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JP3412667B2 - Scheduling method of fieldbus system - Google Patents

Scheduling method of fieldbus system

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Publication number
JP3412667B2
JP3412667B2 JP33662996A JP33662996A JP3412667B2 JP 3412667 B2 JP3412667 B2 JP 3412667B2 JP 33662996 A JP33662996 A JP 33662996A JP 33662996 A JP33662996 A JP 33662996A JP 3412667 B2 JP3412667 B2 JP 3412667B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
time
function block
scheduling
function
communication
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP33662996A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10177410A (en
Inventor
昭司 富田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP33662996A priority Critical patent/JP3412667B2/en
Publication of JPH10177410A publication Critical patent/JPH10177410A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3412667B2 publication Critical patent/JP3412667B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、フィールドバスシ
ステムのエンジニアリング作業を支援するために用いら
れるフィールドバスシステムのスケジューリング方法
関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来より、プラントの制御には分散型制
御システムが多く用いられていた。分散型制御システム
は、操作監視ステーションと制御ステーションを通信バ
スに接続し、制御ステーションはプラントに分散配置
し、操作監視ステーションの監視の下で制御ステーショ
ンによりプラントを制御する構成をとっている。最近
は、フィールドバスを用いたプラント制御も実用化に向
けてテストされている。フィールドバスを用いたプラン
ト制御では、プラントにフィールドバスを敷設し、この
フィールドバスにフィールド機器を接続し、フィールド
機器が互いに通信をしながらプラントの制御を実行す
る。フィールドバスを用いたプラント制御では、分散型
制御システムに閉じ込められていた制御機能をフィール
ドに分散することができる。 【0003】図12は分散型制御システムとフィールド
バスの構成例を示した図である。図12のGの部分は分
散型制御システムで、Hの部分はフィールドバスシステ
ムである。図12で、ICSは操作監視ステーション、
FCSは制御ステーション、1,2は通信用のバスであ
る。3は入出力カード(以下、IOカードとする)であ
る。IOカード3を経由してプラントに信号が入出力さ
れる。SN及びVはIOカード3に接続されたセンサ及
びバルブである。センサSNの検出信号がIOカード3
に入力され、バルブVに与える操作量がIOカード3か
ら出力される。4はバス2に接続されたフィールドバス
用カード、5はフィールドバス用カード4に接続された
フィールドバス、61,62…はフィールドバス5に接続
されたフィールド機器である。図の例ではフィールド機
器にセンサが接続されている。分散型制御システムによ
るプラント制御とフィールドバスシステムによるプラン
ト制御とはそれぞれ独立に行われる。フィールドバスシ
ステムは、制御機能をフィールドに分散することができ
る。 【0004】図13はフィールドバスシステムの具体的
構成例を示した図である。図13で図12と同一のもの
は同一符号を付ける。フィールド機器61にはアナログ
入力を行うファンクションブロックB1が設けられてい
る。フィールド機器62には、PID演算を行うファン
クションブロックB2、アナログ出力を行うファンクシ
ョンブロックB3が設けられている。2つのフィールド
機器61,62が持つファンクションブロックB1〜B3
を組み合わせて制御系を構築する。 【0005】図14は構築された制御系の構成イメージ
を示した図である。この制御系はフィードバック制御を
行う制御ループである。このような制御系では、異なる
フィールド機器にあるファンクションブロック間の信号
伝達は、フィールド機器間の通信により実現する。例え
