JP3284014B2 - Fieldbus system - Google Patents
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- JP3284014B2 JP3284014B2 JP00251695A JP251695A JP3284014B2 JP 3284014 B2 JP3284014 B2 JP 3284014B2 JP 00251695 A JP00251695 A JP 00251695A JP 251695 A JP251695 A JP 251695A JP 3284014 B2 JP3284014 B2 JP 3284014B2
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、一般産業プラントや火
力等の発電プラント、組み立て工場等いわゆるファクト
リーオートメーション(FA),プロセスオートメーシ
ョン(PA)分野でセンサ、アクチュエータ、コントロ
ーラ等のフィールド機器と中央制御装置とをつなぐフィ
ールドバスの集線、切り替えを行うフィールドバスシス
テムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to general industrial plants, power plants such as thermal power plants, assembling factories, so-called factory automation (FA) and process automation (PA) fields and field devices such as sensors, actuators and controllers and central control. The present invention relates to a field bus system that performs line collection and switching of a field bus connecting devices.
【0002】[0002]
【従来の技術】最近のセンサは、インテリジェント機能
が付加され、4〜20mAのアナログ信号出力にデジタ
ル信号を重畳させて、上位機器との情報交換を行うよう
になってきている。2. Description of the Related Art Recently, intelligent sensors have been added, and a digital signal is superimposed on an analog signal output of 4 to 20 mA to exchange information with a host device.
【0003】しかしながら、この4〜20mA統一電流
信号を用いる方法においては、4〜20mA電流をアナ
ログ信号用及び給電用に用い、さらにデジタル信号を重
畳させている。したがって、これらの関係のため十分な
情報交換ができないばかりか、近年の高度に発達したシ
ステムの中では、センサ自体の高機能化を妨げるように
なりつつある。However, in the method using a 4 to 20 mA unified current signal, a 4 to 20 mA current is used for an analog signal and power supply, and a digital signal is superimposed. Therefore, not only cannot sufficient information be exchanged due to these relationships, but also in the highly developed systems in recent years, it is becoming difficult to enhance the functions of the sensors themselves.
【0004】この状況を打開するシステムとして、フィ
ールド機器をシリアル伝送ラインで接続するフィールド
バスが提案され、現在、規格の統一,標準化の作業が進
められている。[0004] As a system for overcoming this situation, a field bus for connecting field devices by a serial transmission line has been proposed, and work to unify and standardize standards is currently underway.
【0005】現実には、配線工事費、メンテナンス負担
低減の要請から、従来のフィールド機器で採用されてい
た給電線にデジタルの通信信号を重畳させる方法が採用
されている。In reality, a method of superimposing a digital communication signal on a power supply line used in a conventional field device has been adopted due to a demand for reduction of wiring work cost and maintenance burden.
【0006】このシステムは、すでに敷設済みのケーブ
ルを使用できるなどのレトロフィット性も良く、新しい
システムへの移行もスムーズに運ぶことができるもので
ある。[0006] This system has a good retrofit property, such as the use of already laid cables, and can smoothly transfer to a new system.
【0007】図6(a)は、このフィールドバスを用い
たシステムの全体構成図を示す。このシステムでは、全
体を統括する中央制御装置1に上位ネットワークシステ
ム用バス2が接続されている。さらに、上位ネットワー
ク用バス2には、通信装置3その他の図示しない各機器
が接続されて上位ネットワークが形成されている。FIG. 6A shows an overall configuration diagram of a system using the field bus. In this system, an upper network system bus 2 is connected to a central controller 1 that controls the entire system. Further, the communication device 3 and other devices (not shown) are connected to the upper network bus 2 to form an upper network.
【0008】通信装置3は、上位ネットワークシステム
において中央制御装置1と通信すると共に、内部信号バ
ス4,モデム5,フィールドバス6を介して各種セン
サ,アクチュエータ等のフィールド機器7との通信を行
う。The communication device 3 communicates with the central control device 1 in the host network system, and also communicates with field devices 7 such as various sensors and actuators via the internal signal bus 4, modem 5, and field bus 6.
【0009】モデム5は、フィールドバス6を介してフ
ィールド機器7と通信する。また、モデム5には内部電
源バス8を介して電源9が接続され、モデム5及びフィ
ールド機器7に電力を供給する。[0009] The modem 5 communicates with a field device 7 via a field bus 6. A power supply 9 is connected to the modem 5 via an internal power supply bus 8 to supply power to the modem 5 and the field device 7.
【0010】具体的には、モデム5は、通信装置3から
の内部信号バス4上の通信信号10を内部電源バス8か
らの給電11に重畳し、給電11と通信信号10とを一
対の信号線(フィールドバス6)に重畳信号12として
出力する。また、モデム5は、フィールド機器7からの
重畳信号12から通信信号10を通信装置3へ出力す
る。More specifically, the modem 5 superimposes the communication signal 10 on the internal signal bus 4 from the communication device 3 on the power supply 11 from the internal power supply bus 8 and combines the power supply 11 and the communication signal 10 into a pair of signal. The superimposed signal 12 is output to a line (field bus 6). Further, the modem 5 outputs the communication signal 10 from the superimposed signal 12 from the field device 7 to the communication device 3.
【0011】通信装置3は、フィールドバス6を含むロ
ーカルな通信システム(以下、フィールドバスシステ
ム)で規格定義される内部信号バス4上の通信信号10
と上位ネットワークシステム上の信号との通信制御、信
号変換を行う。[0011] The communication device 3 is a local communication system including a field bus 6 (hereinafter, referred to as a field bus system).
And communication control and signal conversion with the signal on the host network system.
【0012】以上のようにして、フィールドバスシステ
ムと上位ネットワークシステムとが接続され、フィール
ド機器7と中央制御装置1との双方向の通信が確保され
ることになる。As described above, the field bus system and the upper network system are connected, and bidirectional communication between the field device 7 and the central control device 1 is ensured.
【0013】図6(b)は、このようなフィールドバス
システムにおけるフィールドバス6上の重畳信号12の
例であり、この場合、通信信号10は、FSK(freque
ncyshift keying)変調され、給電11に重畳されてい
る。FIG. 6B shows an example of a superimposed signal 12 on the field bus 6 in such a field bus system. In this case, the communication signal 10 is an FSK (freque
ncyshift keying) modulated and superimposed on the feed 11.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】図6(a)では、フィ
ールドバス6に接続されるフィールド機器7として、1
つのセンサが接続される例を示した。しかし、実際のフ
ィールドバスシステムにおいては、フィールドバス6に
複数のセンサ、アクチュエータ等が接続されることにな
る。In FIG. 6A, as a field device 7 connected to a field bus 6, 1 is used.
An example is shown in which two sensors are connected. However, in an actual field bus system, a plurality of sensors, actuators, and the like are connected to the field bus 6.
【0015】図7は、モデムからフィールド機器へのフ
ィールドバスの接続例を示す図である。図7(a)は、
フィールドバス6がマルチドロップ構成を有する場合で
あり、現状提案されているフィールドバスシステムにお
ける最も典型的な構成例である。FIG. 7 is a diagram showing a connection example of a field bus from a modem to a field device. FIG. 7 (a)
This is the case where the field bus 6 has a multi-drop configuration, which is the most typical configuration example in the currently proposed field bus system.
【0016】このような構成は、配線コストの面ではニ
ーズに対応するが、センサ、アクチュエータ等の各デバ
イスの故障を見込んだシステム全体の保全性,信頼性に
ついては不十分という問題点を有する。Such a configuration meets needs in terms of wiring cost, but has a problem that the integrity and reliability of the entire system in anticipation of failure of each device such as a sensor and an actuator are insufficient.
【0017】図7(b)は、この構成の一変形例であ
る。図7(b)において、3台のセンサ7a,7b,7
cは、フィールドバス6によりモデム5から順に渡り配
線で接続されている。FIG. 7B shows a modification of this configuration. In FIG. 7B, three sensors 7a, 7b, 7
“c” is sequentially connected by a crossover wiring from the modem 5 via the field bus 6.
