JP3874171B2

JP3874171B2 - Duplex communication module device

Info

Publication number: JP3874171B2
Application number: JP2001393215A
Authority: JP
Inventors: 冬樹水島
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2021-12-26
Also published as: JP2003195903A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散型制御装置等におけるフィールドバスに接続される複数のフィールド機器の内、上位装置との通信を行う通信モジュールを二重化し、一方に前記フィールドバスのセグメント管理権を持たせた二重化通信モジュール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３の機能ブロック図により、分散型制御装置の一般的な階層構成を説明する。１は上位装置であるヒューマンインターフェイスステーション（ＨＩＳ）であり、上位の制御バス２に接続されている。３は制御バス２を介してＨＩＳ１と通信するフィールドコントロールステーション（ＦＣＳ）、４はＦＣＳ３が制御を担当する機器と通信するＩ／Ｏバス、５はこのＩ／Ｏバスに複数接続されるノードである。
【０００３】
６はフィールドバス分岐端子台であり、一般機能を有するフィールド機器（プロセスのセンサ、操作端等）７及び二重化された通信モジュール８１、８２が接続されている。これら通信モジュールはノード５に実装されており、フィールド機器７とＦＣＳとの通信を中継する。
【０００４】
８１ａ及び８１ｂは、通信モジュール８１とフィールドバス分岐端子台６を結合するケーブル両端のコネクタ、８２ａ及び８２ｂは、通信モジュール８２とフィールドバス分岐端子台６を結合するケーブル両端のコネクタである。
【０００５】
以下、フィールドバスとして、標準的な規格として普及しているＦＦ（Foundation Fieldbus）Ｈ１を適用した場合について説明する。
ＦＦ−Ｈ１フィールドバス仕様では、セグメント管理機能を有するリンクマスタ機器（Link Master：以下ＬＭ）間での調停により、その内の１台のみが唯一実際にセグメント管理動作を行う。この機器をリンクアクティブスケジューラ（Link Active Scheduler：以下ＬＡＳ)と呼ぶ。一方、管理機能を持たない機器はＬＭ機器に対してＢａｓｉｃ機器と呼ぶ。
【０００６】
図４は、フィールド機器の機能分担を示す説明図であり、フィールド機器はＬＭ機能を持たないＢａｓｉｃ機器群と、ＬＭ機能を持つＬＭ機器群に２分され、ＬＭ機器の中の唯一がＬＡＳ機器として機能している。通信モジュールを二重化するにあたり、同一セグメント上の２個の通信モジュール８１、８２の夫々には、ＬＭ機能が搭載されており、通信モジュール８１がＬＡＳに選定されている場合は、通信モジュール８２はＬＭ機器として機能する。
【０００７】
ＬＡＳが管理しているセグメントに新たな機器（ＬＭ機器、Ｂａｓｉｃ機器とも)が接続された場合、新規接続機器は、既存のＬＡＳから初期化立ち上げ制御によりセグメントへの参加処理が行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図５は、通信モジュールのコネクタ抜けが発生した場合の問題点を説明する遷移図である。
（Ａ）は、通常状態であり、ＦＦ−Ｈ１フィールドバスセグメント６に接続された通信モジュール８１がＬＡＳとして機能し、通信モジュール８２及びＢａｓｉｃ機器群７のグループＳを管理している。
【０００９】
ここで（Ｂ）に示すように、ＬＡＳとして動作中の通信モジュール８１側のコネクタが抜けると、セグメントとしては一時的にＬＡＳつまり管理者不在の状態になる。ＬＡＳ不在を検出したＬＭ機器であるもう一方の通信モジュール８２は、（Ｃ）に示すように、ＦＦ−Ｈ１仕様に従い新たなＬＡＳとなり、セグメント管理を継承する。
【００１０】
コネクタを切り離された元ＬＡＳである通信モジュール８１は、上位のＦＣＳ３との通信機能は機能しており、フィールド機器が存在しないセグメント上でＬＡＳとして動作を継続している。従ってこの時点で、別々の独立したセグメント上に２台のＬＡＳが存在することと等価になる。
