I/o模塊以及過(guò)程控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種I/O模塊以及過(guò)程控制系統(tǒng)。
[0002]本申請(qǐng)基于在2013年11月26日申請(qǐng)的日本特許申請(qǐng)第2013-243536主張優(yōu)先權(quán)，并在此引用其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003]在車(chē)間、工廠(chǎng)等中構(gòu)建的過(guò)程控制系統(tǒng)大概構(gòu)成為如下結(jié)構(gòu)，S卩，將被稱(chēng)為現(xiàn)場(chǎng)儀器的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(測(cè)定器、操作器)、對(duì)這些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的動(dòng)作進(jìn)行控制的控制器、以及進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)儀器以及控制器的管理、控制的上位裝置經(jīng)由通信單元連接。在如上所述的過(guò)程控制系統(tǒng)中，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)儀器得到的過(guò)程值(例如，壓力、溫度、流量等測(cè)定值)被控制器收集，在上位裝置的管理之下利用控制器進(jìn)行與所收集的過(guò)程值相對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)儀器的控制。
[0004]過(guò)程控制系統(tǒng)作為上述的上位裝置，大多是例如具有由車(chē)間等的操作人員進(jìn)行操作的操作監(jiān)視終端、以及用于掌握過(guò)程控制系統(tǒng)的健康性的儀器管理裝置的結(jié)構(gòu)。具體而言，上述的操作監(jiān)視終端是將構(gòu)成過(guò)程控制系統(tǒng)的構(gòu)成要素(現(xiàn)場(chǎng)儀器、控制器)的動(dòng)作向操作人員傳遞，并且基于操作人員的指示進(jìn)行控制器的控制的終端。上述儀器管理裝置是對(duì)表示構(gòu)成過(guò)程控制系統(tǒng)的各結(jié)構(gòu)要素的狀態(tài)的信息、設(shè)定信息進(jìn)行收集，掌握各結(jié)構(gòu)要素的健康性，并根據(jù)需要將表示健康性的信息向操作人員、維修人員通知的裝置。
[0005]在日本特許第3641137號(hào)公報(bào)、日本特開(kāi)2013-73503號(hào)公報(bào)、以及日本特開(kāi)2013-152612號(hào)公報(bào)中公開(kāi)有進(jìn)行各種車(chē)間的監(jiān)視控制的監(jiān)視控制系統(tǒng)的一個(gè)例子。具體而言，在日本特許第3641137號(hào)公報(bào)中公開(kāi)有具有多個(gè)局部控制器，并以局部控制器為單位獨(dú)立實(shí)施控制的分散控制系統(tǒng)的一個(gè)例子。在日本特開(kāi)2013-73503號(hào)公報(bào)中公開(kāi)有分散監(jiān)視控制裝置的一個(gè)例子，該分散監(jiān)視控制裝置能夠使以控制裝置為單位的控制邏輯的編制與過(guò)程輸入/輸出的設(shè)計(jì)分開(kāi)以及獨(dú)立。在日本特開(kāi)2013-152612號(hào)公報(bào)中，公開(kāi)有能夠與運(yùn)轉(zhuǎn)模式相對(duì)應(yīng)而容易地變更監(jiān)視裝置的監(jiān)視圖像的車(chē)間監(jiān)視控制系統(tǒng)的一個(gè)例子。
[0006]在上述的過(guò)程控制系統(tǒng)中所進(jìn)行的通信被大致區(qū)分為:用于過(guò)程控制的通信(以下，稱(chēng)為過(guò)程控制通信)；以及用于掌握過(guò)程控制系統(tǒng)的健康性的通信(以下，稱(chēng)為健康性掌握通信)。過(guò)程控制通信是在控制器和現(xiàn)場(chǎng)儀器之間以固定周期進(jìn)行的通信，由于需要對(duì)過(guò)程值進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，因此設(shè)定為比健康性掌握通信更高的優(yōu)先級(jí)。與此相對(duì)，健康性掌握通信是經(jīng)由控制器在儀器管理裝置和現(xiàn)場(chǎng)儀器之間進(jìn)行的輪詢(xún)方式的通信，設(shè)定為比過(guò)程控制通信更低的優(yōu)先級(jí)，以使得不會(huì)對(duì)過(guò)程控制通信造成影響。
[0007]上述的健康性掌握通信為了不會(huì)對(duì)過(guò)程控制造成影響，不得不與過(guò)程控制通信相比增大通信間隔。因此，有時(shí)為了對(duì)儀器管理裝置用于掌握過(guò)程控制系統(tǒng)的健康性所必需的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，需要較長(zhǎng)時(shí)間。例如，如果過(guò)程控制系統(tǒng)的構(gòu)成要素的數(shù)量為數(shù)千?數(shù)萬(wàn)左右，則為了對(duì)這些構(gòu)成要素的全部進(jìn)行通過(guò)輪詢(xún)方式進(jìn)行的通信，有時(shí)需要大于或等于I小時(shí)的時(shí)間。作為其結(jié)果，即使在過(guò)程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要素中發(fā)生某些異常、變化，有時(shí)直至該異常、變化由儀器管理裝置掌握為止，也會(huì)產(chǎn)生較大的延遲。