【0018】このような配線では、例えば地点Zが断線
するとセンサ7b,7cは通信不能になる。また、例え
ばセンサ7aが故障して通信ができなくなると、センサ
7b,7cをも通信不能となる可能性がある。In such a wiring, for example, if the point Z is disconnected, the sensors 7b and 7c cannot communicate. Further, for example, if the sensor 7a fails and communication becomes impossible, the sensors 7b and 7c may also be unable to communicate.
【0019】こうして、センサ7からの通信が不能にな
ると、センサ検出値が制御装置に出力できなくなり、プ
ロセスが制御不能になるという最悪の事態が生じ得る。
一方、図7(c)は、上記マルチドロップ構成の他の変
形例である。If the communication from the sensor 7 is disabled, the sensor detection value cannot be output to the control device, and the worst case that the process cannot be controlled may occur.
On the other hand, FIG. 7C shows another modification of the multi-drop configuration.
【0020】図7(c)において、モデム5からのフィ
ールドバス6は、途中から枝が別れてスター状になり、
それぞれの枝は3台のセンサ7a,7b,7cに接続さ
れている。In FIG. 7 (c), the field bus 6 from the modem 5 branches off from the middle and forms a star shape.
Each branch is connected to three sensors 7a, 7b, 7c.
【0021】この場合は、地点Zで断線してもセンサ7
aのみが通信不能になるだけである。しかしながら、断
線ではなく、センサ7aがフィールドバス6に接続され
たまま故障した場合、故障モードがフィールドバス6に
悪影響を及ぼす性質ものであれば、当該フィールドバス
6に接続される他のセンサ7b,7c等すべてが通信不
能となってしまう。In this case, even if the wire breaks at the point Z, the sensor 7
Only a cannot communicate. However, if the sensor 7a fails while being connected to the field bus 6 instead of being disconnected, if the failure mode has a property of adversely affecting the field bus 6, the other sensors 7b, 7c, etc., will be unable to communicate.
【0022】このようにモデム5に接続される1本のフ
ィールドバス6がマルチドロップ的にフィールド機器7
に接続される現状提案されている方式は、1つのセンサ
あるいはアクチュエータ等の故障により、フィールドバ
スシステム全体が使用不能になり、ひいてはプラント全
体の停止となりかねない危険性をはらんでいる。As described above, one field bus 6 connected to the modem 5 is connected to the field device 7 in a multi-drop manner.
The method proposed at present has a danger that the failure of one sensor or actuator or the like renders the entire fieldbus system unusable, which may lead to a shutdown of the entire plant.
【0023】本発明は、このような実情を考慮してなさ
れたもので、フィールドバスの断線あるいはフィールド
バス上の機器の故障があっても、フィールドバスに接続
される他の機器までも通信不能になるのを防止するフィ
ールドバスシステムを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and even if a field bus is disconnected or a device on the field bus fails, communication with other devices connected to the field bus is impossible. It is an object of the present invention to provide a fieldbus system that prevents the occurrence of a problem.
【0024】[0024]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に対応する発明は、複数のフィールドバス
のそれぞれに接続されている機器とデジタル通信を行う
フィールドバスシステムにおいて、複数のフィールドバ
スのそれぞれに対応して設けられており、給電にデジタ
ル信号を重畳した重畳信号を対応付けられたフィールド
バスに伝送し、また、対応付けられたフィールドバス上
の重畳信号からデジタル信号を分離する複数の信号変換
手段と、複数の信号変換手段からのデジタル信号を入出
力する伝送系統上でデータ伝送が異常となっていると
き、各信号変換手段についてデジタル信号の伝送経路か
らの切り離し、接続制御を行って、少なくとも当該異常
に係わる信号変換手段を伝送系統から切り離す切離接続
手段とを備えたフィールドバスシステムである。In order to solve the above-mentioned problems, an invention according to claim 1 comprises a plurality of field buses.
Of the field bus system for performing device and digital communications that are connected to each plurality of fieldbus
Is provided for each of the
Field associated with the superimposed signal in which the superimposed signal is superimposed
To the bus and on the associated fieldbus
Signal conversion means for separating digital signals from superimposed signals of digital signals, and input / output digital signals from the plurality of signal conversion means
If data transmission is abnormal on the transmission system
Can detach from the transmission path of the digital signal for each signal conversion means, performs connection control, a fieldbus system comprising a separating connecting means for disconnecting from the transmission line the signal conversion means according to at least the abnormality.
【0025】また、請求項2に対応する発明は、給電に
デジタル信号を重畳した重畳信号を複数のフィールドバ
スの何れかに伝送させることにより、外部の上位ネット
ワークシステムと複数のフィールドバスのそれぞれに接
続されている機器との間でデジタル通信を行うフィール
ドバスシステムにおいて、給電を各機器に分配するため
の内部電源バスと、デジタル信号を伝送する内部信号バ
スと、内部電源バスに接続され、給電を出力する電源
と、内部信号バスと上位ネットワークシステムとの間に
接続され、内部信号バス上のデジタル信号を上位ネット
ワークシステムに出力し、また、上位ネットワークシス
テムのデジタル信号を内部信号バス上に出力する通信手
段と、内部信号バスに接続され、かつ、内部電源バスに
接続されており、給電にデジタル信号を重畳し、少なく
とも通信先として対応する機器を接続した互いに独立す
るフィールドバスに重畳信号を出力し、かつ、独立する
フィールドバスに接続される機器が出力する重畳信号か
らデジタル信号を分離して内部信号バスに出力する複数
の信号変換手段と、この各信号変換手段に対応し、各信
号変換手段を内部信号バスから切り離し、接続可能とし
た複数個の信号バススイッチと、内部信号バスに接続さ
れ、内部信号バス上を異常なデジタル信号が伝送すると
き、信号バススイッチの切り離し、接続を制御して、内
部信号バス上のデジタル信号伝送を正常に復帰させる少
なくとも最少限のスイッチ切り離しを行うコントローラ
とを備えたフィールドバスシステムである。According to a second aspect of the present invention, a superimposed signal in which a digital signal is superimposed on power supply is transmitted to any one of a plurality of field buses, so that an external higher-level network system and each of the plurality of field buses can transmit the superimposed signal. Contact
In a fieldbus system that performs digital communication with connected devices, an internal power bus for distributing power to each device, an internal signal bus for transmitting digital signals, and a power supply connected to the internal power bus. a power supply for outputting, connected between the internal signal bus and the host network system, and outputs a digital signal on the internal signal bus to the host network system, also, outputs a digital signal of the higher level network system on an internal signal bus Communication means, connected to an internal signal bus, and connected to an internal power supply bus, superimposes a digital signal on power supply, and superimposes a superimposed signal on at least an independent field bus connected to a corresponding device at least as a communication destination. The digital signal is separated from the superimposed signal that is output and output by the device connected to the independent field bus. A plurality of signal conversion means for outputting to the internal signal bus, a plurality of signal bus switches corresponding to the respective signal conversion means, each signal conversion means being separated from the internal signal bus and connectable; When an abnormal digital signal is transmitted on the internal signal bus, disconnect the signal bus switch and control the connection so that the digital signal transmission on the internal signal bus can be returned to normal at least the minimum switch disconnection. And a controller that performs the operation.