【００１１】
この状態から外れたコネクタが再接続されると、（Ｄ）に示すように、その瞬間に今度は逆に１つのセグメント上に２台のＬＡＳが共存することになる。ＦＦ−Ｈ１仕様では同一セグメント上に同時に２台のＬＡＳが存在する状態はバス制御を正常に行えない異常状態であり、以下の障害が発生する。
【００１２】
（１）接続直後に不正フレーム検出によるバスリセットが発生してしまう（
Live Listがリセット状態となる）。この結果、本来正常なセグメント上のフィールド機器が、停止したように見える。
（２）競合によって機器なし側の元ＬＡＳがＬＡＳとなった場合、セグメントの機器の存在を表すLive Listがリセットする。この結果、本来正常なセグメント上のフィールド機器が、停止したように見える。更にセグメント上の共通時刻情報(Data Link時刻)が急変し、機器内の制御動作が乱れる。
【００１３】
これらのバス上通信の乱れにより、フィールドバス通信制御はもとより、フィールド機器とのデータ入出力が一時的に行えなくなったり、入出力値が異常になるなど、アプリケーションとしてのプロセス制御への悪影響が発生する。
【００１４】
本発明の目的は、フィールドバス通信制御の冗長化を目的とした通信モジュールの二重化環境において、通信モジュールのフィールドバスへのコネクタ抜けで発生する、通信モジュール相互間の制御権競合による障害を防止した二重化通信モジュール装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載発明の特徴は、分散型制御装置におけるフィールドバスに接続される複数のフィールド機器の内、上位装置との通信を行う通信モジュールを二重化し、一方に前記フィールドバスのセグメント管理権を持たせた二重化通信モジュール装置において、
前記通信モジュールと前記フィールドバスを接続するコネクタの接続状態を監視するコネクタ抜け検出手段と、
前記通信モジュールのフィールドバス通信機能を有効又は停止制御する通信制御手段と、を有し
セグメント管理権を持っている通信モジュールのコネクタ抜け検出手段がコネクタ抜けを検出した場合、通信制御手段は、自己のフィールドバス通信機能を停止させ、
コネクタ抜け検出手段がコネクタ接続の復帰を検出した場合、新たにセグメント管理権を持っている通信モジュールは、フィールドバスに復帰接続した通信モジュールの初期化立ち上げ処理を行う点にある。
【００１５】
請求項２記載発明の特徴は、
前記フィールドバスが、ＦＦＨ１規格である点にある。
【００１６】
請求項３記載発明の特徴は、
前記二重化した通信モジュールは、セグメント管理機能を有するリンクマスタ機器であり、その一方が実際にセグメント管理動作を行うリンクアクティブスケジューラ機器として選定されていることを特徴とする点にある。
【００１７】
請求項４記載発明の特徴は、
コネクタ抜けが検出された通信モジュールがリンクアクティブスケジューラ機器であった場合には待機側の通信モジュールがリンクアクティブスケジューラ機器に切り替えられる点にある。
【００１８】
請求項５記載発明の特徴は、
コネクタ抜けにより上位装置との通信が停止した通信モジュールが正常に前記フィールドバスに復帰接続された場合には、この通信モジュールは未初期化リンクマスタ機器とみなされて、現在リンクアクティブスケジューラ機器となっている通信モジュール側より初期化される点にある。
【００１９】
請求項６記載発明の特徴は、
前記フィールドバスに重畳される直流電源電圧を監視することにより、前記通信モジュールと前記フィールドバスを接続するコネクタ抜けを検出する点にある。
【００２０】
請求項７記載発明の特徴は、
前記上位装置が分散型制御装置におけるフィールドコントロールステーションである点にある。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図５で説明したＬＡＳ同士の競合は、一旦セグメントから抜けた元ＬＡＳが「機器無し」と判断した状態のまま元のセグメントへ戻りフィールドバス制御を継続しようして、既に存在していた後継ＬＡＳとぶつかる点が問題の根本である。
【００２２】
一方ＦＦ−Ｈ１仕様では、新規にセグメントに加入しようとする機器に対する初期化立ち上げ手順が規定されていて、一旦セグメントから抜けたＬＡＳが、未初期化のＬＭ機器として正規の手順に則って再びセグメントに参加すれば、この問題は発生しない。
