JP3428331B2 - 分散制御システム - Google Patents
分散制御システムInfo
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Description
置し、その間を一対の伝送線からなる伝送路で接続して
ネットワークを構成し、分散配置された各機器で制御対
象の制御を行う分散制御システムに係り、特に、1つの
伝送路を用いて、緊急状態を通知するのに好適な分散制
御システムに関する。
は、プロセスオートメーションの分野では、各種プラン
トの圧力,温度,流量などの物理量を検出し、その値を
電気信号に変換し伝送路を介して上位コントローラ(上
位機器)へ伝送するセンサ類、また、逆に、上位コント
ローラから伝送される制御信号を受信し、プラントの流
量などを制御するバルブ類などのことを示している。
野では、同様に、上位コントローラが搬送系などの機械
を制御するために必要な機械を駆動するモータ類,位置
検出を行うフォトセンサなどのことを示している。
コントローラとフィールド機器とが1対1で接続されて
おり、上位コントローラがフィールド機器を制御してい
る。このため、上位コントローラなしではフィールド機
器の制御を行うことができなかった。
ィールド機器と上位コントローラとの間の接続は、4〜
20mAのアナログ電流信号の伝送が規格化され、広く
使われている。
マイクロプロセッサ内蔵のフィールド機器が開発され実
用化されてきている。これによれば、同一伝送路上に複
数台のフィールド機器をマルチドロップ形態で接続し、
双方向のディジタル信号の通信を行ってネットワークを
構成し、計測・制御情報の伝達以外にフィールド機器の
レンジ設定,自己診断なども遠隔から指令できるように
なってきている。
ルドバス,LonWorks,DeviceNet などが有名であり、様
々な分野においてフィールド機器レベルに分散形ネット
ワークを適用するシステムが構築されている。
(特開平4−332099 号)を用いて従来例を説明する。
コントローラとが伝送路を介してバス形に接続された装
置構成例を示しており、代表的なフィールドバスを用い
た計測制御システムである。同図において、フィールド
機器1a,1b,1nは、伝送路5を介して上位コント
ローラ内の外部電源から供給される電力によって動作
し、伝送路5を介して、順番に上位コントローラ3とデ
ィジタル信号で双方向の通信を行い、検出した物理量の
送信,制御値の受信などの処理を行っている。
について説明する。
れるコマンドを、図11(b)はフィールド機器1aのレ
スポンスを、図11(c)はフィールド機器1bのレスポ
ンスを、図11(n)はフィールド機器1nのレスポンス
を、図11(z)は上位コントローラのスキャン周期をそ
れぞれ示している。この動作は、上位コントローラから
伝送路5を介してフィールド機器1aを呼び出すコマン
ド信号CMDaを送出すると、フィールド機器1aはこ
れを検知してステイタスや温度などの測定値をレスポン
スRESaとして上位コントローラに返送している。こ
れにより、上位コントローラはフィールド機器1aで測
定したデータを収集している。次に、上位コントローラ
から伝送路5を介してフィールド機器1bを呼び出すコ
マンド信号CMDbを送出すると、フィールド機器1b
はこれを検知してステイタスや温度などの測定値をレス
ポンスRESbとして上位コントローラに返送してい
る。これにより、上位コントローラはフィールド機器1
bで測定したデータを収集している。このようにして、
上位コントローラはフィールド機器1aからフィールド
機器1nまでを順番にデータ収集を行うものである。
器に異常が発生した場合に、前記通信周期に割り込んで
異常状態の通知ができないという問題があった。このた
め、上記従来例においては、このスケジューリングされ
た通信条件下で緊急に機器の異常を通知する手段とし
て、フィールド機器が通常の通信を行うときとは異なる
通信周波数の信号を、スケジューリングされた一連の通
信を中止するための信号として送出し、上位コントロー
ラがそれを認識して通信を中止した後、中止依頼をした
フィールド機器からIDを正規通信方法で連絡し、上位
コントローラが異常機器を特定する方式が提案されてい
る。
はフィールド機器の接続台数が多い場合に、フィールド
機器異常情報を上位コントローラに早く伝えるといった
面で効果があったが、以下に示す問題が解決されていな
かった。
理を考慮していないため、システムとしての異常処理が
行えない。