【0026】さらに、請求項3に対応する発明は、請求
項2に対応する発明において、電源を複数台設け、通信
手段を複数台設け、電源の各々に対応し、各電源を内部
電源バスから切り離し,接続可能とした複数の電源接続
切離スイッチと、通信手段の各々に対応し、各通信手段
を内部信号バスから切り離し,接続可能とした複数の通
信手段接続スイッチと、複数の信号変換手段の各々に対
応し、各信号変換手段を内部電源バスから切り離し,接
続可能とした複数の電源バススイッチとを備え、コント
ローラは、内部信号バスに接続され、内部信号バス上を
異常なデジタル信号が伝送するとき、信号バススイッ
チ,電源バススイッチ,電源接続切離スイッチ,通信手
段接続スイッチの各スイッチの切り離し,接続を制御し
て、前記内部信号バス上のデジタル信号伝送を正常に復
帰させる少なくとも最少限のスイッチ切り離しを行うフ
ィールドバスシステムである。Further, the invention according to claim 3 is the invention according to claim 2, wherein a plurality of power supplies and a plurality of communication means are provided, each of which corresponds to each of the power supplies, and each power supply is connected to an internal power supply bus. A plurality of power supply disconnecting switches that can be disconnected and connectable, and a plurality of communication means connecting switches that correspond to each of the communication means and can disconnect and connect each communication means from the internal signal bus, and a plurality of signal conversion means And a plurality of power bus switches that can disconnect and connect each signal conversion means from the internal power bus, and the controller is connected to the internal signal bus, and abnormal digital signals are transmitted on the internal signal bus. During transmission, the internal signal bus is controlled by controlling the disconnection and connection of each of a signal bus switch, a power bus switch, a power connection disconnection switch, and a communication means connection switch. A field bus system for switching disconnection of at least minimum is normally restored digital signal transmission above.
【0027】さらにまた、請求項4に対応する発明は、
請求項2又は3に対応する発明において、機器につい
て、内部信号バス上のデジタル信号伝送が正常なときの
少なくとも機器から出力された最新データを保存し、内
部信号バス上のデジタル信号伝送が異常になった後に、
外部の上位ネットワークシステムから異常の発生した機
器に対してアクセスがあったとき、最新データを異常の
発生した機器の出力として外部の上位ネットワークシス
テムに送出する異常機器代行手段を備えたフィールドバ
スシステムである。Further, the invention corresponding to claim 4 is as follows.
In the invention corresponding to claim 2 or 3, the device stores at least the latest data output from the device when the digital signal transmission on the internal signal bus is normal, and the digital signal transmission on the internal signal bus becomes abnormal. After becoming
A fieldbus system equipped with an abnormal device substitute means that sends the latest data to the external higher-level network system as an output of the abnormal device when the external device accesses the abnormal device from the external upper network system. is there.
【0028】[0028]
【作用】したがって、まず、請求項1に対応する発明の
フィールドバスシステムにおいては、信号変換手段によ
り、デジタル信号と給電とを重畳させて重畳信号がフィ
ールドバスに出力され、かつフィールドバス上の重畳信
号からデジタル信号が分離されている。Therefore, in the fieldbus system according to the first aspect of the present invention, the signal conversion means superimposes the digital signal and the power supply to output the superimposed signal to the fieldbus and superimposes the signal on the fieldbus. The digital signal is separated from the signal.
【0029】また、フィールドバスには、対応する機器
が接続され、信号変換手段と機器間はフィールドバスを
介して、重畳信号により通信が行われている。信号変換
手段からのデジタル信号は、伝送系統に入出力されてい
る。したがって、分離されたデジタル信号は、当該伝送
系統内に出力され、さらに、例えば上位のネットワーク
システムに送出される。また、伝送系統からのデジタル
信号が信号変換手段を介して対応する機器に送出され
る。Further, a corresponding device is connected to the field bus, and communication is performed between the signal conversion means and the device by a superimposed signal via the field bus. Digital signals from the signal conversion means are input and output to and from a transmission system. Therefore, the separated digital signal is output into the transmission system, and further transmitted to, for example, a higher-level network system. Also, a digital signal from the transmission system is transmitted to a corresponding device via a signal conversion unit.
【0030】このような信号変換手段と、これに対応す
るフィールドバス及び機器との組み合わせが、複数組み
設けられ、これらは互いに独立してそれぞれ伝送系統に
接続されている。A plurality of combinations of such signal conversion means and corresponding field buses and devices are provided, and these are connected to the transmission system independently of each other.
【0031】このときの接続の様子は、あたかも伝送系
統をハブとし、上記信号変換手段,フィールドバス及び
機器の組み合わせをスポークとするハブ状の構成となっ
ている。The connection at this time has a hub-like configuration in which the transmission system is a hub and the combination of the signal conversion means, the field bus and the device is a spoke.
【0032】したがって、このような構成のフィールド
バスシステムにおいては、切離接続手段によって、伝送
系統上のデジタル信号が異常となったとき、当該異常に
かかわる信号変換手段を、ひいては上記組み合わせを内
部通信バスから切り離すことにより、正常な通信を回復
させることができる。Therefore, in the field bus system having such a configuration, when a digital signal on the transmission system becomes abnormal due to the disconnection connection means, the signal conversion means relating to the abnormality, and further, the above combination is internally communicated. Normal communication can be restored by disconnecting from the bus.
【0033】また、請求項2に対応する発明のフィール
ドバスシステムにおいては、請求項1に対応する発明と
同様に作用する他、各信号変換手段は、対応する信号バ
ススイッチにより切り離し、接続ができるようになって
いる。In the field bus system according to the second aspect of the present invention, in addition to the same operation as the first aspect of the invention, each signal conversion means can be separated and connected by a corresponding signal bus switch. It has become.
【0034】この信号バススイッチは、コントローラに
より制御されている。また、コントローラによって、デ
ジタル信号の伝送系統としての内部信号バスが監視され
ており、当該内部信号バス上のデジタル信号が異常とな
ったとき、内部信号バス上のデジタル信号伝送が正常な
状態に復帰するように、異常な機器等に接続される信号
バススイッチの切り離しが行われる。This signal bus switch is controlled by a controller. In addition, the controller monitors the internal signal bus as a digital signal transmission system. When the digital signal on the internal signal bus becomes abnormal, the digital signal transmission on the internal signal bus returns to a normal state. As a result, a signal bus switch connected to an abnormal device or the like is disconnected.
【0035】さらに、請求項3に対応する発明のフィー
ルドバスシステムにおいては、請求項1又は2に対応す
る発明と同様に作用する他、給電を出力する複数の電源
及びこれら電源と信号変換手段とを繋ぐ内部電源バスが
設けられている。Further, in the field bus system according to the third aspect of the present invention, in addition to the same operation as the first or second aspect of the present invention, a plurality of power supplies for outputting power supply and these power supplies and signal conversion means are provided. There is an internal power bus connecting the two.
【0036】また、外部の上位ネットワークシステムと
通信する複数の通信手段が設けられている。そして、各
電源〜内部電源バス間、各信号変換手段〜内部電源バス
間、通信手段〜内部信号バス間には、それぞれ電源接続
切離スイッチ,電源バススイッチ,通信手段接続スイッ
チの各スイッチが設けられて各々を切り離し、接続可能
となっている。A plurality of communication means for communicating with an external higher-level network system are provided. Each of a power supply disconnection switch, a power supply bus switch, and a communication means connection switch is provided between each power supply and the internal power supply bus, between each signal conversion means and the internal power supply bus, and between the communication means and the internal signal bus. They can be disconnected and connected.
【0037】この信号バススイッチは、コントローラに
より制御されている。また、コントローラによって、内
部信号バスが監視されており、内部信号バス上のデジタ
ル信号が異常となったとき、内部信号バス上のデジタル
信号伝送が正常な状態に復帰するように、異常な機器等
に接続される各スイッチの切り離しが行われる。This signal bus switch is controlled by a controller. Also, the internal signal bus is monitored by the controller, and when the digital signal on the internal signal bus becomes abnormal, abnormal devices etc. are restored so that the digital signal transmission on the internal signal bus returns to a normal state. Are disconnected from each other.
【0038】さらにまた、請求項4に対応する発明のフ
ィールドバスシステムにおいては、請求項1又は2又は
3に対応する発明と同様に作用する他、異常機器代行手
段によって、各機器について、内部信号バス上のデジタ
ル信号伝送が正常なときの少なくとも出力された最新デ
ータが保存されている。Further, in the field bus system according to the fourth aspect of the present invention, in addition to the same operation as the first or second or third aspect of the present invention, an abnormal signal substitute means transmits an internal signal to each device. At least the latest output data when digital signal transmission on the bus is normal.
Data is stored.
