仪表化系统及其维护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种仪表化系统及其维护方法。
[0002]本申请基于在2014年I月14日向日本申请的日本特愿2014-004367主张优先权，并在此引用其内容。
【背景技术】
[0003]在车间、工厂等中构建的仪表化(Instrumentat1n)系统大致构成为如下结构，即，将被称为现场仪器的现场设备(测定器、操作器)、对这些现场设备的动作进行控制的控制器、以及进行现场仪器及控制器的管理或控制的上位装置经由通信单元连接。在如上所述的仪表化系统中，通过现场仪器得到的过程值(例如，压力、温度、流量等测定值)被控制器收集，在上位装置的管理下由控制器进行与所收集的过程值相对应的现场仪器的控制。
[0004]在仪表化系统中所使用的现场仪器与测定对象以及操作对象相对应而存在有各种各样的种类，输入/输出信号的信号形式也是多种多样。例如，存在有进行“4?20mA”信号等模拟信号的输入/输出的种类、进行“24V”的数字信号的输入/输出的种类、进行热电偶信号的输出的种类、进行触点信号的输入/输出的种类等。因此，现场仪器通常经由进行信号变换或协议变换的I/O模块而与控制器连接。
[0005]上述的I/O模块大致区分为相对于现场仪器I对I地进行连接的类型(单点类型)、以及具有多个信道，并能够针对每个信道连接现场仪器的类型(多点类型)。单点类型的I/o模块由于与现场仪器I对I地进行连接，虽然维护容易，但需要设置场所(占用空间)，制造成本变高。与此相对，多点类型的I/o模块由于能够连接多个现场仪器，虽然能够减小设置场所或削减制造成本，但维护困难。
[0006]在日本特开2001 - 100816号公报(以下，称为专利文献I)中，公开有现有的I/O模块的一个例子。具体而言，专利文献I所公开的I/O模块为了减小由于故障导致的停止所造成的影响，是以双重化(冗余化)进行使用的结构。如上所述，通过将I/o模块冗余化，即使一个I/o模块发生故障，也能够由另一个I/O模块继续进行动作(控制环路的动作)，因此提尚可靠性。
[0007]上述的I/O模块能够如上述的专利文献I所公开的那样，采用冗余化的结构(冗余化结构)，也能够采用未进行冗余化的结构(非冗余化结构:单一结构)。将I/o模块采用冗余化结构或者采用单一结构，是考虑该I/o模块的故障对过程造成的影响的大小而决定的。
[0008]在I/O模块采用冗余化结构的情况下，即使I/O模块是单点类型以及多点类型中的某一种，在一个I/o模块发生故障的情况下，也可由另一个I/O模块继续进行动作。因此，可以想到只要冗余化结构的I/o模块的双方不同时发生故障，就不会使仪表化系统整体的工作效率大幅降低。
[0009]然而，在将多点类型的I/O模块采用单一结构的情况下，在I/O模块发生故障时，需要进行更换发生了故障的I/o模块的作业。于是，即使I/O模块的故障仅是I个信道的故障，也需要使经由正常的信道进行的控制环路的动作停止，因此有时会导致仪表化系统整体的工作效率降低。
[0010]在更换采用单一结构的多点类型的I/O模块时，需要进行下述事前作业，即，事先掌握通过使经由没有发生故障的正常的信道进行的控制环路的动作停止，是否不会对过程造成不良影响，或者为了预防该不良影响的扩散需要何种必需的作业等。如上所述，在进行I/o模块的更换时，由于需要上述的事前作业，因此有时维护性降低。
【发明内容】
[0011]本发明的一个方式提供一种仪表化系统及其维护方法，即使在将多点类型的I/O模块采用非冗余化结构的情况下，也能够防止工作效率以及维护性的降低。
[0012]本发明的一个实施方式的仪表化系统可以具有:多个现场仪器，它们进行测定对象的测定以及操作对象的操作中的至少一者；具有多个插槽的连接装置，该多个插槽用于安装能够连接多个所述现场仪器的I/o模块；以及上位控制装置，其能够分别将在所述插槽中安装的所述I/o模块设定为冗余化结构或是非冗余化结构，且该上位控制装置使在所述插槽中安装的所述I/o模块中的设定为非冗余化结构的第11/0模块以近似冗余化结构进行动作。
[0013]在上述实施方式的仪表化系统中，所述第11/0模块可以在需要更换的情况下，与在所述插槽中新安装的第21/0模块构成冗余化。
