I/o模塊、設(shè)定裝置以及過程控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及I/O模塊、設(shè)定裝置、以及過程控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法。
[0002]本申請(qǐng)基于2014年10月21日向日本申請(qǐng)的特愿2014-214364號(hào)而主張優(yōu)先權(quán)，并在這里引用其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003]當(dāng)前，在車間、工廠等中構(gòu)建有對(duì)工業(yè)過程中的各種狀態(tài)量(例如壓力、溫度、流量等)進(jìn)行控制的過程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高級(jí)的自動(dòng)操作。這種過程控制系統(tǒng)為將一般被稱為現(xiàn)場(chǎng)(field)儀器的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(測(cè)定器、操作器)經(jīng)由I/O模塊而與控制器連接的結(jié)構(gòu)，控制器根據(jù)測(cè)定器(例如傳感器)的測(cè)定結(jié)果對(duì)操作器(例如致動(dòng)器)進(jìn)行控制，由此控制上述的各種狀態(tài)量。
[0004]大致經(jīng)歷下面的3個(gè)檢查.試驗(yàn)的工序而構(gòu)建這種過程控制系統(tǒng)。
[0005](I)工廠內(nèi)驗(yàn)收檢查(FAT:Factory Acceptance Test)
[0006]其是在構(gòu)成過程控制系統(tǒng)的各種儀器(上述的現(xiàn)場(chǎng)儀器、I/O模塊、控制器等)從工廠出貨之前所進(jìn)行的針對(duì)硬件、軟件的驗(yàn)收檢查。
[0007](2)現(xiàn)場(chǎng)接收檢查(SAT:Site Acceptance Test)
[0008]其是確認(rèn)納入到車間等中的上述各種儀器是否具有要求的功能、性能等的檢查。具體而言，進(jìn)行上述的各種儀器的安裝、設(shè)置以及布線，進(jìn)行是否正確地進(jìn)行了連接的檢查、各種儀器的設(shè)定、調(diào)整、以及I/O模塊和現(xiàn)場(chǎng)儀器之間的信號(hào)檢查等。
[0009](3)綜合確認(rèn)試驗(yàn)(SIT:System Integrat1n Test)
[0010]其是確認(rèn)在車間等中構(gòu)建的過程控制系統(tǒng)整體上是否按照設(shè)計(jì)而協(xié)同地進(jìn)行動(dòng)作的試驗(yàn)。具體而言，進(jìn)行設(shè)置于控制器的上位處的監(jiān)視操作終端和I/O模塊之間的信號(hào)檢查、以及監(jiān)視操作終端和現(xiàn)場(chǎng)儀器之間的信號(hào)檢查等。
[0011]如果以上工序結(jié)束，則進(jìn)行在車間等中構(gòu)建的過程控制系統(tǒng)的試運(yùn)轉(zhuǎn)，如果試運(yùn)轉(zhuǎn)正常結(jié)束，則進(jìn)入正式運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，下面的專利文獻(xiàn)I中公開有下述技術(shù)，即，利用設(shè)置于控制器的上位處的儀器監(jiān)視單元，能夠簡單地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)儀器的閉合狀態(tài)、調(diào)試以及動(dòng)作狀態(tài)(模擬輸入輸出)的檢查、以及檢查的進(jìn)度狀況的確認(rèn)。
[0012]專利文獻(xiàn)1:日本特開2012-208694號(hào)公報(bào)
