[发明专利]控制系统、控制方法及均衡装置

说明书

本发明提供一种提高过程控制的可靠性的控制系统、控制方法及均衡装置。在均衡装置的每一个中，接收数据输出部将来自于测定过程状态的传感器的输入数据发出到网络，其他装置数据接收部从所述接收数据输出部取得所述输入数据，从所述网络接收由本装置和其他的均衡装置的每一个发出的输入数据，数据选取部选取由所述他装置数据接收部取得的输入数据的代表值作为输出数据。运算装置的每一个基于来自于对应的均衡装置的所述输出数据算出致动器的操作量。

技术领域

本发明涉及控制系统、控制方法及均衡装置。

背景技术

过程控制系统和安全仪表系统(以下称为DCS)用于化学制品、石油、天然气等的生产工厂的控制。一旦动作发生异常，大量的原材料将被浪费，有时甚至会造成事故。因此，要求DCS具有非常高的可靠性。

另一方面，DCS用户出于未来易于扩展性、各装置的灵活上手性、成本削减等目的，要求具有不依赖于特定供应商的开放性架构。易于扩展性的意思是指能够容易地引入新技术的特性(参见专利文献1)。获得这种结构的目的例如是为了应对多供应商，应对功能和规格的动态变动。另外还要求使用通用电脑(Personal Computer，PC)而非专用硬件来实现控制器，不依赖于特定处理器，能够在线进行功能强化而不停止控制。

从可靠性的角度出发提出了如下方案，如图7所示，该方式是在DCS9中设置有多个控制器40(运算装置)(图7所示例中为40-1、40-2和40-3)，在其运算结果中由最先到达选取装置50的运算结果来驱动致动器60(参照专利文献2)。作为控制器40的多重化的优点，当控制器40的一部分停止动作时，或者当网络路径的一部分中断时，仍然可以利用来自于其他正常的控制器40和网络路径的运算结果继续进行控制。

然而，在这种结构中，即便控制器40输出了错误的运算结果，也无法对此进行检测。可以考虑在控制器40上设置自我诊断功能，以抑制错误运算结果的输出。但当来不及检测时，基于错误运算结果的控制就已经被执行了。

因此，为了确保可靠性，例如可以考虑由选取装置50将针对各控制器40的运算结果进行多数统计或中位值平均后得到的选取结果输出给致动器60(参照专利文献3)。如此一来，当从多重化的控制器40输出的运算结果中的一部分发生错误时，或者由于控制器40到选取装置50之间的通信状况不佳而造成所发送的是来自于控制器40的过去的运算结果时，能够排除错误的运算结果。

现有技术文献

专利文献1:美国专利申请公开第2016-0065656号公报

专利文献2:日本专利申请公开第2014-063414号公报

专利文献3:日本专利申请公开第2003-140707号公报

发明内容

发明要解决的技术问题：

然而，当分发装置20与各个控制器40之间的通信、各个控制器40与选取装置50之间的通信是通过连接多种多样的设备经由网络而进行的时，上述通信会经由各种各样的网络路径而进行。因此，即便控制器40的动作和网络路径是正常的，如下现象的发生也会使得控制器40间的输入值变得不同。

·由雷击等引起的来自于外部的噪音会使部分路径的数据发生缺损或变化。

·数据在传播路径上的再次分发或旁路延迟会引起部分数据发生延迟。

如果由这些现象的原因造成了控制器40之间的输入值变得不同，则各控制器40在内部所保持的参数(例如，PID控制中的积分值)在控制器40之间也会变得不同。其结果是，来自于各控制器40的运算结果(输出)不相同的状态会长期持续，从而损害过程控制的可靠性。

本发明鉴于上述问题，提供了一种能够提高过程控制可靠性的控制系统、控制方法及均衡装置。

解决问题的技术手段：