【0039】さらに、異常機器代行手段によって、内部
信号バス上のデジタル信号伝送が異常になった後に、外
部の上位ネットワークシステムから異常の発生した機器
に対してアクセスがあったとき、上記最新データが異常
の発生した機器の出力として外部の上位ネットワークシ
ステムに送出される。Further, when an abnormal upper-level network system accesses an abnormal device after digital signal transmission on the internal signal bus becomes abnormal by the abnormal device substitute means, the latest data is transmitted. The output is sent to the external higher-level network system as the output of the device in which the abnormality has occurred.
【0040】このように、異常機器の機能が異常機器代
行手段に代行されるので、異常器機が例えばセンサであ
ったとき、たとえ当該センサに基づいてプロセス制御が
成されていても、プロセスが制御不能状態に陥る等の弊
害が生じることはない。As described above, since the function of the abnormal device is substituted by the abnormal device substitute means, when the abnormal device is, for example, a sensor, even if the process control is performed based on the sensor, the process is controlled. There is no adverse effect such as falling into an impossible state.
【0041】[0041]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 (第1の実施例)図1は本発明に係るフィールドバスシ
ステムの第1の実施例を示す構成図であり、図6に示す
従来のフィールドバスシステムと同一部分には同一符号
を付して詳細説明を省略する。Embodiments of the present invention will be described below. (First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a field bus system according to the present invention. The same parts as those of the conventional field bus system shown in FIG. Detailed description is omitted.
【0042】このフィールドバスシステムには、上位ネ
ットワークシステムの上位ネットワーク用バス2に接続
される第1の通信装置3a及び第2の通信装置3bと、
第1,第2の通信装置3a,3bに内部信号バス4を介
して接続されるハブコントローラ13と、複数の信号バ
ススイッチ14a,14b,..(14xで代表させ
る)とが設けられている。The field bus system includes a first communication device 3a and a second communication device 3b connected to the upper network bus 2 of the upper network system.
A hub controller 13 connected to the first and second communication devices 3a and 3b via the internal signal bus 4, and a plurality of signal bus switches 14a, 14b,. . (Represented by 14x).
【0043】また、フィールドバスシステムには、第1
の絶縁電源9aと第2の絶縁電源9bと、第1,第2の
絶縁電源9a,9bに内部電源バス8を介して接続さ
れ、信号バススイッチ14xと対になった複数の電源バ
ススイッチ15a,15b,..(15xで代表させ
る)とが設けられている。The field bus system has the first
A plurality of power supply bus switches 15a connected to the first and second insulation power supplies 9a and 9b via the internal power supply bus 8 and paired with the signal bus switch 14x. , 15b,. . (Represented by 15x).
【0044】また、第1,第2の絶縁電源9a,9bと
内部電源バス8間にはそれぞれの絶縁電源9a,9bに
対応する電源接続切離スイッチ16a,16bが設けら
れている。Power supply disconnecting switches 16a and 16b corresponding to the respective isolated power supplies 9a and 9b are provided between the first and second isolated power supplies 9a and 9b and the internal power supply bus 8.
【0045】一方、信号バススイッチ14x及び電源バ
ススイッチ15xの対には、信号変換手段としてのモデ
ム5x(5a,5b,...)が接続されている。各モ
デム5xには、各々に対応するフィールドバス6x(6
a,6b,...)が接続されており、さらに、各フィ
ールドバスには、対応するセンサ,アクチュエータ等で
あるフィールド機器7x(7a,7b,...)が接続
されている。On the other hand, a pair of the signal bus switch 14x and the power bus switch 15x is connected to a modem 5x (5a, 5b,...) As signal conversion means. Each modem 5x has a field bus 6x (6
a, 6b,. . . ) Are connected, and field devices 7x (7a, 7b,...), Which are corresponding sensors, actuators, and the like, are connected to each field bus.
【0046】ここで、第1,第2の通信装置3a,3b
と、内部信号バス4と、モデム5xと、ハブコントロー
ラ13と、信号バススイッチ14xと、電源バススイッ
チ15xと、第1,第2の絶縁電源9a,9bと、内部
電源バス8と、電源接続切離スイッチ16a,16bと
によってハブ装置17が構成されている。Here, the first and second communication devices 3a, 3b
, Internal signal bus 4, modem 5x, hub controller 13, signal bus switch 14x, power bus switch 15x, first and second insulated power supplies 9a and 9b, internal power bus 8, and power supply connection. A hub device 17 is constituted by the disconnection switches 16a and 16b.
【0047】第1,第2の絶縁電源9a,9bは、フィ
ールド機器7x及びモデム5xに給電する。また、各絶
縁電源は、電源接続切離スイッチ16a,16bにより
内部電源バス8に接続され、もしくは切り離される。The first and second insulated power supplies 9a and 9b supply power to the field device 7x and the modem 5x. Each of the insulated power supplies is connected to or disconnected from the internal power supply bus 8 by power supply disconnecting switches 16a and 16b.
【0048】第1,第2の通信装置3a,3bは、それ
ぞれ図6における通信装置3と同様な構成を有する。ま
た、第1,第2の通信装置3a,3bは、それぞれ異な
るアドレスを有しており、中央制御装置1は、通常、第
1の通信装置3aに対してアクセスを行う。例えば第1
の通信装置3aに異常が生じた場合、中央制御装置1
は、通信対象のアドレスを切り替えることにより、第2
の通信装置3bに対してアクセスし、ハブ装置17との
通信を確保する。The first and second communication devices 3a and 3b have the same configuration as the communication device 3 in FIG. Further, the first and second communication devices 3a and 3b have different addresses, respectively, and the central control device 1 usually accesses the first communication device 3a. For example, the first
When an abnormality occurs in the communication device 3a, the central control device 1
Switches the address of the communication target,
Access to the communication device 3b to secure communication with the hub device 17.
【0049】各モデム5xは、それぞれ図6におけるモ
デム5と同様な構成を有する。フィールドバス6xは、
図6におけるフィールドバス6と同様な給電・信号用の
線である。Each of the modems 5x has the same configuration as the modem 5 in FIG. Fieldbus 6x
This is a power supply / signal line similar to the field bus 6 in FIG.
【0050】すなわち、各モデム5x,フィールドバス
6x及びフィールド機器7xは、対応関係を有する組み
となっている。図2は、本実施例のフィールドバスシス
テムのハブ装置17に対し、各フィールドバスを介して
フィールド機器7xが接続される様子を示す。That is, each modem 5x, field bus 6x, and field device 7x is a set having a correspondence. FIG. 2 shows how the field devices 7x are connected to the hub device 17 of the field bus system of the present embodiment via each field bus.
【0051】ハブコントローラ13は、信号入出力部1
31と、上位命令受付部132と、正常異常判断部13
3と、スイッチ切替部134とによって構成されてい
る。信号入出力部131は、内部信号バス4上を流通す
る信号を受信し、また、内部信号バス4に信号を出力す
る。The hub controller 13 has a signal input / output unit 1
31, a higher-order command receiving unit 132, and a normal / abnormal judging unit 13
3 and a switch switching unit 134. The signal input / output unit 131 receives a signal flowing on the internal signal bus 4 and outputs a signal to the internal signal bus 4.
【0052】上位命令受付部132は、上位ネットワー
クシステムからの命令等を受け付け、その命令がフィー
ルドバスシステムとの通信正常化復帰のためのスイッチ
切り離し接続命令であれば、正常異常判断部133にそ
の命令を通知する。The upper command receiving unit 132 receives a command or the like from the upper network system, and if the command is a switch disconnection connection command for restoring normalization of communication with the fieldbus system, the normal / abnormal judgment unit 133 sends the command. Notify instructions.
【0053】正常異常判断部133は、信号入出力部1
31を介して、内部信号バス4上を監視しており、上位
ネットワークシステムから通信正常化復帰のためのスイ
ッチ切り離し接続命令を受けると内部信号バス4上のデ
ータ伝送が正常であるか否かを判定し、異常であると判
定されたときは、スイッチの切替指令をスイッチ切替部
134に送出する。The normal / abnormal judging section 133 is provided with the signal input / output section 1
31, the internal signal bus 4 is monitored. When a switch disconnection connection command for returning to normalization of communication is received from the upper network system, it is determined whether the data transmission on the internal signal bus 4 is normal. If it is determined that there is an abnormality, a switch switching command is sent to the switch switching unit 134.
