特開 2024-120468 情報処理装置、情報処理方法、情報処理プログラム及びプロセス制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024120468

(43)【公開日】2024-09-05

(54)【発明の名称】情報処理装置、情報処理方法、情報処理プログラム及びプロセス制御システム

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/042 20060101AFI20240829BHJP

【ＦＩ】

G05B19/042

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023027284

(22)【出願日】2023-02-24

(71)【出願人】

【識別番号】000006507

【氏名又は名称】横河電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 孝優

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】水島 冬樹

【テーマコード（参考）】

5H220

【Ｆターム（参考）】

5H220AA01

5H220BB03

5H220CC06

5H220CX04

5H220JJ12

5H220JJ26

5H220JJ59

(57)【要約】

【課題】データ交換処理の効率を向上させること。
【解決手段】実施形態のプロトコルコンバータ２０は、キャッシュメモリ２１、インタフェースメモリ２２及び転送部２３を有する。キャッシュメモリ２１は、第１のグループに含まれる１つ以上のプロセス値と、第１のグループに含まれない複数のプロセス値と、を含む、フィールド機器１０によって更新される複数のプロセス値を記憶する。インタフェースメモリ２２は、複数のプロセス値のそれぞれに対応する複数の制御データ値を記憶する。転送部２３は、周期ごとに、複数の制御データ値のうち、第１のグループのプロセス値に対応する制御データ値とともに、第１のグループに含まれないプロセス値に対応する制御データ値であって、前回の周期において更新されなかった制御データ値を更新する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のグループに含まれる１つ以上のプロセス値と、前記第１のグループに含まれない複数のプロセス値と、を含む、フィールド機器によって更新される複数のプロセス値を記憶する第１の記憶領域と、
前記複数のプロセス値のそれぞれに対応する複数の制御データ値を記憶する第２の記憶領域と、
周期ごとに、前記複数の制御データ値のうち、前記第１のグループのプロセス値に対応する制御データ値とともに、前記第１のグループに含まれないプロセス値に対応する制御データ値であって、前回の周期において更新されなかった制御データ値を更新する更新部と、
を有することを特徴とする情報処理装置。

【請求項2】

前記第１の記憶領域は、第１のグループに含まれる１つ以上のプロセス値であって、前記第１のグループに含まれない複数のプロセス値よりも高い頻度で更新されるプロセス値を記憶することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項3】

前記更新部は、前記第１の記憶領域に記憶された前記プロセス値の通信プロトコルを変換した値を、前記制御データ値として前記第２の記憶領域に格納することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項4】

前記更新部は、周期ごとに、前記複数の制御データ値のうち、前記第１のグループに含まれないプロセス値に対応する制御データ値であって、更新した制御データ値を識別する情報を第３の記憶領域に格納し、前記複数の制御データ値のうち、前記第１のグループのプロセス値に対応する制御データ値とともに、前記第３の記憶領域に記憶された情報を基に識別される制御データ値の次の順番が指定された制御データ値を更新することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項5】

第１のグループに含まれる１つ以上のプロセス値と、前記第１のグループに含まれない複数のプロセス値と、を含む、フィールド機器によって更新される複数のプロセス値を記憶する第１の記憶領域と、
前記複数のプロセス値のそれぞれに対応する複数の制御データ値を記憶する第２の記憶領域と、
を有するコンピュータが、
周期ごとに、前記複数の制御データ値のうち、前記第１のグループのプロセス値に対応する制御データ値とともに、前記第１のグループに含まれないプロセス値に対応する制御データ値であって、前回の周期において更新されなかった制御データ値を更新する
処理を実行することを特徴とする情報処理方法。

【請求項6】

第１のグループに含まれる１つ以上のプロセス値と、前記第１のグループに含まれない複数のプロセス値と、を含む、フィールド機器によって更新される複数のプロセス値を記憶する第１の記憶領域と、
前記複数のプロセス値のそれぞれに対応する複数の制御データ値を記憶する第２の記憶領域と、
を有するコンピュータに、
周期ごとに、前記複数の制御データ値のうち、前記第１のグループのプロセス値に対応する制御データ値とともに、前記第１のグループに含まれないプロセス値に対応する制御データ値であって、前回の周期において更新されなかった制御データ値を更新する
処理を実行させることを特徴とする情報処理プログラム。

