JP4823093B2 - Digital control system and operation method thereof - Google Patents
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Description
この発明は、大規模プラントなどを制御する制御システムで、装置の一部更新の際に更新期間の短縮が可能なディジタル制御システムおよびその運用方法に関する。 The present invention relates to a digital control system that controls a large-scale plant or the like and can shorten an update period when the apparatus is partially updated, and an operation method thereof.
大規模プラントの制御システムにおいては、近年ディジタルコントローラと光多重伝送装置が適用され、複数の系統が同一のコントローラや多重伝送装置に統合され、制御される構成となっている(特許文献1参照)。 In a large-scale plant control system, recently, a digital controller and an optical multiplex transmission apparatus have been applied, and a plurality of systems are integrated and controlled by the same controller or multiplex transmission apparatus (see Patent Document 1). .
図6に、大規模プラントの一般的なディジタル制御システムの構成例を示す。制御システムは、コントローラC1、C2、…と、多重伝送装置RM1、RM2、…と、現場機器E1、E2、…、E6、…と、コントローラと多重伝送装置が接続され伝送を行なう制御ネットワークNCと、現場機器E1、E2、…、E6、…と多重伝送装置に実装された入出力基板IOとを接続するフィールドケーブルMCとで構成される。 FIG. 6 shows a configuration example of a general digital control system of a large-scale plant. The control system includes a controller C1, C2,..., A multiplex transmission device RM1, RM2,..., A field device E1, E2,. , E6,... And a field cable MC that connects the input / output board IO mounted on the multiplex transmission apparatus.
大規模プラントでは機能や制御目的に応じたいくつかの系統に分けられ、現場機器E1、E2、…、E6、…は一つの系統に属するが、異なる系統に属する機器の集合が一つの機器を構成する場合もある。たとえば、図6の機器E3は、一つの機器に異なる系統の機器が存在し、それらの機器とコントローラとの信号授受を行なうフィールドケーブルが複数本接続されていることを示している。コントローラC1には、系統A、Cを制御する機能SA、SCが実装され、コントローラC2には、系統B、Dを制御する機能SB、SDが実装されているように、系統制御機能は複数コントローラのどれか一つに実装されている。 In a large-scale plant, it is divided into several systems according to functions and control purposes, and the on-site equipment E1, E2, ..., E6, ... belongs to one system, but a set of equipment belonging to different systems has one equipment. May be configured. For example, the device E3 in FIG. 6 indicates that there are devices of different systems in one device, and a plurality of field cables for exchanging signals between these devices and the controller are connected. The controller C1 has functions SA and SC for controlling the systems A and C, and the controller C2 has functions SB and SD for controlling the systems B and D. Implemented in one of these.
系統Bに属するセンサを機器E1、アクチュエータを機器E5とした場合、機器E1で計測されたプロセス値は、多重伝送装置RM1に実装された入力基板から入力され、多重伝送装置RM1によって、系統Bの制御機能を持つコントローラC2へ向けて制御ネットワークNCへ伝送出力される。コントローラC2が前記プロセス値を受信し、制御演算に使用される。演算結果による制御指令信号は、機器E5へ向けてコントローラC2から制御ネットワークNCへ出力され、多重伝送装置RM2が受信し、機器E5と接続している出力基板から制御指令信号を出力し、その信号に従って機器E5は動作する。
上述した従来の制御システムにおいては、1台の多重伝送装置の更新や1台のコントローラの更新であっても、更新対象の装置に関連する複数系統を同時に停止する必要があり、また、複数系統が更新による影響を受けるため、更新後の特性試験に時間を要する。そのため、プラントの停止期間が長期化する問題があり、更新期間を短縮する制御システムが必要とされている。 In the conventional control system described above, even if one multiplex transmission device is updated or one controller is updated, it is necessary to simultaneously stop a plurality of systems related to the device to be updated. Since it is affected by renewal, it takes time for the characteristic test after renewal. Therefore, there is a problem that the plant stop period is prolonged, and a control system that shortens the renewal period is required.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ディジタル制御システムを構成する各装置・機器の更新時に、系統停止を不要にしてディジタル制御システムの稼働率を向上できるとともに、更新後の特性試験を容易に行なえるようにして、更新期間を短縮できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and can improve the operating rate of the digital control system by eliminating the need to stop the system when updating each device / equipment constituting the digital control system. It is an object of the present invention to make it possible to easily perform the characteristic test and to shorten the renewal period.