ラが介在した複雑な手順のため、迅速な対応ができな
い。
ないため、フィールド機器間で直接異常情報を伝送し、
システムとしての異常処理を緊急に行うことができな
い。
場合には、異常機器の特定が行えない。
決し、伝送路に接続している各フィールド機器間で異常
状態を緊急に通知することを可能とし、信頼性の高い分
散制御システムを提供することを目的としている。
の本発明の特徴は、制御対象の計測,制御などを行う複
数のフィールド機器、及び前記フィールド機器との通
信,制御を行う上位機器との間でネットワークを構成
し、各機器間で制御ループを形成する分散制御システム
において、前記フィールド機器は、他の機器との通常の
通信を行うための通常通信手段と、緊急時に通信を行う
緊急通信手段とを備え、前記通常通信手段と前記緊急通
信手段はそれぞれ異なる信号を用いて通信を行い、且つ
前記緊急通信手段は非同期で通信を行い、更に前記フィ
ールド機器の各々は、伝送路上の緊急信号を検出後、独
自に通常の機器の制御動作を中断し、制御対象に対して
安全な方向へ制御動作を変更することである。
急信号発生回路と緊急信号検出回路とからなり、前記緊
急信号発生回路と前記緊急信号検出回路は、フィールド
機器のI/Oインターフェイスを介してフィールド機器
に接続され、緊急信号を前記通常通信手段が用いる信号
とは異なる伝送方式の信号として送受信を行うことであ
る。
/Oインターフェイスからの緊急信号発生信号を受け、
緊急信号を生成することである。
号送信回路と緊急信号受信回路と緊急信号コントローラ
とからなり、前記緊急信号送信回路と前記緊急信号受信
回路は、前記緊急信号コントローラを介してフィールド
機器に接続され、緊急信号をコード化されたデータ列と
して送受信を行うことである。
ィールド機器内の前記通常通信手段が異常時にも、その
状態を緊急に通知できる構成にしたことである。
機器側でなくフィールド機器側の各フィールド機器が例
えば制御対象の異常を検出し、緊急に制御対象を安全な
方向に移行させるため、通常の制御を行う通信と関係な
く、異常を検出したフィールド機器が同一伝送路上に緊
急信号を出力し、制御対象を制御するフィールド機器が
その通知を受信し、上位機器を介することなく素早く制
御対象を安全な方向に制御できる。
1の実施例を説明する。
制御システムにおいて実現した例であり、コントロール
ルームに設置されたオペレータズコンソール、上位機器
(コントローラ)およびそれらを結ぶ制御用ネットワー
クなどで構成されたプラント全体を監視・制御する上位
側機器と、フィールド側(プラント現場)に設置された
フィールド機器類とを一対の伝送線からなる伝送路(フ
ィールドバス)で接続し、フィールドネットワークシス
テムを構成している。
ステム内のフィールドバスに関係する部分を詳細に示し
た構成例である。
b,1cは、ディジタル信号で双方向の通信を行うもの
であり、各種プラントにおけるプロセスの圧力,温度,
流量などの物理量を検出してその値を送信したり、また
は、バルブなどの制御量を受信したりするものである。
また、フィールド機器1a,1b,1cは、伝送路5を
介して外部電源4から供給される電力により動作し、伝
送路5の任意の箇所に接続できる。本実施例において
は、フィールド機器1a,1b,1cがフィールド側の
ジャンクション・ボックス8(中継箱)に接続した例を
示すが、これは、他の位置、例えば伝送路5の中間に接
続しても問題はない。
て、危険領域と安全領域との間に接続され、外部電源4
から伝送路5を介してフィールド機器側に供給する電
圧、およびフィールド機器側に流れる電流を制限してい
る。ここで、本質安全防爆構造の機器は、爆発性のガス
に囲まれた条件下で、機器の回路が故障しても引火しな
いよう、回路のエネルギーレベルを抑制したシステムで
ある。また、フィールド機器の接続台数の最大値は、バ
リア6が許容する出力電流とフィールド機器の消費電流
との関係により決められる。
ら供給される電圧がバリア6を介して伝送路5に出力す
る際に、ある一定電圧値を越えないように制限するもの
であり、通常、図3に示すように1つのツェナーダイオ
ード62が故障しても、上記機能を満足するように複数
個並列に接続している。ヒューズ63は、故障時にツェ
ナーダイオード62の過剰電力消費を保護している。負
荷抵抗64は、危険領域で伝送路5を短絡したときなど
の故障時に、過大な電流が伝送路に流れるのを抑制して
いる。このため、ツェナーダイオード62と負荷抵抗6
4によって、伝送路の線間電圧と伝送路を流れる電流と
