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TechnicalInformation

統合生産制御システムCENTUM VPシステム概説（FCS 編）

TI 33J01A12-01JA2015. 3 初版（YK）2017. 3 4 版（YK）

TI 33J01A12-01JA

[Release 6]

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TI 33J01A12-01JA

i

はじめにCENTUM VPは、プラントの運転制御を行う「統合生産制御システム」です。石油精製、化学、鉄鋼、食品、電力など、幅広い分野に利用できます。本書（システム概説（FCS編））はCENTUM VPのFCS（Field Control Station）を平易に解説した資料です。本書を読まれる前にシステム概説（全般編）でCENTUM VPの概要を理解いただいた後に、本書をお読みください。その後、一般仕様書（General Specifications）などの詳細資料へと読み進んでください。

■ 関連ドキュメントTI 33J01A10-01JA CENTUM VP システム概説（全般編）TI 33J01A11-01JA CENTUM VP システム概説（HMI 編）TI 32S01B10-01 安全計装システム ProSafe-RS システム概説

■ 本書をお読みいただきたい方･ CENTUM VP の導入検討および導入実施を担当される計装、電気、およびコンピュータ関係

のエンジニア

■ 図の表記について本書に記載の図は、説明の都合上、強調や簡略化、または一部を省略していることがあります。

■ 商標・ CENTUM、ProSafe、Vnet/IP は、横河電機株式会社の登録商標です。・その他、本文中に使われている会社名・商品名は、各社の登録商標または商標です。・本文中の各社の登録商標または商標には、TM、® マークは表示しておりません。

2015.03.26-00All Rights Reserved. Copyright © 2015, Yokogawa Electric Corporation

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目次 -1

TI 33J01A12-01JA

統合生産制御システムCENTUM VPシステム概説（FCS 編）

TI 33J01A12-01JA　4 版

目　次

2017.03.20-00

1. CENTUM VP FCS 概要 .............................................................................1-11.1 制御機能を支える高信頼性 ..............................................................................1-1

1.1.1 完全二重化と Pair&Spare 方式...............................................................................1-11.1.2 高信頼プロセス入出力モジュール........................................................................1-11.1.3 テスト機能...................................................................................................................1-11.1.4 オンラインメンテナンス.........................................................................................1-1

1.2 豊富な機能ブロック .........................................................................................1-21.2.1 連続制御ブロック......................................................................................................1-21.2.2 シーケンス制御ブロック.........................................................................................1-21.2.3 演算ブロック..............................................................................................................1-2

1.3 FCS の種別 .........................................................................................................1-2

2. ハードウェア ..........................................................................................2-12.1 N-IO 用 FCS（FFCS-C）のハードウェア構成 ..................................................2-3

2.1.1 N-IO 用 FCS（FFCS-C）の FCU...............................................................................2-32.1.2 N-IO ノード.................................................................................................................2-42.1.3 ノードインタフェースユニット（N-IO 用）........................................................2-42.1.4 N-IO 入出力ユニット................................................................................................2-52.1.5 ノードユニット（NU）..............................................................................................2-62.1.6 通信モジュール..........................................................................................................2-62.1.7 N-ESB バス、ESBバス、光 ESBバス....................................................................2-6

2.2 FIO 用 FCS（FFCS-V）のハードウェア構成 ....................................................2-72.2.1 FIO 用 FCS（FFCS-V）の FCU.................................................................................2-72.2.2 ノードユニット（NU）..............................................................................................2-82.2.3 入出力モジュール（FIO用）....................................................................................2-82.2.4 ESB バス、光 ESBバス...........................................................................................2-112.2.5 ハウスキーピングユニット（HKU）....................................................................2-12

2.3 RIO システムアップグレード用 FCS（FFCS-R）のハードウェア構成........2-14

3. 制御機能 ..................................................................................................3-13.1 機能ブロック.....................................................................................................3-13.2 入出力機能 ........................................................................................................3-93.3 制御ドローイング ...........................................................................................3-103.4 オンラインメンテナンス................................................................................3-143.5 サブシステム通信 ...........................................................................................3-14

4. 冗長化 .....................................................................................................4-14.1 冗長化の特長.....................................................................................................4-14.2 N-IO/FIO 用 FCS の冗長化 ................................................................................4-2

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TI 33J01A12-01JA

1. CENTUM VP FCS 概要 1-1

1. CENTUM VP FCS概要初代CENTUMから40年にわたり、信頼性技術の継続的な開発の結果、CENTUM VP FCSは、業界最高水準の99.99999%（セブンナイン）以上の稼働率を実現しています。高い信頼性のFCSは、プラントの長期安定稼働を実現することでTCO （Total Cost of Ownership）削減に大きく貢献します。また、豊富な制御機能により、連続プロセスやバッチプロセスはもとより、幅広い制御に適応する最適な制御システムを、簡単かつ効率的に実現します。

1.1 制御機能を支える高信頼性制御機能の高信頼性は、長年培われた高信頼性設計思想により開発された、ハードウェアおよびソフトウェアにより実現しています。

1.1.1 完全二重化とPair&Spare方式プロセス制御の重要な役割を担う FCS は、プロセッサモジュールや電源、制御バスだけでなく、入出力モジュールや内部バスなど細部に至るまでの完全二重化構成が可能です。この完全二重化構成により、ハードウェア異常による制御の停止を回避します。さらに、プロセッサモジュール内部の MPU も二重化構成となっており、常に演算結果を照合します。この横河独自の Pair&Spare 方式（二重化 × 2）により、データインテグリティ（データの安全性）の確保と、エラー発生時の無瞬断切り替えを実現します。完全二重化とCENTUM CS から実績のある、Pair&Spare 方式により、長期安定稼働に寄与します。

1.1.2 高信頼プロセス入出力モジュール新開発の入出力モジュールは、同一モジュールで各点の AI/AO/DI/DO 信号種類をソフトウェアで変更できます。さらに入出力アダプタ（信号変換）で幅広い信号種類に対応できます。プロセス信号の種類に応じたラインナップに加え、絶縁のタイプや設置形態など、用途に応じて様々な計装を実現します。CENTUM VP のプロセス入出力モジュールは、独自開発の通信プロトコルによる最適なレスポンスや、高い耐環境性（温度、腐食性ガス）など、高い信頼性を実現します。

1.1.3 テスト機能エンジニアリングを行うコンピュータ単体で制御機能（アプリケーション）と操作監視機能（運転画面、メッセージ）をテストできます。変更したアプリケーションの動作を事前に確認してから稼働中のシステムに反映できるため、アプリケーションの作成ミスを事前に防止できます。また、実機（FCS）なしでテストが可能なため、エンジニアリングのリードタイムを大幅に短縮します。

1.1.4 オンラインメンテナンス稼動中の FCS を停止することなく、アプリケーションを変更できます。変更部分以外のアプリケーションに影響を与えることなく、制御ロジックやパラメータ値などを変更できます。オンラインメンテナンスにより稼働中のプラントの増改造にも安全かつ柔軟に対応できます。

2015.03.26-00

TI 33J01A12-01JA

1-21. CENTUM VP FCS 概要

1.2 豊富な機能ブロック連続制御、操作、演算、シーケンス制御、モニタリングといった豊富な機能ブロックを提供します。豊富な機能ブロックを組み合わせることにより、幅広い制御に適用する制御システムを構築できます。

1.2.1 連続制御ブロックプロセスの監視・制御を目的に、プロセス量を用いて演算処理を実行します。PID 調節、入力指示、手動操作、信号選択、信号設定、セルフチューニング機能などの豊富な機能ブロックがあります。

1.2.2 シーケンス制御ブロック機器インターロックシーケンス、プロセス監視シーケンスなど、汎用シーケンス制御を行うシーケンスブロックには、ディシジョンテーブル形式のシーケンステーブルと論理演算素子を使って記述するロジックチャートがあります。さらに、スイッチ計器、タイマ、カウンタ、コード入出力などを用意しています。

