(57)【要約】【課題】本発明は、大量の入出力モジュールを備える制御システムにおいて、個々の入出力モジュールの保守管理情報を、運転中の制御システムの制御周期に影響を与えることなく、保守員の要求する任意のタイミングで抽出処理することが可能な制御システムを提供することを目的とする。【解決手段】シリアル番号と保守履歴とを対応付けして記憶した保守管理情報を収集及び管理する保守ツール１と、保守管理情報を分割し、該分割された保守管理情報と監視情報とを一対で制御周期に同期して該分割数に対応する制御周期回数で受信し、保守ツールに転送するコントローラ３と、監視情報を入力する入力モジュール６３と、制御情報を出力する出力モジュール６４と、入力モジュール及び出力モジュールの保守管理情報を記憶し、保守管理情報と監視情報とを分割数に対応する制御周期回数で送信するように制御する入出力装置６とを備える制御システム。【選択図】図１
2009059245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保守ツールと、コントローラと、入出力装置とから成り、プロセスを制御すると共に、該入出力装置の保守管理情報を管理する制御システムであって、
前記入出力装置を構成する個々のモジュールを特定するシリアル番号と入出力装置の保守履歴とを対応付けして記憶した前記保守管理情報を収集・記憶する前記保守ツールと、
前記プロセスの監視情報及び制御情報と、前記保守管理情報とを異なるエリアに記憶し、予め設定される制御周期毎に前記監視情報を前記入出力装置から受信し、前記第１のメモリ予め記憶される制御プログラムに基づく演算を実行し、前記制御周期に同期して、該演算結果を前記制御情報として前記入出力装置に送信し、前記保守ツールから前記保守管理情報の要求があった場合には、前記入出力装置に前記保守管理情報の送信を要求し、予め設定される分割数で分割された保守管理情報と前記監視情報とを一対として前記制御周期に同期して、該分割数に対応する制御周期回数で受信し、夫々の情報を識別して記憶する前記コントローラと、
前記保守管理情報を記憶し、前記コントローラから前記保守管理情報の送信要求があった場合、前記分割された保守管理情報と前記監視情報とを分割数に対応する制御周期回数で送信し、送信要求が無い場合には、前記監視情報のみを送信する前記入出力装置と
を備え、
前記保守管理情報を予め設定される分割数に対応する制御周期回数に分割して、前記シリアル番号と対応付けして送信するようにしたことを特徴とする制御システム。
【請求項２】
保守ツールと、コントローラと、入出力装置とから成り、プロセスを制御すると共に、該入出力装置の保守管理情報を管理する制御システムであって、
前記入出力装置を構成する個々のモジュールを特定するシリアル番号と入出力装置の保守履歴とを対応付けして記憶した前記保守管理情報を収集・記憶する前記保守ツールと、
前記プロセスの監視情報及び制御情報と、前記保守管理情報とを異なるエリアに記憶する第１のメモリと、前記保守ツールからの前記保守管理情報の送信要求を受信し、前記第１のメモリを参照して要求に対応する前記保守管理情報を抽出して、該保守ツールに返信する通信インタフェースと、予め設定される制御周期毎に前記監視情報を前記入出力装置から受信し、前記第１のメモリ予め記憶される制御プログラムに基づく演算を実行し、前記制御周期に同期して、該演算結果を前記制御情報として前記入出力装置に送信し、前記保守ツールから前記保守管理情報の要求があった場合には、前記入出力装置に前記保守管理情報の送信を要求し、予め設定される分割数で分割された保守管理情報と前記監視情報とを一対として前記制御周期に同期して、該分割数に対応する制御周期回数で受信し、夫々の情報を識別して前記第１のメモリの異なる前記エリアに記憶させるＣＰＵとを備える前記コントローラと、
前記監視情報を前記制御周期毎に入力する入力モジュールと、前記制御情報を前記制御周期毎に出力する出力モジュールと、前記入力モジュール及び前記出力モジュールの前記保守管理情報を記憶する第２のメモリと、前記コントローラから前記保守管理情報の送信要求があった場合、前記分割された保守管理情報と前記監視情報とを分割数に対応する制御周期回数で送信し、送信要求が無い場合には、前記監視情報のみを送信するように制御する入出力制御部とを備える前記入出力装置と
を備え、
前記保守管理情報を予め設定される分割数に対応する制御周期回数に分割して、前記シリアル番号と対応付けして送信するようにしたことを特徴とする制御システム。
【請求項３】
