特許 6925712 制御装置および制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6925712

(24)【登録日】2021年8月6日

(45)【発行日】2021年8月25日

(54)【発明の名称】制御装置および制御システム

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/05 20060101AFI20210812BHJP

【ＦＩ】

   G05B19/05 D

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-84605(P2017-84605)

(22)【出願日】2017年4月21日

(65)【公開番号】特開2018-181258(P2018-181258A)

(43)【公開日】2018年11月15日

【審査請求日】2019年5月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100168332

【弁理士】

【氏名又は名称】小崎 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(72)【発明者】

【氏名】南晴 孝樹

【審査官】 影山 直洋

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０３−０９５６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２３６１０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｂ １９／０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御対象機器を自動運転制御するための信号と所定の形式のデータとを変換する第１カードと、
前記制御対象機器を手動運転制御するための信号と所定の形式のデータとを変換する第２カードと、
前記第１カードとの間のデータの授受を制御し、かつ前記第２カードとの間のデータの授受を制御するデータ授受制御部と、
前記第１カードと前記データ授受制御部との間のデータの授受の異常の有無を監視し、かつ前記第２カードと前記データ授受制御部との間のデータの授受の異常の有無を監視する監視部と、
前記第１カードと前記データ授受制御部との間のデータの授受の異常を検出した場合の処理内容および前記第２カードと前記データ授受制御部との間のデータの授受の異常を検出した場合の処理内容を設定した処理設定テーブルと、
を含む入出力制御装置と、
を備え、
前記処理設定テーブルは、
前記自動運転制御の場合であって前記第１カードと前記データ授受制御部との間のデータの授受の異常を検出したときには、前記第２カードと前記データ授受制御部との間のデータの授受の異常の有無にかかわらず前記自動運転制御を停止しまたは継続する設定とされ、
前記手動運転制御の場合であって前記第２カードと前記データ授受制御部との間のデータの授受の異常を検出したときには、前記第１カードと前記データ授受制御部との間のデータの授受の異常の有無にかかわらず前記手動運転制御を停止しまたは継続する設定とされた制御装置。

【請求項2】

前記入出力制御装置に接続され、記憶部を含む伝送装置をさらに備え、
前記記憶部は、前記伝送装置に接続された通信ネットワークを含む伝送手段の他のノードに接続された第３カードに関する情報のデータを格納し、
前記処理設定テーブルは、前記第３カードに関する情報のデータに異常を表すデータを含む場合の処理内容を設定した請求項１記載の制御装置。