1.2.3 演算ブロック連続制御機能、シーケンス制御機能を補助する機能ブロックです。アナログ信号や接点信号に対する汎用的な演算を実行します。

1.3 FCSの種別次表に、CENTUM VP でサポートする FCS の一覧を示します。

表 FCS種別一覧

略称名称 FCU形名ソフトウェアパッケージFFCS-C N-IO 用 FCS A2FV50 □（ラック取付形） VP6F1800 制御基本機能

FFCS-V FIO 用 FCS AFV30 □（ラック取付形）AFV40 □（キャビネット付） VP6F1700 制御基本機能

FFCS-R RIO システムアップグレード用FCS A2FV70 □（ラック取付形） VP6F1900 制御基本機能

注 : 上表中、「□」は「S」（シングル）または「D」（二重化）を表します。

2016.06.30-00

TI 33J01A12-01JA

2. ハードウェア 2-1

2. ハードウェア本章では、以下のFCSについて記します。

N-IO 用 FCS（FFCS-C）： N-IO 用 FCS（FFCS-C）は、N-ESB（Network - Extended Serial Backboard）バス、光

ESB バスで新開発の N-IO（Network I/O）ノードを接続できる FCS です。また、ESB バス、光 ESB バスで従来のノードユニット（NU）を接続できます。ノードユニット（NU）には通信モジュールが実装できます。新開発の N-IO ノードには以下の特徴があります。

・ AI/AO/DI/DO 信号を同一入出力モジュールで取り扱えます。・チャネルごとに対応する入出力アダプタ（信号変換器）で幅広い信号種類に対応できます。

N-IO ノードはフィールドに I/O を設置し、システムを分散させてマーシャリングを削減したい場合に適しています。

FIO 用 FCS（FFCS-V）：光 ESB バス、ESB バスでノードユニット（NU）を接続できます。ノードユニット（NU）

には FIO 用の入出力モジュール、および通信モジュールが実装可能です。システムを集中させたマーシャリング構成にする場合に適しています。

RIO システムアップグレード用 FCS（FFCS-R）： CENTUM CS、CENTUM CS 1000/CS 3000 および CENTUM VP の RIO を使用している

FCS を、最新の CENTUM VP R6 に更新するためのアップグレード用 FCS です。

2016.06.30-00

TI 33J01A12-01JA

2-22. ハードウェア

F020001.ai

Vnet/IP

：光ESBバス

：N-ESBバス

：ESBバス

TM1READY

FUSE RL1 CN1 (PSU-L) TM2 100-120V AC

CN2 (PSU-R)

FCU

ESBバス

ESBバス

光ESBバス

NU

NU

NU

FIO用FCSの構成例

TM1READY


CN2 (PSU-R)

N-IOノード

光ESBバスESBバス

N-IOノード

FCU

N-ESBバス

N-IO用FCSの構成例

NU

ESBバス

NU

図 FCSの構成例

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TI 33J01A12-01JA


2.1 N-IO用FCS（FFCS-C）のハードウェア構成N-IO 用 FCS（FFCS-C）のハードウェアは次のようなコンポーネントから構成されます。

フィールドコントロールユニット（FCU）： FCS の制御演算を実行する頭脳部分をメインに、通信モジュールまたはバスインタ

フェースモジュールを実装できる入出力モジュール用スロットと電源モジュールを備えた機器です。

N-IO ノード：各種プロセス入出力信号を変換し、そのデータを FCU と送受信する機能を持った機

器です。ノードユニット（NU）：通信モジュールを実装し、そのデータを FCU と送受信する機能を持った機器です。N-ESB バス、ESB バス、光 ESB バス： FCU と N-IO ノード、およびノードユニットを相互接続するための二重化通信バスで

す。

2.1.1 N-IO用FCS（FFCS-C）のFCU二重化構成の FCU にする場合は、プロセッサモジュール、電源モジュールを 2 つ一組で実装します。通信モジュールが実装可能で、2 つ一組で実装することで二重化構成にできます。N-IO ノードまたはノードユニットを接続する場合は、入出力モジュール用スロットにバスインタフェースモジュールを 2 つ一組で実装します。

F020101.ai

TM1READY


CN2 (PSU-R)

ケーブルトレー

ベースユニット

ユーティリティユニット

外部インタフェース

入出力モジュール用スロット電源モジュール

プロセッサモジュール

図 N-IO用二重化FCUの構成例

2016.06.30-01

TI 33J01A12-01JA


2.1.2 N-IOノードN-IO ノードはフィールドからのプロセス入出力信号を変換して、フィールドコントロールユニット（FCU）に伝送する信号処理装置です。N-IO 入出力ユニットとノードインタフェースユニットで構成され、それぞれ DIN レール取り付け形と壁面取り付け形が選択できます。

F020102.ai

入出力アダプタ

入出力モジュール

N-IO 入出力用ベースプレート

ノードインタフェースユニット

N-IO 入出力ユニット（最大 6 台まで接続可能）

図 N-IOノードの構成例

2.1.3 ノードインタフェースユニット（N-IO用）ノードインタフェースユニットは、フィールドコントロールユニット（FCU）と N-IO 入出力ユニット間および、ノードインタフェースユニット間の通信インタフェース機能を備えます。また、N-IO 入出力ユニットに電源を供給します。

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2.1.4 N-IO入出力ユニットフィ－ルドのアナログ信号やデジタル信号の入出力、および信号変換をするユニットです。N-IO 入出力ユニットは、入出力モジュール、入出力アダプタ（信号変換器）とそれらを実装する N-IO 入出力用ベースプレートの組み合わせによって構成されます。入出力モジュールの種類によって、ソフトウェアで AI/AO/DI/DO 信号の定義が可能です。信号種類をソフトウェアで変更できるため、変更によるプラント工期遅れの抑制に貢献します。入出力モジュールを 2 つ実装することで二重化構成が可能です。入出力アダプタはチャネルごとに幅広い信号種類に対応します。

表 N-IO入出力用ベースプレート

形名名称

A2BN3D アダプタ用ベースプレート（N-IO 用、16 点用、アダプタ付き、押締め端子 / スプリングクランプ端子）

表入出力モジュール（N-IO用）

形名名称A2MMM843 アナログデジタル入出力モジュール（16 点、一括絶縁）A2MDV843 デジタル入出力モジュール（16 点、一括絶縁）

表入出力アダプタ（N-IO用）

形名名称A2SAM105 電流入力／電圧入力アダプタA2SAM505 電流出力／電圧出力アダプタA2SAT105 mV ／熱電対／測温抵抗体入力アダプタA2SAP105 パルス入力アダプタ（0 ～ 10 kHz）A2SDV105 デジタル入力アダプタ（24 V DC 電圧入力、無電圧接点入力）A2SDV505 デジタル出力アダプタ（24 V DC、0.5 A 電流ソース）A2SDV506 リレー出力アダプタ（24 V DC、0.5 A 無電圧接点出力）A2SMX801 スルーアダプタ（入出力信号無変換）A2SMX802 スルーアダプタ（入出力信号無変換、フィールド電源出力付）

2017.03.20-00

TI 33J01A12-01JA


2.1.5 ノードユニット（NU）N-IO 用 FCS（FFCS-C）では、ノ－ドユニットの入出力モジュール用スロットに通信モジュールを実装します。フィ－ルドからの通信入出力信号を信号変換してフィールドコントロールユニット（FCU）と送受信します。ノードユニットには、ESB バスノードユニットと光ESB バスノードユニットがあり、ESB バススレーブインタフェースモジュールまたは光ESB バスリピータモジュールなどのバスインタフェースモジュールと電源モジュールから構成されます。

F020103.ai

入出力モジュール用スロット


ESBバスインタフェースモジュール

電源モジュール

図 ESBバスノードユニットの構成例

2.1.6 通信モジュールN-IO 用 FCS（FFCS-C）では、以下の通信モジュールを使うことができます。その他のFIO 用の入出力モジュールおよび通信モジュールを使用することはできません。