上記目的を達成するために、本発明に係るディジタル制御システムは、少なくとも1台のディジタルコントローラと、前記ディジタルコントローラが接続される制御ネットワークと、現場に配置される複数の現場機器と、前記現場機器の各々に付属し伝送信号の入出力を行なう伝送装置と、前記伝送装置が接続される複数の現場ネットワークと、前記制御ネットワークと複数の現場ネットワークとの間の伝送信号を統括し中継する複数台の伝送中継装置と、を有し、前記複数の現場ネットワークにおけるそれぞれの現場ネットワークは、前記複数台の伝送中継装置に対して選択して接続する選択機能を有し、前記複数台の伝送中継装置のうちの一部の伝送中継装置を取り替える際に前記ディジタルコントローラによる前記複数の現場機器の制御を継続できるように構成されていること、を特徴とする。
In order to achieve the above object, a digital control system according to the present invention includes at least one digital controller, a control network to which the digital controller is connected, a plurality of field devices arranged in the field, and the field device. A transmission device that inputs and outputs transmission signals, a plurality of field networks to which the transmission devices are connected, and a plurality of units that collectively and relay transmission signals between the control network and the plurality of field networks includes a transmission relay device, and each site network in the plurality of field network has a selection function of selectively connecting to said plurality of transmission relay device, wherein the plurality of transmission repeater Of the plurality of field devices by the digital controller when replacing some of the transmission relay devices. That is configured to be continued, and said.
また、本発明に係るディジタル制御システムの運用方法は、少なくとも1台のディジタルコントローラと、前記ディジタルコントローラが接続される制御ネットワークと、現場に配置される複数の現場機器と、前記現場機器の各々に付属し伝送信号の入出力を行なう伝送装置と、前記伝送装置が接続される複数の現場ネットワークと、前記制御ネットワークと複数の現場ネットワークとの間の伝送信号を統括し中継する複数台の伝送中継装置と、を有するディジタル制御システムの運用方法であって、前記複数の現場ネットワークにおけるそれぞれの現場ネットワークは、前記複数台の伝送中継装置に対して選択して接続する選択機能により選択して接続し、前記複数台の伝送中継装置のうちの一部の伝送中継装置を取り替える際に前記ディジタルコントローラによる前記複数の現場機器の制御を継続すること、を特徴とする。 In addition, an operation method of a digital control system according to the present invention includes at least one digital controller, a control network to which the digital controller is connected, a plurality of field devices arranged on the site, and each of the field devices. A plurality of transmission relays for controlling and relaying transmission signals between the attached transmission device for inputting / outputting transmission signals, a plurality of field networks to which the transmission devices are connected, and the control network and the plurality of field networks a method of operating a digital control system having devices with the respective site network in the plurality of field network, selects and connects the selected function for selectively connecting to said plurality of transmission repeater When replacing a part of the plurality of transmission relay apparatuses, Continuing the control of the plurality of field devices by Tal controller, characterized by.
本発明によれば、ディジタル制御システムを構成する各装置・機器の更新時に、系統停止を不要にしてディジタル制御システムの稼働率を向上できるとともに、更新後の特性試験を容易に行なえるようにして、更新期間を短縮できる。 According to the present invention, it is possible to improve the operating rate of the digital control system by eliminating the need to stop the system when updating each device / equipment constituting the digital control system, and to easily perform the characteristic test after the update. The renewal period can be shortened.
[第1の実施形態]
図1を用いて、本発明に係るディジタル制御システムの第1の実施形態を説明する。本ディジタル制御システムは、制御演算を行なう1台以上のコントローラC1、C2、…、CLと、ネットワーク間の伝送信号を中継する複数台の伝送中継装置N1、N2、…、NMと、現場機器(フィールド機器)E1、E2、…ENを有する。現場機器E1、E2、…ENは一般にセンサやアクチュエータであって、それぞれに、伝送信号の入出力を行なう伝送装置T1、T2、…、TNが付属している。
[First Embodiment]
A first embodiment of a digital control system according to the present invention will be described with reference to FIG. This digital control system includes one or more controllers C1, C2,..., CL that perform control operations, a plurality of transmission relay devices N1, N2,... NM that relay transmission signals between networks, and field devices ( Field devices) E1, E2,... EN. Field devices E1, E2,... EN are generally sensors and actuators, and each has transmission devices T1, T2,.