【請求項7】

プロセスコンバータと、プラントに備えられ、前記プロセスコンバータと接続された複数のフィールド機器と、前記プロセスコンバータと接続された制御コントローラと、を有するプロセス制御システムであって、
前記プロセスコンバータは、
第１のグループに含まれる１つ以上のプロセス値と、前記第１のグループに含まれない複数のプロセス値と、を含む、前記複数のフィールド機器によって更新される複数のプロセス値を記憶する第１の記憶領域と、
前記複数のプロセス値のそれぞれに対応する複数の制御データ値を記憶する第２の記憶領域と、
周期ごとに、前記複数の制御データ値のうち、前記第１のグループのプロセス値に対応する制御データ値とともに、前記第１のグループに含まれないプロセス値に対応する制御データ値であって、前回の周期において更新されなかった制御データ値を更新する更新部と、
を有し、
前記制御コントローラは、前記第２の記憶領域から取得した前記制御データ値を用いて演算を行うことを特徴とするプロセス制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、情報処理装置、情報処理方法、情報処理プログラム及びプロセス制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

プラントに備えられたフィールド機器から収集したセンサ値等のプロセスデータを基に、プラントの監視及び管理等を行うプロセス制御システムが知られている。例えば、フィールド機器は、温度センサ、気圧センサ、ガス濃度センサ、バルブの開度を検知する機器、スイッチの状態（オン又はオフ）を検知する機器等である。

【0003】

また、フィールド機器から出力されたプロセスデータは、プロセス値としてプロトコルコンバータに記憶される。フィールド機器は、データを出力することで、プロトコルコンバータに記憶されたプロセス値を更新する。

【0004】

また、プロトコルコンバータは、プロセス値を変換して得られた制御データ値を記憶領域に格納する。このようなプロトコルコンバータによる処理を、データ交換処理と呼ぶ。制御コントローラは、データ交換処理によって得られたデータを制御演算データとして取得し、取得した制御演算データを用いた演算を行い、プラントの監視及び管理等に必要な情報を得る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－２６７１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来のプロトコルコンバータには、データ交換処理を効率良く行えない場合があるという問題がある。

【0007】

近年、産業用イーサネット（登録商標）の普及に伴い、フィールド機器によるプロセス値の更新周期の短縮化（更新処理の高速化）が進んでいる。また、多種多様なデータの収集のために様々なフィールド機器がプロセス制御システムに接続されるようになり、プロセス値の更新周期が互いに大きく異なるフィールド機器が同一のフィールドネットワーク上に接続されるケースが増加している。なお、フィールドネットワークは、フィールド機器とプロトコルコンバータを含む通信ネットワークである。

【0008】

プロトコルコンバータに接続されるフィールド機器の数が増加するほど、プロトコルコンバータによるデータ交換処理の対象のプロセス値の数は増加する。また、プロトコルコンバータによるデータ交換処理のパフォーマンスは、対象のプロセス値の数が増加するほど低下する。さらに、プロトコルコンバータのパフォーマンスが低下すると、データ交換処理に遅延が発生しやすくなる。

【0009】

従来のプロトコルコンバータでは、プロセス値の更新周期が短いフィールド機器から取得したプロセス値を基にしたデータ交換処理のパフォーマンスを維持するためには、フィールド機器の接続台数を制限する必要がある。

【0010】

このように、従来のプロトコルコンバータを、プロセス値の更新周期が短いフィールド機器を含む多数のフィールド機器が接続された状態で、効率良く動作させることは難しい。

【0011】

一つの側面では、データ交換処理を効率良く行うことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

一側面にかかる情報処理装置は、第１のグループに含まれる１つ以上のプロセス値と、前記第１のグループに含まれない複数のプロセス値と、を含む、フィールド機器によって更新される複数のプロセス値を記憶する第１の記憶領域と、前記複数のプロセス値のそれぞれに対応する複数の制御データ値を記憶する第２の記憶領域と、周期ごとに、前記複数の制御データ値のうち、前記第１のグループのプロセス値に対応する制御データ値とともに、前記第１のグループに含まれないプロセス値に対応する制御データ値であって、前回の周期において更新されなかった制御データ値を更新する更新部と、を有することを特徴とする。

【0013】

一側面にかかる情報処理方法は、第１のグループに含まれる１つ以上のプロセス値と、前記第１のグループに含まれない複数のプロセス値と、を含む、フィールド機器によって更新される複数のプロセス値を記憶する第１の記憶領域と、前記複数のプロセス値のそれぞれに対応する複数の制御データ値を記憶する第２の記憶領域と、を有するコンピュータが、周期ごとに、前記複数の制御データ値のうち、前記第１のグループのプロセス値に対応する制御データ値とともに、前記第１のグループに含まれないプロセス値に対応する制御データ値であって、前回の周期において更新されなかった制御データ値を更新する処理を実行することを特徴とする。