を、ある一定値以下に抑えることができ、この結果、危
険領域で使用することができるエネルギーを必ずある一
定値以下(本質安全防爆で対象としているガス又は蒸気
に点火を生じないレベル)にすることにより、本質安全
防爆システムを実現している。
b,1c、上位通信機器2などのフィールドバス対応機
器と、伝送路5を介してディジタル信号の通信を行い、
フィールド機器の検出した各種物理量(圧力,温度,流
量など)を受信し、また、プラントの制御情報として、
バルブなどのフィールド機器へ制御信号を送信してい
る。
所に接続でき、上位通信機器2内にあるディスプレイや
キーボードを用いて、フィールド機器1a,1b,1c
の出力値のモニタ、調整などの処理を実行することがで
きる。本質安全防爆の条件下においては、上位通信機器
2は、安全領域側に接続している。
コンデンサで構成され、伝送路5の両端に接続される。
このターミネータは、伝送路5上に接続されるフィール
ド機器の通信周波数帯域での入力インピーダンスと比べ
て、かなり小さい値にすることにより、フィールド機器
の接続箇所、および接続台数などの条件による通信信号
への影響を小さく抑えている。このため、伝送路からタ
ーミネータが外れた場合に、フィールド機器からみた伝
送路のインピーダンスが大きくなり、各フィールド機器
からの送信信号は、大きくなる方向に変化する。ただ
し、フィールドバスに接続されるフィールド機器が送信
する信号の大きさは、一定であっても、そのドライバ回
路の方式,伝送路の長さ、および、接続形態などの条件
により、伝送路上の各箇所での信号の大きさは、異なっ
ていて一様ではない。本実施例では、ターミネータを設
置する位置は、危険領域側でのキャパシタンスを低くし
本質安全防爆システムが構成し易いように、バリア6に
対して安全領域側と危険領域側とに配置し、危険領域側
に2つのターミネータを配置しなくてもよい構成にして
いる。
する。
信プログラムに従い、送受信器32を介してフィールド
機器1a,1bのようなプラントの物理量を検出する伝
送器などと通信を行い、プラントの圧力,流量,温度な
どの物理量を受信し、内部でPID演算などの処理を行
った後、バルブ等を示すフィールド機器1cへプラント
の制御信号を送信し、プラントの制御を行っている。こ
れらの制御動作は、約0.1〜2.0秒の一定周期で行わ
れるようスケジューリングされており、制御動作を行う
ための通信の合間をぬって、フィールド機器の自己診断
情報の受信など、制御動作と関係ない通信を行ってい
る。MPU31では、上位機器3からの通信データの送
信を、伝送路上の他の機器により妨害された場合や、ま
たは、該当するフィールド機器との通信が複数回異常に
なった場合等に、それぞれ伝送路異常,機器異常として
認識し、図2のオペレーターズコンソールの画面にその
情報が表示されるように、制御用ネットワークを介して
その情報を伝達している。
のフィールド機器について説明する。尚、ここでは図3
のフィールド機器1a,1bのようなプラントの物理量
を検出する伝送器の例で説明する。
7は、伝送路を介して外部電源より加えられる電圧から
フィールド機器1自身が動作するための電圧VDDを作り
出し、定電流回路110は、フィールド機器1全体の消
費電流が一定になるように制御している。複合センサ1
08は、プラントの複数の物理量を検出し、複合センサ
108からの各出力はマルチプレクサ109へ入力され
るようになっている。前記マルチプレクサ109には、
I/Oインターフェイス106からの入力切換信号が入
力され、マルチプレクサ109からの信号はA/D変換
器105に入力されるようになっている。さらにマイク
ロプロセッサ101があり、このマイクロプロセッサ1
01は前記A/D変換器105から順次送り込まれるプ
ラントの各物理量と、ROM103,RAM102に格納されている
種々の係数を用いて、補正演算を行い、これによりプラ
ントの各物理量の真値を求め、RAM102にその値が格納さ
れる。
次の動作を行う。
101の指令で、RAM102などに格納されているデータな
どを、コントローラ104からシリアルのディジタル信
号列として出力する。次にこの信号は、送信回路112
でコード化された信号となり、ドライバ111に入力さ
れ、ドライバ111から伝送路へ通信信号として出力さ
れる。ここで、コード化方式としては、例えば、ベース
バンド信号のマンチェスタ符号に変換する方式やディジ
タル信号の“1”,“0”に対応して異なった周波数信
号を変調する方式などがある。また、ドライバの方式と