前記入出力制御部は、ゲートアレイで構成したことを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントを制御する制御システムに係り、特に、この制御システムを構成する入出力装置の保守履歴を含む保守管理情報を管理する制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の制御装置１１の構成を図５に示す。制御装置１１は、制御コントローラ１２、各種の被制御対象１５の制御センサ・制御操作端部１５ａに接続される入出力モジュール部１３、及び制御コントローラ１２と入出力モジュール部１３を接続するシステムバス１４とから構成され、プラントなどの被制御対象１５を制御している。
【０００３】
そして、被制御対象１５の各種の制御センサ・制御操作端部１５ａは、アナログ入力モジュール１３ａ、デジタル入出力モジュール部１３ｂ及びデジタル出力モジュール１３ｃ等の入出力モジュール部１３と接続され、入出力モジュール部１３と制御コントローラ１２とは、シリアル伝送の伝送ライン１４を介してデータ通信を行い、被制御対象１５を制御している。
【０００４】
この制御コントローラ１２と入出力モジュール部１３との伝送制御のデータリンクの確立は、通常、送信権を持つ制御コントローラ１２を制御局とし、入出力モジュール部１３を従属局とするポーリング・セレクティング方式が採用されている。
【０００５】
この入出力モジュール部１３の夫々の入出力モジュールへの伝送アドレスの設定は、制御装置１１のシステム設計の段階で決定し、生産工程や調整工程において夫々の入出力モジュール上のディプスイッチから設定したり、入出力モジュールの伝送インタフェース部のメモリに伝送アドレスデータを予め書き込んだりして、与えることにより行われる。
【０００６】
また、制御コントローラ１２への伝送アドレスの設定は、この制御コントローラ１２が制御する入出力モジュール部１３のすべての入出力モジュールについて、その入出力信号の種別、入出力信号の点数及び伝送アドレス等の情報を予め制御コントローラ１２のメモリにデータとして書きこむようにしている。
【０００７】
これらの入出力ジュール部１３の点数は大型のシステムの場合には、数千点以上に及ぶ大量の構成となる場合もある。そのため、伝送アドレスの設定において、制御コントローラ１２と入出力モジュール部１３とで対応がつかない設定の誤りが避けられず、制御装置１１の調整や、入出力モジュール部１３の入出力モジュールの交換時に誤設定によるトラブルが起きる可能性を持っていた。
【０００８】
そのため、従属局を識別するタグ情報とタグ情報に対応する従属局の伝送アドレスをタグ情報処理手段で一括管理して、従属局のＩＣタグに書き込み、実装された入出力モジュールからタグ情報及び伝送アドレスを制御局に送信する様にし、制御局と従属局に設定するタグ情報と伝送アドレスの設定誤りが防止できるＩＣタグを搭載した入出力モジュールを備えた制御装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−１３５１６６号公報、Ｐ１，図１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に示すような従来の制御装置においては、入出力モジュールの伝送アドレスの設定は、スイッチの操作とメモリへの書き込み操作を夫々独立して、人為的に行うことにより生じる設定の間違いの問題は、解決される。
【００１０】
入出力モジュールを大量に備える構成の制御システムにおいては、誤設定による問題以外に、個々の入出力モジュールの保守履歴を正しく記憶し、必要な保守管理情報を素早く抽出するには問題がある。
【００１１】
即ち、当初設定された伝送アドレスに実装される入出力モジュールのシリアル番号や、シリアル番号で表示されない、入出力モジュール上の保守部品の交換履歴や、保守員が記録する一過性の異常症状など保守管理情報は、保守員が記録する保守履歴ノートを参照して管理するようにしているので、大量の保守管理情報を正確に記憶し、この保守管理情報を実装されている入出力モジュールと対応付けて正確に記憶し、保守員が要求する任意のタイミングで、制御システムの運転中においても素早く抽出する技術は、特許文献１に開示されていない。
【００１２】
また、これらの保守管理情報を夫々の入出力モジュールに記憶させたとしても、この大量の保守管理情報を制御システムの運転中に、その制御周期に影響を与えることなく抽出する方法は知られていない。