【００２３】
フィールドバス通信上は元ＬＡＳから見た場合、コネクタ抜けは単に他機器が一斉にフェイルした(不在となった)状態と等価であり、再度フェイルした機器が立ち上がって来た時に備えてＬＡＳ動作を継続する必要がある。つまり、全ての機器が不在となっただけでは、ＬＡＳ動作を停止させる条件とはならない。
【００２４】
この点に着目した本発明のポイントは、通信モジュール内に「コネクタ抜け検出用手段」を追加し、この検出情報に基づきフィールドバス上の状態によらないフィールドバス通信機能の停止制御を行うことで、ＬＡＳ競合による障害を防ぐ点にある。
【００２５】
以下本発明実施態様を、図面を用いて説明する。図１は本発明を適用した二重化通信モジュール装置の一例を示す機能ブロック図であり、図３の従来装置で説明した要素と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００２６】
通信モジュール８１において、９は通信制御部であり、データ入出力部９ａ及びＬＭ機能制御部９ｂよりなる。８１ｃはプロセス入出力インターフェイス部であり、通信制御部９と上位装置であるＦＣＳ３との入出力データ通信をインターフェイスする。
【００２７】
１０はシステム電源装置であり、フィールド機器群７の電源とは独立してＦＣＳ３と通信モジュール８１に給電している。１１はフィールドバス６を形成する一対の導線６ａ、６ｂ間に接続された直流電源であり、Ｅは電源電圧で通常ＤＣ２０Ｖ程度に選定されている。
【００２８】
フィールド機器群７は導線６ａ、６ｂ間に接続され、直流電源１１より給電され、プロセス入出力データ信号ｅ（通常は２Ｖｐ−ｐ）が直流電圧Ｅに重畳する。Ｗ１はＥに重畳するフィールドバス６上の入出力データ信号ｅの波形図である。
【００２９】
８１ｄは、フィールドバス６と通信モジュールを結合するコネクタであり、図では抜けた状態を示している。このコネクタを介してフィールドバス信号は信号／電源分離装置１８ｅに導かれ、波形図Ｗ２に示す信号成分ｅが信号デコード／エンコード装置８１ｆに供給されると共に、波形図Ｗ３に示すＤＣ電圧分Ｅが電源検出判定装置８１ｇに供給される。
【００３０】
信号デコード／エンコード装置８１ｆは、通信制御部９とプロセス入出力データにつき通信する。電源検出判定装置８１ｇはＷ３に示す電源電圧Ｅを監視し、所定の閾値Ｅｓとの比較で電源状態のＯＮ／ＯＦＦを判定する。８１ｈは入力フィルタであり、電源状態のＯＮ又はＯＦＦが所定時間（例えば１００ｍ秒）継続したらＯＮ又はＯＦＦを確定し、通信制御部９の機能を有効又は停止制御する。
【００３１】
定常状態では、電源状態はＯＮであり、通信制御部９の機能は有効となり、通信モジュール８１がＬＡＳの場合には正常なＬＡＳ機能を行う。コネクタ抜けが発生すれば、電源状態はＯＦＦとなるので、通信制御部９の機能は停止し、通信モジュール８１はＬＡＳ機能を停止する。
【００３２】
以後この通信モジュール８１は未初期化のＬＭ機器とみなされ、コネクタが接続復帰した際には、新規にセグメントに加入した機器とみなされ、現在ＬＡＳとして機能している機器側より、ＦＦ−Ｈ１規定による初期化立ち上げ手順に基づいて初期化され、ＬＭ機器としてセグメントに参加する。
【００３３】
図２は、定常状態からＬＡＳのコネクタ抜き→挿し、復帰までの流れを説明する遷移図である。
（Ａ）は、図５（Ａ）と同一の定常状態であり、ＦＦ−Ｈ１フィールドバスセグメント６に接続された通信モジュール８１がＬＡＳとして機能し、通信モジュール８２（ＬＭ機器でＬＡＳ待機状態）及びＢａｓｉｃ機器群７のグループＳを管理している。
【００３４】
（Ｂ）は、ＬＡＳ側（通信モジュール８１）のコネクタ抜け状態を示す。フィールドバス側コネクタが抜かれると、残ったフィールドバスセグメント６上では一瞬ＬＡＳが不在となる。このＬＡＳ不在を検出したＬＭ機器(ＬＡＳ待機状態の通信モジュール８２)が新たにＬＡＳとなる。一方、コネクタを抜かれた方の元ＬＡＳ（通信モジュール８１）は、機器が全て不在となったのと同じ状態でＬＡＳ動作を継続しようとする。
【００３５】
このとき、（Ｂ）´及び（Ｃ）に示すように、元ＬＡＳ側の通信モジュール８１では、コネクタ抜けの検出信号で通信制御部のフィールドバス通信機能が停止され、再度セグメントへコネクタが接続されるのを、コネクタ状態を監視しながら待つ待機状態となる。コネクタ接続の復帰確認が出来次第、フィールドバス通信機能の初期化が開始される。