ば、ファンクションブロックB1からB2への信号伝達
は、フィールド機器61と62の間の通信により実現す
る。このようにフィールドバスシステムでは異なるフィ
ールド機器をまたいでファンクションブロックを接続
し、制御系を構築している。従って、フィールドバスシ
ステムにおける制御が正しく実行されるには、フィール
ド機器間の通信が効率良く行われる必要がある。このた
めには、いつファンクションブロックが処理を実行し、
そして、その結果をいつ他のフィールド機器にあるファ
ンクションブロックに通信するのかを決定するスケジュ
ーリング作業が必要である。しかし、従来におけるフィ
ールドバスシステムではスケジューリング機能は搭載さ
れていなかった。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題
点を解決するためになされたものであり、1つの制御ル
ープを1つのグループとして、順次関係のあるファンク
ションブロックをグルーピングし、各グループに対して
入力から出力の方向でソーティングし、各ファンクショ
ンブロックに対して処理を実行する時刻と通信を実行す
る時刻を割り付ける手順でスケジューリングすることに
よって、フィールド機器間の通信を効率良く行い、異な
るフィールド機器にあるファンクションブロックどうし
を接続して構築した制御系が正しく制御を行うことがで
きるフィールドバスシステムのスケジューリング方法
実現することを目的とする。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明は次のとおりの構
成になったフィールドバスシステムのスケジューリング
方法である。プラントにフィールドバスを敷設し、この
フィールドバスにフィールド機器を接続し、制御のため
の処理を実行するファンクションブロックをフィールド
機器に搭載し、ファンクションブロックを組み合わせて
構築した制御系でプラントを制御するフィールドバスシ
ステムに適用され、スケジューリング手段により次の手
順でファンクションブロックのスケジューリングデータ
を生成することを特徴とするフィールドバスシステムの
スケジューリング方法。 (S1)スケジューリングするファンクションブロック
を抽出する工程。 (S2)スケジューリングするファンクションブロック
の順序付けを次のルールに従って行う工程。 (a)順次関係のあるファンクションブロックをグルー
ピングする。このとき、1つの制御ループを1つのグル
ープとする。 (b)各グループに対して入力から出力の方向でソーテ
ィングする。 (S3)データベース用メモリに格納したファンクショ
ンブロックの最大処理時間を参照して各ファンクション
ブロックの処理時間を計算する工程。 (S4)結合関係にあるファンクションブロックのペア
を抽出し、入力、出力の順でファンクションブロックの
ペアを組む工程。 (S5)データベース用メモリに格納した通信に関する
パラメータを参照して通信時間を計算する工程。 (S6)グループ間に実行順序が存在する場合にのみ、
その実行順序を決定する工程。 (S7)ファンクションブロックが処理を実行する時刻
と通信を実行する時刻を割り付ける工程。 【0008】 【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明を説明
する。図1は本発明にかかる方法を実施する装置の構成
例を示した図である。図1において、10はデータベー
ス用メモリ、20はスケジュール作成部である。 【0009】データベース用メモリ10には、以下の情
報が格納されている。 ファンクションブロックの結合情報 ファンクションブロックの最大処理時間 通信に関するパラメータ値 これらの情報は、フィールドバスシステムを構築するツ
ールを用いて作成される。 【0010】スケジュール作成部20で、201はスケ
ジューリング手段で、データベース用メモリ10に格納
されているスケジューリングに必要な情報を用いて、フ
ァンクションブロックが処理を実行するタイミングを決
定するスケジューリングデータ(このデータを処理スケ
ジューリングデータとする)、及び、ファンクションブ
ロックが通信を実行するタイミングを決定するスケジュ
ーリングデータ(このデータを通信スケジューリングデ
ータとする)を生成する。 【0011】図2は処理スケジューリングデータのデー
タ形式の一例を示した図、図3は通信スケジューリング
データのデータ形式の一例を示した図である。図2に示
すように、処理スケジューリングデータは、開始時刻、
ブロックタグ名、処理時間のデータからなる。図3に示
すように、通信スケジューリングデータは、開始時刻、
送信元ファンクションブロックのタグ名とパラメータ
名、送信先ファンクションブロックのタグ名とパラメー
タ名、通信時間のデータからなる。 【0012】202はユーザが定義するデータを入力す
るデータ入力手段である。図4はデータ入力手段202
からの入力データの一例を示した図である。図4に示す
ように、入力データは、バージョン名、マクロサイク
ル、時間分解能のデータからなる。203はメモリで、
処理スケジューリングデータ、通信スケジューリングデ
ータ及びデータ入力手段202の入力データが格納され
る。204は表示手段で、スケジューリング手段201