【００１３】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、大量の入出力モジュールを備える制御システムにおいて、個々の入出力モジュールの保守管理情報を、運転中の制御システムの制御周期に影響を与えることなく、保守員の要求する任意のタイミングで抽出処理することが可能な制御システム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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明による請求項１に係る制御システムは、保守ツールと、コントローラと、入出力装置とから成り、プロセスを制御すると共に、該入出力装置の保守管理情報を管理する制御システムであって、前記入出力装置を構成する個々のモジュールを特定するシリアル番号と入出力装置の保守履歴とを対応付けして記憶した前記保守管理情報を収集・記憶する前記保守ツールと、前記プロセスの監視情報及び制御情報と、前記保守管理情報とを異なるエリアに記憶し、予め設定される制御周期毎に前記監視情報を前記入出力装置から受信し、前記第１のメモリ予め記憶される制御プログラムに基づく演算を実行し、前記制御周期に同期して、該演算結果を前記制御情報として前記入出力装置に送信し、前記保守ツールから前記保守管理情報の要求があった場合には、前記入出力装置に前記保守管理情報の送信を要求し、予め設定される分割数で分割された保守管理情報と前記監視情報とを一対として前記制御周期に同期して、該分割数に対応する制御周期回数で受信し、夫々の情報を識別して記憶する前記コントローラと、前記保守管理情報を記憶し、前記コントローラから前記保守管理情報の送信要求があった場合、前記分割された保守管理情報と前記監視情報とを分割数に対応する制御周期回数で送信し、送信要求が無い場合には、前記監視情報のみを送信する前記入出力装置とを備え、前記保守管理情報を予め設定される分割数に対応する制御周期回数に分割して、前記シリアル番号と対応付けして送信するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明による請求項２に係る制御システムは、保守ツールと、コントローラと、入出力装置とから成り、プロセスを制御すると共に、該入出力装置の保守管理情報を管理する制御システムであって、前記入出力装置を構成する個々のモジュールを特定するシリアル番号と入出力装置の保守履歴とを対応付けして記憶した前記保守管理情報を収集・記憶する前記保守ツールと、前記プロセスの監視情報及び制御情報と、前記保守管理情報とを異なるエリアに記憶する第１のメモリと、前記保守ツールからの前記保守管理情報の送信要求を受信し、前記第１のメモリを参照して要求に対応する前記保守管理情報を抽出して、該保守ツールに返信する通信インタフェースと、予め設定される制御周期毎に前記監視情報を前記入出力装置から受信し、前記第１のメモリ予め記憶される制御プログラムに基づく演算を実行し、前記制御周期に同期して、該演算結果を前記制御情報として前記入出力装置に送信し、前記保守ツールから前記保守管理情報の要求があった場合には、前記入出力装置に前記保守管理情報の送信を要求し、予め設定される分割数で分割された保守管理情報と前記監視情報とを一対として前記制御周期に同期して、該分割数に対応する制御周期回数で受信し、夫々の情報を識別して前記第１のメモリの異なる前記エリアに記憶させるＣＰＵとを備える前記コントローラと、前記監視情報を前記制御周期毎に入力する入力モジュールと、前記制御情報を前記制御周期毎に出力する出力モジュールと、前記入力モジュール及び前記出力モジュールの前記保守管理情報を記憶する第２のメモリと、前記コントローラから前記保守管理情報の送信要求があった場合、前記分割された保守管理情報と前記監視情報とを分割数に対応する制御周期回数で送信し、送信要求が無い場合には、前記監視情報のみを送信するように制御する入出力制御部とを備える前記入出力装置とを備え、前記保守管理情報を予め設定される分割数に対応する制御周期回数に分割して、前記シリアル番号と対応付けして送信するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上述べた様に、本発明によれば、大量の入出力モジュールを備える制御システムにおいて、個々の入出力モジュールの保守管理情報を、運転中の制御システムの制御周期に影響を与えることなく、保守員の要求する任意のタイミングで抽出処理することが可能な制御システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施例１を、図１乃至図４を参照して説明する。図１は本発明の制御システムの構成を示す。制御システムは、保守ツール１と、複数のコントローラ３と、夫々のコントローラ３と複数の入出力装置６とを中継する入出力インタフェースと４と、複数の入出力装置６から構成される。