[0013]但是，在上述的工廠內(nèi)驗(yàn)收檢查(FAT)中，在對(duì)過程控制系統(tǒng)中所使用的控制程序進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)決定控制器和現(xiàn)場(chǎng)儀器之間的路徑。另外，在上述的現(xiàn)場(chǎng)接收檢查(SAT)中所進(jìn)行的布線作業(yè)、以及是否正確地進(jìn)行了連接的確認(rèn)作業(yè)，沿著在工廠內(nèi)驗(yàn)收檢查(FAT)中對(duì)控制程序進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)所決定的路徑而進(jìn)行。因此，以往存在下述問題，即，需要按順序?qū)嵤┥鲜龅墓S內(nèi)驗(yàn)收檢查(FAT)、現(xiàn)場(chǎng)接收檢查(SAT)、以及綜合確認(rèn)試驗(yàn)(SIT)，過程控制系統(tǒng)的構(gòu)建需要很長時(shí)間。
[0014]此外，還依賴于車間的規(guī)模，從車間設(shè)計(jì)(包含應(yīng)當(dāng)構(gòu)建的過程控制系統(tǒng)的車間的規(guī)格設(shè)計(jì))完畢起直至包含過程控制系統(tǒng)的車間的正式運(yùn)轉(zhuǎn)開始為止，需要I?2年左右的時(shí)間。另外，為了使上述的3個(gè)工序(工廠內(nèi)驗(yàn)收檢查(FAT)、現(xiàn)場(chǎng)接收檢查(SAT)、以及綜合確認(rèn)試驗(yàn)(SIT))完畢，需要3個(gè)月左右的時(shí)間。
[0015]這里，針對(duì)與控制器相比設(shè)置為上位裝置的裝置的設(shè)定，以與過程控制相關(guān)的邏輯方面的設(shè)定為主。與此相對(duì)，現(xiàn)場(chǎng)儀器、I/O模塊等的儀器的設(shè)定、確認(rèn)，以測(cè)定范圍的設(shè)定、該測(cè)定范圍內(nèi)的測(cè)定/動(dòng)作精度確認(rèn)等的物理方面的設(shè)定為主。因此，可以認(rèn)為，如果能夠并行地進(jìn)行這些設(shè)定，則能夠縮短上述的3個(gè)工序所需的時(shí)間，能夠與其縮短的時(shí)間相應(yīng)地使包含過程控制系統(tǒng)的車間的正式運(yùn)轉(zhuǎn)提前。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明就是鑒于上述情形而提出的，其目的在于，提供與當(dāng)前相比能夠縮短過程控制系統(tǒng)的構(gòu)建所需的時(shí)間的I/O模塊、設(shè)定裝置、以及過程控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法。
[0017]為了解決上述課題，本發(fā)明的I/O模塊具有:第I接口(21)，其具有與現(xiàn)場(chǎng)儀器
(11)連接的多個(gè)連接部(P);以及第2接口(22)，其與對(duì)所述現(xiàn)場(chǎng)儀器進(jìn)行控制的控制器
(13)連接，所述I/O模塊(12)將多個(gè)所述現(xiàn)場(chǎng)儀器與所述控制器連接，所述I/O模塊(12)的特征在于，具有:第3接口(23)，其與外部的設(shè)定裝置(17)連接；以及設(shè)定部(24)，其基于經(jīng)由所述第3接口而輸入的來自所述設(shè)定裝置的設(shè)定指示，對(duì)設(shè)置于所述第I接口處的所述連接部，分別設(shè)定在邏輯方面分別識(shí)別所述連接部的標(biāo)簽信息(Tl)。
[0018]另外，本發(fā)明的I/O模塊的特征在于，所述設(shè)定部基于經(jīng)由所述第3接口而輸入的來自所述設(shè)定裝置的設(shè)定指示，使用所述標(biāo)簽信息，進(jìn)行與所述連接部的輸入輸出相關(guān)的設(shè)定。
[0019]另外，本發(fā)明的I/O模塊的特征在于，所述連接部基于來自所述設(shè)定裝置的設(shè)定指示，進(jìn)行從所述現(xiàn)場(chǎng)儀器的模擬信號(hào)的輸入、向所述現(xiàn)場(chǎng)儀器的模擬信號(hào)的輸出、從所述現(xiàn)場(chǎng)儀器的數(shù)字信號(hào)的輸入、以及向所述現(xiàn)場(chǎng)儀器的數(shù)字信號(hào)的輸出中的某一個(gè)。