[0008]通過(guò)輪詢(xún)方式進(jìn)行的上述的健康性掌握通信，無(wú)論有無(wú)過(guò)程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要素的異常、變化，均被執(zhí)行。因此，盡管完全未發(fā)生異常、變化，仍進(jìn)行通信，有時(shí)會(huì)對(duì)通信系統(tǒng)造成影響。例如，在設(shè)置大量現(xiàn)場(chǎng)儀器的大規(guī)模的過(guò)程控制系統(tǒng)中，有時(shí)由于產(chǎn)生不必要的通信而對(duì)通信容量造成壓力。
[0009]近些年的現(xiàn)場(chǎng)儀器，實(shí)現(xiàn)了智能化，大多成為例如具有對(duì)自身狀態(tài)進(jìn)行診斷的自診斷功能的結(jié)構(gòu)。具有如上所述的功能的現(xiàn)場(chǎng)儀器能夠?qū)⒆栽\斷結(jié)果、表示在現(xiàn)場(chǎng)儀器中產(chǎn)生的異常、變化的信息自主地向上位進(jìn)行通知。然而，如上所述的自主的通知對(duì)控制器而言成為非固定周期的中斷，因此有時(shí)導(dǎo)致控制器的負(fù)載增大，會(huì)對(duì)過(guò)程控制通信造成影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的一個(gè)方式提供一種I/O模塊以及過(guò)程控制系統(tǒng)，其能夠在短時(shí)間內(nèi)取得為了掌握健康性所必需的信息，而不會(huì)使通信負(fù)載、處理負(fù)載增大。
[0011]本發(fā)明的一個(gè)方式的I/O模塊可以具有:接收部，其與現(xiàn)場(chǎng)儀器電連接，接收從所述現(xiàn)場(chǎng)儀器自主地發(fā)送的信息；存儲(chǔ)部，其對(duì)在由所述接收部接收到的信息進(jìn)行存儲(chǔ)；以及比較部，其對(duì)在由所述接收部新接收到的信息和在所述存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的信息進(jìn)行比較，在由所述接收部新接收到的信息和在所述存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的信息不同的情況下，將在所述存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的信息改寫(xiě)為由所述接收部新接收到的信息。
[0012]上述I/O模塊可以還具有比較結(jié)果存儲(chǔ)部，該比較結(jié)果存儲(chǔ)部用于存儲(chǔ)所述比較部的比較結(jié)果，其中，該比較結(jié)果表示在由所述接收部新接收到的信息和在所述存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的信息之間是否發(fā)生了變化。
[0013]上述I/O模塊可以還具有比較結(jié)果通知部，該比較結(jié)果通知部在所述比較部的比較結(jié)果表示在由所述接收部新接收到的信息與在所述存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的信息之間發(fā)生了變化的情況下，進(jìn)行外部通知。
[0014]上述I/O模塊可以還具有收集部，該收集部向不自主地發(fā)送信息的現(xiàn)場(chǎng)儀器發(fā)送信息發(fā)送請(qǐng)求，并對(duì)作為與所述信息發(fā)送請(qǐng)求相對(duì)應(yīng)的響應(yīng)而從所述現(xiàn)場(chǎng)儀器發(fā)送來(lái)的信息進(jìn)行收集。所述比較部對(duì)由所述收集部收集到的信息和在所述存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的信息進(jìn)行比較。
[0015]在上述I/O模塊中，從所述現(xiàn)場(chǎng)儀器自主地發(fā)送的信息，可以包含表示所述現(xiàn)場(chǎng)儀器的自診斷結(jié)果的第I信息、以及表示在所述現(xiàn)場(chǎng)儀器中發(fā)生了異常的第2信息中的至少一者。
[0016]在上述I/O模塊中，所述比較部可以對(duì)從不具有自診斷功能的現(xiàn)場(chǎng)儀器輸出的信號(hào)和預(yù)先規(guī)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。所述比較結(jié)果通知部可以根據(jù)所述信號(hào)和所述基準(zhǔn)值的比較結(jié)果，進(jìn)行表示發(fā)生了異常這一情況的外部通知。
[0017]在上述I/O模塊中，所述信號(hào)可以是利用所述現(xiàn)場(chǎng)儀器測(cè)定出的過(guò)程值。
[0018]上述I/O模塊可以還具有通信部，該通信部對(duì)從所述現(xiàn)場(chǎng)儀器自主地發(fā)送的信息進(jìn)行外部輸出，并且僅對(duì)所述比較部的比較結(jié)果表示在由所述接收部新接收到的信息與在所述存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的信息之間發(fā)生了變化的、從所述現(xiàn)場(chǎng)儀器自主地發(fā)送出的信息進(jìn)行外部輸出。