【0014】

一側面にかかる情報処理プログラムは、第１のグループに含まれる１つ以上のプロセス値と、前記第１のグループに含まれない複数のプロセス値と、を含む、フィールド機器によって更新される複数のプロセス値を記憶する第１の記憶領域と、前記複数のプロセス値のそれぞれに対応する複数の制御データ値を記憶する第２の記憶領域と、を有するコンピュータに、周期ごとに、前記複数の制御データ値のうち、前記第１のグループのプロセス値に対応する制御データ値とともに、前記第１のグループに含まれないプロセス値に対応する制御データ値であって、前回の周期において更新されなかった制御データ値を更新する処理を実行させることを特徴とする。

【0015】

一側面にかかるプロセス制御システムは、プロセスコンバータと、プラントに備えられ、前記プロセスコンバータと接続された複数のフィールド機器と、前記プロセスコンバータと接続された制御コントローラと、を有するプロセス制御システムであって、前記プロセスコンバータは、第１のグループに含まれる１つ以上のプロセス値と、前記第１のグループに含まれない複数のプロセス値と、を含む、前記複数のフィールド機器によって更新される複数のプロセス値を記憶する第１の記憶領域と、前記複数のプロセス値のそれぞれに対応する複数の制御データ値を記憶する第２の記憶領域と、周期ごとに、前記複数の制御データ値のうち、前記第１のグループのプロセス値に対応する制御データ値とともに、前記第１のグループに含まれないプロセス値に対応する制御データ値であって、前回の周期において更新されなかった制御データ値を更新する更新部と、を有し、前記制御コントローラは、前記第２の記憶領域から取得した前記制御データ値を用いて演算を行うことを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

一実施形態によれば、データ交換処理を効率良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１の実施形態に係るプロセス制御システムの構成例を示す図である。

【図2】データ交換処理を説明する図である。

【図3】データ交換処理を説明する図である。

【図4】データ交換処理を説明する図である。

【図5】ＩＯスキャンを説明する図である。

【図6】データ交換処理を説明する図である。

【図7】データ交換処理を説明する図である。

【図8】プロトコルコンバータの処理の流れを示すフローチャートである。

【図9】基本データ更新処理の流れを示すフローチャートである。

【図10】ハードウェア構成例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に、本願の開示する情報処理装置、情報処理方法、情報処理プログラム及びプロセス制御システムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、ここで説明する実施形態により本願の発明が限定されるものではない。また、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。また、各実施形態は、矛盾のない範囲内で適宜組み合わせることができる。また、プロトコルコンバータは、情報処理装置の一例である。

【0019】

図１を用いて、第１の実施形態のプロセス制御システムの構成を説明する。図１は、第１の実施形態に係るプロセス制御システムの構成例を示す図である。

【0020】

図１に示すように、プロセス制御システム１は、フィールド機器１０、プロトコルコンバータ２０、制御コントローラ３０、操作監視端末４０及び機器管理装置５０を有する。

【0021】

フィールド機器１０は、プラントに備えられる。フィールド機器１０の数は、図１に示すものに限られない。

【0022】

プラントは、例えば石油プラント、石油化学プラント、化学プラント、又はガスプラントである。プラントが稼働することで、ＬＮＧ（液化天然ガス）、樹脂（プラスチック、ナイロン等）、化学製品といった生成物が得られる。

【0023】

また、プラントは、工場施設、機械施設、生産施設、発電施設、貯蔵施設、石油、天然ガス等を採掘する井戸元における施設等を有する。また、プラント内には、生成物を生成するための設備機器が備えられる。

【0024】

フィールド機器１０は、プラントの状態に関する情報を取得する。例えば、フィールド機器１０は、温度センサ、ｐＨセンサ、速度センサ、加速度センサ、気圧センサ、ガス濃度センサ、バルブの開度を検知する機器、スイッチの状態（オン又はオフ）を検知する機器等である。

【0025】

フィールド機器１０は、センサ値又は検知結果を、あらかめ決められた通信プロトコルにより、プロセスデータとしてプロトコルコンバータ２０に送信する。例えば、フィールド機器１０は、プロトコルコンバータ２０とＲＪ４５等のコネクタを備えた同軸ケーブル及び光ファイバで接続される。そして、フィールド機器１０は、４－２０ｍＡのアナログ信号によりプロトコルコンバータ２０にプロセスデータを送信する。

【0026】

プロトコルコンバータ２０は、フィールド機器１０から受信したプロセスデータをプロセス値として記憶する。プロトコルコンバータ２０に記憶されたプロセス値は、プロトコルコンバータ２０がフィールド機器１０からプロセスデータを受信するたびに更新される。

【0027】

プロトコルコンバータ２０はデータ交換処理を行う。すなわち、プロトコルコンバータ２０は、プロトコル変換により、プロセス値を制御データ値に変換する。例えば、フィールド機器１０とプロトコルコンバータ２０との間の通信プロトコルが４－２０ｍＡのアナログ信号である場合、プロセス値は４－２０ｍＡのアナログ信号を示す値である。プロトコルコンバータ２０は、プロセス値をイーサネットプロトコルのデジタル信号を示す値に変換する。なお、変換先の通信プロトコルは、プロトコルコンバータ２０と制御コントローラ３０との間の通信プロトコルに応じて決められる。

