JP2012198841A - フィールドネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ＰＬＣとＩ／Ｏ入出力ユニットとがフィールドネットワークを介して接続されているフィールドネットワークシステムにおいて、省エネを図ることを目的とする。
【解決手段】本発明に係るフィールドネットワークシステム１００は、ＰＬＣ１と、ＰＬＣ１とフィールドネットワーク１１を介して接続され、フィールド機器４が接続されるＩ／Ｏ入出力ユニット２とを備えている。そして、ＰＬＣ１は、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２に対して電源操作信号を送信し、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２は、電源操作信号に従って、当該Ｉ／Ｏ入出力ユニット２内において、供給電源のオン／オフを制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、プログラマブルロジックコントローラおよび、当該プログラマブルロジックコントローラとフィールドネットワークを介して接続されるＩ／Ｏ入出力ユニットから構成される、フィールドネットワークシステムに関するものである。

工場やプラントには計装などの監視制御システムが導入されている。当該監視制御システムでは、Ｉ／Ｏ入出力ユニットとプログラマブルロジックコントローラとが、電気室などに集中して配置して配線を行う方式が採用されていた。ここで、Ｉ／Ｏ入出力ユニットには、多数のフィールド機器との入出力接続が行われる。また、プログラマブルロジックコントローラは、Ｉ／Ｏ入出力ユニットを介して、フィールド機器に対する入出力信号をコントロールする。

また近年、上記方式から、プログラマブルコントローラのみを電気室に設置して、フィールド機器の近くにＩ／Ｏ入出力ユニットを設置する方式（いわゆる、省配線方式）への移行が進んでいる。当該省配線方式では、プログラマブルロジックコントローラとＩ／Ｏ入出力ユニットとは、フィールドネットワークを介して接続されている。そして、デジタル通信プロトコルでの伝送により、プログラマブルロジックコントローラとＩ／Ｏ入出力ユニットとが通信を行っている。

省配線方式に係るフィールドネットワークシステムの概略構成を、図５に示す。

図５に示すように、プログラマブルロジックコントローラ（以下、ＰＬＣと称する）１とＩ／Ｏ入出力ユニット２とは、フィールドネットワーク１１を介して通信可能に接続されている（ここで、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２側では、フィールドネットワーク１１は、端子部１２に接続されている）。また、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２に配設された端子部１６において、フィールド機器４が直接接続されている。

また、ＰＬＣ１には、当該ＰＬＣ１を稼働させるためのコントローラ用電源５が接続されている。他方、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２側では、端子部１４においてＩ／Ｏユニット用電源６が接続され、端子部１９においてフィールド機器用電源７が接続されている。

当該Ｉ／Ｏユニット用電源６は、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２を稼働（より具体的に、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２内に配設され、バス２０を介して各々接続されている、通信回路８、Ｉ／Ｏ回路９および内部回路ＣＰＵ１０の各々を稼働）させるための電源である。また、フィールド機器用電源７は、フィールド機器４を稼働させるための電源であり、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２を介して、フィールド機器４に当該電源は供給される。

図５に示す構成では、フィールド機器４からの信号は、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２およびフィールドネットワーク１１を介して、ＰＬＣ１に送信され、ＰＬＣ１では、フィールド機器４から送信されたデータと自装置に設定されているプログラムとを用いて、制御信号を生成する。そして、ＰＬＣ１は、当該制御信号を、フィールドネットワーク１１およびＩ／Ｏ入出力ユニット２を介して、フィールド機器４に送信する。フィールド機器４では、当該制御信号に基づいた計測や制御動作を実行する。

図５に示すフィールドネットワークシステムでは、複数の電源５，６，７を設置する必要がある。そこで、たとえば特許文献１のように、設備コストや作業負担を増大させることなく、フィールド機器をフィールドネットワークへ接続できる装置なども提案されている。

特開２００２−１２４９９７号公報

図５に示す技術では、計装などの監視制御システムが稼働している状態において、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２およびフィールド機器４に対して、常に電源供給を行わないといけないという問題点があった。

そこで、本発明は、ＰＬＣとＩ／Ｏ入出力ユニットとがフィールドネットワークを介して接続されているフィールドネットワークシステムにおいて、省エネを図ることができるフィールドネットワークシステムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係るフィールドネットワークシステムは、コントローラと、前記コントローラとフィールドネットワークを介して接続され、フィールド機器が接続されるＩ／Ｏユニットとを、備えており、前記コントローラは、前記Ｉ／Ｏユニットに対して電源操作信号を送信し、前記Ｉ／Ｏユニットは、前記電源操作信号に従って、当該Ｉ／Ｏユニット内において、供給電源のオン／オフを制御する。