【0054】また、正常異常判断部133は、内部信号
バス4上の信号が異常状態から正常状態に復帰すると、
スイッチ切替により異常と判明したの機器の情報を上位
ネットワークに通知する。When the signal on the internal signal bus 4 returns from the abnormal state to the normal state, the normal / abnormal judgment unit 133
The information of the device determined to be abnormal by the switch switching is notified to the upper network.
【0055】スイッチ切替部134は、正常異常判断部
133からスイッチ切替指令を受けると、スイッチ切替
対象のスイッチが指定されているときは、そのスイッチ
の接続もしくは切り離しを行い、特に指定がないとき
は、予め定められた規則に従ってスイッチの接続もしく
は切り離しを行う。When receiving a switch switching command from the normal / abnormal judging section 133, the switch switching section 134 connects or disconnects the switch to be switched when the switch is designated, and otherwise switches the switch. The switch is connected or disconnected according to a predetermined rule.
【0056】予め定められた規則とは、例えばフィール
ド機器7xの何れかに異常があるとわかっているが、何
れのフィールド機器7に異常があるかわからないとき
に、信号バススイッチ14x及び電源バススイッチ15
xを信号バススイッチ14a及び電源バススイッチ15
aから順次切り離していく等の規則である。The predetermined rule is, for example, that it is known that there is an abnormality in any of the field devices 7x, but when it is not known which of the field devices 7 has an abnormality, the signal bus switch 14x and the power bus switch Fifteen
x is the signal bus switch 14a and the power bus switch 15
This is a rule such as separating sequentially from a.
【0057】また例えば、予め定められた規則とは、内
部電源バス8上の信号に異常があるとわかっていると
き、まず、電源接続切離スイッチ16a,16bを切り
替え、次に、電源バススイッチ15xを電源バススイッ
チ15aから順次切り替えていく等の規則である。For example, the predetermined rule is that when it is known that the signal on the internal power supply bus 8 has an abnormality, the power supply disconnection switches 16a and 16b are first switched, and then the power supply bus switch is switched on. 15x is sequentially switched from the power bus switch 15a.
【0058】ハブコントローラ13は、このように中央
制御装置1からの指令で信号バススイッチ14xと電源
バススイッチ15xと電源接続切離スイッチ16a,1
6bの開閉を開始し、内部の制御プログラムに従って異
常な機器の同定、切り離し、上位ネットワークへの通知
を行う。また、ハブコントローラ13は、中央制御装置
1から見ればフィールドバス上の一つのデバイスとして
位置付けられる。The hub controller 13 receives the signal bus switch 14x, the power bus switch 15x, and the power connection disconnecting switch 16a, 1 in response to the command from the central control device 1.
Opening / closing of 6b is started, an abnormal device is identified and separated according to an internal control program, and a notification to an upper network is performed. Further, the hub controller 13 is positioned as one device on the field bus when viewed from the central control device 1.
【0059】次に、以上のように構成された本実施例の
フィールドバスシステムの動作について図3の流れ図に
沿って説明する。まず、上位ネットワークシステムは、
フィールド機器7xの自己診断機能による自己診断情報
の通知、モデム5xもしくは通信装置3a,3bから通
信異常情報を受けたとき、または、ハブ装置17が上位
ネットワークシステムからの通信を受け付けないとき
(ST11)、これらの情報を元にハブ装置17に対し
て行う指令について判断する(ST12)。Next, the operation of the field bus system of the present embodiment configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the upper network system
Notification of self-diagnosis information by the self-diagnosis function of the field device 7x, when communication abnormal information is received from the modem 5x or the communication devices 3a, 3b, or when the hub device 17 does not receive communication from the upper network system (ST11). Then, a command to be issued to the hub device 17 is determined based on the information (ST12).
【0060】上位ネットワークシステムは、第1,第2
の通信装置3a,3bに異常があると判断したときは、
通信対象のアドレスを変更することにより、通信装置を
切り替える。また、絶縁電源9a,9b、モデム5x、
フィールド機器7x等のハブ装置17以降の機器に異常
があると判断したときは、ハブコントローラ13にスイ
ッチ切り離し接続命令を与える(ST13)。The upper network system includes first and second
When it is determined that there is an abnormality in the communication devices 3a and 3b,
The communication device is switched by changing the address of the communication target. Also, the isolated power supplies 9a and 9b, the modem 5x,
When it is determined that there is an abnormality in the devices subsequent to the hub device 17 such as the field device 7x, a switch disconnection connection command is given to the hub controller 13 (ST13).
【0061】ハブコントローラ13は、スイッチ切り離
し接続命令の内容及びハブコントローラ13内の規則に
従ってある機器に対してスイッチの切り離し、接続指令
を出力する。The hub controller 13 disconnects the switch to a certain device in accordance with the contents of the switch disconnection connection instruction and the rules in the hub controller 13 and outputs a connection instruction.
【0062】例えば自己診断結果よりある特定のフィー
ルド機器7xaが異常であると、上位ネットワークシス
テムの中央制御装置で判断されているときは、信号バス
スイッチ14xa及び電源バススイッチ15xaを切り
離す。For example, when it is determined by the central controller of the host network system that the specific field device 7xa is abnormal based on the self-diagnosis result, the signal bus switch 14xa and the power bus switch 15xa are disconnected.
【0063】また例えば、給電11もしくは重畳信号1
2の何れかが異常であるが異常機器を特定できないとき
は、まず、電源接続切離スイッチ16a,16bの接続
切り離しにより、2つ絶縁電源を一方から他方へ切り替
える。Further, for example, the power supply 11 or the superimposed signal 1
If any of the two is abnormal but the abnormal device cannot be identified, the two insulated power sources are switched from one to the other by disconnecting the power connection disconnecting switches 16a and 16b.
【0064】次に、正常異常判断部133は、ステップ
ST14によるスイッチ切替でフィールドバスシステム
が正常に復帰したかを判断する(ST15)。正常に復
帰しないときは、スイッチ切替部134は次のスイッチ
切り替えを行う。Next, the normal / abnormal judging section 133 judges whether or not the fieldbus system has been restored to normal by the switch switching in step ST14 (ST15). If it does not return to normal, the switch switching unit 134 performs the next switch.
【0065】例えば上記例で、2つ絶縁電源を一方から
他方へ切り替えても、正常に復帰しないとき、フィール
ド機器7aに対応する電源バススイッチ15aを切り離
す。このようにして、フィールドバスシステムが正常に
復帰するまで、上位ネットワークシステムからの指示及
び予め定められた規則に従ってステップST14とステ
ップST15を繰り返す。For example, in the above example, if the normal power is not restored even when the two insulated power supplies are switched from one to the other, the power supply bus switch 15a corresponding to the field device 7a is disconnected. Thus, steps ST14 and ST15 are repeated according to the instruction from the upper network system and predetermined rules until the fieldbus system returns to normal.
【0066】そして、フィールドバスシステムが正常に
復帰したときは、ステップST14とステップST15
の繰り返しにより特定された異常な機器についての情報
を中央制御装置に報告する(ST16)。Then, when the field bus system returns to normal, step ST14 and step ST15
Is reported to the central control device (ST16).
【0067】上述したように、本実施例によるフィール
ドバスシステムは、モデム5xと信号バススイッチ14
xと内部信号バス4とハブコントローラ13とを設け、
内部信号バス4上のデジタル信号が異常なときに、各モ
デム5xに対応するフィールドバス6x,フィールド機
器7xをそれぞれ切り離せるようにしたので、あるフィ
ールド機器7xa等に異常が生じた場合でもこれを内部
信号バス4から切り離すことができる。As described above, the field bus system according to the present embodiment comprises the modem 5x and the signal bus switch 14.
x, internal signal bus 4 and hub controller 13,
When the digital signal on the internal signal bus 4 is abnormal, the field bus 6x and the field device 7x corresponding to each modem 5x can be separated from each other. Therefore, even if an abnormality occurs in a certain field device 7xa, etc. It can be disconnected from the internal signal bus 4.