表通信モジュール

形名モジュール名称ALR111 シリアル通信モジュール（RS-232C、2 ポート、N-IO/FIO 用）ALR121 シリアル通信モジュール（RS-422/485、2 ポート、N-IO/FIO 用）ALE111 Ethernet 通信モジュール（N-IO/FIO 用）ALF111 Foundation Fieldbus 通信モジュール（N-IO/FIO 用）ALP121 PROFIBUS-DP 通信モジュール（N-IO/FIO 用）

2.1.7 N-ESBバス、ESBバス、光ESB バスN-IO 用 FCS（FFCS-C）の通信バスには N-ESB バス、ESB バス、光 ESB バスがあります。用途に応じてチェーン型、スター型接続が可能で、いずれも二重化構成です。N-ESB バスは FCU と N-IO ノード間を接続します。ESB バスは FCU と ESB バスノードユニット間を接続します。光 ESB バスは光ファイバーケーブルおよび光 ESB バスリピータモジュールを使用して ESB バス信号の長距離伝送を可能にしたもので、FCU と N-IO ノード間、または FCU と光 ESB バスノードユニット間を接続します。N-IO ノードやノードユニットを同一キャビネット内だけでなく、FCU から離れた遠隔地に設置する場合に有効です。N-IOノードは光 ESB バスリピータモジュールを用いないで光 ESB バスによる接続形態をサポートします。

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2.2 FIO用FCS（FFCS-V）のハードウェア構成FIO用FCS（FFCS-V）のハードウェアは次のようなコンポーネントから構成されます。

フィールドコントロールユニット（FCU）： FCS の制御演算を実行する頭脳部分をメインに、FIO 用の入出力モジュール、通信モ

ジュールまたはバスインタフェースモジュールを実装できる入出力モジュール用スロットと電源モジュールを備えた機器です。

ノードユニット（NU）：入出力モジュール、または通信モジュールを実装し、そのデータを FCU と送受信す

る機能を持った機器です。ESB バス、光 ESB バス： FCU とノードユニット間を相互接続するための二重化可能な通信バスです。ハウスキーピングユニット（HKU）： FCS のキャビネット内の環境や、FCS 自体の状態を監視するハウスキーピング機能の

中心となる機器です。

2.2.1 FIO用FCS（FFCS-V）のFCU二重化構成の FCU にする場合は、プロセッサモジュール、電源モジュールを 2 つ一組で実装します。FIO 用の入出力モジュール、および通信モジュールを実装可能で、2 つ一組で実装することで二重化構成にできます。ノードユニットを接続する場合は、入出力モジュール用スロットにバスインタフェースモジュールを実装します。通信バスを二重化構成にする場合は、バスインタフェースモジュールを 2 つ実装します。

F020201.ai




TM1READY


CN2 (PSU-R)

外部インタフェース

ベースユニット


プロセッサモジュール

図 FIO用二重化FCUの構成例

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2.2.2 ノードユニット（NU）FIO 用 FCS（FFCS-V）では、ノ－ドユニットの入出力モジュール用スロットに FIO 用の入出力モジュールおよび通信モジュールを実装します。フィ－ルドからのアナログ信号やデジタル信号などのプロセス入出力信号や通信入出力信号を信号変換してフィールドコントロールユニット（FCU）と送受信します。ノードユニットには、ESB バスノードユニットと光 ESB バスノードユニットがあり、ESB バススレーブインタフェースモジュールまたは光 ESB バスリピータモジュールなどのバスインタフェースモジュールと電源モジュールから構成されます。

F020202.ai



ESBバスインタフェースモジュール


図 ESBバスノードユニットの構成例

2.2.3 入出力モジュール（FIO用）FIO 用 FCS に使用する入出力モジュール（IOM）は、コネクタの種類や絶縁タイプなど、用途に応じて柔軟に対応する豊富なバリエーションがあります。

表入出力モジュール（FIO用）（1/2）

信号区分形名モジュール名称

アナログ入出力モジュール

AAI141 アナログ入力モジュール（16 点、4 ～ 20 mA、非絶縁）AAB141 アナログ入力モジュール（16 点、1 ～ 5 V、4 ～ 20 mA、非絶縁）AAV141 アナログ入力モジュール（16 点、1 ～ 5 V、非絶縁）

AAI841 アナログ入出力モジュール（8 点入力／ 8 点出力、4 ～ 20 mA 入力、4 ～ 20 mA 出力、非絶縁）

AAB841 アナログ入出力モジュール（8 点入力／ 8 点出力、1 ～ 5 V 入力、4 ～ 20 mA 出力、非絶縁）

AAB842 アナログ入出力モジュール（8 点入力／ 8 点出力、1 ～ 5 V ／ 4 ～ 20 mA 入力、4 ～ 20 mA 出力、非絶縁）

AAI143 アナログ入力モジュール（16 点、4 ～ 20 mA、一括絶縁）AAI543 アナログ出力モジュール（16 点、4 ～ 20 mA、一括絶縁）AAV144 アナログ入力モジュール（16 点、－ 10 ～＋ 10 V、一括絶縁）AAV544 アナログ出力モジュール（16 点、－ 10 ～＋ 10 V、一括絶縁）AAI135 アナログ入力モジュール（8 点、4 ～ 20 mA、個別絶縁）AAI835 アナログ入出力モジュール（4 点入力／ 4 点出力、4 ～ 20 mA、個別絶縁）AAT145 熱電対／ mV 入力モジュール（熱電対：16 点、個別絶縁）AAR145 測温抵抗体／すべり抵抗入力モジュール（16 点、個別絶縁）AAP135 パルス入力モジュール（8 点、パルス数カウント、0 ～ 10 kHz、個別絶縁）

AAP149 パルス列入力モジュール PM1 互換モジュール（16 点、パルス数カウント、0 ～ 6 kHz、非絶縁）

AAP849 パルス列入力／アナログ出力モジュール、PAC 互換モジュール（8 点入力／ 8 点出力、パルス数カウント入力、4 ～ 20 mA 出力、非絶縁）

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信号区分形名モジュール名称

アナログ入出力モジュール（HART 通信付）

AAI141-H アナログ入力モジュール（16 点、4 ～ 20 mA、非絶縁）AAB141-H アナログ入力モジュール（16 点、1 ～ 5 V、4 ～ 20 mA、非絶縁）

AAI841-H アナログ入出力モジュール（8 点／ 8 点、4 ～ 20 mA 入力、4 ～ 20 mA 出力、非絶縁）

AAB842-H アナログ入出力モジュール（8 点／ 8 点、1 ～ 5 V、4 ～ 20 mA 入力、4 ～ 20 mA 出力、非絶縁）

AAI143-H アナログ入力モジュール（16 点、4 ～ 20 mA、一括絶縁）AAI543-H アナログ出力モジュール（16 点、4 ～ 20 mA、一括絶縁）AAI135-H アナログ入力モジュール（8 点、4 ～ 20 mA、個別絶縁）AAI835-H アナログ入出力モジュール（4 点入力／ 4 点出力、4 ～ 20 mA、個別絶縁）

デジタル入出力モジュール

ADV151 デジタル入力モジュール（32 点、24 V DC、一括絶縁）ADV551 デジタル出力モジュール（32 点、24 V DC、一括絶縁）ADV161 デジタル入力モジュール（64 点、24 V DC、一括絶縁）ADV561 デジタル出力モジュール（64 点、24 V DC、一括絶縁）

CENTUM 互換デジタル入出力モジュール

ADV859 デジタル入出力モジュール CENTUM-ST2 互換モジュールADV159 デジタル入力モジュール CENTUM-ST3 互換モジュールADV559 デジタル出力モジュール CENTUM-ST4 互換モジュールADV869 デジタル入出力モジュール CENTUM-ST5 互換モジュールADV169 デジタル入力モジュール CENTUM-ST6 互換モジュールADV569 デジタル出力モジュール CENTUM-ST7 互換モジュール