【0028】

プロトコルコンバータ２０は、データ交換処理によって得られた制御データ値を、あらかじめ決められた通信プロトコル（例えば、イーサネットプロトコル）により、制御コントローラ３０に送信する。

【0029】

制御コントローラ３０は、受信した制御データ値を、操作監視端末４０又は機器管理装置５０で利用可能な形式に変換するための演算を行う。制御コントローラ３０は、演算によって得られたデータを操作監視端末４０又は機器管理装置５０に送信する。

【0030】

例えば、フィールド機器１０とプロトコルコンバータ２０との間の通信プロトコルが４－２０ｍＡのアナログ信号であり、プロセス値が１２ｍＡであった場合を考える。このとき、プロセス値は、フィールド機器１０によって取得された０℃から１００℃までの温度を表すものとする。一例として、制御コントローラ３０は、（１００℃－０℃）×（１２ｍＡ／（４ｍＡ＋２０ｍＡ））＝５０℃という演算を行う。そして、制御コントローラ３０は、操作監視端末４０又は機器管理装置５０に、温度が５０℃であったことを通知する。

【0031】

なお、操作監視端末４０は、プラントの設備機器の状態を監視するための端末である。機器管理装置５０は、フィールド機器１０を含む各機器の操作を行うための装置である。

【0032】

［データ交換処理］
ここで、プロトコルコンバータ２０によるデータ交換処理、及び関連する処置について説明する。

【0033】

まず、図２に示すように、フィールド機器１０は、それぞれに定められた周期でプロトコルコンバータ２０にプロセスデータを送信することにより、プロトコルコンバータ２０に記憶されたプロセス値を更新する。図２は、データ交換処理を説明する図である。

【0034】

データＡ１、データＢ１、データＣ１、データＤ１、データＥ１及びデータＦ１はいずれもプロセスデータであり、それぞれ異なるフィールド機器１０によって送信される。なお、１つのフィールド機器１０が複数のプロセスデータを送信してもよい。

【0035】

ここで、データＡ１及びデータＢ１の送信速度は、データＤ１、データＥ１及びデータＦ１に比べて高速である。なお、送信速度が高速であることは、プロセスデータを送信する頻度が高いこと、すなわちプロセスデータが送信される周期が短いことを意味する。

【0036】

例えば、データＡ１及びデータＢ１が送信される周期は、１ｍｓから１０ｍｓ程度である。また、例えば、データＤ１、データＥ１、データＦ１が送信される周期は、１００ｍｓ以上である。

【0037】

ここで、図１に示すように、プロトコルコンバータ２０は、キャッシュメモリ２１、インタフェースメモリ２２及び転送部２３を有する。

【0038】

キャッシュメモリ２１及びインタフェースメモリ２２は、揮発性又は不揮発性の記憶装置により実現される。キャッシュメモリ２１及びインタフェースメモリ２２は、互いに物理的に異なる記憶装置の記憶領域であってもよい。また、キャッシュメモリ２１及びインタフェースメモリ２２は、記憶装置の中に設けられた論理的な記憶領域であってもよい。キャッシュメモリ２１は、第１の記憶領域の一例である。また、インタフェースメモリ２２は、第２の記憶領域の一例である。また、記憶領域は、記憶部及び記憶装置等に言い換えられてもよい。

【0039】

転送部２３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置により実現される。転送部２３は、更新部の一例である。

【0040】

キャッシュメモリ２１は、高速データグループに含まれる１つ以上のプロセス値と、高速データグループに含まれない複数のプロセス値と、を含む、フィールド機器１０によって更新される複数のプロセス値を記憶する。

【0041】

図２に示すように、キャッシュメモリ２１は、データＡ２、データＢ２、データＣ２、データＤ２、データＥ２及びデータＦ２を記憶する。データＡ２、データＢ２、データＣ２、データＤ２、データＥ２及びデータＦ２は、それぞれフィールド機器１０によって送信されたデータＡ１、データＢ１、データＣ１、データＤ１、データＥ１及びデータＦ１によって更新（上書き）される。

【0042】

また、前述の通り、データＡ１及びデータＢ１は送信される周期が短い。ここでは、データＡ１及びデータＢ１に対応するプロセス値であるデータＡ２及びデータＢ２は、高速データグループに含まれるものとする。すなわち、キャッシュメモリ２１は、高速データグループに含まれる１つ以上のプロセス値であって、高速データグループに含まれない（基本データグループに含まれる）複数のプロセス値よりも高い頻度で更新されるプロセス値を記憶する。高速データグループは、第１のグループの一例である。