【0068】したがって、フィールドバス6xの切断,
故障やフィールド機器7x等のデバイスの重大な故障の
影響がバス全体に波及し、全体が通信不能となる時間を
極力短くすることができるまた、各フィールドバス6x
が各フィールド機器7xに対応しているので、異常機器
を切り離しても他のフィールド機器7xのデータ伝送に
は影響せず、異常発生の影響を最小限に押さえることが
でき、システム全体の信頼性・保全性が向上する。Therefore, disconnection of the field bus 6x,
The influence of a failure or a serious failure of a device such as the field device 7x spreads over the entire bus, so that the time during which the entire device cannot communicate can be minimized.
Corresponds to each field device 7x, so even if an abnormal device is disconnected, it does not affect the data transmission of other field devices 7x, and the influence of the occurrence of an error can be minimized, and the reliability of the entire system can be reduced.・ Maintainability is improved.
【0069】さらに、あるフィールド機器7x等の異常
が例えば内部信号バス4に影響し、これによりシステム
全体が通信不能となり得る場合でも、当該機器の切り離
しによりこれを回避することができる。Further, even if an abnormality in a certain field device 7x or the like affects, for example, the internal signal bus 4, and the entire system may become unable to communicate, this can be avoided by disconnecting the device.
【0070】また、機器等の異常は、ハブコントローラ
により上位ネットワークシステムに報告されるので、上
位ネットワークシステムでは必要な処置を取ることがで
きる。Further, since an abnormality of a device or the like is reported to the upper network system by the hub controller, the upper network system can take necessary measures.
【0071】また、本実施例によるフィールドバスシス
テムにおいては、2つの絶縁電源9a,9bを設け、こ
れを電源接続切離スイッチ16a,16bにより切り替
えるようにしたので、何れかの電源に異常が生じても通
信機能を維持することができる。In the field bus system according to the present embodiment, two insulated power supplies 9a and 9b are provided and are switched by the power supply disconnecting switches 16a and 16b. However, the communication function can be maintained.
【0072】さらに、本実施例によるフィールドバスシ
ステムにおいては、電源バススイッチ15xを設け、こ
の切り替えにより、モデム5xを切り離すことができる
ので、一層、信頼性、保守性が向上する。Further, in the field bus system according to the present embodiment, the power supply bus switch 15x is provided, and by this switching, the modem 5x can be disconnected, so that the reliability and maintainability are further improved.
【0073】さらにまた、本実施例によるフィールドバ
スシステムにおいては、2つの通信装置3a,3bを設
け、これを上位ネットワークから切り替え可能としたの
で、何れかの通信装置3a,3bに異常を生じても通信
機能を維持することができる。 (第2の実施例)図4は本発明に係るフィールドバスシ
ステムの第2の実施例を示す構成図であり、図6に示す
従来のフィールドバスシステムと同一部分及び図1,2
に示す第1の実施例と同一部分には同一符号を付して詳
細説明を省略する。Furthermore, in the field bus system according to the present embodiment, two communication devices 3a and 3b are provided and can be switched from the upper network, so that any one of the communication devices 3a and 3b becomes abnormal. Can maintain the communication function. (Second Embodiment) FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the field bus system according to the present invention. The same components as those of the conventional field bus system shown in FIG.
The same parts as those of the first embodiment shown in FIG.
【0074】このフィールドバスシステムのハブ装置1
7bには、第1,第2の通信装置3a,3bと内部信号
バス4との接続部にそれぞれ通信装置接続スイッチ18
a,18bが設けられている。Hub device 1 of this field bus system
7b, a communication device connection switch 18 is connected to the connection between the first and second communication devices 3a and 3b and the internal signal bus 4, respectively.
a and 18b are provided.
【0075】また、ハブコントローラ13bは、信号入
出力部131と、正常異常判断部133bと、正常デー
タ保存部135と、スイッチ切替部134bと、上位命
令監視部132bと、処理代行部136とによって構成
されている。The hub controller 13b includes a signal input / output unit 131, a normal / abnormal judging unit 133b, a normal data storage unit 135, a switch switching unit 134b, a higher-order command monitoring unit 132b, and a processing proxy unit 136. It is configured.
【0076】正常異常判断部133bは、信号入出力部
131を介して、内部信号バス4上のデータ伝送が正常
であるか否かの監視をしており、異常であると判定され
たときは、通信正常化復帰のためのスイッチ切り離し接
続を開始し、スイッチの切替指令をスイッチ切替部13
4bに送出する。そして、フィールドバスシステムにお
いて最終的に異常な機器を特定する。The normal / abnormal judging section 133b monitors via the signal input / output section 131 whether or not data transmission on the internal signal bus 4 is normal. , Starts switch disconnection connection for communication normalization return, and issues a switch switching command to the switch switching unit 13.
4b. Then, an abnormal device is finally specified in the field bus system.
【0077】また、正常異常判断部133bは、内部信
号バス4上のデータ伝送が正常であるとき、各フィール
ド機器7xから出力されている測定値等の最新データを
正常データ保存部136に保存する。内部信号バス4上
のデータ伝送が異常であると判定されると、上記保存デ
ータの更新を中止する。When the data transmission on the internal signal bus 4 is normal, the normal / abnormal judging section 133b stores the latest data such as measured values output from each field device 7x in the normal data storing section 136. . If the data transmission on the internal signal bus 4 is determined to be abnormal, the updating of the stored data is stopped.
【0078】スイッチ切替部134bは、正常異常判断
部133bからスイッチ切替指令を受けると、スイッチ
切替対象のスイッチが指定されているときは、そのスイ
ッチの接続もしくは切り離しを行い、特に指定がないと
きは、予め定められた規則に従ってスイッチの接続もし
くは切り離しを行う。When receiving a switch switching command from the normal / abnormal judgment unit 133b, the switch switching unit 134b connects or disconnects a switch to be switched if the switch is designated, and otherwise switches the switch. The switch is connected or disconnected according to a predetermined rule.
【0079】また、スイッチ切替部134bは、第1の
実施例で切り替えを行うスイッチの他、通信装置接続ス
イッチ18a,18bの接続もしくは切り離しを行う。
また、予め定められた規則とは、第1の実施例の場合と
同様である。The switch switching unit 134b connects or disconnects the communication device connection switches 18a and 18b in addition to the switch for switching in the first embodiment.
The predetermined rules are the same as those in the first embodiment.
【0080】上位命令監視部132bは、信号入出力部
131を介して内部信号バス4上のデータ伝送の監視を
行い、正常異常判断部133bにより異常であると特定
された機器に対して上位ネットワークシステムからコー
ルがあるか否かをチェックしている。そして、当該機器
に対するコールがあった場合、その内容を処理代行部1
36に通知する。The upper instruction monitoring unit 132b monitors data transmission on the internal signal bus 4 via the signal input / output unit 131, and sends an upper network to devices identified as abnormal by the normal / abnormal judgment unit 133b. Checking if there is a call from the system. Then, when there is a call to the device, the contents are processed by the processing agency 1
Notify 36.
【0081】処理代行部136は、異常であると特定さ
れた機器に対して上位ネットワークシステムからコール
があった場合、正常データ保存部135に保存されてい
る当該機器の異常発生前のデータを当該機器からの出力
として上位ネットワークに返信すると共に、当該機器に
関する異常情報を上位ネットワークに報告する。When a call is received from the higher-level network system to a device identified as abnormal, the processing proxy unit 136 copies the data stored in the normal data storage unit 135 before the occurrence of the abnormality to the device. The information is returned to the higher-level network as an output from the device, and abnormal information on the device is reported to the higher-level network.