で作成した処理スケジューリングデータと通信スケジュ
ーリングデータを表示する。205はジェネレーション
手段で、スケジューリング手段201が生成したスケジ
ューリングデータを入力として、各フィールド機器に設
定するデータ形式のデータに変換するとともに、必要に
応じて新たなデータの生成を行う。 【0013】このようにスケジューリングを行う際に、
スケジューリング手段201でスケジューリングデータ
を生成し、次にジェネレーション手段205でフィール
ド機器で扱うデータを生成するという2段階の生成工程
をとっている。これは、最初にユーザにとって分かりや
すい形式のスケジューリングデータを生成し、これを表
示手段204に表示することによって、ユーザがスケジ
ュールを容易に把握し、ユーザフレンドリィな操作性を
実現するためである。 【0014】206は修正手段で、スケジューリング手
段201で生成したスケジューリングデータの修正と変
更を行う。207は再スケジューリング手段で、修正手
段206で修正した結果、スケジュールの競合が生じた
ときに、競合を解消するためにタイミングの調整を行
う。この調整は、例えば次の処理を行う。 修正または変更された要素は時間軸上の位置をそのま
まの状態にし、他の競合している要素を回避する。 修正または変更された要素を元の状態に戻す。 【0015】208はグラフィカルデータ生成手段で、
スケジューリング手段201でスケジューリングデータ
をもとにグラフィカルにタイミング表示を行うデータを
生成する。生成したデータをもとに表示手段204はグ
ラフィカルなタイミング表示を行う。 【0016】グラフィカルなタイミング表示例について
説明する。図5はフィールドバスシステムの構成例を示
した図である。図5で、6n,6n+1はフィールド機器で
ある。フィールド機器6nには、デジタル入力を行うフ
ァンクションブロックB10及びアナログ入力を行うフ
ァンクションブロックB11が設けられている。フィー
ルド機器6a+1には、デジタル出力を行うファンクショ
ンブロックB12、PID演算を行うファンクションブ
ロックB13、アナログ出力を行うファンクションブロ
ックB14が設けられている。 【0017】図6は図5のフィールドバスシステムにつ
いてのグラフィカルなタイミング表示例を示した図であ
る。図6で、横軸には時間軸をとっている。DO、D
I、AI、PID、AOは、それぞれファンクションブ
ロックB12、B10、B11、B13、B14に対応
する。Lはファンクションブロックが処理を実行する時
間、Mはファンクションブロックが通信を実行する時
間、Nは制御以外のための通信時間である。制御以外の
ための通信時間は、例えば、アラームを発生したり、ト
レンドデータを画面表示したりするのに必要な通信時間
である。図6に示すようにグラフィカルなタイミング表
示をすることによって、ユーザはフィールド機器にある
各ファンクションブロックのスケジュールを容易に把握
できる。 【0018】本発明の動作を説明する。図7はスケジュ
ーリング作業全体の流れを示したフローチャートであ
る。フローチャートのステップ順に従って動作を説明す
る。 (S1)FBAP(Function Block A
pplicationProcesses)構成を作成
する。FBAPは、様々なファンクションブロックを組
み合わせて構築される制御ループ群である。図8はFB
APの一例を示した図である。図8で、T1,T2はフ
ァンクションブロックB2と分散型制御システムにある
ファンクションブロックとを接続する接続端子である。
分散型制御システムにあるファンクションブロックから
ファンクションブロックB2に送信される信号は接続端
子T1を経由し、ファンクションブロックB2から分散
型制御システムにあるファンクションブロックに送信さ
れる信号は接続端子T2を経由する。 (S2)表示手段204にスケジュール作成画面を開
く。 (S3)データ入力手段202によりユーザが定義する
データを入力する。 (S4)スケジューリング手段201によりスケジュー
リングデータを生成する。 (S5)生成したスケジューリングデータを表示手段2
04に表示する。 (S6)生成したスケジューリングデータをフィールド
機器に設定するデータ形式に変換する。 (S7)生成したスケジューリングデータが満足する結
果であるかどうかを判断する。満足する結果である場合
は、処理を終了する。 (S8)スケジューリングデータが満足する結果でない
場合は、修正手段206によりスケジューリングデータ
を修正する。 (S9)修正手段206で修正した結果、スケジュール
の競合が生じたときは、競合を解消するために再スケジ
ューリング手段207により再スケジューリングを行
う。 【0019】図9はスケジューリング手段201がスケ
ジューリングデータを生成する手順を示したフローチャ
ートである。 (S1)スケジューリング要素を抽出する。ここでいう
スケジューリング要素はファンクションブロックであ
る。 (S2)スケジューリング要素の順序付けを行う。ここ
で、順序付けは次のルールに従って行う。 順次関係のある要素をグルーピングする。このとき、
1つの制御ループを1つのグループとする。 各グループに対して入力から出力の方向でソーティン