【請求項3】

第１制御対象機器を自動運転制御するための信号と所定の形式のデータとを変換する第１カードと、
第１制御対象機器を手動運転制御するための信号と所定の形式のデータとを変換する第２カードと、
前記第１カードとの間のデータの授受を制御し、かつ前記第２カードとの間のデータの授受を制御する第１データ授受制御部と、
前記第１カードと前記第１データ授受制御部との間のデータの授受の異常の有無を監視し、かつ前記第２カードと前記第１データ授受制御部との間のデータの授受の異常の有無を監視する第１監視部と、
前記第１カードと前記第１データ授受制御部との間のデータの授受の異常を検出した場合の処理内容を設定し、かつ前記第２カードと前記第１データ授受制御部との間のデータの授受の異常を検出した場合の処理内容を設定した処理設定テーブルと、
を含む第１入出力制御装置と、
前記第１入出力制御装置に接続された第１伝送装置と、
を含む第１制御装置と、
第２制御対象機器を自動運転制御するための信号と所定の形式のデータとを変換する第３カードと、
第２制御対象機器を手動運転制御するための信号と所定の形式のデータとを変換する第４カードと、
前記第３カードとの間のデータの授受を制御し、かつ前記第４カードとの間のデータの授受を制御する第２データ授受制御部と、
前記第３カードと前記第２データ授受制御部との間のデータの授受の異常の有無を監視し、かつ前記第４カードと前記第２データ授受制御部との間のデータの授受の異常の有無を監視する第２監視部と、
を含む第２入出力制御装置と、
前記第２入出力制御装置に接続された第２伝送装置と、
を含む第２制御装置と、
を備え、
前記第１伝送装置は、伝送手段を介して前記第２伝送装置から伝送された、前記第３カードと前記第２データ授受制御部との間のデータの授受の異常の有無を格納し、かつ前記第４カードと前記第２データ授受制御部との間のデータの授受の異常の有無を格納する第１記憶部を含み、
前記第２伝送装置は、前記第３カードと前記第２データ授受制御部との間のデータの授受の異常の有無を格納し、前記第４カードと前記第２データ授受制御部との間にデータの授受の異常の有無を格納する第２記憶部を含み、
前記処理設定テーブルは、前記第３カードと前記第２データ授受制御部との間のデータの授受の異常を検出した場合の処理内容を設定し、かつ前記第４カードと前記第２データ授受制御部との間のデータの授受の異常を検出した場合の処理内容を設定し、
前記自動運転制御の場合であって前記第１カードと前記第１データ授受制御部との間のデータの授受の異常を検出したときには、前記第２カードと前記第１データ授受制御部との間のデータの授受の異常の有無にかかわらず前記自動運転制御を停止しまたは継続する設定とされ、
前記手動運転制御の場合であって前記第２カードと前記第１データ授受制御部との間のデータの授受の異常を検出したときには、前記第１カードと前記第１データ授受制御部との間のデータの授受の異常の有無にかかわらず前記手動運転制御を停止しまたは継続する設定とされ、
前記自動運転制御の場合であって前記第３カードと前記第２データ授受制御部との間のデータの授受の異常を検出したときには、前記第４カードと前記第２データ授受制御部との間のデータの授受の異常の有無にかかわらず前記自動運転制御を停止しまたは継続する設定とされ、
前記手動運転制御の場合であって前記第４カードと前記第２データ授受制御部との間のデータの授受の異常を検出したときには、前記第３カードと前記第２データ授受制御部との間のデータの授受の異常の有無にかかわらず前記手動運転制御を停止しまたは継続する設定とされた制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、生産設備が自動運転制御中に検出された異常に対する措置を講じた制御装置および制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

産業分野において材料を塑性加工等する生産設備では、プログラマブルコントローラと称する制御装置により、各種アクチュエータを制御対象として、アプリケーションプログラムにより自動制御が行われている。

【0003】

生産設備が制御装置により自動制御の下で運転中、アプリケーションプログラムを実行してエラーが発生した場合や、外部との入出力処理にてエラーが発生した場合の制御装置の実行処理に関する技術が知られている（特許文献１等参照）。

【0004】

特許文献１には、以下のような技術が開示されている。すなわち、最優先でエラー処理プログラムを実行する手段、プログラム全体を停止する手段、エラーが発生するプログラムの実行を中止する手段や、外部入出力とのアクセスを禁止する手段、エラーの発生したアプリケーションプログラムの実行を禁止する縮退処理手段などである。

【0005】

しかしながら、このような技術においては、入出力処理にてエラーが検出された入出力カードによる自動運転への影響度はすべて一律の扱いであり、自動運転に不要な手動操作信号や緊急性の低い表示信号などの入出力処理時のエラーでもエラーダウンしてしまう。一方、制御装置によっては、入出力カード群単位でエラーが発生したときにエラー発報のみで制御続行、あるいは制御停止の選択設定を可能とする機能を有するものがあるが、自動または手動の運転状態を考慮した選択肢がない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平４−３３１０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

以上のように従来、外部機器との入出力によるエラーが発生した場合、自動運転が続行可能な状態下でも自動運転を停止させており、半成品となる２次損失や生産中の材料位置により設備損傷を招く等の問題がある。

【0008】

本発明に係る実施形態は、制御対象機器との入出力に異常が発生した場合に、その異常による自動運転制御への影響に応じて、自動運転を継続させることが可能な制御装置および制御システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