本発明に係るフィールドネットワークシステムは、コントローラと、前記コントローラとフィールドネットワークを介して接続され、フィールド機器が接続されるＩ／Ｏユニットとを、備えており、前記コントローラは、前記Ｉ／Ｏユニットに対して電源操作信号を送信し、前記Ｉ／Ｏユニットは、前記電源操作信号に従って、当該Ｉ／Ｏユニット内において、供給電源のオン／オフを制御する。

したがって、コントローラからの信号により、プラントや設備の運転状態に応じて、Ｉ／Ｏユニットやフィールド機器への供給電源のオン・オフを制御することができる。これにより、本発明に係るフィールドネットワークシステムでは、省エネを図ることができる。

本発明に係るフィールドネットワークシステム１００の概略構成を示す図である。 実施の形態１に係るＩ／Ｏ入出力ユニット２内部の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係るＩ／Ｏ入出力ユニット２の内部処理機能を示すブロック図である。 実施の形態２に係るフィールドネットワーク伝送情報３１の概念構成を示す図である。 省配線方式に係るフィールドネットワークシステムの概略構成を示すブロック図である。

以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明に係るフィールドネットワークシステム１００の概略構成を示す図である。

図１に示すように、フィールドネットワークシステム１００は、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）１、複数のＩ／Ｏ入出力ユニット２、複数のフィールド機器４、コントローラ用電源５、複数のＩ／Ｏユニット電源５、および複数のフィールド機器用電源７から構成されている。当該フィールドネットワークシステム１００は、計装の目的のために、工場などに設置される。

ＰＬＣ１は電気室の分電盤などに設置され、各フィールド機器４は工場の各現場に設置され、各Ｉ／Ｏ入出力ユニット２は、フィールド機器４の近くの各現場に設置される。ＰＬＣ１と各Ｉ／Ｏ入出力ユニット２とは、フィールドネットワーク１１を介して接続されており、ＰＬＣ１と各Ｉ／Ｏ入出力ユニット２との間では、所定のプロトコルを利用した双方向性の通信が行われる。

ＰＬＣ１には、コントローラ用電源５が接続されている。したがって、ＰＬＣ１は、当該コントローラ用電源５からの電源供給を受けて駆動する。

また、各Ｉ／Ｏ入出力ユニット２には、Ｉ／Ｏユニット電源６およびフィールド機器用電源７が夫々、接続されている。各Ｉ／Ｏ入出力ユニット２は、当該Ｉ／Ｏ入出力ユニット２に接続されているＩ／Ｏユニット用電源６からの電源供給を受けて駆動する。また、各Ｉ／Ｏ入出力ユニット２には、近くに配置されている、少なくとも１台以上のフィールド機器４が接続されている。そして、各フィールド機器４は、当該フィールド機器４が接続されているＩ／Ｏ入出力ユニット２を介して、当該Ｉ／Ｏ入出力ユニット２に接続されているフィールド機器用電源７からの電源供給を受けて駆動する。

ここで、コントローラ用電源５およびＩ／Ｏユニット用電源６は、１００Ｖ程度の電源供給を各々行う。これに対して、フィールド機器用電源７は、２４Ｖ程度の電源供給を行う。

各フィールド機器４、工場内の各現場において、所定の計測動作や所定の制御動作などを実施する。フィールド機器４から出力されるデータは、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２およびフィールドネットワーク１１を介して、ＰＬＣ１に送信される。ＰＬＣ１では、フィールド機器４から送信されたデータを管理すると共に、当該データと自装置１に設定されているプログラムとを用いて、所定の制御信号を生成する。そして、ＰＬＣ１は、当制御信号を所定のフィールド機器４に対して出力する。制御信号は、フィールドネットワーク１１および所定のＩ／Ｏ入出力ユニット２を介して、上記所定のフィールド機器４に送信され、当該制御信号を受信した所定のフィールド機器４は、制御信号に従って、所定の計測動作または所定の制御動作を実行する。