【0082】ハブコントローラ13は、このように中央
制御装置1に関係なく内部信号バス4を監視し、異常を
発見すると、スイッチ14x,15x,16a,16
b,18a,18b等の開閉を開始し、内部の制御プロ
グラムに従って異常な機器の同定、切り離しを行う。ま
た、ハブコントローラ13は、上位ネットワークに対し
てこの異常な機器の出力を代行する。The hub controller 13 monitors the internal signal bus 4 irrespective of the central control device 1 as described above, and when an abnormality is found, the switches 14x, 15x, 16a, 16
Opening / closing of b, 18a, 18b, etc. is started, and abnormal equipment is identified and separated according to an internal control program. Further, the hub controller 13 substitutes the output of the abnormal device for the upper network.
【0083】なお、異常機器代行手段は、例えば信号入
出力部131と正常異常判断部133bと正常データ保
存部135と上位命令監視部132bと処理代行部13
6とによって構成されている。The abnormal device substitute means includes, for example, the signal input / output unit 131, the normal / abnormal judgment unit 133b, the normal data storage unit 135, the upper command monitoring unit 132b, and the processing substitute unit 13.
6.
【0084】次に、以上のように構成された本実施例の
フィールドバスシステムの動作について図5の流れ図に
沿って説明する。まず、内部信号バス4上を流通する信
号は、ハブコントローラ13により監視されており、異
常状態でないかが判定されると共に、正常であれば各フ
ィールド機器7xより出力される測定データ等の出力デ
ータの最新値が保存されている(ST21)。Next, the operation of the field bus system of the present embodiment configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG. First, a signal flowing on the internal signal bus 4 is monitored by the hub controller 13 to determine whether or not the signal is in an abnormal state. If the signal is normal, output data such as measurement data output from each field device 7x is output. Is stored (ST21).
【0085】何れかの機器の異常等により内部信号バス
4において異常が発生すると(ST22)、ハブコント
ローラ13は、各スイッチスイッチ14x,15x,1
6a,16b,18a,18bの切り離し接続を開始
し、異常な機器を特定し、当該異常な機器をフィールド
バスシステムから切り離す(ST23、ST24)。When an abnormality occurs in the internal signal bus 4 due to an abnormality of any device (ST22), the hub controller 13 switches the switches 14x, 15x, 1
The disconnection connection of 6a, 16b, 18a, 18b is started, an abnormal device is specified, and the abnormal device is disconnected from the field bus system (ST23, ST24).
【0086】このときの異常な機器の特定手順は、第1
の実施例におけるステップST14,ST15の手順と
同様である。また、切り離された機器に関しては、正常
データ保存部135内の保存データの更新が中止され
る。The procedure for identifying an abnormal device at this time is as follows:
Is the same as the procedure of steps ST14 and ST15 in the embodiment. In addition, for the disconnected device, the update of the stored data in the normal data storage unit 135 is stopped.
【0087】この後も、バスコントローラ13による内
部信号バス4の監視は継続される(ST25、ST2
6)。次に、異常が発生して切り離された機器に対して
上位ネットワークシステムからコールがあると(ST2
6)、ハブコントローラ13は、正常データ保存部13
5に保存されている最新の正常データを当該機器からの
出力として上位ネットワークシステムに出力する。つま
り、異常な機器は、ハブコントローラ13により代行さ
れることになる。After this, the monitoring of the internal signal bus 4 by the bus controller 13 is continued (ST25, ST2).
6). Next, when there is a call from the upper network system to the device disconnected due to the abnormality (ST2).
6), the hub controller 13 includes the normal data storage unit 13
5 is output to the host network system as an output from the device. That is, the abnormal device is substituted by the hub controller 13.
【0088】このハブコントローラ13による通信代行
は、異常な機器が複数であっても可能であり、通信装置
3a,3b及び内部通信バス4が正常に動作するかぎ
り、第1,第2の絶縁電源が共にダウンした場合でも、
代行可能である。The communication substitution by the hub controller 13 is possible even if there are a plurality of abnormal devices. As long as the communication devices 3a and 3b and the internal communication bus 4 operate normally, the first and second insulated power supplies can be used. If both go down,
We can act for you.
【0089】また、異常な機器の代行に伴って、ハブコ
ントローラ13によって異常器機に関する情報が中央制
御装置1に報告されると共に、上位ネットワークシステ
ムに対して次の制御を要求することもできる。Further, with the substitution of the abnormal device, information about the abnormal device is reported to the central control unit 1 by the hub controller 13, and the next control can be requested from the upper network system.
【0090】上述したように、本実施例によるフィール
ドバスシステムは、第1の実施例と同様な構成の他、通
信装置接続スイッチ18a,18bを設け、通信装置3
a,3bの切り替えをハブコントローラ13から可能と
したので、第1の実施例と同様の効果が得られる他、よ
り一層、信頼性を向上させることができる。As described above, the field bus system according to the present embodiment is provided with communication device connection switches 18a and 18b in addition to the same configuration as that of the first embodiment.
Since the switching between a and 3b can be performed from the hub controller 13, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the reliability can be further improved.
【0091】また、本実施例によるフィールドバスシス
テムは、正常異常判定部133bにより、ハブコントロ
ーラ13が自動的に内部信号バス4上の伝送異常を発見
して、上位ネットワークにかかわることなく、正常な通
信状態に復帰できるので、上位ネットワークシステムに
負担をかけることなく、また、より効率的に通信の復帰
を実現することができる。In the field bus system according to the present embodiment, the normal / abnormality judging section 133b allows the hub controller 13 to automatically detect a transmission abnormality on the internal signal bus 4 and operate normally without being involved in the upper network. Since the communication state can be restored, the communication can be restored more efficiently without imposing a burden on the host network system.
【0092】さらに、本実施例によるフィールドバスシ
ステムは、正常データ保存部135と上位指令部132
bと処理代行部136とを設け、異常な機器を切り離し
た後に、上位ネットワークシステムからアクセスがあっ
た場合、当該異常な機器の出力を正常データ保存部13
5内の該当データを用いて代行させることができるの
で、当該異常な機器がシステムの制御用データに用いら
れていてもシステム制御、プロセス制御を平常に保つこ
とができる。また、本発明は、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変形が可能である。Further, the field bus system according to the present embodiment comprises a normal data storage section 135 and a higher order command section 132.
b and a processing proxy unit 136, and when an abnormal device is disconnected and then accessed by a higher-level network system, the output of the abnormal device is stored in the normal data storage unit 13.
5, the system control and the process control can be maintained normally even when the abnormal device is used for the system control data. Further, the present invention can be variously modified without departing from the gist thereof.
【0093】[0093]
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、各
フィールド機器等に対する切り離し、接続を可能とする
各スイッチを設けて、異常なフィールド機器等を内部信
号バス,内部電源バスから切離すようにしたので、フィ
ールドバスの断線あるいはフィールドバス上の機器の故
障があっても、フィールドバスに接続される他の機器ま
でも通信不能になるのを防止するフィールドバスシステ
ムを提供することができる。As described above in detail, according to the present invention, switches for enabling disconnection and connection to each field device and the like are provided to disconnect abnormal field devices from the internal signal bus and the internal power supply bus. Because of the separation, it is possible to provide a field bus system that prevents communication with other devices connected to the field bus from being disabled even if the field bus is disconnected or a device on the field bus fails. it can.
【図1】本発明に係るフィールドバスシステムの第1の
実施例を示すブロック構成図。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a field bus system according to the present invention.
【図2】同実施例に接続される各フィールド機器の配置
を示す接続構成図。FIG. 2 is a connection configuration diagram showing an arrangement of each field device connected to the embodiment.
【図3】同実施例の動作を説明する流れ図。FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment.
【図4】本発明に係るフィールドバスシステムの第2の
実施例を示すブロック構成図。FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the field bus system according to the present invention.
【図5】同実施例の動作を説明する流れ図。FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment.
【図6】従来のフィールドバスシステムを示すブロック
構成図及び信号波形図。FIG. 6 is a block diagram and a signal waveform diagram showing a conventional field bus system.
【図7】従来のフィールドバスシステムのフィールド機
器の接続を示す配置図。FIG. 7 is a layout diagram showing connection of field devices of a conventional field bus system.