本ディジタル制御システムはさらに、コントローラC1、C2、…、CLと伝送中継装置N1、N2、…、NMとの間の伝送を行なう制御ネットワークNCと、伝送中継装置N1、N2、…、NMと伝送装置T1、T2、…、TNとの間の伝送を行なう現場ネットワークF1、F2、…、FMと、現場ネットワークF1、F2、…、FMの接続先として複数の伝送中継装置N1、N2、…、NMから1台を選択する選択機能S1、S2、…、SMを有する。 The digital control system further includes a control network NC that performs transmission between the controllers C1, C2,..., CL and the transmission relay apparatuses N1, N2,... NM, and transmissions with the transmission relay apparatuses N1, N2,. , FM that performs transmissions between the devices T1, T2,..., TN, and a plurality of transmission relay devices N1, N2,..., FM as connection destinations of the field networks F1, F2,. It has selection functions S1, S2,..., SM for selecting one from NM.
このような伝送中継装置N1、N2、…、NMおよび伝送装置T1、T2、…、TNからなるバス型ネットワーク構成は、多重伝送装置からなるスター型ネットワークの従来構成と比較して、簡素な構成で伝送経路の選択機能を実現できるものである。 .., NM and transmission network devices T1, T2,..., TN are simpler than the conventional configuration of a star network composed of multiple transmission devices. Thus, a transmission path selection function can be realized.
図1では、構成表現を簡便化するため、選択機能S1の選択範囲を伝送中継装置N1と伝送中継装置N2としているが、伝送中継装置N2、N3、…、のように切り替え先を複数で構成しても良い。 In FIG. 1, the selection range of the selection function S1 is set to the transmission relay device N1 and the transmission relay device N2 in order to simplify the configuration expression, but a plurality of switching destinations such as the transmission relay devices N2, N3,. You may do it.
図1に示す例で、たとえば機器E1をセンサとすれば、機器E1よって計測されたプロセス値は、伝送装置T1で電気信号に変換された後に現場ネットワークF1へ伝送信号として出力される。選択機能S1は現場ネットワークF1と伝送中継装置N1とを接続するように選択されていることから、伝送中継装置N1が前記プロセス値を受信する。伝送中継装置N1は受信したプロセス値を制御ネットワークNCに出力し、機器E1により計測されたプロセス値を制御演算に使用するコントローラをC2とすれば、コントローラC2がプロセス値を受信し、このプロセス値が制御演算に使用される。 In the example shown in FIG. 1, for example, if the device E1 is a sensor, the process value measured by the device E1 is converted into an electrical signal by the transmission device T1, and then output as a transmission signal to the site network F1. Since the selection function S1 is selected to connect the on-site network F1 and the transmission relay device N1, the transmission relay device N1 receives the process value. The transmission relay device N1 outputs the received process value to the control network NC, and if the controller that uses the process value measured by the device E1 for control calculation is C2, the controller C2 receives the process value. Is used for the control operation.
演算結果による制御指令信号は、アクチュエータを機器E5とすれば、機器E5へ向けてコントローラC2から制御ネットワークNCへ出力され、伝送中継装置N2がこの制御信号を受信する。選択機能S2は伝送中継装置N2と現場ネットワークF2とを接続するように選択されていることから、伝送中継装置N2は受信した制御指令信号を現場ネットワークF2へ伝送信号として出力し、機器E5に付属の伝送装置T5が制御指令信号を受信する。機器E5は、受信した制御指令信号に従って動作する。 If the actuator is the device E5, the control command signal based on the calculation result is output from the controller C2 to the control network NC toward the device E5, and the transmission relay device N2 receives this control signal. Since the selection function S2 is selected to connect the transmission relay device N2 and the field network F2, the transmission relay device N2 outputs the received control command signal as a transmission signal to the field network F2, and is attached to the device E5. The transmission device T5 receives the control command signal. The device E5 operates according to the received control command signal.
