形態に係わるプラント監視制御システムによれば、今まで説明してきたように、共通ネットワークを経由して、制御装置の間で、系切替信号（または系切替データ）を含む共通ネットワークデータの送信および受信を行う。そのため、制御装置の冗長度を容易に変更することが可能となる。
【００１８】
実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２によるプラント監視制御システムの全体構成を表している。プラント監視制御システム１００は、制御装置１とＰＩＯ（Process Input Output）と共通ネットワーク２などから構成されている。共通ネットワーク２には、制御装置Ａ系１ａと制御装置Ｂ系１ｂと制御装置Ｃ系１ｃがすでに接続されており、制御装置Ｄ系１ｄと制御装置Ｅ系１ｅを増設することが計画されている。この増設によって、プラント監視制御システム１００は５重化されるので、システムの安定性が向上する。ＰＩＯ１-１〜１-ｎは一塊のＰＩＯ群を構成している。同様に、ＰＩＯｍ-１〜ｍ-ｎも一塊のＰＩＯ群を構成している。ＰＩＯ１-１〜ｍ-ｎは制御装置Ａ系１ａ〜Ｅ系１ｅと共通ネットワーク２で相互に接続されている。共通ネットワーク２はＰＩＯ用バスと共存している。ＰＩＯ用バスは、全ての制御装置に接続されるバス信号が流れるため、共通ネットワーク２と共存させることで系切替信号の送受信が可能となり、制御装置の冗長度を容易に変更することが可能となる。
【００１９】
図６は本発明の実施の形態２による制御装置内通信制御回路の構成を表している。制御装置内通信制御回路３は、系切替ロジック３ａ、系切替データ制御部３ｂ、ＰＩＯデータ制御部３ｄ、系切替-ＰＩＯデータEnc/Dec部３ｈ、共通データ送受信部３ｇから構成されている。エンコード（Enc: Encode）とは、アナログ信号やデジタルデータに特定の方法で、後に元の（あるいは類似の）信号またはデータに戻せるような変換を加えることである。デコード（Dec: Decode）とは、一定の規則に基づいて符号化されたデータを復号し、もとのデータを取り出すことである。
【００２０】
図７は発明の実施の形態２によるＰＩＯ内通信制御回路の構成を表している。ＰＩＯ内通信制御回路４は、ＰＩＯデータ制御部４ａ、系切替-ＰＩＯデータEnc/Dec部４ｅ、共通データ送受信部４ｄから構成されている。制御装置Ａ系１ａ〜Ｅ系１ｅからは共通ネットワーク２を経由して共通ネットワークデータ構造を有する制御信号（共通ネットワークデータ）がＰＩＯ１-１〜ｍ-ｎに発信され、ＰＩＯ１-１〜ｍ-ｎは、外部機器に専用ケーブルを経由して制御信号（共通ネットワークデータ）を送信する。
【００２１】
図８は本発明の実施の形態２による共通ネットワークデータ構造の構成を表している。共通ネットワークデータは、ヘッダ、系切替データ、ＰＩＯデータおよびフッタから１周期分が基本的に構成されている。系切替データは、ヘッダ、制御データ部（Ａ系、Ｂ系、Ｃ系、Ｄ系、Ｅ系）およびフッタから構成されている。制御データ部（Ａ系〜Ｅ系）は、制御装置Ａ系〜Ｅ系が、動作状態または待機状態のどちらにあるかを表している。
【００２２】
次に、動作の詳細を説明する。制御装置Ａ系１ａ〜Ｅ系１ｅの間は、共通ネットワークデータ構造を有するデータを、通信制御回路にある共通データ送受信部３ｇにより、送受信を行う。送信時、通信制御回路にある系切替-ＰＩＯデータEnc/Dec部３ｈは、系切替データ制御部３ｂより、共通ネットワークデータ構造に記載のＰＩＯデータを受け、ヘッダと系切替データとフッタを付加する。共通データ送受信部３ｇは、共通ネットワーク２に同データを送信する。
【００２３】
受信時、共通データ送受信部３ｇは、共通ネットワーク２からデータを受信する。系切替-ＰＩＯデータEnc/Dec部３ｈは、ヘッダとフッタを除去し、系切替データを系切替データ制御部３ｂに渡す。系切替データ制御部３ｂは、受信したデータを系切替ロジック３ａに通知する。この共通ネットワーク構造に示すように、系切替データをＰＩＯデータの間に重畳させるデータ構造の形式ではなく、系切替データをＰＩＯデータの前に追加している。さらに、制御装置内通信制御回路から、実施の形態１で必要であった周期処理部を削除し、系切替Dec/Enc部３ｃを系切替-ＰＩＯデータEnc/Dec部３ｈに変更することで実現が可能となる。
【００２４】
本実施の形態に係わるプラント監視制御システムによれば、今まで説明してきたように、共通ネットワークを経由して、制御装置の間で、系切替信号（または系切替データ）を含む共通ネットワークデータの送信および受信を行う。そのため、制御装置の冗長度を容易に変更することが可能となる。