しては、電圧信号で出力する方式と電流信号で出力する
方式とがあるが、図1は、電流信号で出力する方式であ
る。
回路113でデコード処理を行い、コード化された信号
を前記シリアルのディジタル信号列の形で取り出し、コ
ントローラ104にディジタル信号の“1”,“0”か
らなるデータとして入力される。コントローラ104に
入力された信号は、マイクロプロセッサ101により、
受信データとして取り出される。
ド機器1内部の動作異常を自己診断等で検出した場合の
フィールド機器1の処理について説明する。
内部の動作異常を自己診断等で検出した場合、マイクロ
プロセッサ101の指示により、I/Oインターフェイ
ス106を経由して、緊急信号発生回路114へ緊急信
号発生信号が入力され、緊急信号発生信号を受けた緊急
信号発生回路114では、緊急信号が生成されドライバ
111を介して伝送路上を流れる信号に重畳して送信さ
れる。この緊急信号は、送信回路112から送信される
通常の通信信号と同じ伝送方式にする必要はなく、むし
ろ受信側で通信信号と区別するために、通信信号とは異
なる方式としている。例えば、信号をパルス状のトリガ
信号や、特定の周波数のバースト信号にする、などと
し、更にこれらの緊急信号は、一定時間間隔で複数回送
信する、信号の振幅を任意の設定値以上にする、という
ように伝送法に緊急信号としての条件を予め設定してお
く。このようにすることにより、ノイズなどを誤って緊
急信号と認識されることを避けることができる。
れかが上記のように緊急信号を発生した場合、同一伝送
路上の他の機器全ては緊急信号を受信することになる。
フィールド機器での緊急信号の受信時においては、伝送
路上を流れる信号に重畳されている緊急信号を、緊急信
号検出回路115によって検出し、緊急信号の有無がI
/Oインターフェイス106を介してMPU101に伝えられ
る。
急信号は、誤検出するのを防ぐために、前述のように通
常の通信信号とは異なる伝送方式であるので、緊急信号
検出回路115では、予め設定された緊急信号としての
伝送方式のみを検出できるようなフィルタ回路等が組み
込まれている(図示せず)。これは、通常の通信信号を
受信する受信回路113にも同様のことが言え、緊急信
号検出回路115とは逆に通常の通信信号のみを検出す
るようにしている。
ンターフェイスを介して送受信するため、基本的には伝
送路上の緊急信号の有無程度しか判別できないが、上記
の緊急信号としての各条件のように、緊急信号の伝送方
式を数パターン用意し、送信したい緊急情報によって数
種の方式を組み合わせて、若しくは単独で送信し、それ
ぞれの伝送方式の組み合わせに予め異常レベル、または
緊急度などの意味を定義付けしておくことにより、ある
程度の情報を送受信することができる。また、各伝送方
式の中の1つのみを用いる緊急信号の場合においても
(例えば、パルス状のトリガ信号のみを緊急信号として
用いる場合でも、)、その中で、信号の間隔を異ならせ
るなどして数パターンの信号をつくることによっても、
ある程度の情報を送信することが可能である。
ステムが、小規模で、且つ緊急情報の詳細な内容を必要
としないような場合には、本実施例の方法で十分であ
り、本実施例の構成であれば、フィールド機器内の回路
もそれほど大幅な変更を施す必要がなく(緊急信号発生
回路・検出回路を追加するのみ)、容易に緊急信号を送
信できる機器を構成することができる。
の送受信について説明しているが、ここで説明した緊急
信号を送受信するための回路を、上位機器に設けてもよ
く、この場合は、上位機器からフィールドバス上の各機
器や測定対象等の異常状態を随時検出することができ
る。
した場合の一例を、図8に示す。
するための図である。図9においては、緊急信号は特定
の周波数の信号を特定の振幅(Pw),特定の期間(T
w)として出力され、更に、特定の時間(Tc)内に再
度、同じ信号を送信するようにしている。受信側は、予
め設定された緊急信号のこれらの条件(特定の振幅(P
w),特定の期間(Tw),特定の時間(Tc))を全て
満たす信号を受信したとき、初めて緊急信号と認識する
ようにすることにより、通常の通信信号との差別化を図
り、緊急信号検出の信頼性を高めている。
成,検出を通常の制御動作を行うための通信を行う送受
信回路とは別の回路で行うため、一定周期でスケジュー
リングされた制御動作によって通信を行っている通常の
通信信号に割り込みをかけることなく、素早く緊急信号
の伝送が行え、かつ、フィールド機器内の送受信回路に