通信モジュール

ALR111 シリアル通信モジュール（RS-232C、2 ポート、N-IO/FIO 用）ALR121 シリアル通信モジュール（RS-422/485、2 ポート、N-IO/FIO 用）ALE111 Ethernet 通信モジュール（N-IO/FIO 用）ALF111 Foundation Fieldbus 通信モジュール（N-IO/FIO 用）ALP121 PROFIBUS-DP 通信モジュール（N-IO/FIO 用）

表入出力モジュール（FIO用）（2/2）

2016.10.01-00

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■ 入出力モジュールと端子ブロックの組み合わせフィールド機器と入出力モジュ－ルを接続する形態として、KS ケ－ブルインタフェースアダプタ、押し締め端子ブロックを用意しています。また、お客様が用意された MIL ケーブルを MIL コネクタ用端子ブロックを使用して接続することも可能です。以下に、入出力モジュ－ルと端子ブロックの組み合わせを示します。

押し締め端子

KSケーブルインタフェースアダプタ専用ケーブル

MILケーブル

端子ブロック

F020203.ai

MILコネクタ

入出力モジュール

図入出力モジュールと端子ブロックの組み合わせ

■ 押し締め端子を用いたフィ－ルド配線押し締め端子ブロックを取り付けた入出力モジュールは、フィ－ルド用信号ケ－ブルをモジュ－ルに直接接続できます。信号ケ－ブルは被覆を剥いた状態で、直接端子ブロックに接続します。入出力チャネルごとに、2 本または 3 本の信号ケ－ブルを接続します。

■ KSケ－ブルインタフェースアダプタを用いたフィ－ルド配線KS ケ－ブルインタフェースアダプタを取り付けた入出力モジュ－ルは、KS ケ－ブルを介してターミナルボードと接続します。ターミナルボードとフィ－ルド信号ケ－ブルは、M4 ネジで接続します。

2016.06.30-00

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2.2.4 ESBバス、光ESBバスFIO 用 FCS（FFCS-V）の通信バスには ESB バス、光 ESB バスがあります。用途に応じてチェーン型、スター型接続が可能で、いずれもシングルまたは二重化構成の選択が可能です。ESB バスは FCU と ESB バスノードユニット間を接続します。光 ESB バスは、光ファイバーケーブルおよび光 ESB バスリピータモジュールを使用して ESB バス信号の長距離伝送を可能にしたもので、FCU と光 ESB バスノードユニット間を接続します。ノードユニットを同一キャビネット内だけでなく、FCU から離れた遠隔地に設置する場合に有効です。

2016.06.30-00

TI 33J01A12-01JA


2.2.5 ハウスキーピングユニット（HKU）CENTUM VP の FCS には、その FCS が格納されたキャビネット内の環境や FCS 自体の状態を監視するハウスキーピング機能があります。これにより、FCS の信頼性を一段と高めています。以下に、FFCS-V のハウスキーピングユニット（HKU）を中心に説明します。HKU 関連ハードウェアは、HKU、PDU、ファン電源，ノードファンユニット、縦形分電ユニット、ユーティリティユニットより構成され、FCS のキャビネット内に設置されます。各機能ユニットの概要を、次表に示します。

表 HKU関連の各機能ユニットの概要

ユニット名称概要HKU

（ハウスキーピングユニット）キャビネット温度、ファンの稼動状態などアラーム情報を管理する。

PDU（分電盤ユニット）サーキットブレーカとノイズフィルタで構成され、キャビネット内への給電、保護を行う。

ファン電源ユニットドアファン、ノードファン、HKU、接点出力リレーへの給電を行う。ノードファンユニット FCU、ノードの冷却を行う。縦形分電ユニットキャビネット内の機器へ電源を分電する。ユーティリティユニット FCU への電源供給、FCU と HKU の間のインターフェースを行う。

下に、AFV40D（キャビネット付）の HKU とその関連ユニットの配置図を示します。


ノードファンユニットノードファンユニット

縦形分電ユニット縦形分電ユニット

PDU HKU ファン電源ユニットドアファンユニットドアファンユニット

F020204.ai

前面背面

図 HKUと関連ユニット

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HKU 本体は、各機能ユニットから伝えられた情報を、前面の LED に表示します。次表に FFCS-V の HKU に表示される要素を示します。

表 HKUの表示要素

表示名称 LED色意味

RDY 緑点滅で初回の HKU 情報収集中であることを示す。点灯で HKU が定常動作中であることを示す。

（点滅・点灯は、どちらも正常動作状態）LNK 緑 HK-BUS CARRIER DETECT であることを示す。D-FAN 赤点灯でＤＦＡＮユニット（ドア FAN/ ルーフ FAN）が異常であることを示す。

N-FAN1 赤点灯でノード FAN ユニット１またはフロント側 SC FAN ユニットが異常であることを示す。

N-FAN2 赤点灯でノード FAN ユニット 2 が異常であることを示す。

N-FAN3 赤点灯でノード FAN ユニット 3 またはリア側 SC FAN ユニットが異常であることを示す。

N-FAN4 赤点灯でノード FAN ユニット 4 が異常であることを示す。PSU HK/ AUX HK 赤点灯でファン電源、または接点入力が異常であることを示す。PSU TB 赤点灯で PS4 □電源が異常であることを示す（搭載されている場合）ID1 赤点灯で故障箇所１を示す（次表「故障箇所表示の組み合わせ」参照）。ID2 赤点灯で故障箇所２を示す（次表「故障箇所表示の組み合わせ」参照）。ID3 赤点灯で故障箇所３を示す（次表「故障箇所表示の組み合わせ」参照）。ID4 赤点灯で故障箇所４を示す（次表「故障箇所表示の組み合わせ」参照）。

表故障箇所表示の組み合わせ

ID D-FAN N-FANx PSU HK/ AUX HK PSU TB 温度異常ID1 ドアファン１左から１番目ファン電源 1 前面左 AIR OUTID2 ドアファン２左から２番目ファン電源 2 前面右 AIR INID3 ドアファン３左から３番目 — 背面左 —ID4 ドアファン４左から４番目接点入力背面右 —

遠隔地に設置されたキャビネットの HK 情報は、光 ESB バスを通して FCU に伝えられます。また、これらの情報は、HIS 上での FCS 状態表示ビューにより監視することができます。

2016.06.30-00

TI 33J01A12-01JA


2.3 RIOシステムアップグレード用FCS（FFCS-R）のハードウェア構成

RIOシステムアップグレード用FCS（FFCS-R）のハードウェアについては、次のドキュメントを参照してください。

・ GS 33J64E10-01JA フィールドコントロールユニット、キャビネットユーティリティキット（RIO システ

ムアップグレード用）・ GS 33J64F10-01JA N-IO ノード（RIO システムアップグレード用）

・ TI 33J01B01-01JA RIO システムアップグレードガイド

2016.06.30-00

TI 33J01A12-01JA

3. 制御機能 3-1

3. 制御機能FCSで動作する制御機能の構成を次図に示します。

制御機能

機能ブロック

シーケンス制御ブロック

演算ブロック

連続制御ブロック

ユニット計器／単位シーケンス

バルブパターンモニタ

オフサイトブロック

F030001.ai

制御ドローイング

フェースプレートブロック

フィールド無線用パケットロス補償型PID（*1）

プロセス制御入出力

入出力機能

プロセス入出力

通信入出力

フィールドバス入出力

ソフトウェア入出力

内部スイッチ

アナンシエータメッセージ

シーケンス制御のためのメッセージ

システム機能ブロック（*1）

*1： FFCS-V および FFCS-C でサポート。

図制御機能の構成

3.1 機能ブロック機能ブロックは制御演算を実行する最小単位です。連続制御、シーケンス制御、および演算を、機能ブロックで一元的に記述できます。連続制御ブロック、演算ブロック、およびシーケンス制御ブロックを結合することにより、計装フローに似た形式で、制御機能を記述できます。

