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2.CATOX-500M フィールド・ステーション(FDS)

2.1 概要

フィールド・ステーション(FDS)は、変換器、演算器、調節器などの機能を持ちフィードバック制御やシーケンス制御を行う制御ステーションです。制御の中核をなす部分です。

2.2 CATOX-500M 構成

フィールド・ステーション(FDS)は、システムに最大8ステーションまで拡張が可能です。FDSは、主として制御演算を行う、制御ユニット(FCU52M02)、実際に入出力を行う、入出力モジュール(IOU52M)およびそれらを接続する入出力通信バスにより構成しています。

IOU52MはDINレールまたは壁、ラック取り付けとなっております。IOU52Mは最大8ユニットまで接続が可能でありユニットには用途に応じ各種の入出力カードを8枚まで挿入することができます。FDS構成を図 3に示します。

図3フィールド・ステーション構成図
図 3フィールド・ステーション構成図

図4フィールド・ステーション機能関連図
図 4フィールド・ステーション機能関連図

2.3 入出力ユニット(IOU52M)

プロセスとの信号入出力機能をつかさどる部分です。

IOU52Mの詳細についてはこちらを御覧下さい。

2.4 フィードバック制御機能

フィードバック制御機能は、従来の調節計、指示計、演算器に相当する機能でこれらをソフトウエア的に実現し“内部計器”と呼びます。内部計器はFDS1台あたり128ループまで作成することができます。スキャン周期、制御周期ともに1秒です。

内部計器の種類には図6に示すものがあります。

図 6  内部計器一覧
種類型名名称
入力指示計 N5PV 入力指示計
N5PV_D 偏差警報付き入力指示計
PID調節計 N5DC_D5 基本型調節計、En型調節計
ギャップPID調節計
偏差二乗調節計
ON-OFF調節計 N5DC_C2 2位置式ON-OFF調節計
N5DC_C3 3位置式ON-OFF調節計
N5DC_C5 時間比例ON-OFF調節計
手動操作器 N5ML 手動操作器
N5ML_PV 入力指示付き手動操作器
切替スイッチ N5SW33 2回路3接点切替スイッチ
定量設定器 N5BS_C2 定量設定器
プログラム設定器 N5PG プログラム設定器
バッチデータ設定器 N5BD_S 単精度バッチデータ設定器
N5BD_D 倍精度バッチデータ設定器
N5BD_LST リストバッチデータ設定器
比率設定器 N5RS 比率設定器
NRS_X 空燃比制御用比率設定器
信号選択器 N5AS_H オート・ハイセレクタ
N5AS_L オート・ローセレクタ
N5AS_M オート・中間値セレクタ
N5AS_A オート・平均値セレクタ
計重器 N5HKR 計重器
ステーション間通信 N5CM_S 単精度ステーション間通信ユニット
N5CM_D 倍精度ステーション間通信ユニット
コード入出力ユニット N5CD_F コード入出力ユニット
演算ユニット N5AV 移動平均ユニット
N5IA 区間平均ユニット
N5LA むだ時間+一次遅れユニット
N5LC むだ時間保障ユニット

2.5 シーケンス制御機能

シーケンス制御機能は、あらかじめ定められた順序や条件にしたがって制御の各段階を逐次進めていく制御です。シーケンスの制御手順を記述するのはシーケンステーブルが主体となって、プロセスからの接点入出力やフィードバック制御機能からの状態信号を管理することによりこの機能を実現しています。

シーケンステーブルはフィールド・ステーションあたり128枚作成することができ1スキャン(1秒)に64枚動作させることができます。また、8枚は高速スキャン(100mSec)させることもできます。

また、オンオフ弁等の操作や監視を行うために、スイッチ計器類を256個/FDS用意しています。

(1)シーケンステーブルの概要

一般にシーケンスをリレーロジックで組む場合は、リレー、タイマ等の素子とそれらを結ぶ配線で作ります。フィールド・ステーションではリレー、タイマ等に相当するのがシーケンスエレメントで配線に相当するのがシーケンステーブルです。 このシーケンステーブルはシーケンス制御の内容を思考順に記述できるばかりか記述内容をそのまま仕様書として扱うことができます。また、拡張や変更が容易に行えます。

(2)シーケンステーブルの仕様

シーケンステーブルの大きさは、1枚が図 に示す大きさで、条件側に1~64個、操作側に1~64個の信号が、そしてルールとして32個の条件や操作の内容をY(yes)、N(no)で記入することが可能です。

図7 シーケンステーブルの構造
図 7 シーケンステーブルの構造

(3)シーケンスエレメント

シーケンステーブルで使用される条件信号、操作信号にはタイマ、カウンタ、接点等のシーケンスエレメントばかりでなくフィードバック制御計器や演算など豊富に用意されています。それぞれの機能概要を図8 、図9に示します。

図8 条件信号
種類機能概要
接点入力、押し釦入力 プロセスからの接点入力、押し釦入力を条件信号とします。
接点出力 プロセスへ出力する接点出力状態を条件信号とします。
内部スイッチ フィールド・ステーション内に用意されているステータスメモリの内容を条件信号とします。
内部タイマ/カウンタ フィールド・ステーション内に用意されているタイマ/カウンタの状態を条件信号とします。
関係式 プロセスデータ、内部計器データ等の大小関係を条件信号とします。
システムデータ フィールド・ステーション内に用意されているデータを条件信号とします。
DDC内部計器 内部計器のステータス、データを条件信号とします。これによりシーケンス制御とフィードバック制御間の連携が図れます。
図9 操作信号
種類機能概要
接点出力 プロセスへ接点を出力する操作信号です。
内部スイッチ フィールド・ステーション内に用意されているステータスを操作する信号です。
内部タイマ/カウンタ フィールド・ステーション内に用意されているタイマ/カウンタを操作する信号です。スタート、ストップ、一時停止が可能です。
算術演算式 シーケンスに必要な演算などを行わせる操作信号です。
システムデータ フィールド・ステーション内に用意されているデータを操作する信号です。
オペガイド メッセージ出力 オペレターズ・ステーションへシーケンスによって発生・通知する操作信号です。データ付きで送れます。
シーケンステーブル 制御 他のシーケンステーブルの実行(停止)、停止、ステップ変更行う操作信号です。
DDC内部計器 内部計器のステータス、データを操作する信号です。これによりシーケンス制御とフィードバック制御間の連携が図れます。

2.6 入力モニタ機能

入力モニタ機能は、指定した入力エレメントに対し所定のチェックを行い、対応した出力をします。

本機能は、シーケンスの各エレメント(接点入出力、内部スイッチ、オペガイド・メッセージ)を使用しシーケンステーブルと関連して使用することができます。

2.7 バルブ出力監視機能

オンオフバルブ等への出力に対し、そのバルブが正しく動作したかどうかをバルブからのリミットスイッチ入力を監視し異常があれば警報出力します。

本機能は、シーケンスの各エレメント(接点入出力、内部スイッチ、オペガイド・メッセージ)を使用しシーケンステーブルと関連して使用することができます。

指定により、警報状態が復帰したときには警報出力を自動復帰させることもできます。