【００２５】
実施の形態３．
図９は本発明の実施の形態３によるプラント監視制御システムの全体構成を表している。プラント監視制御システム１００は、制御装置１とＰＩＯ（Process Input Output）と共通ネットワーク２と系切替ケーブル２ａから構成されている。共通ネットワーク２には、制御装置Ａ系１ａと制御装置Ｂ系１ｂと制御装置Ｃ系１ｃがすでに接続されており、制御装置Ｄ系１ｄと制御装置Ｅ系１ｅを増設することが計画されている。この増設によって、プラント監視制御システム１００は５重化されるので、システムの安定性が向上する。ＰＩＯ１-１〜１-ｎは一塊のＰＩＯ群を構成している。同様に、ＰＩＯｍ-１〜ｍ-ｎも一塊のＰＩＯ群を構成している。ＰＩＯ１-１〜ｍ-ｎは、制御装置Ａ系１ａ〜Ｅ系１ｅと共通ネットワーク２で接続されている。系切替ケーブル２ａは、全ての制御装置をデイジーチェイン接続するバス信号が流れるため、系切替信号の送受信が可能となり、制御装置の冗長度を容易に変更することが可能となる。
【００２６】
図１０は本発明の実施の形態３による制御装置内通信制御回路の構成を表している。制御装置内通信制御回路３は、系切替ロジック３ａ、系切替データ制御部３ｂ、系切替データEnc/Dec部３ｃ、系切替データ送受信部３ｉから構成されている。エンコード（Enc: Encode）とは、アナログ信号やデジタルデータに特定の方法で、後に元の（あるいは類似の）信号またはデータに戻せるような変換を加えることである。デコード（Dec: Decode）とは、一定の規則に基づいて符号化されたデータを復号し、もとのデータを取り出すことである。
【００２７】
本実施の形態に係わる系切替専用データ構造を図１１に示す。系切替データ（Ａ系〜Ｅ系）は、制御装置Ａ系〜Ｅ系が、動作状態または待機状態のどちらにあるかを表している。この系切替専用データ構造を有するデータ（系切替専用データ）を系切替データ送受信部３ｉより、各々の制御装置の間で系切替ケーブル２ａを経由して送受信する。系切替データEnc/Dec部３ｃは、送信時にはヘッダとフッタを付加し、受信時にはヘッダとフッタを除去する。系切替データ制御部３ｂは系切替ロジック３ａへのデータ送受信を行う。共通ネットワーク２には、基本的なＰＩＯ通信データが伝送する。
【００２８】
本実施の形態に係わるプラント監視制御システムによれば、今まで説明してきたように、系切替バスを経由して、制御装置の間で、系切替信号（または系切替データ）を含む系切替専用データ構造を用いて送信および受信を行う。そのため、制御装置の冗長度を容易に変更することが可能となる。
【００２９】
実施の形態４．
実施の形態４は実施の形態１と実施の形態３を組み合わせたものである。図１２は本発明の実施の形態４によるプラント監視制御システムの全体構成を表している。プラント監視制御システム１００は、制御装置とＰＩＯ（Process Input Output）と系切替ケーブル２ａ（実施の形態３を参照）と共通ネットワーク２（実施の形態１を参照）から構成されている。共通ネットワーク２には、制御装置Ａ系１ａと制御装置Ｂ系１ｂと制御装置Ｃ系１ｃがすでに接続されており、制御装置Ｄ系１ｄと制御装置Ｅ系１ｅを増設することが計画されている。この増設によって、プラント監視制御システム１００は５重化されるので、システムの安定性が向上する。ＰＩＯ１-１〜１-ｎは一塊のＰＩＯ群を構成している。同様に、ＰＩＯｍ-１〜ｍ-ｎも一塊のＰＩＯ群を構成している。ＰＩＯ１-１〜ｍ-ｎは共通ネットワーク２と接続されている。系切替ケーブル２ａは、全ての制御装置に接続されるバス信号が流れるため、系切替信号の送受信が可能となり、制御装置の冗長度を容易に変更することが可能となる。
【００３０】
図１３は本発明の実施の形態４による制御装置内通信制御回路の構成を表している。制御装置内通信制御回路３は、系切替ロジック３ａ、系切替データ制御部３ｂ、データ比較/多重化部３ｊ、ＰＩＯデータ制御部３ｄ、ＰＩＯデータEnc/Dec部３ｅ、系切替データEnc/Dec部３ｃ1、系切替データEnc/Dec部３ｃ2、周期処理部３ｆ、系切替データ送受信部３ｉ、共通データ送受信部３ｇから構成されている。エンコード（Enc: Encode）とは、アナログ信号やデジタルデータに特定の方法で、後に元の（あるいは類似の）信号またはデータに戻せるような変換を加えることである。デコード（Dec: Decode）とは、一定の規則に基づいて符号化されたデータを復号し、もとのデータを取り出すことである。系切替データ送受信部３ｉは系切替ケーブル２ａを経由して系切替専用データ構造を有するデータを送受信する。共通データ送受信部３ｇは共通ネットワーク２を経由してデータを送受信する。