実施形態に係る制御装置は、制御対象機器を自動運転制御するための信号と所定の形式のデータとを変換する第１カードと、前記制御対象機器を手動運転制御するための信号と所定の形式のデータとを変換する第２カードと、前記第１カードとの間のデータの授受を制御し、かつ前記第２カードとの間のデータの授受を制御するデータ授受制御部と、前記第１カードと前記データ授受制御部との間のデータの授受の異常の有無を監視する監視部と、前記第１カードと前記データ授受制御部との間のデータの授受の異常を検出した場合の処理内容および前記第２カードと前記データ授受制御部との間のデータの授受の異常を検出した場合の処理内容を設定した処理設定テーブルと、を含む入出力制御装置と、を備える。前記処理設定テーブルは、前記自動運転制御の場合であって前記第１カードと前記データ授受制御部との間のデータの授受の異常を検出したときには、前記第２カードと前記データ授受制御部との間のデータの授受の異常の有無にかかわらず前記自動運転制御を停止しまたは継続する設定とされ、前記手動運転制御の場合であって前記第２カードと前記データ授受制御部との間のデータの授受の異常を検出したときには、前記第１カードと前記データ授受制御部との間のデータの授受の異常の有無にかかわらず前記手動運転制御を停止しまたは継続する設定とされる。

【発明の効果】

【0010】

本実施形態では、第１カードとデータ授受制御部との間のデータの授受の異常の有無を監視する監視部を備えているので、データの異常を検出することができる。そして、データの授受の異常を検出した場合の処理内容を設定した処理設定テーブルを備えているので、その異常による自動運転制御への影響に応じて、自動運転を継続させること可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１の実施形態に係る制御装置を例示する模式的なブロック図である。

【図2】実施形態の制御装置の一部を例示する模式図である。

【図3】実施形態の制御装置の動作を説明するためのフローチャートの例である。

【図4】第２の実施形態に係る制御装置を例示する模式的なブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。

【0013】

（第１の実施形態）
図１は、実施形態に係る制御装置を例示する模式的なブロック図である。
図１に示すように、本実施形態の制御装置１０１は、入出力制御装置３０と、入力カード４１，４２と、出力カード４３，４４と、を備える。また、制御装置１０１は、入出力制御装置３０に接続された演算処理部２０を備えており、演算処理部２０は、アプリケーションプログラム１０により動作する。アプリケーションプログラム１０は、たとえば図示しない記憶装置に格納されており、演算処理部２０によって適時展開され実行される。

【0014】

入出力制御装置３０は、入力カード４１，４２および出力カード４３，４４と接続されている。入出力制御装置３０は、入力カード４１，４２から送信されるデータを受信して、演算処理部２０がアプリケーションプログラム１０の制御の下、所定の処理を行う。入出力制御装置３０は、演算処理部２０によって処理され生成されたデータを、出力カード４３，４４に供給する。

【0015】

入力カード４１，４２および出力カード４３，４４は、この例では、図示しない制御対象機器ｎの制御に関する信号を入力し、出力する。この制御対象機器ｎは、入力カード４１，４２および出力カード４３，４４に入出力される信号にもとづいて、手動運転制御または自動運転制御される。

【0016】

入力カード４１は、この例では、手動操作信号が入力される入力ポートを有する。手動操作信号は、たとえば押しボタンスイッチによって生成された起動信号等である。入力カード４１は、手動操作信号を入力して手動操作データを生成して入出力制御装置３０に送信する。

【0017】

入力カード４２は、この例では、制御対象機器ｎから供給されるフィードバック信号を入力する入力ポートを有する。フィードバック信号は、たとえば制御対象機器ｎが特定の位置に到達した場合に生成される。入力カード４２は、フィードバック信号を入力しフィードバックデータを生成して入出力制御装置３０に送信する。フィードバック信号は、たとえば、制御対象機器ｎが所定の位置に到達したときに生成されるリミットスイッチの導通信号等である。

【0018】

出力カード４３は、この例では、制御対象機器ｎに対する動作信号を供給する出力ポートを有する。動作信号は、たとえば制御対象機器ｎに入力された場合に、制御対象機器ｎを起動し、動作を開始させる。出力カード４３は、入出力制御装置３０から制御対象機器ｎに対する動作データを受信して、制御対象機器ｎに応じた動作信号に変換して出力する。