[0020]另外，本發(fā)明的I/O模塊的特征在于，所述設(shè)定部基于經(jīng)由所述第3接口而輸入的來自所述設(shè)定裝置的設(shè)定指示，使用所述標(biāo)簽信息，對(duì)與進(jìn)行了設(shè)定的所述連接部連接的所述現(xiàn)場(chǎng)儀器進(jìn)行設(shè)定。
[0021]另外，本發(fā)明的I/O模塊的特征在于，具有試驗(yàn)部(25)，該試驗(yàn)部(25)基于經(jīng)由所述第3接口而輸入的來自所述設(shè)定裝置的確認(rèn)指示，使用所述標(biāo)簽信息，對(duì)進(jìn)行了設(shè)定的所述現(xiàn)場(chǎng)儀器的狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)。
[0022]另外，本發(fā)明的I/O模塊的特征在于，具有切斷部(26、27、28)，它們基于經(jīng)由所述第2接口而輸入的來自所述控制器的指示、或者經(jīng)由所述第3接口而輸入的來自所述設(shè)定裝置的指示，將經(jīng)由所述第3接口而輸入的來自所述設(shè)定裝置的指示、或者經(jīng)由所述第2接口而輸入的來自所述控制器的指示切斷。
[0023]或者，本發(fā)明的I/O模塊的特征在于，具有:第I開關(guān)(26)，其使所述第2接口和所述設(shè)定部及所述試驗(yàn)部之間形成為斷開狀態(tài)或者閉合狀態(tài)；第2開關(guān)(27)，其使所述第3接口和所述設(shè)定部及所述試驗(yàn)部之間形成為斷開狀態(tài)或者閉合狀態(tài)；以及開閉設(shè)定部
(28)，其基于經(jīng)由所述第2接口而輸入的來自所述控制器的指示、或者經(jīng)由所述第3接口而輸入的來自所述設(shè)定裝置的指示，將所述第1、第2開關(guān)中的某一者設(shè)定為閉合狀態(tài)，將另一者設(shè)定為斷開狀態(tài)。
[0024]另外，本發(fā)明的I/O模塊特征在于，具有存儲(chǔ)部(M)，該存儲(chǔ)部(M)存儲(chǔ)對(duì)所述連接部分別設(shè)定的所述標(biāo)簽信息。
[0025]本發(fā)明的設(shè)定裝置是與上述的任意方案所記載的I/O模塊(12)連接的設(shè)定裝置(17)，其特征在于，具有:下位接口(32)，其與所述I/O模塊的所述第3接口連接；儲(chǔ)存部(33)，其對(duì)與所述現(xiàn)場(chǎng)儀器和所述I/O模塊之間的輸入輸出相關(guān)的設(shè)定信息(L1、L2)進(jìn)行儲(chǔ)存；以及指示部(34a)，其使用儲(chǔ)存于所述儲(chǔ)存部中的所述設(shè)定信息，經(jīng)由所述下位接口，進(jìn)行針對(duì)所述I/O模塊以及所述現(xiàn)場(chǎng)儀器的至少一者的所述設(shè)定指示。
[0026]另外，本發(fā)明的設(shè)定裝置的特征在于，具有檢查部(34c)，其經(jīng)由所述下位接口，對(duì)與所述I/O模塊連接的所述現(xiàn)場(chǎng)儀器的狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)。
[0027]另外，本發(fā)明的設(shè)定裝置的特征在于，所述儲(chǔ)存部儲(chǔ)存有規(guī)定針對(duì)所述現(xiàn)場(chǎng)儀器應(yīng)當(dāng)確認(rèn)的項(xiàng)目及流程的檢查信息(DB3)，所述檢查部基于儲(chǔ)存于所述儲(chǔ)存部中的所述檢查信息，對(duì)所述現(xiàn)場(chǎng)儀器的狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)。