図２および図３は、各Ｉ／Ｏ入出力ユニット２の内部概略構成を示す図である。図２は、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２内における供給電源の様子を示す図である。他方、図３は、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２内における内部処理機能を示す図である。

ここで、複数のＩ／Ｏ入出力ユニット２の各々は、図２，３に示す構成と同じ内部構成を有し、後述する動作と同じ動作を行う。

図３に示すように、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２内には、通信回路８、Ｉ／Ｏ回路９および内部回路ＣＰＵ１０が配設されている。そして、通信回路８、Ｉ／Ｏ回路９および内部回路ＣＰＵ１０は、内部バス２０を介して相互に接続されている。これにより、Ｉ／Ｏ回路９および内部回路ＣＰＵ１０は、内部バス２０を介して、双方の通信を行うことができる。

内部回路ＣＰＵ１０は、内部バス２０およびＩ／Ｏ回路９を介して、各フィールド機器４からの情報を入手する。内部回路ＣＰＵ１０では、フィールド機器４から入手した情報を、フィールドネットワーク用のデータへ変換し、内部バス２０を介して通信回路８に書き込む。通信回路８では、端子部１２に接続されているフィールドネットワーク１１に対して、所定の通信プロトコルに基づき、書き込まれたデータの送信を行う。

なお、通信回路８は、フィールドネットワーク１１を介してＰＬＣ１から出力されてくる情報を、内部バス２０を介して内部回路ＣＰＵ１０に書き込む機能も有している。内部回路ＣＰＵ１０では、ＰＬＣ１から入手した情報を、フィールド機器用のデータへ変換し、内部バス２０を介してＩ／Ｏ回路９に書き込む。Ｉ／Ｏ回路９では、端子部１６に接続されているフィールド機器４に対して、書き込まれたデータの送信を行う。

図２に示すように、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２には、複数の端子部１２，１４，１６，１９が配設されている。通信回路８は、端子部１２を介して、フィールドネットワーク１１に接続される。端子部１４には、Ｉ／Ｏユニット用電源６が接続され、端子部１９には、フィールド機器用電源７が直接接続される。また、各端子部１６には、フィールド機器４が各々接続される。

また、図２に示すように、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２内には、スイッチ２１が配設されており、Ｉ／Ｏ回路９内には、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２に接続されているフィールド機器４に対応して、スイッチ２３が各々配設されている。

スイッチ２１は、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２内に配設される回路に供給される供給電源のオン／オフを制御する。具体的に、図２から分かるように、スイッチ２１がＯＮ状態である場合には、通信回路８、Ｉ／Ｏ回路９および内部回路ＣＰＵ１０の各々に対して、Ｉ／Ｏユニット用電源６からの供給電源が、端子部１４を介して供給される。他方、図２から分かるように、スイッチ２１がＯＦＦ状態である場合には、通信回路８に対してのみ、Ｉ／Ｏユニット用電源６からの供給電源が、端子部１４を介して供給される。つまり、Ｉ／Ｏ回路９および内部回路ＣＰＵ１０へのＩ／Ｏユニット用電源６からの供給電源は、スイッチ２１を介して供給される（なお、通信回路８へのＩ／Ｏユニット用電源６からの供給電源は、スイッチ２１を介さずに供給される）。よって、スイッチ２１がＯＦＦ状態である場合には、Ｉ／Ｏ回路９および内部回路ＣＰＵ１０の各々に対しては、Ｉ／Ｏユニット用電源６からの供給電源が供給されない。

当該スイッチ２１のＯＮ／ＯＦＦ制御は、ＰＬＣ１から送信される電源操作信号に従って実施される。具体的に、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２内の通信回路８が、前記電源操作信号を受信する。そして、通信回路８は、受信した電源操作信号に従って、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２内に配設される回路９，１０に供給される供給電源のオン／オフを制御する（つまり、スイッチ２１のＯＮ／ＯＦＦを制御する）制御信号を、スイッチ２１に対して送信する。当該制御信号に従って、スイッチ２１のＯＮ／ＯＦＦ切り替えが実施される。

ここで、上記の通り、スイッチ２１のＯＮ／ＯＦＦ切り替えを行っても、常に、通信回路８には、Ｉ／Ｏユニット用電源９からの供給電源は、供給され続ける。つまり、通信回路８は、自回路（つまり、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２内に配設される、ＰＬＣ１との間の通信を制御する通信回路８）に対しては、前記電源操作信号に従った供給電源のオン／オフを制御しない。これにより、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２は、他の内部回路９，１０がＯＦＦ状態であっても、ＰＬＣ１との通信を継続することができる。