選択機能S1により現場ネットワークF1の接続先を中継伝送装置N2へ切り替えた場合、前記と同様に、機器E1をセンサ、コントローラC2を演算装置、アクチュエータを機器E5とすれば、機器E1よって計測されたプロセス値は、伝送装置T1で電気信号に変換された後現場ネットワークF1へ伝送信号として出力される。さらに、選択機能S1は現場ネットワークF1と伝送中継装置N2とを接続するように選択されていることから、伝送中継装置N2が前記プロセス値を受信する。伝送中継装置N2は受信したプロセス値を制御ネットワークNCに出力し、コントローラC2がプロセス値を受信する。このプロセス値が制御演算に使用される。 When the connection destination of the on-site network F1 is switched to the relay transmission device N2 by the selection function S1, the device E1 is measured by the device E1 if the device E1 is a sensor, the controller C2 is an arithmetic device, and the actuator is an device E5. The process value is converted into an electrical signal by the transmission device T1, and then output as a transmission signal to the field network F1. Further, since the selection function S1 is selected to connect the field network F1 and the transmission relay device N2, the transmission relay device N2 receives the process value. The transmission relay device N2 outputs the received process value to the control network NC, and the controller C2 receives the process value. This process value is used for the control operation.
演算結果による制御指令信号は、機器E5へ向けてコントローラC2から制御ネットワークNCへ出力され、伝送中継装置N2が受信する。選択機能S2は伝送中継装置N2と現場ネットワークF2とを接続するように選択されていることから、伝送中継装置N2は受信した制御指令信号を現場ネットワークF2へ伝送信号として出力し、機器E5に付属の伝送装置T5が制御指令信号を受信する。機器E5は受信した制御指令信号に従って動作する。 A control command signal based on the calculation result is output from the controller C2 to the control network NC toward the device E5, and is received by the transmission relay device N2. Since the selection function S2 is selected to connect the transmission relay device N2 and the field network F2, the transmission relay device N2 outputs the received control command signal as a transmission signal to the field network F2, and is attached to the device E5. The transmission device T5 receives the control command signal. The device E5 operates according to the received control command signal.
本実施形態によれば、伝送装置T1、T2、…、TNが個々の機器E1、E2、…、ENに分散化されることで、伝送装置T1、T2、…、TNは、個別の更新および対応する機器E1、E2、…、ENの更新と同時に更新が可能となる。これにより、更新対象の伝送装置T1、T2、…、TNにかかわる範囲に限定した部分更新ができる。したがって、更新時の影響範囲が自装置取り扱いの全信号に及んでいた多重伝送装置および入出力基板とからなる従来構成と比較して、更新期間を短縮することができる。 According to this embodiment, the transmission apparatuses T1, T2,..., TN are distributed to the individual devices E1, E2,..., EN, so that the transmission apparatuses T1, T2,. The corresponding devices E1, E2,..., EN can be updated simultaneously with updating. Thereby, the partial update limited to the range related to the transmission apparatuses T1, T2,. Therefore, the update period can be shortened as compared with the conventional configuration including the multiplex transmission apparatus and the input / output board in which the influence range at the time of update covers all signals handled by the apparatus itself.
また、選択機能S1、S2、…、SMにより、伝送中継装置N1、N2、…、NMを更新する場合にも、現場ネットワークF1、F2、…、FMの接続を運転継続する他の伝送中継装置N1、N2、…、NMへ切り替えることで、コントローラC1、C2、…、CLと機器E1、E2、…ENの伝送が停止することなく制御継続が可能となる。これにより、伝送中継装置N1、N2、…、NMの更新機会を増やすことができるとともに、機器E1、E2、…ENにかかわるアイソレーション作業やケーブル取外し・接続作業を不要とできる。これにより、更新時の被制御系統停止と停止にかかわるアイソレーション作業を必要としていた従来の多重伝送装置からなるシステムに比較して、更新期間を短縮することができる。 In addition, when the transmission relay devices N1, N2,... NM are updated by the selection functions S1, S2,..., SM, other transmission relay devices that continue to operate the connection of the on-site networks F1, F2,. By switching to N1, N2,..., NM, control can be continued without stopping the transmission of the controllers C1, C2,..., CL and the devices E1, E2,. As a result, it is possible to increase the update opportunities of the transmission relay apparatuses N1, N2,... NM, and to eliminate the isolation work and cable removal / connection work related to the devices E1, E2,. As a result, the update period can be shortened as compared with a system composed of a conventional multiplex transmission apparatus that requires isolation work related to stopping and stopping of the controlled system at the time of update.