グする。あるいは、各グループに対して要素間を接続す
る矢印の方向でソーティングする。 バックワードパスは切り離す。 (S3)各要素の処理時間を計算する。このとき、デー
タベース用メモリ10に格納したファンクションブロッ
クの最大処理時間を参照する。 (S4)結合関係にあるファンクションブロックのペア
を抽出する。このとき、入力、出力の順で要素(ファン
クションブロック)のペアを組む。バックワードパス
は、異なるフィールド機器間に存在している場合にのみ
抽出する。 (S5)データベース用メモリ10に格納した通信に関
するパラメータを参照して通信時間を計算する。 (S6)グループ間に実行順序が存在する場合にのみ、
その実行順序を決定する。実行順序はユーザが決定す
る。 (S7)要素が処理を実行する時刻と通信を実行する時
刻を割り付ける。時刻の割り付けは次のルールに従って
行う。 いかなる通信も時間的な重なりを許さない。 ファンクションブロックにおける処理の実行は、フィ
ールド機器が異なる場合にのみ時間的な重なりを許す。 全ての要素及び通信の時間的な順序関係は保証され
る。 (S8)タイミング表を生成する。タイミング表は、例
えば図6に示すようなグラフィカルなタイミング表であ
る。タイミング表には、処理時間と通信時間が0である
ものは含まない。 【0020】図10はスケジューリング要素の抽出とソ
ーティングの処理手順を示したフローチャートである。
図10は図9の処理S1及びS2の具体的手順を示した
フローチャートである。 (S1)スケジューリング要素を抽出し、要素リストA
に格納する。このときのスケジューリング要素は、フィ
ールド機器のファンクションブロックと分散型制御シス
テムのファンクションブロックを接続するための接続端
子である。例えば、図8の接続端子T1,T2に相当す
る。 (S2)要素があるかどうかを判別する。要素がないと
きは、処理を終了する。 (S3)要素リストAから要素を一つ抽出する。このと
き、抽出した要素を要素リストAから削除する。 (S4)抽出した要素(対象要素)を要素リストBnに
挿入する。ここで、nは1から始まる正の整数で、制御
ループの番号である。 (S5)対象要素の入出力側の要素を抽出し、要素リス
トBnに挿入する。挿入した要素は要素リストAから削
除するとともに追加リスト1に追加する。抽出した入出
力側の要素の中で、入力側の要素は要素リストBnに対
して対象要素のすぐ前に挿入し、出力側の要素は要素リ
ストBnに対して対象要素のすぐ後ろに挿入する。この
とき、既に要素リストBnに存在している要素は挿入し
ない。 (S6)追加リスト1の内容を追加リスト2に格納し、
追加リスト1の内容をクリアする。 (S7)追加リスト2に要素があるかどうかを判別す
る。 (S8)要素があるときは、追加リスト2から要素(対
象要素)を抽出し、抽出した要素を追加リスト2から削
除する。 (S9)要素がないときは、次の制御ループ番号n+1
について要素リストBn+1を生成する。 上述した各リストはデータを一時格納するために設けら
れている。以下、同様な処理を繰り返す。 【0021】図11は要素が処理を実行する時刻と通信
を実行する時刻を割り付ける手順を示したフローチャー
トである。図11は図9の処理S7の具体的手順を示し
たフローチャートである。図11の処理S5及びS9に
おいて、重なり部の時間Taddは次式で与えられる。 Taddは=(重なっている要素の終了時刻)−(対象
要素の開始時刻) 処理S10では、例えば(対象要素名、開始時刻)のよ
うなリストを一時保存する。 【0022】再スケジューリングの処理手順は図9のフ
ローチャートに示す処理手順とほとんど同じであるが、
以下の部分が異なる。図9の処理S1〜S6は、スケジ
ューリング手段201が生成したスケジューリングデー
タを利用する。図9の処理S7では、以下の制約が追加
される。 「固定」された要素及び通信は、スケジューリングデ
ータに記述されている時刻に割り付けられる。「固定」
された要素は、修正手段206により修正を施した要素
である。一旦修正を施した要素を簡単に修正すると、修
正した意味がなくなるため、「固定」された要素をこの
ように定義している。 「固定」された要素と通信が実行される前に処理され
なければならないものとが重なった場合は、再スケジュ
ーリング不可能とする。固定作業そのものが違反してい
ることになる。 【0023】 【発明の効果】本発明では、1つの制御ループを1つの
グループとして、順次関係のあるファンクションブロッ
クをグルーピングする。各グループに対して入力から出
力の方向でソーティングする。各ファンクションブロッ
クに対して処理を実行する時刻と通信を実行する時刻を
割り付ける。このような手順でスケジューリングするこ
とによって、フィールド機器間の通信を効率良く行い、
異なるフィールド機器にあるファンクションブロックど
うしを接続して構築した制御系が正しく制御を行うこと
ができるフィールドバスシステムのスケジューリング方
法を実現した。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used to support a field bus system engineering operation .