また、Ｉ／Ｏ回路９内に配設される各スイッチ２３は、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２内において、当該スイッチ２３と接続されるフィールド機器４に供給される、フィールド機器用電源７からの供給電源のオン／オフを制御する。具体的に、図２から分かるように、スイッチ２３がＯＮ状態である場合には、当該スイッチ２３と接続されているフィールド機器４に対して、フィールド機器用電源７からの供給電源が、端子部１９、Ｉ／Ｏ回路９および端子部１６を介して供給される。他方、図２から分かるように、スイッチ２３がＯＦＦ状態である場合には、当該スイッチ２３と接続されているフィールド機器４に対しては、フィールド機器用電源７からの供給電源が供給されない。

ここで、１台のＩ／Ｏ入出力ユニット２に対して複数のフィールド機器４が接続されている場合には、各フィールド機器４に対して、スイッチ２３が各々配設される（図２参照）。つまり、各フィールド機器４へのフィールド機器用電源７からの供給電源は、各スイッチ２３を介して供給される。したがって、各スイッチ２３のＯＮ／ＯＦＦ動作に依存して、当該スイッチ２３に接続される各フィールド機器４ごとに、供給電源のＯＮ／ＯＦＦを制御することが可能となる。

当該スイッチ２３のＯＮ／ＯＦＦ制御は、ＰＬＣ１から送信される電源操作信号に従って実施される。具体的に、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２内の通信回路８が、前記電源操作信号を受信する。そして、通信回路８は、受信した電源操作信号に従って、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２に接続される各フィールド機器４に供給される供給電源のオン／オフを制御する（つまり、各スイッチ２３のＯＮ／ＯＦＦを制御する）制御信号を、各スイッチ２３に対して送信する。当該制御信号に従って、スイッチ２３のＯＮ／ＯＦＦ切り替えが実施される。

ここで、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２に複数のフィールド機器４が接続されている場合には、上記の通り、各フィールド機器４ごとに対応して、Ｉ／Ｏ回路９内にはスイッチ２３が配設される。したがって、電源操作信号は、個別のフィールド機器４ごとに、供給電源のＯＮ／ＯＦＦを制御できる（換言すれば、通信回路８は、ＰＬＣ１から送信される電源操作信号に従って、各スイッチ２３ごとに、ＯＮ／ＯＦＦ切り替えを制御できる）。

次に、本実施の形態に係るフィールドネットワークシステム１００の動作、つまりＩ／Ｏ入出力ユニット２内における、供給電源のＯＮ／ＯＦＦ制御に関する動作について説明する。

まずはじめに、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２内の各回路９，１０に供給される供給電源のＯＮ／ＯＦＦ制御について説明する。

ＰＬＣ１には、予めプラント状態に関するスケジュール情報が設定されている。当該スケジュール情報に基づき、所定のＩ／Ｏ入出力ユニット２がプラント状態などにより監視・制御が必要でないと、ＰＬＣ１が判断したとする。

この場合には、ＰＬＣ１は、電源操作信号を、フィールドネットワーク１１を介して、当該所定のＩ／Ｏ入出力ユニット２に対して送信する。ここで、当該電源操作信号は、所定のＩ／Ｏ入出力用ユニット２内部に配設される各回路９，１０への供給電源の切断を要求する信号である。

すると、通信回路８は、当該電源操作信号を受けて、スイッチ２１に対して、スイッチングをＯＦＦとするスイッチ操作指令信号を出力する。ここで、通信回路８は、内部回路ＣＰＵ１０を介することなく、直接スイッチ２１に対してスイッチ操作指令信号を送信する。

当該スイッチ操作指令信号を受信したスイッチ２１は、ＯＦＦ状態へと移行する。これにより、Ｉ／Ｏユニット用電源６からＩ／Ｏ回路９および内部回路ＣＰＵ１０へと供給される供給電源を、当該所定のＩ／Ｏ入出力ユニット２内部において、切断することができる。

ここで、スイッチ２１がＯＦＦに移行したとしても、Ｉ／Ｏユニット用電源６からの供給電源は、所定のＩ／Ｏ入出力ユニット２内に配設されている通信回路８へと供給され続ける。したがって、当該通信回路８は、ＰＬＣ１との双方向通信を継続することができる。