[第2の実施形態]
図2を用いて、第2の実施形態を説明する。ここで、第1の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。この第2の実施形態では、ネットワーク間の伝送信号を中継する伝送中継装置N1が、アイソレーション信号選択機能SS1と、第1の模擬機能SE1および第2の模擬機能SE1aとを備える。アイソレーション信号選択機能SS1は、伝送処理されるデータD1のうち任意に指定する信号の伝送処理を停止/再開するものである。第1の模擬機能SE1は、伝送処理停止中の制御ネットワークNC側信号に指定する値の書き込み保持/解除を行なう。第2の模擬機能SE1aは、伝送処理停止中の現場ネットワークF1側信号に指定する値の書き込み保持/解除を行なう。
[Second Embodiment]
A second embodiment will be described with reference to FIG. Here, the same or similar parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In the second embodiment, a transmission relay device N1 that relays transmission signals between networks includes an isolation signal selection function SS1, a first simulation function SE1, and a second simulation function SE1a. The isolation signal selection function SS1 is for stopping / resuming transmission processing of an arbitrarily designated signal in the data D1 to be transmitted. The first simulation function SE1 performs writing holding / release of a value specified for the control network NC side signal in which transmission processing is stopped. The second simulation function SE1a performs writing holding / release of the value specified for the on-site network F1 side signal whose transmission processing is stopped.
アイソレーション機能SS1により、伝送中継装置N1が伝送処理を行なうデータD1に対して、信号単位でのデータ選択を行ない、選択したデータの伝送処理停止を指定すれば、当該信号についてコントローラと機器との通信が停止する。第1および第2の模擬機能SE1、SE1aにより、アイソレーション機能IS1にて伝送処理を停止した信号対して、制御ネットワークNC側と現場ネットワークF1側とで独立に信号値の強制的な模擬を行なう。これにより、コントローラおよび機器はそれぞれ強制模擬した値を認識する。アイソレーション機能IS1による伝送再開と伝送停止は、当該信号が強制的に模擬されていない場合のみ実施できるインターロックを設ける。 If the isolation function SS1 performs data selection in units of signals for the data D1 that the transmission relay device N1 performs transmission processing, and designates the transmission processing stop of the selected data, the controller and the device for the signal Communication stops. By the first and second simulation functions SE1 and SE1a, the signal values for which transmission processing is stopped by the isolation function IS1 are independently forcibly simulated on the control network NC side and the on-site network F1 side. . As a result, the controller and the device each recognize the forced simulated value. An interlock that can be executed only when the signal is not forcibly simulated is provided by restarting and stopping the transmission by the isolation function IS1.
本実施形態によれば、機器E1をセンサとすると、伝送装置T1、機器E1の更新時において、コントローラC1へ伝送されるプロセス値を更新前にアイソレーションすることで、コントローラC1が持つ更新機器にかかわるインターロックの不要な動作を防止し、他の機器への影響を抑制して制御継続が可能となる。これにより、更新期間を短縮できる。また、機器E1をアクチュエータとすると、コントローラC1の更新時において、機器E1へ伝送される制御指令信号を更新前にアイソレーションすることで、機器E1を停止する必要がなくなり、機器の停止作業・再起動作業が不要となる。 According to the present embodiment, when the device E1 is a sensor, when the transmission device T1 and the device E1 are updated, the process value transmitted to the controller C1 is isolated before the update, whereby the update device possessed by the controller C1 is obtained. The unnecessary operation of the interlock concerned is prevented, and the control can be continued by suppressing the influence on other devices. Thereby, an update period can be shortened. Further, when the device E1 is an actuator, when the controller C1 is updated, the control command signal transmitted to the device E1 is isolated before the update, so that it is not necessary to stop the device E1, and the device can be stopped and re-operated. No startup work is required.
