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公開番号2024093909
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-09
出願番号2022210555
出願日2022-12-27
発明の名称制御システム、制御システムの制御方法、及び、コントローラ
出願人横河電機株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G05B 19/05 20060101AFI20240702BHJP(制御;調整)
要約【課題】フィールド機器の制御システムにおいて、より簡易な構成でコントローラの冗長化を実現可能とする。
【解決手段】測定データを取得するフィールド機器が接続されたIOノードと、フィールド機器が取得した測定データに基づき演算を行う複数のコントローラと、キャッシュサーバと、を備え、複数のコントローラの各々は、予め一定の周期で定められた一定期間である制御タイミングごとに、フィールド機器が取得した測定データを保持しているか否かを判定し、キャッシュサーバが測定データを保持していない場合、IOノードから、当該IOノードに接続されたフィールド機器が取得した測定データを取得し、キャッシュサーバが測定データを保持している場合、当該キャッシュサーバから、フィールド機器が取得した測定データを取得し、IOノード又はキャッシュサーバから受信した測定データに基づき、予め定められた演算を行う。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
測定データを取得するフィールド機器が接続されたＩＯノードと、
前記フィールド機器が取得した前記測定データに基づき演算を行う複数のコントローラと、
キャッシュサーバと、
を備え、
前記複数のコントローラの各々は、
予め一定の周期で定められた一定期間である制御タイミングごとに、前記フィールド機器が取得した前記測定データを保持しているか否かを判定し、
前記キャッシュサーバが前記測定データを保持していない場合、前記ＩＯノードから、当該ＩＯノードに接続された前記フィールド機器が取得した前記測定データを取得し、
前記キャッシュサーバが前記測定データを保持している場合、当該キャッシュサーバから、前記フィールド機器が取得した前記測定データを取得し、
前記ＩＯノード又は前記キャッシュサーバから受信した前記測定データに基づき、予め定められた演算を行う、
制御システム。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記複数のコントローラの各々は、前記制御タイミングごとに、前記キャッシュサーバが前記測定データを保持しているか否かを前記キャッシュサーバに問い合わせ、当該問合せに対する前記キャッシュサーバの回答に基づき、前記キャッシュサーバが前記測定データを保持しているか否かを判定する、請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
前記キャッシュサーバは、前記制御タイミングごとに、当該キャッシュサーバが前記測定データを保持しているか否かを示す情報を含む第１の管理テーブルを保持し、
前記複数のコントローラの各々は、
前記キャッシュサーバが保持する前記第１の管理テーブルに同期して管理された第２の管理テーブルを保持し、
前記制御タイミングごとに、前記第２の管理テーブルを参照して、前記キャッシュサーバが前記測定データを保持しているか否かを判定する、
請求項１に記載の制御システム。
【請求項４】
前記複数のコントローラの各々は、前記制御タイミングごとに、前記ＩＯノード又は前記キャッシュサーバから受信した前記測定データに基づき、前記演算を行った結果である演算結果を前記ＩＯノードへ送信し、
前記ＩＯノードは、
前記制御タイミングごとに、前記複数のコントローラの各々から受信した前記演算結果を比較して、前記複数のコントローラの動作が正常であるか否かを判定し、
前記複数のコントローラの動作が正常であるか否かの判定結果を出力する、
請求項１に記載の制御システム。
【請求項５】
前記複数のコントローラの各々は、前記ＩＯノードから、当該ＩＯノードに接続された前記フィールド機器が取得した前記測定データを取得した場合、当該取得した測定データを前記キャッシュサーバへ送信し、
前記キャッシュサーバは、前記複数のコントローラに含まれる前記コントローラから前記測定データを受信した場合、当該受信した測定データを記憶部に保持させる、
請求項１に記載の制御システム。
【請求項６】
前記キャッシュサーバは、前記制御タイミングごとに、前記測定データを受信した前記コントローラの識別情報を記録する、請求項５に記載の制御システム。
【請求項７】
前記キャッシュサーバは、前記制御タイミングごとに、前記複数のコントローラに含まれるいずれかの前記コントローラから、前記フィールド機器が取得した前記測定データを保持しているか否かの問合せを初めて受けてから当該コントローラから前記測定データを受信するまで、他の前記コントローラからの前記問合せに対する回答を保留する、請求項５に記載の制御システム。
【請求項８】
測定データを取得するフィールド機器が接続されたＩＯノードと、
前記フィールド機器が取得した前記測定データに基づき演算を行う複数のコントローラと、
キャッシュサーバと、
を備える制御システムの制御方法であって、
前記複数のコントローラの各々が、