さて、設定されているスケジュール情報に基づき、所定のＩ／Ｏ入出力ユニット２がプラント状態などにより監視・制御が必要であると、ＰＬＣ１が判断したとする。この場合には、ＰＬＣ１は、電源操作信号を、フィールドネットワーク１１を介して、当該所定のＩ／Ｏ入出力ユニット２に対して送信する。ここで、当該電源操作信号は、所定のＩ／Ｏ入出力用ユニット２内部に配設される各回路９，１０への供給電源の再開を要求する信号である。

ここで、上記の通り、通信回路８は、Ｉ／Ｏユニット用電源６からの電源供給が継続されており、稼働が継続している。そこで、通信回路８は、当該電源操作信号を受けて、スイッチ２１に対して、スイッチングをＯＮとするスイッチ操作指令信号を出力する。ここで、通信回路８は、内部回路ＣＰＵ１０を介することなく、直接スイッチ２１に対してスイッチ操作指令信号を送信する。

当該スイッチ操作指令信号を受信したスイッチ２１は、ＯＮ状態へと移行する。これにより、Ｉ／Ｏユニット用電源６からＩ／Ｏ回路９および内部回路ＣＰＵ１０への供給電源の供給を、所定のＩ／Ｏ入出力ユニット２内部において、再開することができる。

次に、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２に接続されている各フィールド機器４に供給される供給電源のＯＮ／ＯＦＦ制御について説明する。

上記同様に、ＰＬＣ１には、予めプラント状態に関するスケジュール情報が設定されている。当該スケジュール情報に基づき、所定のＩ／Ｏ入出力ユニット２に接続されている所定のフィールド機器４がプラント状態などにより監視・制御が必要でないと、ＰＬＣ１が判断したとする。

この場合には、ＰＬＣ１は、電源操作信号を、フィールドネットワーク１１を介して、当該所定のＩ／Ｏ入出力ユニット２に対して送信する。ここで、当該電源操作信号は、所定のＩ／Ｏ入出力用ユニット２に接続されている所定のフィールド機器４への供給電源の切断を要求する信号である。

すると、通信回路８は、当該電源操作信号を受けて、所定のフィールド機器４との接続関係にある所定のスイッチ２３に対して、スイッチングをＯＦＦとするスイッチ操作指令信号を出力する。ここで、通信回路８は、Ｉ／Ｏ回路９を介することなく、直接所定のスイッチ２３に対してスイッチ操作指令信号を送信する。

当該スイッチ操作指令信号を受信した所定のスイッチ２３は、ＯＦＦ状態へと移行する。これにより、フィールド機器用電源７から所定のフィールド機器４へと供給される供給電源を、所定のＩ／Ｏ入出力ユニット２内部において、切断することができる。

ここで、所定のＩ／Ｏ入出力ユニット２に接続されている他のフィールド機器４に対しては、供給電源を切断する指令がＰＬＣ１からは出力されていない。したがって、通信回路８から、他のフィールド機器４との接続関係にある他のスイッチ２３に対しては、スイッチングをＯＦＦに移行する命令は出力されない。

さて、設定されているスケジュール情報に基づき、所定のＩ／Ｏ入出力ユニット２に接続されている所定のフィールド機器４がプラント状態などにより監視・制御が必要であると、ＰＬＣ１が判断したとする。この場合には、ＰＬＣ１は、電源操作信号を、フィールドネットワーク１１を介して、当該所定のＩ／Ｏ入出力ユニット２に対して送信する。ここで、当該電源操作信号は、所定のＩ／Ｏ入出力用ユニット２に接続されている所定のフィールド機器４への供給電源の再開を要求する信号である。

すると、通信回路８は、当該電源操作信号を受けて、所定のフィールド機器４と接続関係にある所定のスイッチ２３に対して、スイッチングをＯＮとするスイッチ操作指令信号を出力する。ここで、通信回路８は、Ｉ／Ｏ回路９を介することなく、直接所定のスイッチ２３に対してスイッチ操作指令信号を送信する。

当該スイッチ操作指令信号を受信した所定のスイッチ２３は、ＯＮ状態へと移行する。これにより、フィールド機器用電源７から所定のフィールド機器７への供給電源の供給を、所定のＩ／Ｏ入出力ユニット２内部において、再開することができる。