【００３６】
同時に、元待機側の通信モジュール８２がフィールドバスセグメント６上の新たなＬＡＳとしてフィールドバス通信管理機能を開始する、制御権交替が実行される。以後、他のフィールド機器向けの処理と同様に元ＬＡＳ側機器（通信モジュール８１）がコネクタ復帰で初期化処理待ちとなれば、通常のＬＡＳ機能の一環として初期化立ち上げ処理を実行する。
【００３７】
（Ｄ）は元ＬＡＳ側（通信モジュール８１）コネクタが復帰再接続された状態を示しており、この状態ではフィールドバス通信を停止している通信モジュール８１側は応答していない。
元ＬＡＳ側がコネクタ抜けからの復帰(つまり再接続)を検出すれば、フィールドバス通信を再開する。この際、セグメント上の新ＬＡＳ（通信モジュール８２）によるＢａｓｉｃＬＭ／共通の立ち上げ処理に従うため、ＬＡＳの競合は発生しない。
【００３８】
通常のフィールド機器として立ち上がった元ＬＡＳ側通信モジュール８１は、フィールドバス仕様に従ってＬＡＳとしてのパラメータを新ＬＡＳ（通信モジュール８２）との間で等値化し、ＬＭ機器としての準備が完了する。ここで初めて、ＬＡＳとして動作可能な待機状態となる。
【００３９】
以上説明した実施例では、コネクタ抜けの検出手段としてフィールドバス６に重畳する電源電圧を監視する例を示したが、コネクタの開放を直接検知するセンサ手段を用いることも可能である。
【００４０】
本発明の適用対象は、実施例で説明した分散型制御装置に限定されることなく、上位装置と通信する通信モジュールの二重化装置で、制御権の競合による障害が発生するおそれのあるフィールドバスに有効に適用可能である。
【００４１】
また、フィールドバスの規格として標準的なＦＦ−Ｈ１を実施例として説明したが、この規格に限定されることなく、上位装置と通信する通信モジュールの二重化で唯一が制御権を許可され、制御権の競合による障害が発生するおそれのあるフィールドバスに有効に適用可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、上位装置と通信する通信モジュールの二重化で唯一が制御権を許可され、制御権の競合による障害が発生するおそれのあるフィールドバスにＬＭ機器である通信モジュールの二重化時に、コネクタ抜け後の通信モジュールのセグメントへの再接続によってフィールドバス通信が乱れるおそれがなく、プロセスへの悪影響も発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した二重化通信モジュール装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図２】定常状態からＬＡＳのコネクタ抜き→挿し、復帰までの流れを説明する遷移図である。
【図３】分散型制御装置の一般的な階層構成を示す機能ブロック線図である。
【図４】ＦＦ−Ｈ１規格によるフィールド機器の機能分担を示す説明図である。
【図５】通信モジュールのコネクタ抜けが発生した場合の問題点を説明する遷移図である。
【符号の説明】
３ＦＣＳ
６フィールドバス
７フィールド機器
８１通信モジュール
８１ｃプロセス入出力インターフェイス部
８１ｄコネクタ
８１ｅ信号／電源分離装置
８１ｆ信号デコード／エンコード装置
８１ｇ電源検出判定装置
８１ｈ入力フィルタ
９通信制御部
９ａデータ入出力部
９ｂＬＭ機能制御部
１０システム電源装置
１１直流電源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a duplex communication module that communicates with a host device among a plurality of field devices connected to a field bus in a distributed control device or the like, and has a field bus segment management right on one side. The present invention relates to a communication module device.