[0014]在上述实施方式的仪表化系统中，所述上位控制装置可以在所述第11/0模块构成冗余化的情况下，将所述第ll/ο模块的控制权转移至所述第21/0模块。
[0015]在上述实施方式的仪表化系统中，所述上位控制装置可以在进行所述控制权的转移之前，针对所述第21/0模块进行具有与所述第11/0模块相同的功能的设定。
[0016]在上述实施方式的仪表化系统中，所述上位控制装置可以在需要进行所述第11/0模块的更换时，使需要更换的所述第11/0模块以近似冗余化结构进行动作。
[0017]在上述实施方式的仪表化系统中，所述上位控制装置可以具有:上位装置，其能够分别将在所述插槽中安装的所述I/o模块设定为冗余化结构或是非冗余化结构；以及控制装置，其进行所述现场仪器的控制，并且使在所述插槽中安装的所述I/o模块中的利用所述上位装置设定为非冗余化结构的所述第11/0模块以近似冗余化结构进行动作。
[0018]在上述实施方式的仪表化系统中，所述控制装置可以对从所述第11/0模块向所述上位装置发送的表示异常的健康性信息进行屏蔽。
[0019]在上述实施方式的仪表化系统中，可以是所述连接装置和所述控制装置设置在单一基板上。
[0020]在上述实施方式的仪表化系统中，可以是所述连接装置和所述控制装置分别设置在不同的基板上。
[0021]在上述实施方式的仪表化系统中，可以是所述多个插槽的至少I个设为空闲状态，在需要进行所述第11/0模块的更换的情况下，在所述空闲状态的插槽中安装所述第21/0模块。
[0022]在上述实施方式的仪表化系统中，所述上位控制装置还可以具有用于将所述控制装置构成冗余化的其它控制装置。
[0023]本发明的一个实施方式的仪表化系统的维护方法可以具有下述步骤:使在下述具有多个插槽的连接装置上安装的所述I/o模块中的设定为非冗余化结构的第11/0模块以近似冗余化结构进行动作的步骤，其中，该多个插槽用于安装能够连接多个现场仪器的I/o模块，该多个现场仪器进行测定对象的测定以及操作对象的操作中的至少一者；在需要进行所述第11/0模块的更换时，使所述第11/0模块和在所述连接装置的插槽中新安装的第21/0模块构成冗余化的步骤；以及将所述第11/0模块的控制权转移至所述第21/0模块的步骤。
[0024]上述实施方式的仪表化系统的维护方法还可以具有在进行所述控制权的转移之前，针对所述第21/0模块进行具有与所述第11/0模块相同的功能的设定的步骤。
[0025]上述实施方式的仪表化系统的维护方法还可以具有对从所述第11/0模块向下述上位装置发送的表示异常的健康性信息进行屏蔽的步骤，其中，该上位装置能够分别将在所述插槽中安装的所述I/o模块设定为冗余化结构或是非冗余化结构。
[0026]上述实施方式的仪表化系统的维护方法还可以具有在进行所述控制权的转移之后，拆下所述第11/0模块的步骤。
[0027]发明的效果
[0028]根据本发明的一个方式，可以使在连接装置的插槽上安装的I/O模块中，设为非冗余化结构的I/o模块以近似冗余化结构进行动作，并在安装有新的I/O模块的情况下被冗余化，因此即使在将多点类型的I/o模块以非冗余化结构进行使用的情况下，也具有可以防止工作效率以及维护性的降低这样的效果。
【附图说明】
[0029]图1是表示本发明的第I实施方式所涉及的仪表化系统的结构的图。
[0030]图2是表示本发明的第I实施方式的I/O模块的内部结构的框图。
[0031]图3是表示本发明的第I实施方式的I/O模块以及控制器的要部结构的图。
[0032]图4是表示本发明的第I实施方式的I/O模块的更换步骤的流程图。
[0033]图5A是表示本发明的第I实施方式的I/O模块的更换时的作业状态的图。
[0034]图5B是表示本发明的第I实施方式的I/O模块的更换时的作业状态的图。
[0035]图5C是表示本发明的第I实施方式的I/O模块的更换时的作业状态的图。
[0036]图6是表示在本发明的第I实施方式的I/O模块的更换时的控制权切换管理部的动作的流程图。
[0037]图7是表示本发明的第2实施方式所涉及的仪表化系统的结构的图。
[0038]图8A是表示本发明的第2实施方式的I/O模块的状态显示例的图。
[0039]图8B是表示本发明的第2实施方式的I/O模块的状态显示例的图。
[0040]图8C是表示本发明的第2实施方式的I/O模块的状态显示例的图。
[0041]图8D是表示本发明的第2实施方