【0043】

データＣ２、データＤ２、データＥ２及びデータＦ２は、高速データグループに含まれない。データＣ２、データＤ２、データＥ２及びデータＦ２は、基本データグループに含まれる。

【0044】

転送部２３は、周期ごとにデータ交換処理を行う。転送部２３がデータ交換処理を行う周期は、例えば１０ｍｓから２０ｍｓ程度である。この場合、転送部２３がデータ交換処理を行う周期は、高速データグループのプロセス値が更新される周期より長く、低速データグループのプロセス値が更新される周期より短い。

【0045】

インタフェースメモリ２２は、複数のプロセス値のそれぞれに対応する複数の制御データ値を記憶する。図２に示すように、インタフェースメモリ２２は、制御データ値であるデータＡ３、データＢ３、データＣ３、データＤ３、データＥ３及びデータＦ３を記憶する。データＡ３、データＢ３、データＣ３、データＤ３、データＥ３及びデータＦ３は、それぞれプロセス値であるデータＡ２、データＢ２、データＣ２、データＤ２、データＥ２及びデータＦ２に対応する。

【0046】

データ交換処理において、転送部２３は、周期ごとに、複数の制御データ値のうち、高速データグループのプロセス値に対応する制御データ値とともに、高速データグループに含まれないプロセス値に対応する制御データ値であって、前回の周期において更新されなかった制御データ値を更新する。高速データグループに含まれないプロセス値は、基本データグループに含まれるプロセス値である。

【0047】

また、データ交換処理において、転送部２３は、キャッシュメモリ２１に記憶されたプロセス値の通信プロトコルを変換した値を、制御データ値としてインタフェースメモリ２２に格納（更新）する。

【0048】

例えば、転送部２３は、第ｋ周期（ｋは整数）において、高速データグループのプロセス値とともに、基本データグループのプロセス値の一部を対象にデータ交換処理を行う。そして、転送部２３は、第ｋ＋１周期において、高速データグループのプロセス値とともに、第ｋ周期に対象ではなかった基本データグループのプロセス値の一部に対してデータ交換処理を行う。

【0049】

図３及び図４は、第ｋ周期におけるデータ交換処理を説明する図である。図３に示すように、転送部２３は、第ｋ周期において、高速データグループに含まれるプロセス値であるデータＡ２及びデータＢ２に対してデータ交換処理を行い、データＡ３及びデータＢ３を更新する。「＊」は、高速データグループのプロセス値及び当該プロセス値に対応する制御データ値であることを示す。

【0050】

さらに、転送部２３は、第ｋ周期において、基本データグループに含まれるプロセス値の一部であるデータＣ２及びデータＤ２に対してデータ交換処理を行い、データＣ３及びデータＤ３を更新する。

【0051】

ここで、図５に示すように、制御コントローラ３０は、ＩＯスキャンを実行する。図５は、ＩＯスキャンを説明する図である。図５に示すように、ＩＯスキャンは、制御コントローラ３０が、インタフェースメモリ２２に記憶された制御データ値を読み込む処理である。制御コントローラ３０は、ＩＯスキャンにおいて、データＡ３、データＢ３、データＣ３、データＤ３、データＥ３及びデータＦ３を、制御演算データＡ４、制御演算データＢ４、制御演算データＣ４、制御演算データＤ４、制御演算データＥ４及び制御演算データＦ４として取得する。

【0052】

制御コントローラ３０は、フィールド機器１０によるプロセス値の更新、及びプロトコルコンバータ２０によるデータ交換処理のいずれとも非同期でＩＯスキャンを行うことができる。

【0053】

例えば、制御コントローラ３０は、データ交換処理よりも長い周期でＩＯスキャンを行う。言い換えると、転送部２３は、ＩＯスキャンの周期よりも短い周期でデータ交換処理を行う。

【0054】

図６及び図７は、第ｋ＋１周期におけるデータ交換処理を説明する図である。図６に示すように、転送部２３は、第ｋ＋１周期において、高速データグループに含まれるプロセス値であるデータＡ２及びデータＢ２に対してデータ交換処理を行い、データＡ３及びデータＢ３を更新する。

【0055】

さらに、転送部２３は、第ｋ＋１周期において、基本データグループに含まれるプロセス値の一部であるデータＥ２及びデータＦ２に対してデータ交換処理を行い、データＥ３及びデータＦ３を更新する。

【0056】

このように、転送部２３は、更新頻度が高い高速データグループのプロセス値に対しては、データ交換処理を毎周期行い、更新頻度が低い基本データグループのプロセス値に対しては、１周期おき又はそれ以下の頻度でデータ交換処理を行う。