異常が生じた際にも緊急信号の伝送が行え、結果として
信頼性の高いシステムが構成できる。
両方が不必要な、例えば通常の通信信号のモニタのみを
行うようなフィールド機器に対しては、予め上位機器か
らの指令で緊急信号を無視するマスク処理を行えるよう
にしている。即ち、緊急信号発生回路114,緊急信号
検出回路115の機能を停止させることであるが、この
ようにすれば、そのフィールド機器では必要のない信号
をカットすることにより、より安定な信号処理が行え、
更に信号伝送の信頼性を向上できる。
のフローチャートを用いて説明する。
し、プラントの流量を差圧として検出し、フィールド機
器iiをバルブとし、バルブの開度によりプラントの流量
を制御するプラント制御システムの例である。
イマー割り込みにより一定周期にセンサとしての処理を
行い、通信割り込みにより通信処理を行う。優先順位と
しては、通信割り込みの方が高く、タイマー割り込みと
通信割り込みが並行して発生した場合、通信割り込みの
処理を優先して行う。
込むと共に、センサ,測定対象、及びフィールド機器自
体に異常がないかチェックを行う。ここで異常が発生し
た場合、前述の通り、伝送路5へ緊急信号を出力する処
理を行う。この緊急信号の送信は、各フィールド機器の
動作電力の受給と通常の通信とを同一伝送路で行ってい
る関係上、これらの信号に重畳することとなるため、通
常の通信と同期をとる必要がなく同時に送信できる。
にて上位機器から送られてくるバルブ開度としての制御
指令を受信し、バルブの開度制御を行いプラントの流量
を上位機器からの指令通りに制御している。
急信号が出力され、バルブの緊急信号検出回路がこの緊
急信号を受信した場合、緊急信号の検出動作がマスクさ
れていなければ、緊急信号割り込みが発生し、緊急処理
を行う。本実施例では、バルブを全閉してプラントの流
量をゼロにすることによってプラント全体の状態が安全
な方向になるように制御している。
号割り込み,通信割り込み,タイマー割り込みの順に割
り込みの優先順位を設定している。
続された各フィールド機器は、異常状態を検出すると、
それぞれ独自に緊急信号を伝送路へ出力し、他のフィー
ルド機器はその緊急信号を常に受信することができるの
で、フィールド機器間のみで緊急信号の信号伝送を行う
ことができる。例えば、差圧伝送器でプラントの異常を
検出した後、伝送路上に緊急信号を重畳することで、上
位機器を介することなく、直接同一伝送路上に接続され
たバルブに緊急信号を伝送でき、バルブがプラントの状
態が安全な方向に制御されるように動作させることがで
きるといったシャットダウンループを1つの伝送路で構
成することが可能となる。
て説明する。
制御システムに適用したものであり、フィールドバスシ
ステムの構成も前述の実施例1の説明と同じである。
する部分以外は、図1に示すフィールド機器とその機能
と役割が同じである。図1の実施例と異なる点は、緊急
信号の伝送を、単なる信号伝送ではなく通常の通信と同
様にデータとして伝送することであり、このために通常
の通信信号を送受信するための回路と全く同等の回路
を、緊急信号用に設けたことである。緊急信号の送受信
を行うための専用の回路として設けられたものは、緊急
信号コントローラ104′,緊急信号送信回路112′
及び緊急信号受信回路113′である。このため、送受
信のための回路が通常の2倍必要になるというハード的
な負担は大きくなるものの、緊急信号を単に信号として
ではなく、通信信号のようにデータを含む信号とするこ
とができ、機器名称や異常内容などのデータが盛り込ま
れた詳細な緊急信号を伝送することができ、より高度な
緊急処理を行うことができる。
る。
には、次の動作を行う。
101の指令で、RAM102などに格納されているデータな
どを、コントローラ104からシリアルのディジタル信
号列として出力する。次にこの信号は、送信回路112
でコード化された信号となり、ドライバ111に入力さ
れ、ドライバ111から伝送路へ通信信号として出力さ
れる。ここで、コード化方式としては、例えば、ベース
バンド信号のマンチェスタ符号に変換する方式,ディジ
タル信号の“1”,“0”に対応して異なった周波数信
号を変調する方式などがある。また、ドライバの方式と
しては、電圧信号で出力する方式と電流信号で出力する
方式とがあるが、図4は、電流信号で出力する方式であ
る。
回路113でデコード処理を行い、コード化された信号
から変換して前記のシリアルのディジタル信号列の形で
取り出し、コントローラ104にディジタル信号の