ＰＬＣ１は、フィールドネットワーク１１に接続されているＩ／Ｏ入出力ユニット２ごとに、電源操作信号を出力することができる。そして、当該電源操作信号に基づいて、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２ごとに、当該Ｉ／Ｏ入出力ユニット２内部に配設されている回路９，１０の供給電源のＯＮ／ＯＦＦを制御できる。また、当該電源操作信号に基づいて、各フィールド機器４ごとに供給電源のＯＮ／ＯＦＦを制御できる。ここで、各供給電源のＯＮ／ＯＦＦ制御は、各Ｉ／Ｏ入出力ユニット２内部毎において実行される。

以上のように、本実施の形態に係るフィールドネットワークシステム１００では、ＰＬＣ１は、フィールドネットワーク１１を介して、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２に対して電源操作信号を送信している。そして、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２では、当該電源操作信号に従って、当該Ｉ／Ｏ入出力ユニット２内において、供給電源のオン／オフを制御している。

たとえば、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２では、電源操作信号に従って、当該Ｉ／Ｏ入出力ユニット２内に配設される回路９，１０に供給される供給電源のオン／オフを制御している。ここで、当該回路９，１０への供給電源のＯＮ／ＯＦＦ制御は、各Ｉ／Ｏ入出力ユニット２ごとに可能である。

したがって、自動および遠隔操作により、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２への供給電源を制御でき、当該Ｉ／Ｏ入出力ユニット２において、必要時以外の無駄な消費電力を抑え、省エネを図ることができる。

ここで、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２は、当該Ｉ／Ｏ入出力ユニット２内に配設される通信回路８に対しては、電源操作信号に従った供給電源のオン／オフを制御しない。

したがって、当該Ｉ／Ｏ入出力ユニット２への供給電源を抑制している状態においても、当該Ｉ／Ｏ入出力ユニット２は、ＰＬＣ１との通信を行うことができる。したがって、たとえば、ＰＬＣ１から送信される電源操作信号により、当該Ｉ／Ｏ入出力ユニット２への供給電源を再開することができる。

また、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２は、電源操作信号に従って、当該Ｉ／Ｏ入出力ユニット２内において、当該Ｉ／Ｏ入出力ユニット２に接続されているフィールド機器４への供給電源のＯＮ／ＯＦＦを制御している。ここで、当該フィールド機器４への供給電源のＯＮ／ＯＦＦ制御は、各フィールド機器４ごとに可能である。

したがって、自動および遠隔操作により、フィールド機器４への供給電源を制御でき、各フィールド機器４において、必要時以外の無駄な電力供給を削減できる。そして、このような電力削減は、フィールド機器４毎に細かく制御することができる。

ここで、各Ｉ／Ｏ入出力ユニット２において、スイッチ２１がＯＮ状態であり、スイッチ２３がＯＮまたはＯＦＦ状態であることがあり得る。しかし、各Ｉ／Ｏ入出力ユニット２において、スイッチ２１がＯＦＦ状態の場合に、スイッチ２３がＯＮ状態であることは想定されない。つまり、各Ｉ／Ｏ入出力ユニット２において、スイッチ２１がＯＦＦ状態である場合には、全てのスイッチ２３はＯＦＦ状態とする。

＜実施の形態２＞
本実施の形態に係るフィールドネットワークシステムでは、各Ｉ／Ｏ入出力ユニット２は、当該Ｉ／Ｏ入出力ユニット内における供給電源のＯＮ／ＯＦＦ状態に関する状態確認信号を、ＰＬＣ１に通知する。具体的には、以下の通りである。

各Ｉ／Ｏ入出力ユニット２において、内部回路ＣＰＵ１０は、当該Ｉ／Ｏ入出力ユニット２に接続されている各フィールド機器４から送信されたデータ（以下、フィールド機器データと称する）を取得する。そして、当該Ｉ／Ｏ入出力ユニット２における通信回路８は、内部回路ＣＰＵ１０が取得したフィールド機器データを含むフィールドネットワーク伝送情報を、ＰＬＣ１向けて出力する。

本実施の形態では、上記状態確認信号とフィールド機器データとを含むフィールドネットワーク伝送情報を、各Ｉ／Ｏ入出力ユニット２は、ＰＬＣ１に対して送信する。図４は、各Ｉ／Ｏ入出力ユニット２が送信するフィールドネットワーク伝送情報３１の概念構成図である。