[0002]
[Prior art]
A general hierarchical configuration of the distributed control apparatus will be described with reference to the functional block diagram of FIG. Reference numeral 1 denotes a human interface station (HIS) which is a host device, and is connected to a host control bus 2. 3 is a field control station (FCS) that communicates with the HIS 1 via the control bus 2, 4 is an I / O bus that communicates with devices that the FCS 3 is responsible for control, and 5 is a node that is connected to the I / O bus. is there.
[0003]
Reference numeral 6 denotes a fieldbus branch terminal block, to which a field device (process sensor, operation end, etc.) 7 having a general function and duplex communication modules 81 and 82 are connected. These communication modules are mounted on the node 5 and relay communication between the field device 7 and the FCS.
[0004]
81a and 81b are connectors at both ends of the cable that connect the communication module 81 and the fieldbus branch terminal block 6, and 82a and 82b are connectors at both ends of the cable that connect the communication module 82 and the fieldbus branch terminal block 6.
[0005]
Hereinafter, the case where FF (Foundation Fieldbus) H1 which is prevalent as a standard standard is applied as a field bus will be described.
In the FF-H1 fieldbus specification, only one of them actually performs a segment management operation by arbitration between link master devices (hereinafter referred to as LM) having a segment management function. This device is called a link active scheduler (hereinafter referred to as LAS). On the other hand, a device that does not have a management function is called a Basic device with respect to the LM device.
[0006]
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the division of functions of field devices. The field devices are divided into a basic device group having no LM function and an LM device group having an LM function. The only LM device is an LAS device. Is functioning as When duplicating a communication module, each of the two communication modules 81 and 82 on the same segment has an LM function. When the communication module 81 is selected as LAS, the communication module 82 Functions as a device.
[0007]
When a new device (both LM device and Basic device) is connected to the segment managed by the LAS, the newly connected device is subjected to the process of joining the segment by the initialization startup control from the existing LAS.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 5 is a transition diagram for explaining a problem when a connector disconnection of the communication module occurs.
(A) is a normal state, the communication module 81 connected to the FF-H1 fieldbus segment 6 functions as the LAS, and manages the communication module 82 and the group S of the Basic device group 7.
[0009]
Here, as shown in (B), when the connector on the side of the communication module 81 operating as the LAS is disconnected, the segment temporarily becomes LAS, that is, the absence of the administrator. As shown in (C), the other communication module 82 that is the LM device that has detected the absence of LAS becomes a new LAS according to the FF-H1 specification, and inherits segment management.
[0010]
The communication module 81, which is the original LAS with the connector disconnected, has a function of communication with the upper FCS 3, and continues to operate as a LAS on a segment where no field device exists. Therefore, at this point, it is equivalent to the presence of two LAS on separate independent segments.
[0011]
When a connector that is out of this state is reconnected, as shown in (D), two LAS coexist on one segment at this time. In the FF-H1 specification, a state where two LASs exist simultaneously on the same segment is an abnormal state in which bus control cannot be performed normally, and the following failure occurs.
[0012]
(1) Immediately after connection, a bus reset due to illegal frame detection occurs (
Live List is reset). As a result, the field device on the segment that is normally normal appears to have stopped.
(2) When the original LAS on the device-less side becomes LAS due to competition, the Live List indicating the presence of the device in the segment is reset. As a result, the field device on the segment that is normally normal appears to have stopped. Furthermore, the common time information (Data Link time) on the segment suddenly changes, and the control operation in the device is disturbed.
[0013]
These disturbances on the bus have adverse effects on process control as an application, such as temporary inability to input / output data to / from field devices as well as fieldbus communication control and abnormal input / output values. To do.
[0014]
An object of the present invention is to prevent a failure caused by a conflict of control rights between communication modules, which occurs when a communication module is disconnected from a field bus in a redundant environment of communication modules for the purpose of redundancy of field bus communication control. The purpose is to realize a duplex communication module device.