【0019】

出力カード４４は、この例では、制御対象機器ｎの動作状況を表示するための動作状況表示信号を出力する出力ポートを有する。たとえば、動作状況表示信号は、制御対象機器ｎが動作信号を受信して動作している期間中、表示ランプ等を点灯させる。出力カード４４は、入出力制御装置３０から供給される表示データを入力して動作状況表示信号に変換して出力する。

【0020】

入力カード４１，４２および出力カード４３，４４は、好ましくは自己診断機能を有している。自己診断機能は、入力カード４１，４２および出力カード４３，４４に異常が生じた場合には、その旨のデータ（たとえばフラグ）を入出力制御装置３０に送信する。また、後述するように、入出力制御装置３０は、監視機能３０ｂを有しており、監視機能３０ｂによって、入力カード４１，４２および出力カード４３，４４の異常を検出して適切な処理を行う。

【0021】

入力カード４１，４２および出力カード４３，４４は、上述に限らず、１つの制御対象機器に対して、より多数の入力信号および出力信号を授受するようにすることもできる。あるいは、１つの制御対象機器に対して、１つの入力カードまたは１つの出力カードが対応する場合等もある。また、一例として、１つの制御対象機器ｎを制御する場合について説明をするが、制御装置１０１は、複数の制御対象機器をそれぞれ１つ以上のカードを用いて、制御することができるのはいうまでもない。

【0022】

入出力制御装置３０は、データ授受制御部３０ａと、監視機能３０ｂと、処理設定テーブル３０ｃと、を含む。

【0023】

データ授受制御部３０ａは、アプリケーションプログラム１０によって動作する演算処理部２０の制御の下、入力カード４１，４２および出力カード４３，４４との間におけるデータの授受を制御する。

【0024】

監視機能３０ｂは、データ授受制御部３０ａと入力カード４１，４２および出力カード４３，４４との間で入出力される各データに異常がないか監視する。たとえば、監視機能３０ｂは、アプリケーションプログラム１０によって、本来入力されあるいは出力されるべきデータが入力あるいは出力されない場合には、エラーを生成する。たとえば、監視機能３０ｂは、定周期または不定周期で、データ授受制御部３０ａと入力カード４１，４２および出力カード４３，４４との間の接続診断を行い、異常を検出した場合には、エラーを生成する。たとえば、監視機能３０ｂは、入力カード４１，４２および出力カード４３，４４の自己診断機能によって異常を検出した場合にも、エラーを生成する。

【0025】

監視機能３０ｂは、エラーを生成した場合には、エラーを生じたカードのアドレスとともに演算処理部２０に対してエラーを発報する。エラー発報およびカードのアドレスを受信した演算処理部２０は、処理設定テーブル３０ｃの設定にしたがって、処理を決定する。

【0026】

処理設定テーブル３０ｃは、監視機能３０ｂによってエラーが生成された場合の、入力カード４１，４２および出力カード４３，４４それぞれの処理が設定されている。

【0027】

図２に示すように、処理設定テーブル３０ｃは、複数の設定欄を含む。設定欄は、制御対象機器設定欄３１ａと、エラー発生カード名設定欄３１ｂと、手動運転制御処理設定欄３１ｃと、自動運転制御処理設定欄３１ｄと、を含む。

【0028】

制御対象機器設定欄３１ａには、制御装置１０１が制御の対象とする機器の名称が設定されている。この例のように、機器を表すコードであってもよい。

【0029】

エラー発生カード名設定欄３１ｂには、各カードの名称が設定されている。カードを表すコードであってもよい。

【0030】

手動運転制御処理設定欄３１ｃには、手動運転制御の場合に各カードにエラーを生じたときの処理が設定されている。この例では、入力カード４１にエラーを生じた場合には、手動運転制御を停止させる。この欄は、未設定であってもよい。たとえば、出力カードｙ，ｙ＋１は、手動運転制御に用いられていないカードである場合には、手動運転制御の処理設定を定義しなくてもよい。