[0019]本發(fā)明的一個(gè)方式的過(guò)程控制系統(tǒng)可以具有:1/0模塊和儀器管理裝置，其中，該I/O模塊與現(xiàn)場(chǎng)儀器電連接。上述I/O模塊可以具有:接收部，其接收從所述現(xiàn)場(chǎng)儀器自主地發(fā)送的信息；存儲(chǔ)部，其對(duì)在由所述接收部接收到的信息進(jìn)行存儲(chǔ)；比較部，其對(duì)在由所述接收部新接收到的信息和在所述存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的信息進(jìn)行比較，在由所述接收部新接收到的信息和在所述存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的信息不同的情況下，將在所述存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的信息改寫(xiě)為由所述接收部新接收到的信息；以及比較結(jié)果存儲(chǔ)部，其用于存儲(chǔ)所述比較部的比較結(jié)果，其中，該比較結(jié)果表示在由所述接收部新接收到的信息和在所述存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的信息之間是否發(fā)生了變化。上述儀器管理裝置可以根據(jù)在所述比較結(jié)果存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的所述比較部的比較結(jié)果，從所述I/o模塊取得在所述存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的信息。
[0020]在上述過(guò)程控制系統(tǒng)中，所述I/O模塊可以還具有比較結(jié)果通知部，該比較結(jié)果通知部在所述比較部的比較結(jié)果表示在由所述接收部新接收到的信息與在所述存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的信息之間發(fā)生了變化的情況下，進(jìn)行向所述儀器管理裝置的通知。所述儀器管理裝置可以在從所述比較結(jié)果通知部發(fā)出了通知的情況下，從所述I/o模塊取得在所述存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的信息。
[0021]在上述過(guò)程控制系統(tǒng)中，所述I/O模塊可以還具有收集部，該收集部向不自主地發(fā)送信息的現(xiàn)場(chǎng)儀器發(fā)送信息發(fā)送請(qǐng)求，并對(duì)作為與所述信息發(fā)送請(qǐng)求相對(duì)應(yīng)的響應(yīng)而從所述現(xiàn)場(chǎng)儀器發(fā)送來(lái)的信息進(jìn)行收集。所述比較部可以對(duì)在由所述收集部收集到的信息和在所述存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的信息進(jìn)行比較。
[0022]在上述過(guò)程控制系統(tǒng)中，從所述現(xiàn)場(chǎng)儀器自主地發(fā)送的信息，可以包含表示所述現(xiàn)場(chǎng)儀器的自診斷結(jié)果的第I信息、以及表示在所述現(xiàn)場(chǎng)儀器中發(fā)生了異常的第2信息中的至少一者。
[0023]在上述過(guò)程控制系統(tǒng)中，所述比較部可以對(duì)從不具有自診斷功能的現(xiàn)場(chǎng)儀器輸出的信號(hào)和預(yù)先規(guī)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。所述比較結(jié)果通知部可以根據(jù)所述信號(hào)和所述基準(zhǔn)值的比較結(jié)果，將發(fā)生了異常這一情況向所述儀器管理裝置通知。
[0024]在上述過(guò)程控制系統(tǒng)中，所述信號(hào)可以是利用所述現(xiàn)場(chǎng)儀器測(cè)定出的過(guò)程值。
[0025]在上述過(guò)程控制系統(tǒng)中，所述I/O模塊可以還具有通信部，該通信部對(duì)從所述現(xiàn)場(chǎng)儀器自主地發(fā)送的信息向所述儀器管理裝置輸出，并且僅對(duì)所述比較部的比較結(jié)果表示在由所述接收部新接收到的信息與在所述存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的信息之間發(fā)生了變化的、從所述現(xiàn)場(chǎng)儀器自主地發(fā)送的信息向所述儀器管理裝置輸出。
[0026]發(fā)明的效果
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，將從現(xiàn)場(chǎng)儀器自主地發(fā)送至I/O模塊，并由接收部接收到的信息在比較部中與在存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的信息進(jìn)行比較，在比較部的比較結(jié)果表示在由接收部新接收到的信息與在存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的信息不同的情況下，將在存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的信息改寫(xiě)為由接收部新接收到的信息。因此，由于無(wú)需像現(xiàn)有技術(shù)這樣對(duì)所