【0057】

図８を用いて、プロトコルコンバータ２０の処理の流れを説明する。図８は、プロトコルコンバータの処理の流れを示すフローチャートである。

【0058】

まず、図８に示すように、プロトコルコンバータ２０は、高速データ転送処理対象の全領域を更新する（ステップＳ１１）。つまり、プロトコルコンバータ２０は、高速データグループのプロセス値であるデータＡ２及びデータＢ２に対してデータ交換処理を行う。また、図８及び図９における更新は、データ交換処理によるデータ制御値の更新を意味する。

【0059】

次に、プロトコルコンバータ２０は、基本データ更新の前回終了領域を取得する（ステップＳ１２）。前回終了領域は、１つの前の周期でデータ交換対象となった基本データグループのプロセス値を識別する情報である。

【0060】

続いて、プロトコルコンバータ２０は、基本データ更新、すなわち基本データグループのプロセス値に対するデータ交換処理を行う（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の詳細については後に説明する。

【0061】

そして、プロトコルコンバータ２０は、基本データ更新の終了領域を保存する（ステップＳ１４）。

【0062】

プロトコルコンバータ２０は、周期ごとにステップＳ１１からステップＳ１４までの処理を実行する。ステップＳ１４で保存された終了領域は、次の周期のステップＳ１２で取得される。

【0063】

なお、終了領域が記憶される領域（第３の記憶領域の一例）は、プロトコルコンバータ２０に備えられた記憶装置の記憶領域であればよく、キャッシュメモリ２１及びインタフェースメモリ２２と同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0064】

ここで説明したように、プロトコルコンバータ２０（転送部２３）は、周期ごとに、基本データ更新の終了領域を記憶領域に格納する。基本データ更新の終了領域は、複数の制御データ値のうち、高速データグループに含まれないプロセス値に対応する制御データ値であって、更新した制御データ値を識別する情報の一例である。

【0065】

また、プロトコルコンバータ２０（転送部２３）は、周期ごとに、複数の制御データ値のうち、高速データグループのプロセス値に対応する制御データ値とともに、前回終了領域を基に識別される制御データ値の次の順番が指定された制御データ値を更新する。

【0066】

基本データグループのプロセス値に対応する制御データ値には、データＣ３、データＤ３、データＥ３、データＦ３の順で順番が指定されているものとする。また、データＦ３の次の順番は最初に戻る。つまり、データＦ３の次の順番の制御データ値は、データＣ３である。

【0067】

この場合、プロトコルコンバータ２０は、前回終了領域を基に識別される制御データ値の次の順番である制御データ値を更新する。例えば、前回終了領域を基に識別される制御データ値がデータＤ３である場合、プロトコルコンバータ２０は、データＥ３を更新する。

【0068】

図９は、基本データ更新処理（図８のステップＳ１３）の流れを示すフローチャートである。図９に示すように、プロトコルコンバータ２０は、次の領域、すなわち前回終了領域を基に識別される制御データ値の次の順番が指定された制御データ値を更新する（ステップＳ１３１）。

【0069】

ここで、プロトコルコンバータ２０は、さらに次の領域の更新が可能であるか否かを判定する（ステップＳ１３２）。例えば、ステップＳ１３１でデータＥ３が更新された場合、プロトコルコンバータ２０は、データＦ３を更新可能であるか否かを判定する。

【0070】

次の領域の更新が可能である場合（ステップＳ１３２、Ｙｅｓ）、プロトコルコンバータ２０はステップＳ１３１に戻り処理を繰り返す。一方、次の領域の更新が可能でない場合（ステップＳ１３２、Ｎｏ）、プロトコルコンバータ２０は処理を終了する。

【0071】

ステップＳ１３２におけるプロトコルコンバータ２０による判定（ステップＳ１３２）の手順について説明する。まず、プロトコルコンバータ２０は、制御コントローラ３０によりＩＯスキャンの周期Ｔ０を取得済みであるものとする。

【0072】

ここで、プロトコルコンバータ２０は、現在の周期において、図８のステップＳ１１、Ｓ１２及び図９のステップＳ１３１までに要した時間Ｔ１を取得する。このとき、ステップＳ１３１は繰り返しにより複数回行われている場合がある。時間Ｔ１には、１回又は複数回のステップＳ１３１の実行に要した時間が含まれる。

【0073】

また、プロトコルコンバータ２０は、さらにステップＳ１３１を実行した場合に要する時間Ｔ２を取得する。プロトコルコンバータ２０は、過去の実績を基に時間Ｔ２を推定してもよいし、あらかじめＴ２として定められた固定値を取得してもよい。