[0028]另外，本發(fā)明的設(shè)定裝置的特征在于，所述檢查部將對(duì)確認(rèn)信息追加了時(shí)刻信息的信息，作為履歷信息(DB2)而儲(chǔ)存于所述儲(chǔ)存部中，其中，該確認(rèn)信息是通過對(duì)所述現(xiàn)場(chǎng)儀器的狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)而獲得的，該時(shí)刻信息表示進(jìn)行所述現(xiàn)場(chǎng)儀器的狀態(tài)的確認(rèn)的時(shí)刻。
[0029]另外，本發(fā)明的設(shè)定裝置的特征在于，所述檢查部對(duì)進(jìn)度信息進(jìn)行顯示或者向外部進(jìn)行通知，其中，該進(jìn)度信息表示所述現(xiàn)場(chǎng)儀器的狀態(tài)的確認(rèn)狀況。
[0030]另外，本發(fā)明的設(shè)定裝置的特征在于，所述設(shè)定信息包含:第I設(shè)定信息(LI)，其使得對(duì)在所述I/o模塊的所述第I接口處設(shè)置所述連接部分別設(shè)定的所述標(biāo)簽信息(Tl)、和與所述連接部連接的所述現(xiàn)場(chǎng)儀器中的輸入輸出信息(Jl)相關(guān)聯(lián)；以及第2設(shè)定信息(L2)，其使得為了在邏輯方面分別識(shí)別所述連接部而在所述控制器中使用的標(biāo)簽信息(T2)、和所述連接部中的輸入輸出信息(J2)相關(guān)聯(lián)。
[0031]另外，本發(fā)明的設(shè)定裝置的特征在于，具有結(jié)合部(34d)，該結(jié)合部(34d)進(jìn)行所述第I設(shè)定信息中包含的所述標(biāo)簽信息、和第2設(shè)定信息中包含的所述標(biāo)簽信息之間的關(guān)聯(lián)，使所述連接部中的輸入輸出信息和所述現(xiàn)場(chǎng)儀器中的輸入輸出信息相結(jié)合。
[0032]另外，本發(fā)明的設(shè)定裝置的特征在于，具有與上位裝置(15)或者離線的裝置連接的上位接口(31)，從所述上位裝置經(jīng)由所述上位接口而獲得在所述儲(chǔ)存部中儲(chǔ)存的所述設(shè)定信息。
[0033]本發(fā)明的過程控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法是進(jìn)行工業(yè)過程的控制的過程控制系統(tǒng)(I)的構(gòu)建方法，其特征在于，具有第I工序(S32、S33、S35)，在該工序中，將上述任意方案所記載的I/O模塊和所述現(xiàn)場(chǎng)儀器設(shè)置于現(xiàn)場(chǎng)并進(jìn)行布線，利用與所述I/O模塊連接的所述設(shè)定裝置，進(jìn)行所述I/O模塊及所述現(xiàn)場(chǎng)儀器的設(shè)定。
[0034]另外，本發(fā)明的過程控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法的特征在于，所述第I工序是下述工序，即，將所述設(shè)定裝置與連接有所述現(xiàn)場(chǎng)儀器的多個(gè)所述I/O模塊分別連接，多個(gè)并行或者單獨(dú)地進(jìn)行多個(gè)所述I/O模塊及所述現(xiàn)場(chǎng)儀器的設(shè)定。
[0035]另外，本發(fā)明的過程控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法的特征在于，具有:第2工序(S41)，在該工序中，相對(duì)于所述第I工序獨(dú)立地，使用在邏輯方面分別識(shí)別在所述I/O模塊的所述第I接口處設(shè)置的所述連接部的標(biāo)簽信息(T2)，進(jìn)行控制所述現(xiàn)場(chǎng)儀器的所述控制器的設(shè)計(jì)；以及第3工序(S52、S54、S55、S61)，在該工序中，將在所述第2工序中設(shè)計(jì)的所述控制器設(shè)置于所述現(xiàn)場(chǎng)并將其與所述I/o模塊連接，進(jìn)行在所述控制器中使用的標(biāo)簽信息(T2)、和在所述I/O模塊中設(shè)定的標(biāo)簽信息(Tl)的關(guān)聯(lián)，進(jìn)行所述過程控制系統(tǒng)的試驗(yàn)