“1”,“0”からなるデータとして入力される。コン
トローラ104に入力された信号は、マイクロプロセッ
サ101により、受信データとして取り出される。
説明する。
測定対象の異常、またはフィールド機器1内部の動作異
常を自己診断等で検出した場合、緊急信号コントローラ
104′を経由して、緊急信号送信回路112′からド
ライバ111を介して伝送路へ緊急信号を送信する。こ
の緊急信号を送信することで、伝送路上の通信データは
それぞれの信号が重畳された形となるが、緊急信号は送
信回路112から送信される通信信号とは異なった伝送
方式の信号とすることにより、緊急信号と通信信号とを
同時に通信しても、伝送路上に接続されるフィールド機
器のそれぞれの緊急信号受信回路113′では通常の通
信信号と緊急信号とをフィルタ(図示せず)等を介する
ことにより切り分けて認識することができる。
う通信をするための回路と緊急信号の通信をするための
回路とをそれぞれ独立して構成しているため、一定周期
でスケジューリングされた制御動作を行うための通信を
行っている通常の通信信号の伝送と関係なく素早く緊急
信号の伝送が行え、且つ、通常の通信信号を伝送する通
信回路異常時にも緊急信号の伝送が行え、結果として信
頼性の高いシステムを構成することができる。
113′、及びコントローラ104と緊急信号コントロ
ーラ104′は、それぞれ同等の機能を持つ回路であ
り、通信信号と緊急信号は常に両方の回路に入力される
ので、通信信号を緊急信号受信回路113′と緊急信号
コントローラ104′とを介して受信処理することもで
きる(受信回路113と緊急信号受信回路113′のそ
れぞれに、通信信号を検出する、若しくは緊急信号を検
出するための2つのフィルタ等の回路を設け、状況に応
じて切り替えるようにすれば、容易に実現できる。)。
これは、受信回路の二重化であり、仮に受信回路113
やコントローラ104が故障したとしてもフィールド機
器の処理を停止することなく他の機器と通信を継続する
ことができ、機器として、またシステムとしての信頼性
を高めることができる。また、逆に言えば、緊急信号に
対しても受信回路を二重化したことにも成り、緊急通信
に関しても信頼性を高めることができると言える。ま
た、このように通信系の回路が二重化されているため、
受信側で両方の受信データの照合が行え、ネットワーク
として信頼性の高いシステムを構成することが可能であ
る。
挙げれば、例えば、通信信号の使用する通信周波数帯域
とは異なった帯域を使用することなどにより、両方の通
信を同時に行えるようにすることもできる。
施例の説明で用いた図6のフローチャートに示したもの
と同じであるが、本実施例においては、それに付け加
え、緊急信号の詳細な内容を識別することが可能とな
る。このため、フィールド機器から出力された緊急信号
は、伝送路上に接続される全ての機器で受信可能である
が、緊急信号をデータとして受信できるので、緊急信号
を特定の機器のみに伝送することも、異常状態の具体的
な内容を伝送することもできる。よって、異常状態に応
じて必要なフィールド機器のみが緊急処理を行うことが
でき、より効率の良い制御を行うことができる。また、
緊急の度合に応じて種々の緊急処理を容易に実施するこ
とも可能となる。
療用分析装置を検体搬送系で結んだ検体搬送システムに
本発明を適用した例である。
う場合、検体搬送システム内の各医療用分析装置で分析
を行う検体は、まず所定の容器に入れられ検体搬送系5
04上に載せられる。検体搬送系504に載せられた検
体は、検体搬送系504の各所に設けられたモータを駆
動することにより、検体搬送系504上を移動してい
く。そして、分析を行うべき任意の分析装置501の前
に移動してきた時、モータを停止して搬送系の流れを停
止させ、検体を分析装置501に運び込む処理を行う。
また、分析が完了した検体を検体搬送系504に再び載
せるときも同様に、モータを停止させて検体を搬送系5
04に載せ、次の分析装置へと送り出す。このように、
モータを制御することにより、検体は所定の各分析装置
へと運ばれる。
するが、これらのモータは検体搬送系504の各所に設
置されたモータコントローラ503により制御される。
ここで、これらの検体搬送系全体の制御は、搬送系制御
コントローラによって行われるが、この搬送系制御コン
トローラは、各分析装置に内蔵する方式と、分析装置の
外に別個に独立して設ける方式とがあるが、本実施例で
は、前者の分析装置に検体搬送系コントローラを内蔵し
た例により説明する。