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, a feature of the present invention according to claim 1 is that a communication module that communicates with a host device among a plurality of field devices connected to a field bus in a distributed control device. In the duplex communication module device in which the fieldbus segment management right is given to one side,
Connector disconnection detecting means for monitoring a connection state of a connector connecting the communication module and the fieldbus;
Anda communication control means for enabling or stopping control the field bus communication function of the communication module
When the connector disconnection detecting means of the communication module having the segment management right detects the connector disconnection, the communication control means stops its own fieldbus communication function,
When the connector disconnection detecting means detects the return of the connector connection, the communication module newly having the segment management right is to perform initialization start-up processing of the communication module connected to the fieldbus .
[0015]
The feature of the invention described in claim 2 is that
The fieldbus is in the FFH1 standard.
[0016]
The feature of the invention described in claim 3 is that
The duplicated communication module is a link master device having a segment management function, and one of them is selected as a link active scheduler device that actually performs a segment management operation.
[0017]
The feature of the invention of claim 4 is that
When the communication module in which the connector disconnection is detected is a link active scheduler device, the standby communication module is switched to the link active scheduler device.
[0018]
The feature of the invention described in claim 5 is that
If a communication module that has stopped communicating with the host device due to a connector disconnection is successfully connected back to the fieldbus, this communication module is regarded as an uninitialized link master device and becomes the current link active scheduler device. The communication module is initialized from the communication module side.
[0019]
The feature of the invention described in claim 6 is that
By monitoring the DC power supply voltage superimposed on the field bus, it is possible to detect the disconnection of the connector connecting the communication module and the field bus.
[0020]
The feature of the invention described in claim 7 is that
The host device is a field control station in a distributed control device.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The conflict between the LASs described with reference to FIG. 5 is that the original LAS that has once left the segment returns to the original segment in a state where it is determined that there is no device, and continues the fieldbus control. The point of collision is the root of the problem.
[0022]
On the other hand, in the FF-H1 specification, an initialization start-up procedure for a device to be newly joined to a segment is defined, and a LAS that has once left a segment is once again in accordance with a normal procedure as an uninitialized LM device. If you join the segment, this problem will not occur.
[0023]
When viewed from the original LAS in terms of fieldbus communication, the disconnection of the connector is simply equivalent to a state in which other devices have failed all at once (absent), and the LAS operation is performed in preparation for when the failed device comes up again. Need to continue. In other words, the absence of all devices does not constitute a condition for stopping the LAS operation.
[0024]
The point of the present invention paying attention to this point is that a “connector disconnection detecting means” is added in the communication module, and the stop control of the fieldbus communication function is performed based on this detection information regardless of the state on the fieldbus. This is to prevent failures due to LAS competition.
[0025]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram showing an example of a duplex communication module device to which the present invention is applied. The same components as those described in the conventional device in FIG.
[0026]
In the communication module 81, reference numeral 9 denotes a communication control unit, which includes a data input / output unit 9a and an LM function control unit 9b. Reference numeral 81c denotes a process input / output interface unit that interfaces input / output data communication between the communication control unit 9 and the FCS 3 that is a host device.
[0027]
Reference numeral 10 denotes a system power supply device that supplies power to the FCS 3 and the communication module 81 independently of the power supply of the field device group 7. Reference numeral 11 denotes a DC power source connected between a pair of conductors 6a and 6b forming the field bus 6, and E is a power source voltage which is usually selected to be about DC 20V.
[0028]
The field device group 7 is connected between the conducting wires 6a and 6b, and is supplied with power from the DC power supply 11, and the process input / output data signal e (usually 2Vp-p) is superimposed on the DC voltage E. W1 is a waveform diagram of the input / output data signal e on the field bus 6 superimposed on E.
[0029]
Reference numeral 81d denotes a connector that couples the fieldbus 6 and the communication module, and shows a disconnected state in the figure. The fieldbus signal is guided to the signal / power source separation device 18e through this connector, the signal component e shown in the waveform diagram W2 is supplied to the signal decoding / encoding device 81f, and the DC voltage E shown in the waveform diagram W3 is obtained. The power is supplied to the power detection determination device 81g.
[0030]
The signal decoding / encoding device 81f communicates with the communication control unit 9 for process input / output data. The power supply detection determination device 81g monitors the power supply voltage E indicated by W3, and determines ON / OFF of the power supply state by comparison with a predetermined threshold Es. Reference numeral 81h denotes an input filter, which is determined to be ON or OFF when the power supply state is continuously turned ON or OFF for a predetermined time (for example, 100 milliseconds), and the function of the communication control unit 9 is controlled to be valid or stopped.