3a…第1の通信装置、3b…第2の通信装置、4…内
部信号バス、5x…モデム、6x…フィールドバス、7
x…フィールド機器、8…内部電源バス、9a…第1の
絶縁電源、9b…第2の絶縁電源、13…ハブコントロ
ーラ、14x…信号バススイッチ、15x…電源バスス
イッチ、16a,16b…電源接続切離スイッチ、17
…ハブ装置、18a,18b…通信装置接続スイッチ。3a: first communication device, 3b: second communication device, 4: internal signal bus, 5x: modem, 6x: field bus, 7
x: field device, 8: internal power supply bus, 9a: first insulated power supply, 9b: second insulated power supply, 13: hub controller, 14x: signal bus switch, 15x: power supply bus switch, 16a, 16b: power supply connection Disconnect switch, 17
... Hub devices, 18a, 18b ... Communication device connection switches.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04Q 9/00 - 9/16 H04L 12/40 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04Q 9/00-9/16 H04L 12/40
Claims (4)
されている機器とデジタル通信を行うフィールドバスシ
ステムにおいて、前記複数のフィールドバスのそれぞれに対応して設けら
れており、給電にデジタル信号を重畳した重畳信号を対
応付けられたフィールドバスに伝送し、また、対応付け
られたフィールドバス上の重畳信号からデジタル信号を
分離する 複数の信号変換手段と、前記複数の信号変換手段からのデジタル信号を入出力す
る伝送系統上でデータ伝送が異常となっているとき、 前
記各信号変換手段について前記デジタル信号の伝送経路
からの切り離し、接続制御を行って、少なくとも当該異
常に係わる信号変換手段を前記伝送系統から切り離す切
離接続手段とを備えたことを特徴とするフィールドバス
システム。1. A connection to each of a plurality of field buses
A fieldbus system for performing digital communication with a plurality of devices, provided in correspondence with each of the plurality of fieldbuses.
The digital signal is superimposed on the power supply.
Transmission to the assigned fieldbus and mapping
Digital signal from the superimposed signal on the fieldbus
A plurality of signal conversion means for separating, and input and output of digital signals from the plurality of signal conversion means;
When data transmission is abnormal on the transmission system, the signal conversion means is disconnected from the transmission path of the digital signal, connection control is performed, and at least the signal conversion means relating to the abnormality is transmitted from the transmission system. A field bus system comprising: disconnecting connection means for disconnecting.
を複数のフィールドバスの何れかに伝送させることによ
り、外部の上位ネットワークシステムと前記複数のフィ
ールドバスのそれぞれに接続されている機器との間でデ
ジタル通信を行うフィールドバスシステムにおいて、 前記給電を前記各機器に分配するための内部電源バス
と、 前記デジタル信号を伝送する内部信号バスと、 前記内部電源バスに接続され、前記給電を出力する電源
と、 前記内部信号バスと前記上位ネットワークシステムとの
間に接続され、前記内部信号バス上のデジタル信号を前
記上位ネットワークシステムに出力し、また、前記上位
ネットワークシステムのデジタル信号を前記内部信号バ
ス上に出力する通信手段と、 前記内部信号バスに接続され、かつ、前記内部電源バス
に接続されており、前記給電に前記デジタル信号を重畳
し、少なくとも通信先として対応する機器を接続した互
いに独立するフィールドバスに前記重畳信号を出力し、
かつ、前記独立するフィールドバスに接続される機器が
出力する重畳信号からデジタル信号を分離して前記内部
信号バスに出力する複数の信号変換手段と、 この各信号変換手段に対応し、各信号変換手段を前記内
部信号バスから切り離し、接続可能とした複数個の信号
バススイッチと、 前記内部信号バスに接続され、前記内部信号バス上を異
常なデジタル信号が伝送するとき、前記信号バススイッ
チの切り離し、接続を制御して、前記内部信号バス上の
デジタル信号伝送を正常に復帰させる少なくとも最少限
のスイッチ切り離しを行うコントローラとを備えたこと
を特徴とするフィールドバスシステム。2. A superimposed signal in which a digital signal is superimposed on power supply is transmitted to any one of a plurality of field buses, so that an external host network system and the plurality of filters are connected to each other.
A field bus system for performing digital communication with devices connected to each of the external buses, an internal power bus for distributing the power supply to each of the devices, an internal signal bus for transmitting the digital signal, A power supply connected to an internal power supply bus for outputting the power supply; a power supply connected between the internal signal bus and the host network system to output a digital signal on the internal signal bus to the host network system; Communication means for outputting a digital signal of the higher-level network system onto the internal signal bus; connected to the internal signal bus, and connected to the internal power supply bus, and supplying the digital signal to the power supply. And superimpose the superimposed signal on at least mutually independent field buses connected to corresponding devices as communication destinations. Output
A plurality of signal conversion means for separating a digital signal from a superimposed signal output from a device connected to the independent field bus and outputting the separated digital signal to the internal signal bus; A plurality of signal bus switches capable of disconnecting and connecting means from the internal signal bus; and disconnecting the signal bus switch when an abnormal digital signal is connected to the internal signal bus and transmitted on the internal signal bus. And a controller for controlling connection and performing at least a minimum switch disconnection for returning the digital signal transmission on the internal signal bus to a normal state.
において、 前記電源を複数台設け、 前記通信手段を複数台設け、 前記電源の各々に対応し、各電源を前記内部電源バスか
ら切り離し,接続可能とした複数の電源接続切離スイッ
チと、 前記通信手段の各々に対応し、各通信手段を前記内部信
号バスから切り離し,接続可能とした複数の通信手段接
続スイッチと、 前記複数の信号変換手段の各々に対応し、各信号変換手
段を前記内部電源バスから切り離し,接続可能とした複
数の電源バススイッチとを備え、 前記コントローラは、前記内部信号バスに接続され、前
記内部信号バス上を異常なデジタル信号が伝送すると
き、前記信号バススイッチ,電源バススイッチ,電源接
続切離スイッチ,通信手段接続スイッチの各スイッチの
切り離し,接続を制御して、前記内部信号バス上のデジ
タル信号伝送を正常に復帰させる少なくとも最少限のス
イッチ切り離しを行うことを特徴とするフィールドバス
システム。3. The field bus system according to claim 2, wherein a plurality of said power supplies are provided, a plurality of said communication means are provided, and each power supply is separated from said internal power supply bus and connected to each of said power supplies. A plurality of power-supply disconnect switches that correspond to each of the communication means, and a plurality of communication-means connection switches that disconnect and connect each communication means from the internal signal bus; A plurality of power bus switches respectively corresponding to each of the signal conversion means and capable of being connected to and separated from the internal power bus, and wherein the controller is connected to the internal signal bus and operates abnormally on the internal signal bus. When a digital signal is transmitted, disconnection of each of the signal bus switch, power bus switch, power connection disconnection switch, and communication means connection switch A field bus system for controlling connection and performing at least minimum switch disconnection for returning digital signal transmission on the internal signal bus to a normal state.
バスシステムにおいて、 前記機器について、前記内部信号バス上のデジタル信号
伝送が正常なときの少なくとも前記機器から出力された
最新データを保存し、前記内部信号バス上のデジタル信
号伝送が異常になった後に、前記外部の上位ネットワー
クシステムから異常の発生した機器に対してアクセスが
あったとき、前記最新データを前記異常の発生した機器
の出力として前記外部の上位ネットワークシステムに送
出する異常機器代行手段を備えたことを特徴とするフィ
ールドバスシステム。4. The field bus system according to claim 2, wherein the device outputs at least the digital signal when the digital signal transmission on the internal signal bus is normal .
After the latest data is saved and the digital signal transmission on the internal signal bus becomes abnormal, when the external higher-level network system accesses the device in which the abnormality has occurred, the latest data is stored in the abnormal state. A field bus system comprising abnormal device substitute means for sending an output of the generated device to the external upper network system.
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JPH08191491A JPH08191491A (en) | 1996-07-23 |
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