2015.03.26-00

TI 33J01A12-01JA

3-23. 制御機能

■ 連続制御ブロック連続制御ブロックは、プロセス監視や制御を行うために、主にアナログプロセス量を用いて演算処理を行う機能ブロックです。

表連続制御ブロック一覧（1/2）

ブロック種別形名名称

入力指示ブロックPVI 指示ブロックPVI-DV 偏差アラーム付指示ブロック

調節制御ブロック

PID PID 調節ブロックPI-HLD サンプル PI 調節ブロックPID-BSW バッチスイッチ付 PID 調節ブロックONOFF 2 位置式オンオフ調節ブロックONOFF-E 拡張形 2 位置式オンオフ調節ブロックONOFF-G 3 位置式オンオフ調節ブロックONOFF-GE 拡張形 3 位置式オンオフ調節ブロックPID-TP 時間比例オンオフ調節ブロックPD-MR 比例調節ブロックPI-BLEND ブレンド PI 調節ブロックPID-STC セルフチューニング PID 調節ブロック

手動操作ブロック

MLD 手動操作ブロックMLD-PVI 入力指示付手動操作ブロックMLD-SW 出力切換スイッチ付手動操作ブロックMC-2 2 位置式電動機操作ブロックMC-2E 拡張形 2 位置式電動機操作ブロックMC-3 3 位置式電動機操作ブロックMC-3E 拡張形 3 位置式電動機操作ブロック

信号設定ブロック

RATIO 比率設定ブロックPG-L13 13 折線形プログラム設定ブロックBSETU-2 流量計量用定量設定ブロックBSETU-3 質量計量用定量設定ブロック

信号制限ブロック VELLIM 変化率制限ブロック

信号選択ブロックAS-H/M/L オートセレクタブロックSS-H/M/L シグナルセレクタブロックSS-DUAL 二重化信号選択ブロック

信号分配ブロック

FOUT カスケード信号分配ブロックFFSUM フィードフォワード信号加算ブロックXCPL 非干渉操作出力加算ブロックSPLIT スプリット制御信号分配ブロック

アラームブロック ALM-R 代表アラーム（*1）パルスカウントブロック PTC パルスカウントブロック

2015.03.26-00

TI 33J01A12-01JA

3. 制御機能 3-3表連続制御ブロック一覧（2/2）


YS 計器ブロック

SLCD YS 計器指示調節ブロックSLPC YS 計器プログラマブル調節ブロックSLMC YS 計器プログラマブルパルス幅出力調節ブロックSMST-111 YS 計器設定値出力付手動操作ブロックSMST-121 YS 計器出力レバー付手動操作ブロックSMRT YS 計器比率設定ブロックSBSD YS 計器バッチ設定ブロックSLCC YS 計器混合調節ブロックSLBC YS 計器バッチ調節ブロックSTLD YS 計器積算ブロック

Foundation Fieldbus フェースプレートブロック

FF-AI フィールドバス AI ブロックFF-DI フィールドバス DI ブロックFF-CS フィールドバスコントロールセレクタブロックFF-PID フィールドバス PID 調節ブロックFF-RA フィールドバス比率設定ブロックFF-AO フィールドバス AO ブロックFF-DO フィールドバス DO ブロックFF-OS フィールドバススプリットブロックFF-SC フィールドバス信号変換ブロックFF-IT フィールドバス積分ブロックFF-IS フィールドバス入力セレクタブロックFF-MDI フィールドバスマルチ DI ブロックFF-MDO フィールドバスマルチ DO ブロックFF-MAI フィールドバスマルチ AI ブロックFF-MAO フィールドバスマルチ AO ブロックFF-SUNV フィールドバス簡易ユニバーサルブロック

*1：データベース上、シーケンス補助 2 に分類されます。

2015.03.26-00

TI 33J01A12-01JA

3-43. 制御機能

■ シーケンスブロックシーケンスブロックはインタロックシーケンス、プロセス監視シーケンスなど、定められた順序の従って処理を実行するシーケンス制御を行うための機能ブロックです。

表シーケンスブロック一覧


シーケンステーブルブロック

ST16 シーケンステーブルブロック（入力信号と出力信号の合計 64、32 ルール）

M_ST16 シーケンステーブルブロック［中型］（入力（32 ～ 64）と出力（32 ～ 64）の合計 96、32 ルール）

L_ST16 シーケンステーブルブロック［大型］（入力 64 出力 64 固定、32 ルール）

ST16E ルール数拡張シーケンステーブルブロックM_ST16E ルール数拡張シーケンステーブルブロック（M_ST16 用）L_ST16E ルール数拡張シーケンステーブルブロック（L_ST16 用）

ロジックチャートブロックLC64 ロジックチャートブロックLC64-E 外部結合型ロジックチャートブロック

SFC ブロック_SFCSW 3 位置スイッチ形 SFC ブロック_SFCPB 押しボタン形 SFC ブロック_SFCAS アナログ形 SFC ブロック

スイッチ計器ブロック

SI-1 1 入力スイッチ計器ブロックSI-2 2 入力スイッチ計器ブロックSO-1 1 出力スイッチ計器ブロックSO-2 2 出力スイッチ計器ブロックSIO-11 1 入力 1 出力スイッチ計器ブロックSIO-12 1 入力 2 出力スイッチ計器ブロックSIO-21 2 入力 1 出力スイッチ計器ブロックSIO-22 2 入力 2 出力スイッチ計器ブロックSIO-12P 1 入力 2 パルス出力スイッチ計器ブロックSIO-22P 2 入力 2 パルス出力スイッチ計器ブロックSI-1ALM 接点状態アラーム付き 1 入力スイッチ計器ブロック

拡張スイッチ計器ブロック

SI-1E 拡張形 1 入力スイッチ計器ブロックSI-2E 拡張形 2 入力スイッチ計器ブロックSO-1E 拡張形 1 出力スイッチ計器ブロックSO-2E 拡張形 2 出力スイッチ計器ブロックSIO-11E 拡張形 1 入力 1 出力スイッチ計器ブロックSIO-12E 拡張形 1 入力 2 出力スイッチ計器ブロックSIO-21E 拡張形 2 入力 1 出力スイッチ計器ブロックSIO-22E 拡張形 2 入力 2 出力スイッチ計器ブロックSIO-12PE 拡張形 1 入力 2 パルス出力スイッチ計器ブロックSIO-22PE 拡張形 2 入力 2 パルス出力スイッチ計器ブロック

シーケンス補助 1 ブロック

TM タイマブロックCTS ソフトカウンタブロックCTP パルス列カウンタブロックCI コード入力ブロックCO コード出力ブロック

シーケンス補助 2 ブロック

RL 関係式ブロックRS リソーススケジューラブロックVLVM バルブモニタブロックLSW 32 点ローカルスイッチ

2017.03.20-00

TI 33J01A12-01JA

3. 制御機能 3-5

■ 演算ブロック演算ブロックは、連続制御機能とシーケンス制御機能を補助する機能ブロックです。アナログ信号や接点信号に対する汎用的な演算を実現します。

表演算ブロック一覧（1/2）


数値演算ブロック

ADD 加算ブロックMUL 乗算ブロックDIV 除算ブロックAVE 平均ブロック

アナログ演算ブロック

SQRT 開平ブロックEXP 指数ブロックLAG 1 次遅れブロックINTEG 積分ブロックLD 微分ブロックRAMP ランプブロックLDLAG 進み遅れブロックDLAY むだ時間ブロックDLAY-C むだ時間補償ブロックAVE-M 移動平均ブロックAVE-C 区間平均ブロックFUNC-VAR 可変折線関数ブロックTPCFL 温圧補正ブロックASTM1 ASTM 補正ブロック：旧 JISASTM2 ASTM 補正ブロック：新 JIS