制御は各分析装置501に内蔵された搬送系制御コント
ローラからの指令により行われ、検体の位置検出は検体
搬送系に取り付けられたフォトセンサ502により監視
される。フォトセンサ502は、搬送系の特定の場所に
設置され、通過する検体の位置などを定期的に検出する
ものである。分析装置501,モータコントローラ50
3,フォトセンサ502は、それぞれ一対の伝送線50
5によって結ばれ、フィールドネットワーク(LonWork
s)を構成している。
において、フォトセンサ502がフィールド機器i(差
圧伝送器)に、モータコントローラ503がフィールド
機器ii(バルブ)に該当し、分析装置501に内蔵され
た搬送系制御コントローラが上位機器に該当している。
尚、本実施例のフィールド機器であるフォトセンサ50
2,モータコントローラ503にも、前述の各実施例と
同様の緊急信号用の回路が適用されている。
のフローチャートにおいて説明する。
は通常、タイマー割り込みにより一定周期に搬送系の監
視を行い監視センサとしての処理を行っている。またそ
れと並行して、通信割り込みが発生した場合、こちらを
優先し通信処理を行う。
センサ自身の異常検出を行っており、搬送系504の異
常、またはフォトセンサ502自体に異常を検出した場
合、前述の第1及び第2の実施例と同様に、伝送線50
5へ緊急信号を出力する。この緊急信号も、前述の各実
施例と同様、通信信号と伝送方式を変えたものとしてい
るので、通常の通信信号と同期をとる必要がなく、任意
のタイミングで送信できるものである。
503は、通信割り込みにて、伝送線505上のデータ
を受信し、搬送系制御コントローラから送られてくる検
体を運ぶための移動距離の制御指令であれば、モータ回
転数として受信し、検体を目的位置まで運ぶように搬送
系制御コントローラからの指令通りに制御している。こ
こで、伝送線505上に出力されたフォトセンサ502
の緊急信号をモータコントローラ503内の緊急信号検
出回路で受信した場合、緊急信号の検出動作が予めマス
クされていなければ、緊急信号割り込みが発生し、緊急
処理を行う。本実施例では、モータ駆動中であった場
合、検体に影響を与えないようにモータを徐々に減速さ
せて停止させ、検体搬送システム全体が安全な方向にな
るよう制御するものとしている。
おいても、検体を搬送中にフォトセンサ502で異常を
検出した場合、フォトセンサ502が異常状態を示す緊
急信号を伝送線505上に出力することにより、伝送線
505に接続される全ての機器で緊急信号の検出が行え
るため(予め緊急信号を無視するマスク処理が行われて
いない場合)、いちいち分析装置内の搬送系制御コント
ローラを介することなく、直ちに搬送系の緊急停止など
の緊急処置を行うことができる。
体を搬送できるので、信頼性の高い検体搬送システムを
構築することが可能となる。
に、本発明による分散制御システムを用いて各種制御シ
ステムを構成することにより、フィールド機器、または
制御対象の異常をフィールド機器が検出した場合に、伝
送路上に緊急信号を重畳させることで、上位機器を介す
ることなくフィールド機器間のみで、早急に緊急信号の
通知を行うことができるという効果がある。
から、制御対象を素早く安全な方向に制御することがで
きるという効果もある。
の送受信を行う回路とを個別に設けることにより、フィ
ールド機器内の回路異常時にも駆動可能な信頼性の高い
分散制御システムが構築できるという効果もある。
ック図。
ック図。
ローチャート。
ローチャート。
信号状態の例。
機器、3…上位機器、4…外部電源、5…伝送路、6…
バリア、7…ターミネータ、104…コントローラ、1
04′…緊急信号コントローラ、106…I/Oインタ
ーフェイス、112′…緊急信号送信回路、113′…
緊急信号受信回路、114…緊急信号発生回路、115
…緊急信号検出回路、501…分析装置、502…フォ
トセンサ、503…モータコントローラ、504…検体
搬送系、505…伝送線。
Claims (5)
- 【請求項1】制御対象の計測,制御などを行う複数のフ
ィールド機器、及び前記フィールド機器との通信,制御
を行う上位機器との間でネットワークを構成し、各機器
間で制御ループを形成する分散制御システムにおいて、 前記フィールド機器は、他の機器との通常の通信を行う
ための通常通信手段と、緊急時に通信を行う緊急通信手
段とを備え、前記通常通信手段と前記緊急通信手段はそ
れぞれ異なる信号を用いて通信を行い、且つ前記緊急通
信手段は非同期で通信を行い、 更に前記フィールド機器の各々は、伝送路上の緊急信号