【0074】

Ｔ１＋Ｔ２＜Ｔ０である場合、プロトコルコンバータ２０は、次の領域の更新が可能（ステップＳ１３２、Ｙｅｓ）と判定する。一方、Ｔ１＋Ｔ２≧Ｔ０である場合、プロトコルコンバータ２０は、次の領域の更新が可能でない（ステップＳ１３２、Ｎｏ）と判定する。これにより、プロトコルコンバータ２０は、ＩＯスキャンの周期内で１周期分のデータ交換処理を完了させることができる。

【0075】

［効果］
これまで説明してきたように、実施形態のプロトコルコンバータ２０（情報処理装置）は、キャッシュメモリ２１、インタフェースメモリ２２及び転送部２３を有する。キャッシュメモリ２１は、第１のグループに含まれる１つ以上のプロセス値と、第１のグループに含まれない複数のプロセス値と、を含む、フィールド機器１０によって更新される複数のプロセス値を記憶する。インタフェースメモリ２２は、複数のプロセス値のそれぞれに対応する複数の制御データ値を記憶する。転送部２３は、周期ごとに、複数の制御データ値のうち、第１のグループのプロセス値に対応する制御データ値とともに、第１のグループに含まれないプロセス値に対応する制御データ値であって、前回の周期において更新されなかった制御データ値を更新する。

【0076】

このように、複数のプロセス値は、毎周期データ交換処理の対象になるものと、１周期おき又はそれ以下の頻度でデータ交換処理の対象になるものとに分けられる。これにより、プロトコルコンバータ２０は、更新周期の短いフィールド機器のデータ交換処理における制御性及び応答性を向上しつつ、接続可能なフィールド機器の台数を増やすことができる。その結果、データ交換処理の効率が向上する。

【0077】

キャッシュメモリ２１は、第１のグループに含まれる１つ以上のプロセス値であって、第１のグループに含まれない複数のプロセス値よりも高い頻度で更新されるプロセス値を記憶する。これにより、プロトコルコンバータ２０は、プロセス値ごとの更新周期に適した頻度でデータ交換処理を行うことができる。

【0078】

転送部２３は、キャッシュメモリ２１に記憶されたプロセス値の通信プロトコルを変換した値を、制御データ値としてインタフェースメモリ２２に格納する。これにより、プロトコルコンバータ２０は、制御コントローラ３０にプロセスデータを転送することができる。

【0079】

転送部２３は、周期ごとに、複数の制御データ値のうち、第１のグループに含まれないプロセス値に対応する制御データ値であって、更新した制御データ値を識別する情報を第３の記憶領域に格納し、複数の制御データ値のうち、第１のグループのプロセス値に対応する制御データ値とともに、第３の記憶領域に記憶された情報を基に識別される制御データ値の次の順番が指定された制御データ値を更新する。このように、プロトコルコンバータ２０は、周期ごとに更新した制御データ値を記憶しておくことで、データ交換処理を無駄なく行うことができる。

【0080】

［システム］
上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

【0081】

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散や統合の具体的形態は図示のものに限られない。つまり、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、プロトコルコンバータ２０は、制御コントローラ３０の機能を内包していてもよい。

【0082】

さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

【0083】

［ハードウェア］
次に、プロトコルコンバータ２０のハードウェア構成例を説明する。図１０は、ハードウェア構成例を説明する図である。図１０に示すように、プロトコルコンバータ２０は、通信装置２０ａ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）２０ｂ、メモリ２０ｃ、プロセッサ２０ｄを有する。また、図１０に示した各部は、バス等で相互に接続される。

【0084】

通信装置２０ａは、ネットワークインタフェースカード等であり、他のサーバとの通信を行う。ＨＤＤ２０ｂは、図１に示した機能を動作させるプログラム及びＤＢを記憶する。

【0085】

プロセッサ２０ｄは、図３に示した各処理部と同様の処理を実行するプログラムをＨＤＤ２０ｂ等から読み出してメモリ２０ｃに展開することで、図１等で説明した各機能を実行するプロセスを動作させる。例えば、このプロセスは、プロトコルコンバータ２０が有する各処理部と同様の機能を実行する。具体的には、プロセッサ２０ｄは、転送部２３と同様の機能を有するプログラムをＨＤＤ２０ｂ等から読み出す。そして、プロセッサ２０ｄは、転送部２３と同様の処理を実行するプロセスを実行する。

【0086】

このように、プロトコルコンバータ２０は、プログラムを読み出して実行することで情報処理方法を実行する情報処理装置として動作する。また、プロトコルコンバータ２０は、媒体読取装置によって記録媒体から上記プログラムを読み出し、読み出された上記プログラムを実行することで上記した実施例と同様の機能を実現することもできる。なお、この他の実施例でいうプログラムは、プロトコルコンバータ２０によって実行されることに限定されるものではない。例えば、他のコンピュータ又はサーバがプログラムを実行する場合や、これらが協働してプログラムを実行するような場合にも、本発明を同様に適用することができる。