論理演算ブロック

AND 論理積ブロックOR 論理和ブロックNOT 否定ブロックSRS1-S フリップフロップブロック（1 出力セット側優先）SRS1-R フリップフロップブロック（1 出力リセット側優先）SRS2-S フリップフロップブロック（2 出力セット側優先）SRS2-R フリップフロップブロック（2 出力リセット側優先）WOUT ワイプアウトブロックOND オンディレイタイマブロックOFFD オフディレイタイマブロックTON ワンショットブロック（立ち上がり起動）TOFF ワンショットブロック（立ち下がり起動）GT 関係演算子ブロック（＞）GE 関係演算子ブロック（≧）EQ 関係演算子ブロック（＝）BAND ビット論理積ブロックBOR ビット論理和ブロックBNOT ビット否定ブロック

汎用演算ブロックCALCU 汎用演算ブロックCALCU-C 文字列データ入出力端子付汎用演算ブロック

2015.03.26-00

TI 33J01A12-01JA

3-63. 制御機能

表演算ブロック一覧（2/2）


演算補助ブロック

SW-33 3 対 1 接点 3 回路切換スイッチブロックSW-91 9 対 1 接点 1 回路切換スイッチブロックDSW-16 数値データ用 16 点定数切換スイッチブロックDSW-16C 文字列データ用 16 点定数切換スイッチブロックDSET 定数設定ブロックDSET-PVI 入力指示付定数設定ブロックADL ステーション間結合ブロック

バッチデータブロック

BDSET-1L 1 バッチ形数値データ設定ブロックBDSET-1C 1 バッチ形文字列データ設定ブロックBDSET-2L 2 バッチ形数値データ設定ブロックBDSET-2C 2 バッチ形文字列データ設定ブロックBDA-L 数値バッチデータ収集ブロックBDA-C 文字列バッチデータ収集ブロック

■ フェースプレートブロックフェースプレートブロックは、複数の機能ブロックをまとめて 1 つのタグとして見せることのできる機能ブロックです。

表フェースプレートブロック一覧


アナログ形フェースプレートブロック

INDST2 双針指示ステーションブロックINDST2S 双針操作ステーションブロックINDST3 3 針操作ステーションブロック

シーケンス形フェースプレートブロック

BSI 工程表示ブロックPBS5C 拡張形 5 押しボタンスイッチブロックPBS10C 拡張形 10 押しボタンスイッチブロック

ハイブリッド形フェースプレートブロック HAS3C 拡張形操作ステーションブロック

2015.03.26-00

TI 33J01A12-01JA

3. 制御機能 3-7

■ ユニット計器／単位シーケンスユニット計器は、プロセスの機器を装置（ユニット）単位にまとめて、装置単位の操作、制御を実現する機能ブロックです。単位シーケンスは、装置（ユニット）における個々の工程の操作、制御を実現します。非常駐ユニットとユニットオペレーション計器は、バッチ管理パッケージ（VP Batch）とともに使用します（GS 33J05L15-01JA 参照）。

表ユニット計器／単位シーケンス一覧


ユニット計器_UTSW 3 位置スイッチ形ユニット計器_UTPB 5 押しボタン形ユニット計器_UTAS アナログ形ユニット計器

非常駐ユニット計器

_UTSW-N 3 位置スイッチ形非常駐ユニット計器_UTPB-N 5 押しボタン形非常駐ユニット計器_UTAS-N アナログ形非常駐ユニット計器_UTSW-SN 処方オペレーション付き 3 位置スイッチ形非常駐ユニット計器_UTPB-SN 処方オペレーション付き 5 押しボタン形非常駐ユニット計器_UTAS-SN 処方オペレーション付きアナログ形非常駐ユニット計器

ユニットオペレーション計器 UTOP-SN ユニットオペレーション計器

単位シーケンス

OPSBL SEBOL 形単位シーケンスOPSFC SFC 形単位シーケンスOPSFCP1 数値パラメータ付 SFC 形単位シーケンスOPSFCP2 文字列パラメータ付 SFC 形単位シーケンスOPSFCP3 数値／文字列パラメータ付 SFC 形単位シーケンスOPSFCP4 整数／文字列パラメータ付 SFC 形単位シーケンスOPSFCP5 数値／整数パラメータ付 SFC 形単位シーケンス

■ システム機能ブロックシステム機能ブロックは、FCS の内部的な情報をユーザに通知するためのインタフェースです。

表システム機能ブロック一覧


システム機能ブロック

FCS_CPU CPU 負荷情報FCS_COM 通信負荷情報FCS_IOC I/O 負荷情報FCS_SBL SEBOL 実行情報

2015.03.26-00

TI 33J01A12-01JA

3-83. 制御機能

■ バルブパターンモニタバルブパターンモニタは、複数のバルブの開閉状態を一括して監視する機能ブロックです。

表バルブパターンモニタ一覧


バルブパターンモニタ

VPM64 64 データ用バルブパターンモニタVPM128 128 データ用バルブパターンモニタVPM256 256 データ用バルブパターンモニタVPM512 512 データ用バルブパターンモニタVPM64A 64 データ用アラーム検査付バルブパターンモニタVPM128A 128 データ用アラーム検査付バルブパターンモニタVPM256A 256 データ用アラーム検査付バルブパターンモニタVPM512A 512 データ用アラーム検査付バルブパターンモニタ

バルブパターンモニタは、オプション（VP6F3132）です。

■ オフサイトブロックオフサイトブロックは、オフサイトなどにおける調合や出荷を制御するために、流速やバッチ量を制御する機能ブロックです。

表オフサイトブロック一覧


オフサイトブロックFSBSET 流速調節ブロックBLEND ブレンドマスタ調節ブロック

オフサイトブロックは、オプション（VP6F8620）です。

■ フィールド無線用パケットロス補償型PIDフィールド無線用パケットロス補償型 PID は、無線フィールド機器とのデータ授受におけるパケット欠損を補償する機能を持った PID ブロックです。

表フィールド無線用パケットロス補償型PID一覧

ブロック種別形名名称フィールド無線用パケットロス補償型 PID ZWOPID 無線用出力欠損補償型 PID 調節ブロック

フィールド無線用パケットロス補償型 PID は、オプション（VP6F3210）です。

2015.03.26-00

TI 33J01A12-01JA

3. 制御機能 3-9

3.2 入出力機能入出力機能には、FCS 外部の機器とデータをやり取りするプロセス制御入出力と、FCS 内部の仮想的なソフトウェア入出力があります。

■ プロセス制御入出力プロセス制御入出力は、FCS 外部のフィールド機器やサブシステムとの間でデータのやり取りを行うものです。

表プロセス制御入出力一覧

種別シンボル名称

プロセス入出力%Z プロセス入出力（FIO）%Y プロセス入出力（N-IO）

通信入出力

%WW 通信入出力ワードデータ%WB 通信入出力ビットデータ%XW（*1）拡張通信入出力ワードデータ%XB（*1）拡張通信入出力ビットデータ

フィールドバス入出力 %Z フィールドバス入出力

*1: FFCS-V および FFCS-C で拡張通信入出力を用いる場合。

■ ソフトウェア入出力ソフトウェア入出力は、FCS 内部のソフトウェア上で実現する仮想的な入出力です。プロセス入出力と同じ手続きで、機能ブロックや他のアプリケーション機能からデータの参照や設定を行うことができます。

表ソフトウェア入出力一覧

種別シンボル名称

内部スイッチ%SW コモンスイッチ%GS グローバルスイッチ

アナンシエータメッセージ %AN アナンシエータ

シーケンス制御のためのメッセージ

%PR 印字メッセージ%OG オペガイドメッセージ%VM マルチメディア機能起動メッセージ出力%RQ シーケンスメッセージリクエスト%CP 上位コンピュータイベントメッセージ出力%M3 PICOT 用上位コンピュータイベントメッセージ出力%EV シグナルイベントメッセージ出力