The present invention relates to a scheduling method for a fieldbus system. [0002] Conventionally, a distributed control system has often been used for controlling a plant. The distributed control system has a configuration in which an operation monitoring station and a control station are connected to a communication bus, the control station is arranged in a distributed manner in the plant, and the plant is controlled by the control station under the supervision of the operation monitoring station. Recently, plant control using a field bus has also been tested for practical use. In plant control using a field bus, a field bus is laid in a plant, field devices are connected to the field bus, and the field devices communicate with each other to control the plant. In plant control using a fieldbus, control functions confined in a distributed control system can be distributed to fields. FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of a distributed control system and a field bus. The part G in FIG. 12 is a distributed control system, and the part H is a fieldbus system. In FIG. 12, ICS is an operation monitoring station,
FCS is a control station, and 1 and 2 are communication buses. Reference numeral 3 denotes an input / output card (hereinafter, referred to as an IO card). Signals are input to and output from the plant via the IO card 3. SN and V are sensors and valves connected to the IO card 3. Detection signal of sensor SN is IO card 3
, And the operation amount given to the valve V is output from the IO card 3. Reference numeral 4 denotes a field bus card connected to the bus 2, reference numeral 5 denotes a field bus connected to the field bus card 4, and reference numerals 6 1 , 6 2, ... In the illustrated example, a sensor is connected to the field device. The plant control by the distributed control system and the plant control by the field bus system are independently performed. Fieldbus systems can distribute control functions to the fields. FIG. 13 is a diagram showing a specific configuration example of a field bus system. 13 that are the same as those in FIG. 12 are given the same reference numerals. The field device 61 function block B1 is provided for performing analog input. The field device 6 2, function block B2 performs a PID operation, function block B3 perform analog output is provided. Two field devices 61 and 62 function block 2 has B1~B3
To construct a control system. FIG. 14 is a diagram showing a configuration image of the constructed control system. This control system is a control loop for performing feedback control. In such a control system, signal transmission between function blocks in different field devices is realized by communication between field devices. For example, signal transmission from the function blocks B1 to B2 is realized by communication between the field device 61 and 6 2. As described above, in the field bus system, function blocks are connected across different field devices to construct a control system. Therefore, in order for the control in the field bus system to be executed correctly, communication between the field devices needs to be performed efficiently. To do this, when the function block performs the processing,
Then, a scheduling operation is required to determine when to communicate the result to a function block in another field device. However, the conventional fieldbus system did not have a scheduling function. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and has one control module.
Group as one group
Grouping the application blocks, and for each group
Sorting from input to output, each function
Time and communication with the
To schedule by assigning time
Accordingly, it is an object of the present invention to realize a fieldbus system scheduling method in which communication between field devices is performed efficiently and a control system constructed by connecting function blocks in different field devices can correctly perform control. . [0007] The present invention provides a scheduling method for a field bus system having the following configuration.
Is the way . A field bus is laid in the plant, field devices are connected to the field bus, function blocks for executing processing for control are mounted on the field devices, and the field is controlled by a control system constructed by combining the function blocks. It is applied to the bus system, the next hand by the scheduling means
Function block scheduling data in order
Of a fieldbus system characterized by generating
Scheduling method. (S1) Function block to be scheduled
The step of extracting (S2) Function block to be scheduled
Performing the ordering according to the following rules. (A) Function blocks that are related sequentially are grouped
Ping. At this time, one control loop is connected to one group.
And make (B) Sorting in the direction from input to output for each group
To do. (S3) Function stored in database memory
Refer to the maximum processing time of
Calculating the processing time of the block. (S4) A pair of function blocks in a connection relationship
And extract the function blocks in the order of input and output.
The process of forming a pair. (S5) Regarding communication stored in database memory
Calculating the communication time by referring to the parameters; (S6) Only when there is an execution order between groups,
Determining the order of execution. (S7) Time at which the function block executes processing
Assigning a time to execute communication with the server. The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of an apparatus for performing the method according to the present invention.