【0031】

自動運転制御処理設定欄３１ｄには、各カードに自動運転制御の場合に各カードにエラーを生じたときの処理が設定されている。この例では、入力カード４１にエラーを生じた場合には、自動運転を継続させる。たとえば、入力カード４１が押しボタンスイッチによる起動信号の場合には、自動運転制御においては、この信号を用いることがない。そのため、たとえば入力カード４１の自己診断機能によって、エラーを発報している場合であっても、自動運転制御が動作しているときには、エラーにかかわらず、制御装置１０１は動作を続ける。

【0032】

たとえば、入力カード４２が制御対象機器ｎのフィードバック信号を処理する場合には、フィードバック信号のエラーは、自動運転制御においても不具合を生じ得るため、自動運転制御を停止する。

【0033】

各カードの名称には、各カードのアドレスが関連付けられている。つまり、各カードには、制御対象機器、手動運転制御処理設定および自動運転処理設定の各設定値が関連付けられている。したがって、監視機能３０ｂがエラーを発報する場合に、制御装置１０１は、対象となるカードのアドレスを指定することによって、処理の停止か継続かを判定することができる。

【0034】

処理設定テーブル３０ｃの各処理については、あらかじめ設定されている。一方、プラントの稼働実績等によって、テーブルの処理内容に変更すべき場合が生じることがある。本実施形態の制御装置１０１は、通信ネットワーク１を介して、コンピュータ端末に接続されている。処理設定テーブル３０ｃの各処理の設定については、コンピュータ端末上で動作するメンテナンスツール２によって更新することができる。なお、メンテナンスツール２は、処理設定テーブル３０ｃの設定のほか、他のプログラム等の編集や各種データを設定することができる。

【0035】

本実施形態の制御装置の動作について説明する。
図３は、本実施形態の制御装置の動作を説明するためのフローチャートの例である。
図３に示すように、ステップＳ１において、制御装置１０１は、制御のための処理が手動運転制御処理か、自動運転制御処理か、を選択する。手動運転制御処理または自動運転制御処理のいずれかの選択は、たとえばオペレータが操作パネル等を介して行う。あるいは、この選択は、アプリケーションプログラム１０によって所望の条件を満たした場合等に実行される。

【0036】

ステップＳ１で手動運転制御処理が選択された場合には、プログラム処理はステップＳ２に遷移される。

【0037】

ステップＳ２において、演算処理部２０は、アプリケーションプログラム１０にしたがって、制御対象機器ｎの手動運転制御処理を実行する。図１において説明した例では、たとえば、入力カード４１に手動操作信号が入力され、入力カード４１は、手動操作信号にもとづいて手動操作データを生成し、入出力制御装置３０に送信する。

【0038】

ステップＳ３において、監視機能３０ｂは、入力カード４１，４２および出力カード４３，４４のいずれかとデータ授受制御部３０ａとの間のデータの授受にエラーの有無を監視する。エラーが検出された場合には、プログラム処理は次のステップＳ４に遷移される。エラーが検出されない場合には、プログラム処理は、最初のステップＳ１に遷移される。

【0039】

ステップＳ４において、監視機能３０ｂは、エラー情報を発報する。エラー情報は、エラーを生じたカードのアドレスとエラーを表すデータとを含んでいる。このエラー情報は、演算処理部２０に送信される。エラー情報を受信した演算処理部２０は、処理設定テーブル３０ｃにアクセスする。

【0040】

ステップＳ５において、演算処理部２０は、エラーを生じたカードのアドレスに対応するカードの手動運転制御における設定値を読み出す。

【0041】

ステップＳ６において、演算処理部２０は、処理設定テーブル３０ｃの設定値を判定する。処理設定テーブル３０ｃの設定値が“停止”の場合には、プログラム処理をステップＳ７に遷移させる。処理設定テーブル３０ｃの設定値が“継続”の場合には、プログラム処理を最初のステップＳ１に遷移させる。

【0042】

ステップＳ７において、演算処理部２０は、監視機能３０ｂから発報されたエラー情報に沿って処理設定テーブル３０ｃの設定内容を参照し、たとえば入力カード４１でエラーが発生した場合には、制御対象機器ｎについての手動運転制御を無効として停止する。