を検出後、独自に通常の機器の制御動作を中断し、制御
対象に対して安全な方向へ制御動作を変更する ことを特
徴とする分散制御システム。 - 【請求項2】請求項1記載の分散制御システムにおい
て、 前記緊急通信手段は、緊急信号発生回路と緊急信号検出
回路とからなり、 前記緊急信号発生回路と前記緊急信号検出回路は、フィ
ールド機器のI/Oインターフェイスを介してフィール
ド機器に接続され、 緊急信号を前記通常通信手段が用いる信号とは異なる伝
送方式の信号として送受信を行うことを特徴とする分散
制御システム。 - 【請求項3】請求項2記載の分散制御システムにおい
て、 前記緊急信号発生回路は、I/Oインターフェイスから
の緊急信号発生信号を受け、緊急信号を生成することを
特徴とする分散制御システム。 - 【請求項4】 請求項1記載の分散制御システムにおい
て、 前記緊急通信手段は、緊急信号送信回路と緊急信号受信
回路と緊急信号コントローラとからなり、 前記緊急信号送信回路と前記緊急信号受信回路は、前記
緊急信号コントローラを介してフィールド機器に接続さ
れ、 緊急信号をコード化されたデータ列として送受信を行う
ことを特徴とする分散制御システム。 - 【請求項5】 請求項1記載の分散制御システムにおい
て、 前記緊急通信手段は、前記フィールド機器内の前記通常
通信手段が異常時にも、その状態を緊急に通知できる構
成にしたことを特徴とする分散制御システム。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31333196A JP3428331B2 (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | 分散制御システム |
US08/934,936 US6023399A (en) | 1996-09-24 | 1997-09-22 | Decentralized control system and shutdown control apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31333196A JP3428331B2 (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | 分散制御システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10154291A JPH10154291A (ja) | 1998-06-09 |
JP3428331B2 true JP3428331B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=18039960
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31333196A Expired - Lifetime JP3428331B2 (ja) | 1996-09-24 | 1996-11-25 | 分散制御システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3428331B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013207605A1 (de) * | 2013-04-25 | 2014-10-30 | safetec Brandes und Niehoff GmbH | Rauchmeldeeinheit, Rauchmeldesystem sowie Rauchmeldervorrichtung |
US10216559B2 (en) * | 2016-11-14 | 2019-02-26 | Allegro Microsystems, Llc | Diagnostic fault communication |
JP7436019B2 (ja) * | 2020-04-21 | 2024-02-21 | 深田工業株式会社 | 本質安全防爆型検知システム |
-
1996
- 1996-11-25 JP JP31333196A patent/JP3428331B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10154291A (ja) | 1998-06-09 |
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