【００１８】
さらに、保守ツール１と複数のコントローラ３と通信するためのＬＡＮ２とこの入出力インタフェース４と複数の入出力装置６とを接続する入出力バス５とを備える。
【００１９】
次に、各部の構成について説明する。保守ツール１は、入出力装置６を構成する個々のモジュールを特定するシリアル番号と入出力装置の保守履歴とを対応付けして記憶した保守管理情報を複数の入出力装置６毎に、ＬＡＮ２を介して収集し、予め定められた保守管理情報の処理手順に従って処理される。
【００２０】
シリアル番号は、モジュールの製造番号や、形式などの製造情報を表すものである。また、保守管理情報は、例えば、モジュール設定値の変更や、異常現象の記録など保守員が点検した日時を付した点検履歴で、このシリアル番号に対応付けて、記憶されたものである。
【００２１】
この制御システムの保守員やオペレータは、プラントの運転や保守に必要とされるタイミングで、保守管理情報の要求を図示しない保守ツール１の端末からコントローラ３を指定して、保守管理情報を要求する。
【００２２】
コントローラ３は、入出力装置６からの監視情報を受信して、制御情報をこの入出力装置６に出力して、プロセスを制御すると共に、該入出力装置６の保守管理情報を保守ツールからの要求で入出力装置６から収集して、保守ツール１に送信する。
【００２３】
このコントローラ３の構成は、プロセスの監視情報及び制御情報と、保守管理情報とを異なるエリアに記憶する第１のメモリ３２と、保守ツール１からの保守管理情報の送信要求を受信し、第１のメモリ３２を参照して要求に対応する保守管理情報を抽出し、保守ツール１に返信する通信インタフェース３３と、監視情報を入出力装置６から受信し、第１のメモリ３２予め記憶される制御プログラムに基づく演算を実行し、予め設定される制御周期に同期して、該演算結果を制御情報として入出力装置６に送信し、保守ツール１から保守管理情報の要求があった場合には、入出力装置６に保守管理情報の送信を要求し、予め設定される保守管理情報を分割し、該分割された保守管理情報と監視情報とを一対で制御周期に同期して該分割数に対応する制御周期回数で受信し、夫々の情報を識別して第１のメモリ３２の予め設定された異なるエリアに記憶させるＣＰＵ３１とから構成される。
【００２４】
この時、第１のメモリ３２は、分割して受信した保守管理情報が通信インタフェース３３を介して、この第１のメモリ３２から一括で保守ツール１に読み出しが可能となるように構成しておくと、読み出し時間が短縮される。
【００２５】
また、コントローラ３の各部間はＣＰＵバス３４で接続され、さらに、ＣＰＵバス３４は入出力インタフェース４に接続される。
【００２６】
そして、入出力インタフェース４と複数の入出力装置６とは、入出力バス５を介して夫々接続される。
【００２７】
次に、入出力装置６は、例えば、温度センサ等からの監視情報を入力する複数の入力モジュール６３と、例えば、バルブなどのアクチュエータへの制御情報を出力する複数の出力モジュール６４と、入力モジュール６３及び出力モジュール６４の保守管理情報を記憶する第２のメモリ６２と、コントローラ３から保守管理情報の送信要求があった場合、分割された保守管理情報と監視情報とを分割数に対応する制御周期回数で送信し、送信要求が無い場合には、監視情報のみを送信するように制御する入出力制御部６１とから構成される。
【００２８】
この時、入出力インタフェース４は、図に示すように入出力装置６が複数で構成される場合に、ＣＰＵ３１から入出力装置６への要求を一括して制御可能なように制御する。
【００２９】
次に、この制御システムでの保守管理情報の処理動作について図２乃至図４を参照して説明する。図２は、ＣＰＵ３１の処理動作を説明するためのタイムチャートである。入出力装置６は、図１に示すように、複数台で構成される場合もあるが、処理動作は同一であるので１台の場合について説明する。
【００３０】
ＣＰＵ３１は、図２、（ａ）及び（ｂ）に示すように保守ツール１から保守管理情報の転送要求を、ＬＡＮ２を介して、時刻ｔ０−１〜ｔ０の制御周期Ｔ０-１の期間で受信する。
【００３１】
次に、制御周期Ｔ０の期間では、前の制御周期Ｔ０−１の期間に入出力装置から受信した監視情報ｍｔ０に基づき、図示しない予め記憶される第１のメモリ３２に記憶される制御プログラムに基づく制御演算を実行し、制御情報を入出力装置６に出力する（図２（ｃ））。
【００３２】