[0031]
In the steady state, the power supply state is ON, the function of the communication control unit 9 is enabled, and a normal LAS function is performed when the communication module 81 is LAS. If the connector is disconnected, the power supply state is turned off, so that the function of the communication control unit 9 stops and the communication module 81 stops the LAS function.
[0032]
Thereafter, the communication module 81 is regarded as an uninitialized LM device, and when the connection of the connector is restored, the communication module 81 is regarded as a device newly joined to the segment, and the FF-H1 from the device side currently functioning as the LAS. It is initialized based on the initialization start-up procedure according to regulations, and participates in the segment as an LM device.
[0033]
FIG. 2 is a transition diagram for explaining the flow from the steady state until the LAS connector is removed, inserted, and returned.
(A) is the same steady state as FIG. 5 (A), the communication module 81 connected to the FF-H1 fieldbus segment 6 functions as the LAS, and the communication module 82 (LAS standby state in the LM device) and The group S of the Basic device group 7 is managed.
[0034]
(B) shows the connector disconnected state on the LAS side (communication module 81). When the fieldbus side connector is disconnected, the LAS is absent for a moment on the remaining fieldbus segment 6. The LM device (the communication module 82 in the LAS standby state) that detects the absence of the LAS newly becomes the LAS. On the other hand, the former LAS (communication module 81) from which the connector is removed tries to continue the LAS operation in the same state as when all the devices are absent.
[0035]
At this time, as shown in (B) ′ and (C), in the communication module 81 on the former LAS side, the fieldbus communication function of the communication control unit is stopped by the detection signal of connector disconnection, and the connector is connected to the segment again. It becomes a standby state to wait while monitoring the connector state. As soon as the return of the connector connection is confirmed, the initialization of the fieldbus communication function is started.
[0036]
At the same time, a control right change is executed in which the former standby communication module 82 starts a fieldbus communication management function as a new LAS on the fieldbus segment 6. After that, if the former LAS side device (communication module 81) waits for initialization processing upon return of the connector as in processing for other field devices, initialization startup processing is executed as part of the normal LAS function.
[0037]
(D) shows a state in which the original LAS side (communication module 81) connector is restored and reconnected. In this state, the communication module 81 side that has stopped the fieldbus communication is not responding.
If the original LAS side detects return from connector disconnection (that is, reconnection), fieldbus communication is resumed. At this time, since the basic LM / common start-up process by the new LAS (communication module 82) on the segment is followed, LAS contention does not occur.
[0038]
The former LAS side communication module 81 that has started up as a normal field device equalizes the parameters as the LAS with the new LAS (communication module 82) in accordance with the fieldbus specification, and the preparation as the LM device is completed. Here, for the first time, a standby state capable of operating as an LAS is entered.
[0039]
In the embodiment described above, an example in which the power supply voltage superimposed on the field bus 6 is monitored as the connector disconnection detecting means is shown, but it is also possible to use sensor means for directly detecting the opening of the connector.
[0040]
The application target of the present invention is not limited to the distributed control device described in the embodiment, but is a duplication device of a communication module that communicates with a host device, and is applied to a field bus that may cause a failure due to a conflict of control rights. Effectively applicable.
[0041]
Further, although the standard FF-H1 has been described as an example as a fieldbus standard, the present invention is not limited to this standard, and only a control right is permitted by duplication of a communication module that communicates with a host device. The present invention can be effectively applied to a fieldbus that may cause a failure due to competition between the two.
[0042]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the control right is only permitted by duplication of the communication module communicating with the host device, and the field bus that may cause a failure due to the conflict of the control right is LM. When duplicating a communication module as a device, there is no possibility that fieldbus communication will be disturbed by reconnection to the segment of the communication module after the connector is disconnected, and no adverse effect on the process will occur.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing an example of a duplex communication module device to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a transition diagram for explaining the flow from the steady state to removal of the LAS connector → insertion and return.
FIG. 3 is a functional block diagram showing a general hierarchical configuration of a distributed control device.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the functional assignment of field devices according to the FF-H1 standard.
FIG. 5 is a transition diagram for explaining a problem when a connector disconnection of a communication module occurs.