It is a figure showing an example . In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a database memory, and reference numeral 20 denotes a schedule creation unit. The following information is stored in the database memory 10. Function block connection information Parameter values related to maximum processing time communication of function blocks These pieces of information are created by using a tool for constructing a field bus system. In the schedule creating section 20, reference numeral 201 denotes scheduling means, which is scheduling data for determining the timing at which the function block executes processing by using information necessary for scheduling stored in the database memory 10. This is referred to as processing scheduling data), and scheduling data for determining the timing at which the function block executes communication (this data is referred to as communication scheduling data) is generated. FIG. 2 is a diagram showing an example of a data format of process scheduling data, and FIG. 3 is a diagram showing an example of a data format of communication scheduling data. As shown in FIG. 2, the processing scheduling data includes a start time,
It consists of block tag name and processing time data. As shown in FIG. 3, the communication scheduling data includes a start time,
It consists of the tag name and parameter name of the source function block, the tag name and parameter name of the destination function block, and the data of communication time. Reference numeral 202 denotes data input means for inputting data defined by a user. FIG. 4 shows data input means 202.
FIG. 5 is a diagram showing an example of input data from a. As shown in FIG. 4, the input data includes version name, macro cycle, and time resolution data. 203 is a memory,
Processing scheduling data, communication scheduling data, and input data of the data input unit 202 are stored. Reference numeral 204 denotes a display unit, and the scheduling unit 201
The processing scheduling data and the communication scheduling data created in step are displayed. Reference numeral 205 denotes a generation unit which receives the scheduling data generated by the scheduling unit 201, converts the data into data of a data format set in each field device, and generates new data as necessary. When performing the scheduling as described above,
A two-stage generation process is performed in which the scheduling means 201 generates scheduling data, and then the generation means 205 generates data handled by the field device. This is because the user first generates the scheduling data in a format that is easy for the user to understand, and displays this on the display unit 204 so that the user can easily grasp the schedule and realize user-friendly operability. Reference numeral 206 denotes a correction unit which corrects and changes the scheduling data generated by the scheduling unit 201. Reference numeral 207 denotes a rescheduling unit which adjusts the timing to resolve the conflict when a schedule conflict occurs as a result of the modification by the modifying unit 206. For this adjustment, for example, the following processing is performed. Modified or changed elements leave their position on the time axis intact and avoid other competing elements. Revert a modified or changed element to its original state. Reference numeral 208 denotes a graphical data generating means.
The scheduling means 201 generates data for graphically displaying timing based on the scheduling data. The display unit 204 performs graphical timing display based on the generated data. An example of a graphical timing display will be described. FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the field bus system. In FIG. 5, 6 n and 6 n + 1 are field devices. The field device 6 n is provided with a function block B10 for performing digital input and a function block B11 for performing analog input. The field device 6a + 1 includes a function block B12 for performing digital output, a function block B13 for performing PID calculation, and a function block B14 for performing analog output. FIG. 6 is a diagram showing an example of a graphical timing display for the field bus system of FIG. In FIG. 6, the horizontal axis represents the time axis. DO, D
I, AI, PID, and AO correspond to the function blocks B12, B10, B11, B13, and B14, respectively. L is the time during which the function block executes processing, M is the time during which the function block performs communication, and N is the communication time for other than control. The communication time for other than control is, for example, the communication time required to generate an alarm or to display trend data on a screen. By displaying the graphical timing as shown in FIG. 6, the user can easily grasp the schedule of each function block in the field device. The operation of the present invention will be described. FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the entire scheduling operation. The operation will be described according to the order of steps in the flowchart. (S1) FBAP (Function Block A)
applicationProcesses) configuration. FBAP is a control loop group constructed by combining various function blocks. FIG. 8 shows the FB
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an AP. In FIG. 8, T1 and T2 are connection terminals for connecting the function block B2 to the function blocks in the distributed control system.