この監視情報と制御情報の演算処理に要する時間をＴｃとすると、Ｔ０＞Ｔｃの条件で、制御周期Ｔ０が予め設定される。この時、この演算時間Ｔｃを除く期間で、即ち、時刻ｔ０から所定の遅延時間Ｔｄ後に、この周期Ｔ０での監視情報ｍｔ１と保守管理情報ｄｔ１１とが、後述する入出力装置６から第１のメモリ３２に転送される。
【００３３】
即ち、保守管理情報ｄｔ１１〜ｄｔ１ｎは、保守管理情報の全体量を予め定められる分割数ｎで分割したもので、制御周期Ｔ０〜Ｔｎ−１のｎ回の制御周期で第２のメモリ６２から、第１のメモリ３２に、Ｔｉ−Ｔｃの期間内で転送される（図２（ｄ））。
【００３４】
この第２のメモリ６２に書き込まれた監視情報ｍｔｉと保守管理情報は、図３に示すように、予め定められる分割数ｎに基づき、保守管理情報ｄｔ１１乃至ｄｔ１ｎとして夫々の制御周期毎に分割して転送される。
【００３５】
この入出力制御部６１での制御は、ＣＰＵによって制御するように構成することも可能であるが、限定された処理機能であるので、例えば、ゲートアレイで構成することも可能である。
【００３６】
入出力制御部６１をゲートアレイで構成することで、入出力装置６の構成は、ＣＰＵで構成されたものに比べて、処理がファームウエア化されたシンプルな構成となる。
【００３７】
そして、ＣＰＵ３１は、分割された前回の制御周期での監視情報を入力モジュール６３から受信し、今回の制御周期での制御情報を出力モジュール６４から出力する。
【００３８】
図２（ｃ）、及び（ｄ）のＣＰＵ３１の処理動作の詳細を、図４のフローチャートに示す。ＣＰＵ３１は、保守ツール１からの保守管理情報の要求があるか否かを監視（ｓ１）、要求があれば、次の制御周期の開始時刻から所定の遅延時間後に、今回の制御周期での監視情報ｍｔｉとｎ分割された保守管理情報ｄｔ１１とを第２のメモリ６２から第１のメモリ３２に転送する（ｓ２、３、ｓ４）。
【００３９】
そして、分割数ｎになるまで、制御周期毎に保守管理情報ｄｔｉ１を転送する（ｓ５、６、７）。
【００４０】
そして、第１のメモリ３２に全ての保守管理情報の分割転送が完了すると、第１のメモリ３２に記憶された保守管理情報が保守ツール１に転送される。
【００４１】
また、第１のメモリ３２から保守ツール１への転送は、図２（ｅ）に示すように、一括転送でも、分割転送でも良く、コントローラ３の制御周期に影響を与えないように予め転送方法を定めておく。
【００４２】
即ち、第１のメモリ３２へのアクセス制御を並列に動作可能に構成すれば、一括転送により、保守情報が短時間で保守ツール１に送信される。
【００４３】
ここでは、制御プログラムを記憶するメモリは、第１のメモリ３２として説明したが、ＣＰＵ３１からＣＰＵバス３４を介してアクセスできるものであれば、第１のメモリ３２とは異なるメモリであっても良い。
【００４４】
以上詳述した様に本発明の制御システムでの入出力装置の保守管理情報は、保守ツールから保守管理情報の転送要求がある、予め定められる制御周期の期間内で、予め設定される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と対応付けて、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。
【００４５】
本発明は、上述した実施例に何ら限定されるものではなく、入出力装置６に保守管理情報と監視情報とを記憶させるメモリと、入出力装置６に記憶された保守管理情報を制御周期に影響を与えることなく分割してコントローラ３のメモリに転送できるものであれば良く、コントローラ３や入出力装置６の台数構成と、保守ツール１への保守管理情報の転送速度の要求とに応じて、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の制御システムの構成図。
【図２】本発明の制御システムの動作を説明するタイムチャート。
【図３】本発明の制御システムの保守管理情報の分割の説明図。
【図４】本発明の保守管理情報の処理動作のフローチャート。
【図５】従来の制御装置
【符号の説明】
【００４７】
１  保守ツール
２  ＬＡＮ
３  コントローラ
３１  ＣＰＵ
３２  第１のメモリ
３３  通信インタフェース
３４  ＣＰＵバス
４  入出力インタフェース
５  入出力バス
６  入出力装置
６１  入出力制御部（ゲートアレイ）
６２  第２のメモリ
６３  入力モジュール
６４  出力モジュール
【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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