【0087】

このプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ（Magneto－Optical disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することができる。

【0088】

開示される技術的特徴の組合せのいくつかの例を以下に記載する。

【0089】

（１）
第１のグループに含まれる１つ以上のプロセス値と、前記第１のグループに含まれない複数のプロセス値と、を含む、フィールド機器によって更新される複数のプロセス値を記憶する第１の記憶領域と、
前記複数のプロセス値のそれぞれに対応する複数の制御データ値を記憶する第２の記憶領域と、
周期ごとに、前記複数の制御データ値のうち、前記第１のグループのプロセス値に対応する制御データ値とともに、前記第１のグループに含まれないプロセス値に対応する制御データ値であって、前回の周期において更新されなかった制御データ値を更新する更新部と、
を有することを特徴とする情報処理装置。
（２）
前記第１の記憶領域は、第１のグループに含まれる１つ以上のプロセス値であって、前記第１のグループに含まれない複数のプロセス値よりも高い頻度で更新されるプロセス値を記憶することを特徴とする（１）に記載の情報処理装置。
（３）
前記更新部は、前記第１の記憶領域に記憶された前記プロセス値の通信プロトコルを変換した値を、前記制御データ値として前記第２の記憶領域に格納することを特徴とする（１）又は（２）に記載の情報処理装置。
（４）
前記更新部は、周期ごとに、前記複数の制御データ値のうち、前記第１のグループに含まれないプロセス値に対応する制御データ値であって、更新した制御データ値を識別する情報を第３の記憶領域に格納し、前記複数の制御データ値のうち、前記第１のグループのプロセス値に対応する制御データ値とともに、前記第３の記憶領域に記憶された情報を基に識別される制御データ値の次の順番が指定された制御データ値を更新することを特徴とする（１）から（３）のいずれか１つに記載の情報処理装置。
（５）
第１のグループに含まれる１つ以上のプロセス値と、前記第１のグループに含まれない複数のプロセス値と、を含む、フィールド機器によって更新される複数のプロセス値を記憶する第１の記憶領域と、
前記複数のプロセス値のそれぞれに対応する複数の制御データ値を記憶する第２の記憶領域と、
を有するコンピュータが、
周期ごとに、前記複数の制御データ値のうち、前記第１のグループのプロセス値に対応する制御データ値とともに、前記第１のグループに含まれないプロセス値に対応する制御データ値であって、前回の周期において更新されなかった制御データ値を更新する
処理を実行することを特徴とする情報処理方法。
（６）
第１のグループに含まれる１つ以上のプロセス値と、前記第１のグループに含まれない複数のプロセス値と、を含む、フィールド機器によって更新される複数のプロセス値を記憶する第１の記憶領域と、
前記複数のプロセス値のそれぞれに対応する複数の制御データ値を記憶する第２の記憶領域と、
を有するコンピュータに、
周期ごとに、前記複数の制御データ値のうち、前記第１のグループのプロセス値に対応する制御データ値とともに、前記第１のグループに含まれないプロセス値に対応する制御データ値であって、前回の周期において更新されなかった制御データ値を更新する
処理を実行させることを特徴とする情報処理プログラム。
（７）
プロセスコンバータと、プラントに備えられ、前記プロセスコンバータと接続された複数のフィールド機器と、前記プロセスコンバータと接続された制御コントローラと、を有するプロセス制御システムであって、
前記プロセスコンバータは、
第１のグループに含まれる１つ以上のプロセス値と、前記第１のグループに含まれない複数のプロセス値と、を含む、前記複数のフィールド機器によって更新される複数のプロセス値を記憶する第１の記憶領域と、
前記複数のプロセス値のそれぞれに対応する複数の制御データ値を記憶する第２の記憶領域と、
周期ごとに、前記複数の制御データ値のうち、前記第１のグループのプロセス値に対応する制御データ値とともに、前記第１のグループに含まれないプロセス値に対応する制御データ値であって、前回の周期において更新されなかった制御データ値を更新する更新部と、
を有し、
前記制御コントローラは、前記第２の記憶領域から取得した前記制御データ値を用いて演算を行うことを特徴とするプロセス制御システム。

【符号の説明】

【0090】

１ プロセス制御システム
１０ フィールド機器
２０ プロトコルコンバータ
２０ａ 通信装置
２０ｂ ＨＤＤ
２０ｃ メモリ
２０ｄ プロセッサ
２１ キャッシュメモリ
２２ インタフェースメモリ
２３ 転送部
３０ 制御コントローラ
４０ 操作監視端末
５０ 機器管理装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】