The signal transmitted from the function block in the distributed control system to the function block B2 passes through the connection terminal T1, and the signal transmitted from the function block B2 to the function block in the distributed control system passes through the connection terminal T2. (S2) A schedule creation screen is opened on the display unit 204. (S3) Data defined by the user is input by the data input unit 202. (S4) The scheduling means 201 generates scheduling data. (S5) Display the generated scheduling data on the display unit 2
04 is displayed. (S6) The generated scheduling data is converted into a data format set in the field device. (S7) It is determined whether the generated scheduling data is a satisfactory result. If the result is satisfied, the process ends. (S8) If the scheduling data is not a satisfactory result, the correcting means 206 corrects the scheduling data. (S9) As a result of the modification by the modification unit 206, if a schedule conflict occurs, rescheduling is performed by the rescheduling unit 207 to eliminate the conflict. FIG. 9 is a flowchart showing the procedure by which the scheduling means 201 generates scheduling data. (S1) A scheduling element is extracted. The scheduling element here is a function block. (S2) The scheduling elements are ordered. Here, the ordering is performed according to the following rules. Group elements that are related sequentially. At this time,
One control loop is one group. Sorting from input to output for each group. Alternatively, each group is sorted in the direction of the arrow connecting the elements. Separate backward pass. (S3) The processing time of each element is calculated. At this time, the maximum processing time of the function block stored in the database memory 10 is referred to. (S4) A pair of function blocks having a connection relationship is extracted. At this time, pairs of elements (function blocks) are formed in the order of input and output. The backward path is extracted only when it exists between different field devices. (S5) The communication time is calculated with reference to the communication parameters stored in the database memory 10. (S6) Only when there is an execution order between groups,
Determine the order of execution. The execution order is determined by the user. (S7) The time at which the element executes processing and the time at which communication is executed are assigned. Time is assigned according to the following rules. No communication allows time overlap. Execution of the processing in the function block allows time overlap only when the field devices are different. The temporal order of all elements and communications is guaranteed. (S8) Generate a timing table. The timing table is, for example, a graphical timing table as shown in FIG. The timing table does not include those for which the processing time and the communication time are zero. FIG. 10 is a flowchart showing a procedure for extracting and sorting scheduling elements.
FIG. 10 is a flowchart showing a specific procedure of the processes S1 and S2 in FIG. (S1) A scheduling element is extracted and an element list A
To be stored. The scheduling element at this time is a connection terminal for connecting the function block of the field device and the function block of the distributed control system. For example, it corresponds to the connection terminals T1 and T2 in FIG. (S2) It is determined whether there is an element. If there is no element, the process ends. (S3) One element is extracted from the element list A. At this time, the extracted element is deleted from the element list A. (S4) The extracted element (target element) is inserted into the element list Bn. Here, n is a positive integer starting from 1 and is a control loop number. (S5) The input / output element of the target element is extracted and inserted into the element list Bn. The inserted element is deleted from the element list A and added to the additional list 1. Of the extracted input / output elements, the input element is inserted immediately before the target element in the element list Bn, and the output element is inserted immediately after the target element in the element list Bn. . At this time, elements that already exist in the element list Bn are not inserted. (S6) The content of the additional list 1 is stored in the additional list 2,
Clear the contents of Addition List 1. (S7) It is determined whether or not there is an element in the additional list 2. (S8) When there is an element, the element (target element) is extracted from the additional list 2, and the extracted element is deleted from the additional list 2. (S9) If there is no element, the next control loop number n + 1
, An element list Bn + 1 is generated. Each of the lists described above is provided for temporarily storing data. Hereinafter, similar processing is repeated. FIG. 11 is a flowchart showing a procedure for assigning a time at which an element executes processing and a time at which communication is executed. FIG. 11 is a flowchart showing a specific procedure of the process S7 in FIG. In the processing S5 and S9 in FIG. 11, the time Tadd of the overlapping portion is given by the following equation. Tadd = (end time of overlapping element)-(start time of target element) In processing S10, a list such as (target element name, start time) is temporarily stored. The rescheduling procedure is almost the same as the procedure shown in the flowchart of FIG.
The following parts are different. The processes S1 to S6 in FIG. 9 use the scheduling data generated by the scheduling unit 201. In the process S7 of FIG. 9, the following restrictions are added. The “fixed” elements and communications are allocated at the times described in the scheduling data. "Fixed"
The corrected element is an element corrected by the correction unit 206. Once a modified element is easily modified, it becomes meaningless to modify it, so "fixed" elements are defined in this way. If a "fixed" element overlaps with something that must be processed before communication is performed, rescheduling is not possible. The fixing work itself has been violated. According to the present invention, one control loop is connected to one
As a group, function blocks that are sequentially related
Group the work. Input from each group
Sort in the direction of force. Each function block
The time to execute the process and the time to execute the communication
Assign. Schedule in this way
By performing the communication between the field devices efficiently,
Function blocks from different field devices
The control system built by connecting the cats controls correctly.