2015.03.26-00

TI 33J01A12-01JA

3-103. 制御機能

3.3 制御ドローイング機能ブロックや入出力で構成される制御の小さなまとまりを、制御ドローイングに記述します。プロセス装置の部分的な制御を、制御ドローイングとしてまとめることにより、エンジニアリングや保守が簡単になります。また、プラント全体の監視や工程監視など、装置対応ではなく装置間にまたがる機能のまとまりも、制御ドローイングとして指定できます。制御ドローイングの特長を以下に示します。

・入出力や制御ブロックを結合入出力と機能ブロック、あるいは機能ブロック同士を配線で結ぶことにより、デー

タの流れを視覚的に定義できます。・制御ブロックの実行順序を規定制御ドローイング中の複数の機能ブロックが、どのような順番で実行されるかを簡

単に設定できます。・連続制御とシーケンス制御の混在可能制御ドローイングの中に、連続制御とシーケンス制御の機能ブロックを混在できま

す。制御用途にあわせて、フレキシブルに制御機能を構築できます。・他の制御ドローイングとの信号の流れは自由機能ブロックは、異なる制御ドローイングの機能ブロックと結合できます。

2015.03.26-00

TI 33J01A12-01JA

3. 制御機能 3-11

■ 制御ドローイング記述例簡単な反応プロセスの計装フローを制御ドローイングで実装した例を示します。

SET100

FI100

LS100

TIC100

FI200

TIC200

H.W

スタート

原料仕込み（A、B）

撹拌

昇温M

反応

降温

排出

洗浄

ストップ

TVC200

TVC100

V-300

M-100

V-100

V-200

スタートC.W

原料A

原料B

PB-100

ストップPB-200

リセットPB-300

緊急停止PB-400

LS200

計装フロー図

F030301.ai

図反応プロセス計装フロー

TT100V-100

SET100（BDSET-1）

TT200

TIC100（PID）FI100

（BSETU-2）

TIC200（PID）

シーケンステーブルブロック（ST16）

TVC100

TVC200

V-300LS100

PB-400

LS200

M-100

PB-300

PB-200

PB-100

FT100

FT200 V-200FI200（BSETU-2）

F030302.ai

図制御ドローイングの例

2015.03.26-00

TI 33J01A12-01JA

3-123. 制御機能

■ スキャン周期スキャン周期とは、機能ブロックの定周期起動の周期です。定周期起動形の機能ブロックは、スキャン周期に基づいて処理を実行します。スキャン周期には、基本周期、中速周期、および高速周期の 3 種類があり、機能ブロックごとにいずれかを選択します。ただし、中速周期および高速周期を選択できない機能ブロックがあります。

基本周期： 1 秒に固定中速周期：［200 ms］［500 ms］から選択（*1）、デフォルトは 500ms高速周期：［200 ms］［500 ms］から選択（*1）、デフォルトは 200ms

*1：直接、数値を入力することにより 50 ms、100 ms、または 250 ms を指定することができます。

■ 処理の実行順序定周期起動形の機能ブロックの処理タイミングは、制御ドローイング処理の実行順序と機能ブロックの処理の実行順序によって決定されます。定周期起動における、制御ドローイングおよび機能ブロックの処理の実行順序について説明します。

● 制御ドローイング／機能ブロックの処理の実行順序高速周期、中速周期、および基本周期の機能ブロックで構成された制御ドローイングの実行例を以下に示します。以下の例は 3 個の制御ドローイングを処理しています。高速周期が指定されている機能ブロックの制御ドローイングごとの集まりを A 、B、C で表しています。同様に、制御ドローイングごとの中速周期の集まりを A’、B’、C’ で表し、基本周期の集まりを a、b、c で表しています。以下の図中および説明文中では、この A、B、C に属する機能ブロックの処理を「高速処理」と呼び、A’、B’、C’ に属する機能ブロックの処理を「中速処理」と呼び、a、b、c に属する機能ブロックの処理を「基本処理」と呼びます。また、「その他の処理」は SFC ブロックの処理を示します。

F030303.ai

A B C A B C A B C

A'

a b

B'

b

1 2 3 4 5

b

b b c

C' A' B' C' A' B' C'C'

A B C A B C A B C

中速周期

高速処理

中速処理

基本処理

その他の処理

高速周期

時間

基本周期（1秒）

制御ドローイング

制御ブロック

拡大

a

図制御ドローイング／機能ブロックの処理の実行例

2015.03.26-00

TI 33J01A12-01JA

3. 制御機能 3-13

• 高速処理は中速処理、基本処理よりも優先して実行されます。中速処理は基本処理よりも優先して実行されます。

・高速処理のすべての機能ブロックの処理が終了したら、中速処理が実行されます。高速処理と中速処理のすべての機能ブロックの処理が終了したら、基本処理が実行されます。

・基本処理または中速処理の実行中に、高速処理の実行タイミングになった場合、実行中の機能ブロックの処理が終了した時点で基本処理または中速処理が中断されて、高速処理が実行されます。高速処理のすべての機能ブロックの処理が終了したら、基本処理または中速処理の実行が中断箇所から再開されます。

・基本処理の実行中に、中速処理の実行タイミングになった場合、実行中の機能ブロックの処理が終了した時点で基本処理が中断されて、中速処理が実行されます。中速処理のすべての機能ブロックの処理が終了したら、基本処理の実行が中断箇所から再開されます。

・高速処理での機能ブロックの処理は、所属する制御ドローイングごとに制御ドローイング番号順に実行されます。同一制御ドローイング内にある同一スキャン周期の機能ブロックは実行順序の設定（定義した機能ブロックの番号順）に従って実行されます。中速処理での機能ブロックの処理の実行順序、および基本処理での機能ブロックの処理の実行順序は、高速処理の場合と同じです。

・各機能ブロックの処理は、1 スキャン周期に 1 回だけ実行されます。・その他の処理は、高速処理、中速処理、基本処理が終了した後の空き時間に実行さ

れます。

● 定周期実行形SEBOLSEBOL はプロセス制御向けのプログラミング言語です。SFC ブロック等の中で、単位ステップの処理を記述するのに使われます。SEBOL は、通常は CPU の空き時間に実行されます。ところが、FFCS-V では、スキャン周期に従って SEBOL の処理を実行することができます。これを定周期実行形 SEBOL と呼び、従来の空き時間に実行する SEBOL とは区別します。これにより、以前はシーケンステーブルやロジックチャートで実行していたシーケンス制御を、言語系のアプリケーションで記述することが可能となります。

2015.03.26-00

TI 33J01A12-01JA

3-143. 制御機能

3.4 オンラインメンテナンスオンラインメンテナンス機能により、制御機能稼動中に FCS を停止することなく、また変更部分以外の制御機能に影響を与えることなくアプリケーションを変更できます。これにより、運転中のプラントへの影響を最小限にできます。ほとんどの設定項目がオンラインメンテナンス可能です。オンラインメンテナンスで変更できないのは、以下の項目に限られます。

・ FCS の電源　シングル／二重化の設定・高速スキャン周期・ MC 計器ブロックパルス幅・ MC 計器ブロックシリアル起動間隔・ MLD-SW ブロック自動モード（AUT/CAS）の設定・ SEBOL 文の drive 文動作タイプ・ SS-DUAL の偏差警報中の PV 更新・ AOF 一括解除時の警報通知動作・ユーザ定義ステータス文字列・アラーム処理テーブル・アラーム重要度・ステータス変更指令文字列・状態遷移マトリックス

3.5 サブシステム通信PLC や分析装置など、各種サブシステムと通信できます。通信モジュールの冗長化に加え、サブシステム側の冗長化構成にも対応します。以下に通信可能なサブシステムを記します。

・ FA-M3 通信（当社製 FA-M3、FA500 対応）・ DARWIN/DAQSTATION 通信（当社製 DARWIN、DAQSTATION 対応）・ MELSEC 通信（三菱電機製汎用シーケンサ MELSEC 対応）・ MELSEC-A 通信（三菱電機製汎用シーケンサ MELSEC-A 対応）・ PLC-5/SLC 500 通信（Rockwell Automation 社製 PLC-5/SLC 500 ファミリ対応）・ Modbus 通信（当社製 STARDOM、Schneider Electric 社製 Modicon および安川電機