【００３１】
図１４は本発明の実施の形態４によるＰＩＯ内通信制御回路の構成を表している。ＰＩＯ内通信制御回路４は、ＰＩＯデータ制御部４ａ、ＰＩＯデータEnc/Dec部４ｂ、周期処理部４ｃ、共通データ送受信部４ｄから構成されている。制御装置Ａ系１ａ〜Ｅ系１ｅからは共通ネットワーク２を経由して共通ネットワークデータ構造を有する制御信号（共通ネットワークデータ）がＰＩＯ１-１〜ｍ-ｎに発信され、ＰＩＯ１-１〜ｍ-ｎは、外部機器に専用ケーブルを経由して制御信号（共通ネットワークデータ）を送信する。
【００３２】
図１５は本発明の実施の形態４による共通ネットワークデータ構造の構成を表している。共通ネットワーク２には共通ネットワークデータ構造を有するデータ（共通ネットワークデータ）が制御装置またはＰＩＯから発信される。共通ネットワークデータは、ヘッダ、ＰＩＯデータおよびフッタから１周期分が構成されているＰＩＯ通信データを基本にしている。一定周期で発信される系切替データがこのＰＩＯ通信データに重畳されている。系切替データは、ヘッダ、制御データ部（Ａ系、Ｂ系、Ｃ系、Ｄ系、Ｅ系）およびフッタから構成されている。制御データ部（Ａ系〜Ｅ系）は、制御装置Ａ系〜Ｅ系が、動作状態または待機状態のどちらにあるかを表している。ＰＩＯデータはＰＩＯ入力データおよびＰＩＯ出力データを表している。
【００３３】
本実施の形態に係わる系切替専用データ構造を図１６に示す。系切替データ（Ａ系〜Ｅ系）は、制御装置Ａ系〜Ｅ系が、動作状態または待機状態のどちらにあるかを表している。この系切替専用データ構造を有するデータを系切替データ送受信部３ｉより、各々の制御装置の間で系切替ケーブル２ａを経由して送受信する。系切替データEnc/Dec部３ｃは、送信時にはヘッダとフッタを付加し、受信時にはヘッダとフッタを除去する。系切替データ制御部３ｂは系切替ロジック３ａへのデータ送受信を行う。
【００３４】
受信時は、制御装置内通信制御回路に示すように、それぞれの系切替データをデータ比較/多重化部３ｊが受信し、両者が同じ値の場合に、系切替データ制御部３ｂに渡す。結果が正しくない場合は、データを破棄する。また、送信時はデータ比較／多重化部３ｊが系切替データEnc/Dec部３ｃ1および系切替データEnc/Dec部３ｃ2に系切替データ制御部３ｂより受けたデータを多重化して送信する。
【００３５】
本実施の形態に係わるプラント監視制御システムによれば、今まで説明してきたように、系切替バスを経由して、制御装置の間で、系切替信号（または系切替データ）を含む系切替専用データ構造を用いて送信および受信を行う。そのため、制御装置の冗長度を容易に変更することが可能となる。
【００３６】
実施の形態５．
実施の形態５は実施の形態２と実施の形態３を組み合わせたものである。図１７は本発明の実施の形態５によるプラント監視制御システムの全体構成を表している。プラント監視制御システム１００は、制御装置とＰＩＯ（Process Input Output）と系切替ケーブル２ａ（実施の形態３参照）と共通ネットワーク２（実施の形態２を参照）から構成されている。共通ネットワーク２には、制御装置Ａ系１ａと制御装置Ｂ系１ｂと制御装置Ｃ系１ｃがすでに接続されており、制御装置Ｄ系１ｄと制御装置Ｅ系１ｅを増設することが計画されている。この増設によって、プラント監視制御システム１００は５重化されるので、システムの安定性が向上する。ＰＩＯ１-１〜１-ｎは一塊のＰＩＯ群を構成している。同様に、ＰＩＯｍ-１〜ｍ-ｎも一塊のＰＩＯ群を構成している。ＰＩＯ１-１〜ｍ-ｎは共通ネットワーク２と接続されている。系切替ケーブル２ａは、全ての制御装置に接続されるバス信号が流れるため、系切替信号の送受信が可能となり、制御装置の冗長度を容易に変更することが可能となる。
【００３７】
図１８は発明の実施の形態５による制御装置内通信制御回路の構成を表している。制御装置内通信制御回路３は、系切替ロジック３ａ、系切替データ制御部３ｂ、ＰＩＯデータ制御部３ｄ、データ比較／多重化部３ｊ、系切替-ＰＩＯデータEnc/Dec部３ｈ、系切替データEnc/Dec部３ｃ、系切替データ送受信部３ｉ、共通データ送受信部３ｇから構成されている。エンコード（Enc: Encode）とは、アナログ信号やデジタルデータに特定の方法で、後に元の（あるいは類似の）信号またはデータに戻せるような変換を加えることである。デコード（Dec: Decode）とは、一定の規則に基づいて符号化されたデータを復号し、もとのデータを取り出すことである。系切替データ送受信部３ｉは系切替ケーブル２ａを経由してデータを送受信する。共通データ送受信部３ｇは共通ネットワーク２を経由してデータを送受信する。