図４に示すように、フィールドネットワーク伝送情報３１は、Ｉ／Ｏ入出力ユニットステータス３２と、フィールド機器ステータス３３と、フィールド機器データ３４とから構成されている。Ｉ／Ｏ入出力ユニットステータス３２およびフィールド機器ステータス３３が、上記状態確認信号であると把握できる。

ここで、Ｉ／Ｏ入出力ユニットステータス３２は、当該フィールドネットワーク伝送情報３１を送信するＩ／Ｏ入出力ユニット２における、回路９，１０への供給電源状態（ＯＮ状態またはＯＦＦ状態）を示す。実施の形態１で説明した動作により、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２における回路９，１０への供給電源が切断されている状態では、「ＯＦＦ」を示すＩ／Ｏ入出力ユニットステータス３２が、フィールドネットワーク伝送情報３１に含まれる。他方、実施の形態１で説明した動作により、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２における回路９，１０への供給電源が行われている状態では、「ＯＮ」を示すＩ／Ｏ入出力ユニットステータス３２が、フィールドネットワーク伝送情報３１に含まれる。

また、フィールド機器ステータス３３は、当該フィールドネットワーク伝送情報３１を送信するＩ／Ｏ入出力ユニット２に接続されている、各フィールド機器４への供給電源状態（ＯＮ状態またはＯＦＦ状態）を示す。なお、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２に接続されているフィールド機器４の数だけ、フィールドネットワーク伝送情報３１には、フィールド機器ステータス３３が存在する。実施の形態１で説明した動作により、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２に接続されるフィールド機器４への供給電源が切断されている状態では、「ＯＦＦ」を示すフィールド機器ステータス３３が、フィールドネットワーク伝送情報３１に含まれる。他方、実施の形態１で説明した動作により、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２に接続されているフィールド機器４への供給電源が行われている状態では、「ＯＮ」を示すフィールド機器ステータス３３が、フィールドネットワーク伝送情報３１に含まれる。

また、フィールド機器データ３４は、当該フィールドネットワーク伝送情報３１を送信するＩ／Ｏ入出力ユニット２に接続されている、各フィールド機器４から送信されるデータを示す。なお、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２に接続されているフィールド機器４の数だけ、フィールドネットワーク伝送情報３１には、フィールド機器データ３４が存在する。当該フィールド機器データ３４は、たとえば、フィールド機器４で計測した圧力などの物理量である。

Ｉ／Ｏユニットステータス３２は、当該フィールドネットワーク伝送情報３１を送信するＩ／Ｏ入出力ユニット２における、通信回路８で作成される。また、各フィールド機器４毎のフィールド機器ステータス３３および各フィールド機器４毎のフィールド機器データ３４は、内部回路ＣＰＵ１０で作成する。なお、各フィールド機器４毎のフィールド機器ステータス３３は、通信回路８で作成してもかまわない（たとえば、スイッチ２１がＯＦＦ状態である場合には、各フィールド機器４毎のフィールド機器ステータス３３は、通信回路８で作成する）。

図４に示すフィールドネットワーク伝送情報３１は、定期的にまたはＰＬＣ１からの要求に応じて、各Ｉ／Ｏ入出力ユニット２において作成され、ＰＬＣ１に対して送信される。

以上のように、本実施の形態では、各Ｉ／Ｏ入出力ユニット２は、ＰＬＣ１に対して、状態確認信号（図４では、フィールドネットワーク伝送情報３１を構成する、Ｉ／Ｏ入出力ユニットステータス３２およびフィールド機器ステータス３３）を送信する。

ＰＬＣ１は、電源操作信号に基づいて、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２における回路９．１０への供給電源が正確に制御されたか否かを確認できる。また、ＰＬＣ１は、電源操作信号に基づいて、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２に接続されているフィールド機器４への供給電源が正確に制御されたか否かを確認できる。

また、本実施の形態では、図４に示す構成のフィールドネットワーク伝送情報３１を、各Ｉ／Ｏ入出力ユニット２はＰＬＣ１に対して送信する。したがって、ＰＬＣ１において次の判断が可能となる。