これらのアイソレーションを、伝送中継装置N1で容易かつ集中的に実施できることで、アイソレーション箇所が各コントローラで分散していた従来構成と比較して、アイソレーション作業時間を短縮し、更新期間を短縮することができる。 Since these isolations can be easily and intensively performed by the transmission relay device N1, the isolation work time is shortened and the update period is shortened compared to the conventional configuration in which the isolation points are dispersed in each controller. can do.
[第3の実施形態]
図3を用いて、第3の実施形態を説明する。ここで、第1または第2の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。この第3の実施形態では、ネットワーク間の伝送信号を中継する伝送中継装置N1が試験信号印加機能ST1を備える。試験信号印加機能ST1は、伝送処理されるデータD1のうち任意に指定する制御指令信号に任意に設定する試験用信号を印加する試験信号印加機能ST1と、伝送処理されるデータD1のうち任意に指定する信号を採取しモニタする信号モニタ機能SM1とを備える。
[Third Embodiment]
A third embodiment will be described with reference to FIG. Here, parts that are the same as or similar to those in the first or second embodiment are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted. In the third embodiment, a transmission relay device N1 that relays transmission signals between networks includes a test signal application function ST1. The test signal application function ST1 includes a test signal application function ST1 that applies a test signal that is arbitrarily set to a control command signal that is arbitrarily designated in the data D1 that is to be transmitted, and any data D1 that is to be transmitted. And a signal monitoring function SM1 for collecting and monitoring a designated signal.
試験機能TS1により、伝送中継装置N1が伝送処理データを行なうデータD1のうち、制御指令信号に対して信号単位でのデータ選択を行ない、選択したデータを伝送処理する。この伝送処理時に、試験信号印加機能ST1で任意に設定した試験信号を加えると、試験信号が重畳された制御指令信号を現場ネットワークF1側へ伝送出力する。現場ネットワークF1の機器は試験信号が重畳された制御指令信号で動作し、その動作結果のプロセス値の応答や機器状態の変動を、信号モニタ機能SM1で伝送処理回路の前段からデータとして採取し、応答や変動の評価を実施できる。 The test function TS1 performs data selection for each control command signal in the data D1 for which the transmission relay device N1 performs transmission processing data, and transmits the selected data. When a test signal arbitrarily set by the test signal application function ST1 is added during this transmission processing, a control command signal on which the test signal is superimposed is transmitted and output to the site network F1 side. The equipment of the on-site network F1 operates with a control command signal on which a test signal is superimposed, and the process value response of the operation result and the fluctuation of the equipment state are collected as data from the previous stage of the transmission processing circuit with the signal monitor function SM1, Response and fluctuation evaluation can be performed.
本実施形態によれば、別途試験機材を用意する必要はなく、伝送装置T1、機器E1の更新後に実施するコントローラC1による制御中に閉ループ特性試験を実施できる。また、第2の実施形態に記載のアイソレーション機能と併用すれば、開ループでの機器の単体特性試験にも適用可能である。 According to this embodiment, it is not necessary to prepare test equipment separately, and the closed loop characteristic test can be performed during the control by the controller C1 performed after the transmission device T1 and the device E1 are updated. Moreover, if it is used together with the isolation function described in the second embodiment, it can also be applied to a single characteristic test of an apparatus in an open loop.
これらの特性試験を、伝送中継装置N1で容易かつ集中的に実施できることで、試験機能を具備していないものやコントローラごとに分散されていた従来構成と比較して、特性試験作業の時間を短縮し、更新期間を短縮することができる。 Since these characteristic tests can be easily and intensively performed by the transmission repeater N1, the time required for the characteristic test work is shortened compared to the conventional configuration that does not have a test function or is distributed to each controller. In addition, the update period can be shortened.