Fieldbus System Scheduling Method
The law was realized.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明にかかる方法を実施する装置の構成例を
示した図である。 【図2】処理スケジューリングデータのデータ形式の一
例を示した図である。 【図3】通信スケジューリングデータのデータ形式の一
例を示した図である。 【図4】データ入力手段の入力データの一例を示した図
である。 【図5】フィールドバスシステムの構成例を示した図で
ある。 【図6】グラフィカルなタイミング表示例を示した図で
ある。 【図7】本発明の動作説明図である。 【図8】FBAPの一例を示した図である。 【図9】本発明の動作説明図である。 【図10】本発明の動作説明図である。 【図11】本発明の動作説明図である。 【図12】分散型制御システムとフィールドバスの構成
例を示した図である。 【図13】フィールドバスシステムの具体的構成例を示
した図である。 【図14】構築された制御系の構成イメージを示した図
である。 【符号の説明】 5 フィールドバス 61,62,6n,6n+1 フィールド機器 B1〜B3,B10〜B14 ファンクションブロック 10 データベース用メモリ 20 スケジュール作成部 201 スケジューリング手段 204 表示手段 205 ジェネレーション手段
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a configuration example of an apparatus for performing a method according to the present invention.
FIG . FIG. 2 is a diagram showing an example of a data format of processing scheduling data. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a data format of communication scheduling data. FIG. 4 is a diagram showing an example of input data of a data input unit. FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a field bus system. FIG. 6 is a diagram showing a graphical timing display example. FIG. 7 is a diagram illustrating the operation of the present invention. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an FBAP. FIG. 9 is a diagram illustrating the operation of the present invention. FIG. 10 is a diagram illustrating the operation of the present invention. FIG. 11 is a diagram illustrating the operation of the present invention. FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of a distributed control system and a field bus. FIG. 13 is a diagram showing a specific configuration example of a field bus system. FIG. 14 is a diagram showing a configuration image of a constructed control system. [Description of Signs] 5 Fieldbus 61, 62, 6n, 6n + 1 Field devices B1 to B3, B10 to B14 Function block 10 Database memory 20 Schedule creation unit 201 Scheduling unit 204 Display unit 205 Generation unit

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】プラントにフィールドバスを敷設し、この
フィールドバスにフィールド機器を接続し、制御のため
の処理を実行するファンクションブロックをフィールド
機器に搭載し、ファンクションブロックを組み合わせて
構築した制御系でプラントを制御するフィールドバスシ
ステムに適用され、スケジューリング手段により次の手
順でファンクションブロックのスケジューリングデータ
を生成することを特徴とするフィールドバスシステムの
スケジューリング方法。 (S1)スケジューリングするファンクションブロック
を抽出する工程。 (S2)スケジューリングするファンクションブロック
の順序付けを次のルールに従って行う工程。 (a)順次関係のあるファンクションブロックをグルー
ピングする。このとき、1つの制御ループを1つのグル
ープとする。 (b)各グループに対して入力から出力の方向でソーテ
ィングする。 (S3)データベース用メモリに格納したファンクショ
ンブロックの最大処理時間を参照して各ファンクション
ブロックの処理時間を計算する工程。 (S4)結合関係にあるファンクションブロックのペア
を抽出し、入力、出力の順でファンクションブロックの
ペアを組む工程。 (S5)データベース用メモリに格納した通信に関する
パラメータを参照して通信時間を計算する工程。 (S6)グループ間に実行順序が存在する場合にのみ、
その実行順序を決定する工程。 (S7)ファンクションブロックが処理を実行する時刻
と通信を実行する時刻を割り付ける工程。
(57) [Claims] [Claim 1] A field bus is laid in a plant, a field device is connected to the field bus, and a function block for executing a control process is mounted on the field device. It is applied to a field bus system for controlling a plant control system which is constructed by combining the blocks, the next hand by the scheduling means
Function block scheduling data in order
Of a fieldbus system characterized by generating
Scheduling method. (S1) Function block to be scheduled
The step of extracting (S2) Function block to be scheduled
Performing the ordering according to the following rules. (A) Function blocks that are related sequentially are grouped
Ping. At this time, one control loop is connected to one group.
And make (B) Sorting in the direction from input to output for each group
To do. (S3) Function stored in database memory
Refer to the maximum processing time of
Calculating the processing time of the block. (S4) A pair of function blocks in a connection relationship
And extract the function blocks in the order of input and output.
The process of forming a pair. (S5) Regarding communication stored in database memory
Calculating the communication time by referring to the parameters; (S6) Only when there is an execution order between groups,
Determining the order of execution. (S7) Time at which the function block executes processing
Assigning a time to execute communication with the server.
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丹治直昭,フィールドバス時代のプロセスセンサの機能と役割,計装,日本,工業技術社,1995年 6月1日,第38巻/第6号,p.10−15

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