【００３８】
図１９は発明の実施の形態５によるＰＩＯ内通信制御回路の構成を表している。ＰＩＯ内通信制御回路４は、ＰＩＯデータ制御部４ａ、系切替-ＰＩＯデータEnc/Dec部４ｅ、共通データ送受信部４ｄから構成されている。制御装置Ａ系１ａ〜Ｅ系１ｅからは共通ネットワーク２を経由して共通ネットワークデータ構造を有する制御信号（共通ネットワークデータ）がＰＩＯ１-１〜ｍ-ｎに発信され、ＰＩＯ１-１〜ｍ-ｎは、外部機器に専用ケーブルを経由して制御信号（共通ネットワークデータ）を送信する。
【００３９】
図２０は発明の実施の形態５による共通ネットワークデータ構造の構成を表している。共通ネットワークデータは、ヘッダ、系切替データ、ＰＩＯデータおよびフッタから１周期分が構成されている。系切替データは、ヘッダ、制御データ部（Ａ系、Ｂ系、Ｃ系、Ｄ系、Ｅ系）およびフッタから構成されている。制御データ部（Ａ系〜Ｅ系）は、制御装置Ａ系〜Ｅ系が、動作状態または待機状態のどちらにあるかを表している。
【００４０】
本実施の形態に係わる系切替専用データ構造を図２１に示す。系切替データ（Ａ系〜Ｅ系）は、制御装置Ａ系〜Ｅ系が、動作状態または待機状態のどちらにあるかを表している。この系切替専用データ構造を有するデータを系切替データ送受信部３ｉより、各々の制御装置の間で系切替ケーブル２ａを経由して送受信する。系切替データEnc/Dec部３ｃは、送信時にはヘッダとフッタを付加し、受信時にはヘッダとフッタを除去する。系切替データ制御部３ｂは系切替ロジック３ａへのデータ送受信を行う。
【００４１】
共通ネットワーク構造に示すように、系切替データをデータの間に重畳させる形式のデータ構造ではなく、系切替データをＰＩＯデータの前に追加している。さらに、制御装置内通信制御回路から、実施の形態１で必要であった周期処理部を削除し、系切替Dec/Enc部を系切替-ＰＩＯデータEnc/Dec部に変更することで実現が可能となる。
【００４２】
受信時は、制御装置内通信制御回路に示すように、それぞれの系切替データをデータ比較/多重化部３ｊが受信し、両者が同じ値の場合に、系切替データ制御部３ｂに渡す。結果が正しくない場合は、データを破棄する。また、送信時はデータ比較／多重化部３ｊが系切替データEnc/Dec部３ｃに系切替データ制御部３ｂより受けたデータを多重化して送信する。
【００４３】
本実施の形態に係わるプラント監視制御システムによれば、今まで説明してきたように、系切替バスを経由して、制御装置の間で、系切替信号（または系切替データ）を含む系切替専用データ構造を用いて送信および受信を行う。そのため、制御装置の冗長度を容易に変更することが可能となる。
【００４４】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  制御装置、２  共通ネットワーク、２ａ  系切替バス、３  制御装置内通信制御回路、３ａ  系切替ロジック、３ｂ  系切替データ制御部、３ｃ  系切替データEnc/Dec部、３ｄ  ＰＩＯデータ制御部、３ｅ  ＰＩＯデータEnc/Dec部、３ｆ  周期処理部、３ｇ  共通データ送受信部、３ｈ  系切替-ＰＩＯデータEnc/Dec部、３ｉ  系切替データ送受信部、３ｊ  データ比較/多重化部、４  ＰＩＯ内通信制御回路、４ａ  データ制御部、４ｂ  ＰＩＯデータEnc/Dec部、４ｃ  周期処理部、４ｄ  共通データ送受信部、４ｅ  系切替-ＰＩＯデータEnc/Dec部、１００  プラント監視制御システム
【図１】
2016194846.tif 000003
【図２】
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【図３】
2016194846.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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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