【0043】

その後、最初のステップＳ１に戻ってプログラム処理を実行する。

【0044】

ステップＳ１で自動運転制御の処理であることを選択した場合には、ステップＳ８にプログラム処理を遷移させる。

【0045】

ステップＳ８において、演算処理部２０は、アプリケーションプログラム１０にしたがって、制御対象機器ｎの自動運転制御処理を実行する。

【0046】

ステップＳ９において、監視機能３０ｂは、入力カード４１，４２および出力カード４３，４４のいずれかとデータ授受制御部３０ａとの間のデータの授受にエラーの有無を監視する。エラーが検出された場合には、処理は次のステップＳ１０に遷移される。エラーが検出されない場合には、プログラム処理は、最初のステップＳ１に遷移される。

【0047】

ステップＳ１０において、監視機能３０ｂは、エラー情報を発報する。エラー情報は、エラーを生じたカードのアドレスとエラーを表すデータとを含んでいる。このエラー情報は、演算処理部２０に送信される。エラー情報を受信した演算処理部２０は、処理設定テーブル３０ｃにアクセスする。

【0048】

ステップＳ１１において、演算処理部２０は、エラーを検出したカードのアドレスに対応するカードの自動運転制御における設定値を読み出す。

【0049】

ステップＳ１２において、演算処理部２０は、処理設定テーブル３０ｃの設定値を判定する。処理設定テーブル３０ｃの設定値が“停止”の場合には、プログラム処理をステップＳ１３に遷移させる。処理設定テーブル３０ｃの設定値が“継続”の場合には、プログラム処理を最初のステップＳ１に遷移させる。

【0050】

ステップＳ１３において、演算処理部２０は、監視機能３０ｂから発報されたエラー情報に沿って処理設定テーブル３０ｃを参照し、たとえば入力カード４１でエラーが発生した場合には、制御対象機器ｎについての自動運転制御を継続させる。

【0051】

その後、最初のステップＳ１に戻ってプログラム処理を実行する。

【0052】

このようにして、本実施形態の制御装置１０１は、入出力のデータに異常があることを検出した場合には、処理設定テーブル３０ｃに設定された情報によって処理の継続か停止かを選択することができる。なお、図３においてステップＳ５，Ｓ６の間およびステップＳ１１，Ｓ１２の間が近接しているのは、これらの動作が密接に連動していることを表している。

【0053】

本実施形態の制御装置１０１の効果について説明する。
本実施形態の制御装置１０１は、監視機能３０ｂと処理設定テーブル３０ｃとを含む入出力制御装置３０を備えている。監視機能３０ｂは、データ授受制御部３０ａと入力カード４１，４２および出力カード４３，４４との間のデータの授受に異常があるか否かを監視する。処理設定テーブル３０ｃには、データの授受に異常があった場合の処理の内容がカードごとに設定されている。処理設定テーブル３０ｃは、異常時の処理について、手動運転制御の場合と、自動運転制御の場合のいずれの場合についても設定されている。処理設定テーブル３０ｃに、自動運転制御に直接関係のないカードの異常を検出した場合には、自動運転制御を継続するように設定することによって、自動運転制御を継続させることができる。

【0054】

したがって、制御対象機器との入出力において異常が発生した場合であっても、自動運転を続行可能とすることができ、自動運転制御を停止させることがないので、製造中の製品を半成品として２次損失としたり、生産中の材料位置により設備損傷を招いたりすること等が低減される。

【0055】

（第２の実施形態）
図４は、本実施形態に係る制御装置を例示する模式的なブロック図である。
図４には、本実施形態の制御装置２０１ａ，２０１ｂを備えた制御システム２００が合わせて示されている。プラントにおいて、各種機器を制御して生産設備を動作させる場合には、制御対象となる機器が広い範囲に配置される場合も多い。そのような場合には、それぞれの機器の近傍にローカルの制御盤等に別に制御装置を設けて、ローカル制御盤を含めて本制御装置を含む主制御盤で設備全体を制御する必要がある。