予め一定の周期で定められた一定期間である制御タイミングごとに、前記フィールド機器が取得した前記測定データを保持しているか否かを判定する工程と、
前記キャッシュサーバが前記測定データを保持していない場合、前記ＩＯノードから、当該ＩＯノードに接続された前記フィールド機器が取得した前記測定データを取得する工程と、
前記キャッシュサーバが前記測定データを保持している場合、当該キャッシュサーバから、前記フィールド機器が取得した前記測定データを取得する工程と、
前記ＩＯノード又は前記キャッシュサーバから受信した前記測定データに基づき、予め定められた演算を行う工程と、
を含む、制御システムの制御方法。
【請求項９】
測定データを取得するフィールド機器が接続されたＩＯノード、及び、キャッシュサーバと通信可能な、前記フィールド機器が取得した前記測定データに基づき演算を行うコントローラであって、
予め一定の周期で定められた一定期間である制御タイミングごとに、前記フィールド機器が取得した前記測定データを保持しているか否かを判定し、
前記キャッシュサーバが前記測定データを保持していない場合、前記ＩＯノードから、当該ＩＯノードに接続された前記フィールド機器が取得した前記測定データを取得し、
前記キャッシュサーバが前記測定データを保持している場合、当該キャッシュサーバから、前記フィールド機器が取得した前記測定データを取得し、
前記ＩＯノード又は前記キャッシュサーバから受信した前記測定データに基づき、予め定められた演算を行う、
制御部を備える、コントローラ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、制御システム、制御システムの制御方法、及び、コントローラに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、フィールド機器が接続された装置であるＩＯノードを経由して、コントローラからフィールド機器の動作を制御する制御システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１５７３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような制御システムにおいて、複数のコントローラを設け、各コントローラがフィールド機器の入出力について同一の処理を行い、各コントローラの処理結果を比較することにより、コントローラの動作の信頼性を向上させることが考えられる。このようなコントローラの冗長化を行う場合において、従来の構成においては、複数のコントローラが高い精度で時間的に同期して動作する必要があり、処理及び構成が複雑になっていた。
【０００５】
本開示は、フィールド機器の制御システムにおいて、より簡易な構成でコントローラの冗長化を実現可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
幾つかの実施形態に係る制御システムは、
（１）測定データを取得するフィールド機器が接続されたＩＯノードと、
前記フィールド機器が取得した前記測定データに基づき演算を行う複数のコントローラと、
キャッシュサーバと、
を備え、
前記複数のコントローラの各々は、
予め一定の周期で定められた一定期間である制御タイミングごとに、前記フィールド機器が取得した前記測定データを保持しているか否かを判定し、
前記キャッシュサーバが前記測定データを保持していない場合、前記ＩＯノードから、当該ＩＯノードに接続された前記フィールド機器が取得した前記測定データを取得し、
前記キャッシュサーバが前記測定データを保持している場合、当該キャッシュサーバから、前記フィールド機器が取得した前記測定データを取得し、
前記ＩＯノード又は前記キャッシュサーバから受信した前記測定データに基づき、予め定められた演算を行う。
【０００７】
このように、各コントローラは、非同期に動作する場合であっても、ＩＯノード又はキャッシュサーバから制御タイミングにおける同一の測定データを取得することができる。したがって、全てのコントローラにおいて制御タイミングにおける同一の測定データに基づき演算を行い、その結果を比較することで、コントローラの異常を検出することが可能である。
【０００８】
（２）（１）の制御システムにおいて、
前記複数のコントローラの各々は、前記制御タイミングごとに、前記キャッシュサーバが前記測定データを保持しているか否かを前記キャッシュサーバに問い合わせ、当該問合せに対する前記キャッシュサーバの回答に基づき、前記キャッシュサーバが前記測定データを保持しているか否かを判定する。
【０００９】
このように、コントローラは、キャッシュサーバが測定データを保持しているか否かをキャッシュサーバに問い合わせて判定するため、キャッシュサーバが測定データを保持しているか否かを正確に判定することができる。
【００１０】
（３）（１）の制御システムにおいて、
前記キャッシュサーバは、前記制御タイミングごとに、当該キャッシュサーバが前記測定データを保持しているか否かを示す情報を含む第１の管理テーブルを保持し、
前記複数のコントローラの各々は、
前記キャッシュサーバが保持する前記第１の管理テーブルに同期して管理された第２の管理テーブルを保持し、
前記制御タイミングごとに、前記第２の管理テーブルを参照して、前記キャッシュサーバが前記測定データを保持しているか否かを判定する。
（【００１１】以降は省略されています）

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