[第4の実施形態]
図4および図5を用いて、第4の実施形態を説明する。ここで、第1ないし第3の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。この第4の実施形態は、図4に示すように、第1の実施形態におけるディジタル制御システムの複数のコントローラC1、C2、…、CLに、制御対象となる複数系統(A〜Dとする)の制御機能SA、…、SDを持たせる。さらに、図5に示すように、伝送中継装置N1、N2、…、NMに信号選択機能V1、V2、…、VMを持たせた構成としている。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. Here, parts that are the same as or similar to those in the first to third embodiments are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted. In the fourth embodiment, as shown in FIG. 4, a plurality of systems (A to D) to be controlled are provided to a plurality of controllers C1, C2,..., CL of the digital control system in the first embodiment. Control functions SA,..., SD. Further, as shown in FIG. 5, the transmission relay apparatuses N1, N2,..., NM are configured to have signal selection functions V1, V2,.
図4において、機器E1をセンサ、機器E2をアクチュエータとし、これらの機器が系統Cに属するものとすると、機器E1よって計測されたプロセス値は、伝送装置T1で電気信号に変換された後に現場ネットワークF1へ伝送信号として出力される。選択機能S1は現場ネットワークF1と伝送中継装置N1とを接続するように選択されていることから、伝送中継装置N1が前記プロセス値を受信する。伝送中継装置N1は受信したプロセス値を制御ネットワークNCに出力し、機器E1により計測されたプロセス値は、系統Cの制御機能を持つすべてのコントローラC1、C2、…、CLで受信され、制御演算に使用される。 In FIG. 4, assuming that the device E1 is a sensor and the device E2 is an actuator, and these devices belong to the system C, the process value measured by the device E1 is converted into an electrical signal by the transmission device T1, and then the on-site network. It is output as a transmission signal to F1. Since the selection function S1 is selected to connect the on-site network F1 and the transmission relay device N1, the transmission relay device N1 receives the process value. The transmission relay device N1 outputs the received process value to the control network NC, and the process value measured by the device E1 is received by all the controllers C1, C2,. Used for.
演算結果による制御指令信号は、機器E2へ向けてコントローラC1、C2、…、CLから制御ネットワークNCへ個々に出力され、伝送中継装置N1が受信する。図5の信号選択機能VT1では、各コントローラC1、C2、…、CLから伝送された制御指令信号を選択する。選択方式は信号によって、アナログ信号の場合、高値選択、低値選択、中間値選択などを行なう。また、ディジタル信号の場合、OR選択、AND選択などを行なう。これらの組み合わせによる、2/3選択(3信号のうち多数決によって選択)、2/4選択を行なうこともできる。 Control command signals based on the calculation results are individually output from the controllers C1, C2,..., CL to the control network NC toward the device E2, and are received by the transmission relay device N1. In the signal selection function VT1 in FIG. 5, the control command signal transmitted from each controller C1, C2,..., CL is selected. As the selection method, in the case of an analog signal, high value selection, low value selection, intermediate value selection, and the like are performed depending on the signal. In the case of a digital signal, OR selection, AND selection, etc. are performed. By these combinations, 2/3 selection (selection by majority of 3 signals) and 2/4 selection can be performed.
選択機能S2は伝送中継装置N2と現場ネットワークF2とを接続するように選択されていることから、信号選択機能VT1で選択した制御指令信号を現場ネットワークF1へ伝送信号として出力し、機器E2に付属の伝送装置T2が制御指令信号を受信する。機器E2は受信した制御指令信号に従って動作する。 Since the selection function S2 is selected to connect the transmission relay device N2 and the field network F2, the control command signal selected by the signal selection function VT1 is output to the field network F1 as a transmission signal and attached to the device E2. The transmission device T2 receives the control command signal. The device E2 operates according to the received control command signal.
この実施形態によれば、系統制御機能が複数のコントローラに搭載されることで、1台のコントローラが停止しても制御機能を喪失しない。これにより、コントローラ更新期間中も更新対象外コントローラで制御継続が可能で、コントローラ更新時は被制御系統の停止が必要であった従来構成と比較して、更新期間が短縮できるか、または不要になる。 According to this embodiment, since the system control function is mounted on a plurality of controllers, the control function is not lost even if one controller stops. As a result, it is possible to continue control with the non-updating controller even during the controller update period, and the update period can be shortened or unnecessary compared to the conventional configuration where the controlled system must be stopped when the controller is updated. Become.