【0056】

図４に示すように、制御システム２００は、制御装置２０１ａ，２０１ｂを備える。制御装置２０１ａ，２０１ｂは、通信ネットワークを含む伝送手段２１１によって、互いに接続されている。伝送手段２１１は、有線通信によるものであってもよいし、無線通信によるものであってもよい。

【0057】

制御装置２０１ａは、伝送装置５０ａをさらに備える点で、上述した他の実施系形態の制御装置１０１と相違する。また、制御装置２０１ｂは、伝送装置５０ｂをさらに備える点で、他の実施形態の場合の制御装置１０１と相違し、入出力制御装置２３０を備える点でも相違する。制御装置２０１ａ，２０１ｂは、他の構成要素については制御装置１０１と同様であり、同一の構成要素については同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。

【0058】

制御装置２０１ａは、伝送装置５０ａをさらに備える。伝送装置５０ａは、記憶部５１ａを含む。伝送装置５０ａは、入出力制御装置３０に接続されている。伝送装置５０ａは、後述するように、他の伝送装置５０ｂを介して制御装置２０１ｂに接続されている。

【0059】

伝送装置５０ａは、入出力制御装置３０を入出力するデータを、伝送手段２１１を介して、制御装置２０１ｂの伝送装置５０ｂとの間で送受信することができる。

【0060】

伝送装置５０ａの記憶部５１ａは、制御装置２０１ｂ側の入力カード４１１，４２２および出力カード４３３，４４４に関する情報を含むデータを格納することができる。たとえば、記憶部５１ａは、入力カード４１１，４２２および出力カード４３３，４４４のそれぞれのアドレスが登録され、各アドレスに関連付けられたデータを格納する。データの中には、入力カード４１１，４２２および出力カード４３３，４４４に関するエラー情報のデータが含まれる。

【0061】

制御装置２０１ｂは、伝送装置５０ｂと、入出力制御装置２３０と、入力カード４１１，４２２と、出力カード４３３，４４４と、を含む。伝送装置５０ｂは、上述の伝送装置５０ａに伝送手段２１１を介して接続されている。伝送装置５０ｂには、入出力制御装置２３０を介して、入力カード４１１，４２２および出力カード４３３，４４４が接続されている。

【0062】

入力カード４１１，４２２および出力カード４３３，４４４は、この例では、制御対象機器ｎとは異なる制御対象機器ｍに対応する信号を入出力する。たとえば、入力カード４１１は、制御対象機器ｍの手動操作信号を入力する。入力カード４２２は、制御対象機器ｍのフィードバック信号を入力する。出力カード４３３は、制御対象機器ｍへの動作信号を出力する。出力カード４４４は、制御対象機器ｍの動作状況信号を出力する。

【0063】

入出力制御装置２３０は、データ授受制御部３０ａと、監視機能３０ｂと、を含む。監視機能３０ｂは、データ授受制御部３０ａと入力カード４１１，４２２および出力カード４３３，４４４との間のデータの授受の異常の有無を監視する。

【0064】

監視機能３０ｂは、データ授受の異常であるエラーを検出した場合には、エラーを発生したカードのアドレスおよびエラーを生じた旨のデータを伝送装置５０ｂに供給する。これらのデータは、伝送装置５０ｂの記憶部５１ｂに格納される。

【0065】

伝送装置５０ｂの記憶部５１ｂは、入力カード４１１，４２２および出力カード４３３，４４４に関する情報を含むデータを格納することができる。記憶部５１ｂに格納されるデータは、伝送装置５０ａの記憶部５１ａに格納されるデータと同一である。記憶部５１ｂに格納される各カードのエラー情報に関するデータは、記憶部５１ａとの間で共有される。

【0066】

本実施形態の制御システム２００および制御装置２０１ａ，２０１ｂの動作について説明する。
本実施形態の制御システム２００では、制御装置２０１ａに伝送手段２１１を介して制御装置２０１ｂが接続されている。伝送装置５０ａ，５０ｂは、制御装置２０１ａ，２０１ｂ同士の接続のために用いられる。