[Explanation of symbols]
3 FCS
6 Fieldbus 7 Field device 81 Communication module 81c Process input / output interface unit 81d Connector 81e Signal / power supply separation device 81f Signal decoding / encoding device 81g Power supply detection determination device 81h Input filter 9 Communication control unit 9a Data input / output unit 9b LM function control Part 10 System power supply 11 DC power supply

Claims

フィールドバスに接続される複数のフィールド機器の内、上位装置との通信を行う通信モジュールを二重化し、一方に前記フィールドバスのセグメント管理権を持たせた二重化通信モジュール装置において、
前記通信モジュールと前記フィールドバスを接続するコネクタの接続状態を監視するコネクタ抜け検出手段と、
前記通信モジュールのフィールドバス通信機能を有効又は停止制御する通信制御手段と、を有し
セグメント管理権を持っている通信モジュールのコネクタ抜け検出手段がコネクタ抜けを検出した場合、通信制御手段は、自己のフィールドバス通信機能を停止させ、
コネクタ抜け検出手段がコネクタ接続の復帰を検出した場合、新たにセグメント管理権を持っている通信モジュールは、フィールドバスに復帰接続した通信モジュールの初期化立ち上げ処理を行うことを特徴とする二重化通信モジュール装置。Among the multiple field devices connected to the field bus, in the duplex communication module device in which the communication module for performing communication with the host device is duplexed, and the field bus has segment management rights on one side,
Connector disconnection detecting means for monitoring a connection state of a connector connecting the communication module and the fieldbus;
Anda communication control means for enabling or stopping control the field bus communication function of the communication module
When the connector disconnection detecting means of the communication module having the segment management right detects the connector disconnection, the communication control means stops its own fieldbus communication function,
Duplex communication characterized in that when the connector disconnection detection means detects the return of the connector connection, the communication module newly having the segment management right performs initialization startup processing of the communication module returned to the fieldbus and connected. Modular device.

前記フィールドバスが、ＦＦＨ１規格であることを特徴とする請求項１記載の二重化通信モジュール装置。 2. The duplex communication module device according to claim 1, wherein the field bus is FFH1 standard.

前記二重化した通信モジュールは、セグメント管理機能を有するリンクマスタ機器であり、その一方が実際にセグメント管理動作を行うリンクアクティブスケジューラ機器として選定されていることを特徴とする、請求項２記載の二重化通信モジュール装置。 3. The duplex communication according to claim 2, wherein the duplex communication module is a link master device having a segment management function, and one of the duplex communication modules is selected as a link active scheduler device that actually performs a segment management operation. Modular device.

コネクタ抜けが検出された通信モジュールがリンクアクティブスケジューラ機器であった場合には待機側の通信モジュールがリンクアクティブスケジューラ機器に切り替えられることを特徴とする、請求項３記載の二重化通信モジュール装置。 4. The duplex communication module device according to claim 3, wherein when the communication module in which the connector disconnection is detected is a link active scheduler device, the standby communication module is switched to the link active scheduler device.

コネクタ抜けにより上位装置との通信が停止した通信モジュールが正常に前記フィールドバスに復帰接続された場合には、この通信モジュールは未初期化リンクマスタ機器とみなされて、現在リンクアクティブスケジューラ機器となっている通信モジュール側より初期化されることを特徴とする、請求項３記載の二重化通信モジュール装置。 If a communication module that has stopped communication with the host device due to a connector disconnection is successfully connected back to the fieldbus, this communication module is regarded as an uninitialized link master device and becomes the current link active scheduler device. 4. The duplex communication module device according to claim 3, wherein the duplex communication module device is initialized from a communication module side.

前記フィールドバスに重畳される直流電源電圧を監視することにより、前記通信モジュールと前記フィールドバスを接続するコネクタ抜けを検出することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の二重化通信モジュール装置。 The duplex communication according to any one of claims 1 to 5, wherein a disconnection of a connector connecting the communication module and the field bus is detected by monitoring a DC power supply voltage superimposed on the field bus. Modular device.

前記上位装置が分散型制御装置におけるフィールドコントロールステーションであることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の二重化通信モジュール装置。 7. The duplex communication module device according to claim 1, wherein the host device is a field control station in a distributed control device.