また、信号選択機能を伝送中継装置に設けることで、個々のコントローラでの信号選択機能が不要となる。これにより、コントローラを構成する用品の物量が削減できコストを抑えることができる。さらに、複数コントローラの演算処理結果を信号選択してアクチュエータに出力することから、1台コントローラの異常時でも適切な信号選択を行なうことで正常な制御が継続可能となり、制御システムの稼働率が向上する効果も併せ持つ。 Further, by providing the signal selection function in the transmission relay device, the signal selection function in each controller becomes unnecessary. Thereby, the quantity of the goods which comprise a controller can be reduced, and cost can be held down. In addition, since the calculation processing results of multiple controllers are selected and output to the actuator, normal control can be continued by selecting appropriate signals even when one controller is abnormal, improving the operating rate of the control system It also has the effect of
C1、C2、…、CL : コントローラ
N1、N2、…、NM : 伝送中継装置
S1、S2、…、SM : 選択機能
T1、T2、…、TN : 伝送装置
E1、E2、…、EN : 機器(現場機器)
NC : 制御ネットワーク
F1、F2、…、FM : 現場ネットワーク
C1, C2,..., CL: Controllers N1, N2,..., NM: Transmission relay devices S1, S2,..., SM: Selection functions T1, T2, ..., TN: Transmission devices E1, E2,. Field equipment)
NC: Control network F1, F2,..., FM: Field network
Claims (7)
前記ディジタルコントローラが接続される制御ネットワークと、
現場に配置される複数の現場機器と、
前記現場機器の各々に付属し伝送信号の入出力を行なう伝送装置と、
前記伝送装置が接続される複数の現場ネットワークと、
前記制御ネットワークと複数の現場ネットワークとの間の伝送信号を統括し中継する複数台の伝送中継装置と、
を有し、
前記複数の現場ネットワークにおけるそれぞれの現場ネットワークは、前記複数台の伝送中継装置に対して選択して接続する選択機能を有し、
前記複数台の伝送中継装置のうちの一部の伝送中継装置を取り替える際に前記ディジタルコントローラによる前記複数の現場機器の制御を継続できるように構成されていること、を特徴とするディジタル制御システム。 At least one digital controller;
A control network to which the digital controller is connected;
A plurality of field devices arranged on the site;
A transmission device attached to each of the field devices for inputting and outputting transmission signals;
A plurality of field networks to which the transmission device is connected;
A plurality of transmission relay devices for controlling and relaying transmission signals between the control network and a plurality of field networks;
Have
Each site network in the plurality of site networks has a selection function of selecting and connecting to the plurality of transmission relay devices,
A digital control system configured to continue control of the plurality of field devices by the digital controller when replacing some of the plurality of transmission relay devices .
前記ディジタルコントローラが接続される制御ネットワークと、
現場に配置される複数の現場機器と、
前記現場機器の各々に付属し伝送信号の入出力を行なう伝送装置と、
前記伝送装置が接続される複数の現場ネットワークと、
前記制御ネットワークと複数の現場ネットワークとの間の伝送信号を統括し中継する複数台の伝送中継装置と、
を有するディジタル制御システムの運用方法であって、
前記複数の現場ネットワークにおけるそれぞれの現場ネットワークは、前記複数台の伝送中継装置に対して選択して接続する選択機能により選択して接続し、
前記複数台の伝送中継装置のうちの一部の伝送中継装置を取り替える際に前記ディジタルコントローラによる前記複数の現場機器の制御を継続すること、を特徴とするディジタル制御システムの運用方法。 At least one digital controller;
A control network to which the digital controller is connected;
A plurality of field devices arranged on the site;
A transmission device attached to each of the field devices for inputting and outputting transmission signals;
A plurality of field networks to which the transmission device is connected;
A plurality of transmission relay devices for controlling and relaying transmission signals between the control network and a plurality of field networks;
A method for operating a digital control system comprising:
Each on-site network in the plurality of on-site networks is selected and connected by a selection function for selecting and connecting to the plurality of transmission relay devices,
An operation method of a digital control system, characterized in that control of the plurality of field devices by the digital controller is continued when replacing some of the plurality of transmission relay devices .
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