たとえば、各回路９，１０で異常が発生したときには、フィールドネットワーク伝送情報３１に含まれるフィールド機器データ３４は、「異常」を示すものとなる。また、実施の形態１で説明した動作により、各回路９，１０の供給電源が切断されている状態においても、フィールドネットワーク伝送情報３１に含まれるフィールド機器データ３４は、「異常」を示すものとなる。そこで、Ｉ／Ｏユニットステータス３２とフィールド機器データ３４とを同時に含むフィールドネットワーク伝送情報３１が、ＰＬＣ１に送信されることにより、ＰＬＣ１では、「異常」を示すフィールド機器データ３４が、実施の形態１の動作により各回路９，１０の供給電源が切断されたことに起因するのか、Ｉ／Ｏ入出力ユニット２自体の故障等に起因するのかを、明確に区別・判断できる。

また、フィールド機器４で異常が発生したときには、フィールドネットワーク伝送情報３１に含まれるフィールド機器データ３４は、「異常」を示すものとなる。また、実施の形態１で説明した動作により、フィールド機器４への供給電源が切断されている状態においても、フィールドネットワーク伝送情報３１に含まれるフィールド機器データ３４は、「異常」を示すものとなる。そこで、フィールド機器ステータス３３とフィールド機器データ３４とを同時に含むフィールドネットワーク伝送情報３１が、ＰＬＣ１に送信されることにより、ＰＬＣ１では、「異常」を示すフィールド機器データ３４が、実施の形態１の動作によりフィールド機器４への供給電源が切断されたことに起因するのか、フィールド機器４自体の故障等に起因するのかを、明確に区別・判断できる。

１ プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）
２ Ｉ／Ｏ入出力ユニット
４ フィールド機器
５ コントローラ用通信電源
６ Ｉ／Ｏユニット用電源
７ フィールド機器用電源
８ 通信回路
９ Ｉ／Ｏ回路
１０ 内部回路ＣＰＵ
１１ フィールドネットワーク
１２，１４，１６，１９ 端子部
２０ 内部バス
２１，２３ スイッチ
３１ フィールドネットワーク伝送情報
３２ Ｉ／Ｏユニットステータス
３３ フィールド機器ステータス
３４ フィールド機器データ
１００ フィールドネットワークシステム

Claims (8)

1. コントローラと、
   前記コントローラとフィールドネットワークを介して接続され、フィールド機器が接続されるＩ／Ｏユニットとを、備えており、
   前記コントローラは、
   前記Ｉ／Ｏユニットに対して電源操作信号を送信し、
   前記Ｉ／Ｏユニットは、
   前記電源操作信号に従って、当該Ｉ／Ｏユニット内において、供給電源のオン／オフを制御する、
   ことを特徴とするフィールドネットワークシステム。
2. 前記Ｉ／Ｏユニットは、
   前記電源操作信号に従って、当該Ｉ／Ｏユニット内に配設される回路に供給される前記供給電源のオン／オフを制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のフィールドネットワークシステム。
3. 前記Ｉ／Ｏユニットは、
   当該Ｉ／Ｏユニット内に配設される前記コントローラとの間の通信を制御する通信回路に対しては、前記電源操作信号に従った前記供給電源のオン／オフを制御しない、
   ことを特徴とする請求項２に記載のフィールドネットワークシステム。
4. 前記フィールド機器には、
   フィールド機器用電源から、前記Ｉ／Ｏユニットを介して、電源が供給されており、
   前記Ｉ／Ｏユニットは、
   前記電源操作信号に従って、当該Ｉ／Ｏユニット内において、前記フィールド機器に供給される前記フィールド機器用電源からの前記供給電源のオン／オフを制御する、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のフィールドネットワークシステム。
5. 前記Ｉ／Ｏユニットに接続される前記フィールド機器は、
   複数であり、
   前記Ｉ／Ｏユニットは、
   各前記フィールド機器ごとに、前記供給電源のオン／オフを制御する、
   ことを特徴とする請求項４に記載のフィールドネットワークシステム。
6. 前記Ｉ／Ｏユニットは、
   前記供給電源のオン／オフの状態に関する状態確認信号を、前記コントローラに送信する、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載のフィールドネットワークシステム。
7. 前記Ｉ／Ｏユニットは、
   前記状態確認信号と前記フィールド機器から送信されるデータとから成る伝送情報を、前記コントローラに送信する、
   ことを特徴とする請求項６に記載のフィールドネットワークシステム。
8. 前記Ｉ／Ｏユニットは、
   複数であり、
   前記コントローラは、
   各前記Ｉ／Ｏユニットごとに、前記電源操作信号を送信する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のフィールドネットワークシステム。

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