【0067】

制御装置２０１ｂは、入力カード４１１，４２２および出力カード４３３，４４４を有しており、制御装置２０１ａから見た場合に、入力カード４１，４２および出力カード４３，４４と同様に、入力カード４１１，４２２および出力カード４３３，４４４を動作させるとともに、エラー検出を行う。

【0068】

記憶部５１ａ，５１ｂは、制御装置２０１ｂの入力カード４１１，４２２および出力カード４３３，４４４に関する情報を含むデータを共有して格納する。記憶部５１ａ，５１ｂには、入力カード４１１，４２２および出力カード４３３，４４４のアドレスと、入力カード４１１，４２２および出力カード４３３，４４４のエラー情報と、が関連付けて格納される。したがって、制御装置２０１ａの入出力制御装置３０は、入力カード４１，４２および出力カード４３，４４と同様に、入力カード４１１，４２２および出力カード４３３，４４４の状態を認識することができる。

【0069】

処理設定テーブル３０ｃには、すべての入力カード４１，４２，４１１，４２２および出力カード４３，４４，４３３，４４４の処理に関する情報が設定されている。制御装置２０１ａの演算処理部２０は、エラーを検出したカードのアドレスを読み取って、処理設定テーブル３０ｃの設定内容を参照して、手動あるいは自動の運転状態に応じた処理を実行する。

【0070】

より具体的には、たとえば手動操作信号が入力される入力カード４１１にエラーが生じた場合には、監視機能３０ｂは、伝送装置５０ｂの記憶部５１ｂの入力カード４１１のアドレスにエラーを生じた旨のデータを格納する。

【0071】

伝送装置５０ｂは、記憶部５１ｂのデータを伝送装置５０ａに送信する。伝送装置５０ａでは、記憶部５１ａのデータを記憶部５１ｂのデータで更新する。

【0072】

制御装置２０１ａの監視機能３０ｂは、入力カード４１１にエラーが検出されたことを認識し、エラー情報を発報する。

【0073】

演算処理部２０は、監視機能３０ｂによって読み出された処理設定テーブル３０ｃの処理内容を実行する。

【0074】

このようにして、本実施形態の制御システム２００では、伝送手段２１１を介して、遠隔の場所に設定された制御装置２０１ｂに設けられた各カードの状態を、制御装置２０１ａに設けられた各カードの状態と同様に認識することができる。

【0075】

本実施形態の制御システム２００および制御装置２０１ａ，２０１ｂの効果について説明する。
本実施形態の制御システム２００および制御装置２０１ａ，２０１ｂでは、伝送装置５０ａ，５０ｂを備えている。そして、伝送手段２１１によって接続された伝送装置５０ａ，５０ｂがそれぞれ記憶部５１ａ，５１ｂを有しており、各カードの状態を各カードのアドレスに関連付けて格納している。そのため、制御装置２０１ａは、制御装置２０１ｂが遠隔の場所に設けられた場合であっても、すべてのカードについてのデータの授受に関して異常を検出することができ、処理設定テーブル３０ｃの設定にしたがって、適切な処理を選択することができる。

【0076】

上述では、１つの制御装置２０１ａが他の１つの制御装置２０１ｂを伝送装置５０ａ，５０ｂによって接続して、動作させる場合について説明をした。１つの制御装置２０１ａが遠隔（ローカル）の他の制御装置を動作させる場合には、複数の制御装置２０１ｂを接続して動作させることももちろんできる。このような場合においては、処理設定テーブル３０ｃには、複数の制御装置２０１ｂに接続されているすべてカードのエラー時の処理が設定される。

【0077】

以上説明した実施形態によれば、制御対象機器との入出力に異常が発生した場合に、その異常ーによる自動運転制御への影響に応じて、自動運転を継続実行させることが可能な制御装置および制御システムを実現することができる。

【0078】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0079】

１０ アプリケーションプログラム、２０ 演算処理部、３０，２３０ 入出力制御装置、３０ａ データ授受制御部、３０ｂ 監視機能、３０ｃ 処理設定テーブル、４１，４２，４１１，４２２ 入力カード、４３，４４，４３３，４４４ 出力カード、１０１，２０１ａ，２０１ｂ 制御装置、２００ 制御システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】