製 Memocon-SC 対応）・ Siemens 通信（Siemens 社製 SIMATIC S5 対応）・ SYSMAC 通信（オムロン社製 SYSMAC シリーズ対応）・ YS 通信（当社製 YS100 SERIES、YEWSERIES 80 対応）・直結形 YS 通信（当社製 YS100 SERIES 対応）・ガスクロ通信（当社製ガスクロマトグラフ対応）

記載されていないサブシステムについても通信可能です。詳しくは、当社にご相談ください。

2015.03.26-00

TI 33J01A12-01JA

4. 冗長化 4-1

4. 冗長化FCSはプロセスを直接制御するため、高い信頼性、高い稼動率、データの安全性、およびデータの確実性が要求されます。CENTUM VP FCSは、これらの要求を満たし、業界最高水準の99.99999%（セブンナイン）以上の稼働率を実現しています。本節では、この高い稼働率をささえるFCSの冗長化について記します。

4.1 冗長化の特長CENTUM VP の FCS は、実績のある二重化技術に加え、制御側プロセッサモジュールと待機側プロセッサモジュールでプログラムを同期して実行することにより、各種プロセス制御機能やユーザアプリケーションをプロセッサモジュールの切り替え時に無瞬断で継続実行します。信頼性の観点から二重化 FCS の特長を示します。

1） ECC メモリ（*1）や WDT 機能（*2）の採用により、優れたハードウェア信頼性を実現しています。

2）二重系照合方式（Pair & Spare 方式）により、固定故障（*3）のみならず、一過性の制御演算データの異常も確実に検出して、誤データの出力を防止します。そして、異常検出時にプロセッサモジュールを切り替えます。

3）従来不可能であった、制御プログラムの無瞬断切り替えを実現しています。アプリケーションソフトウェアにおいて二重化を意識する必要がなく、アプリケーションソフトウェアの生産性と品質の向上に寄与します。

4）二重化している片方のモジュールが故障した場合には、これをオンラインで交換することができます。これにより、プロセスを止めることなく、連続した運転が可能です。

2）、3）は、CENTUM CS において開発され、CENTUM VP に受け継がれた実績ある信頼化技術です。

*1： Error Check and Correct メモリ。メモリ・エラーを検出するだけでなく、エラーが発生した箇所（ビット）を特定して、これを正しいものに修正する機能を持ったメモリ。

*2： Watch Dog Timer 機能。定期的にウォッチドッグ操作（タイマーをリセット）することで、プログラムが暴走してハングアップすることがないように見張る仕組み。

*3：回復不可能なハードウェア故障。

2015.03.26-00

TI 33J01A12-01JA

4-24. 冗長化

4.2 N-IO/FIO用FCSの冗長化N-IO/FIO 用 FCS（FFCS-C、FFCS-V）には二重化 FCU が用意されています。この二重化 FCU は、プロセッサモジュール、電源モジュールなどの構成機器を二重化しています。N-IO 用FCS（FFCS-C）の FCU に N-IO ノードやノードユニットを接続する場合、N-ESB バスカプラモジュール、または ESB バスカプラモジュールを 2 つ一組で実装します。光 ESB バス接続時も光 ESB バスリピータモジュールを 2 つ一組で実装します。FIO 用 FCS（FFCS-V）の FCU にノードユニットを接続する場合、ESB バスカプラモジュールの実装は 2 つ（二重化構成）または 1 つ（シングル構成）の選択が可能です。（二重化FCU の場合、ESB バスインタフェースモジュールは二重化する必要があります。）N-IO/FIO 用 FCS（FFCS-C、FFCS-V）の FCU の二重化時は、片側故障時にも無瞬断で制御権の切り替えが行われます。

Vnet/IPインタフェース

Vnet/IPインタフェース

Vnet/IP

主記憶（ECC付））（*1）

主記憶（ECC付）（*1）

ESBバス　　　インタフェース

ESBバス

SENバスインタフェースSENバスインタフェース

＜左プロセッサカード＞

ECC：Error-Correcting Code

MPU1MPU1

MPU2MPU2

照

合

器

照

合

器

＜右プロセッサカード＞

F040201.ai

N-ESBバス（*2)、 ESBバス　　　インタフェース

N-ESBバス（*2)、

*1： ECC：Error-Correcting Code*2： N-ESB バスは N-IO 用 FCS（FFCS-C）の FCU の場合に限る。図二重化プロセッサカードの構成（N-IO/FIO用FCS）

2015.03.26-00

TI 33J01A12-01JA

4. 冗長化 4-3

N-IO/FIO 用 FCS の二重化方式について以下に示します。

■ プロセッサモジュール･各プロセッサモジュールは MPU を 2 個ずつ持ちます。それぞれのモジュールに実装

される MPU1、MPU2 が、同一の制御演算を行い、演算結果は、照合器で演算周期ごとに比較されます。両方の MPU の演算結果が一致すれば、制御演算を正常とみなして、データを主記憶装置やバスインタフェースモジュールに送り出します。主記憶装置は、ECC（Error-Correcting Code）をもつため、主記憶内部で発生する一過性のビット反転エラーを修正します。

･ MPU1 と MPU2 の演算結果が一致しない場合、照合器は “演算異常” とみなして、制御権を待機側のプロセッサモジュールに渡します。

･ WDT（Watch Dog Timer）を持ち、制御機能が正常に動作していることを監視します。制御機能が正常に動作していないことを検知した場合も同様に待機側に制御権を交替します。

･待機側プロセッサモジュールは、制御側プロセッサモジュールと同期をとりながら同じ制御演算を行っているため、いつでも無瞬断で制御演算を切り替えることができます。

･演算異常を起こしたプロセッサモジュールは、自己診断を行います。診断の結果、ハードウェアに異常がない場合は、一過性の演算エラーとみなして、異常状態から復帰し、待機状態になります。

･各プロセッサモジュールは二重化された Vnet/IP 制御バスに接続できます。

■ N-ESBバス、ESBバスN-IO 用 FCS のプロセッサモジュールは N-ESB バスと ESB バスのバスインタフェース機能を持ちます。FIO 用 FCS のプロセッサモジュールは ESB バスのバスインタフェース機能を持ちます。プロセッサモジュールを二重化構成にした場合、制御側プロセッサモジュールのバスインタフェース機能を制御側として使用し、他方は待機側になります。制御側プロセッサモジュールのバスインタフェース機能に異常が発生すると、待機側のプロセッサモジュールに制御権が切り替わります。制御側のバスインタフェース機能は通信バスのマスタ側としてノ－ドユニットとの通信を行います。N-IO 用 FCS の N-ESB バスと ESB バスは二重化構成です。FIO 用 FCS の ESB バスはシングルまたは二重化構成を選択できます。二重化した通信バスは通常交互に使用されます。片側の通信バスに異常が発生すると他方の通信バスを使用して通信を行います。異常になった通信バスの正常復帰監視は定周期で行われます。拡張した直結ノードがすべて異常の場合、通信バス異常とみなします。

■ N-IOノ－ドN-IO ノードを構成するノードインタフェースユニットの N-ESB バスモジュ－ル、電源ユニットは二重化構成です。ノードインタフェースユニットと N-IO 入出力ユニットを接続する通信バスも二重化構成です。N-IO 入出力ユニットに実装される入出力モジュールはシングルまたは二重化構成を選択できます。

■ ノ－ドユニットN-IO 用 FCS（FFCS-C）のノードユニットに実装されるバスインタフェースモジュ－ル、電源モジュ－ルは二重化構成です。バスインタフェースモジュールから各入出力モジュールに接続する通信バスも二重化構成です。FIO 用 FCS（FFCS-V）のノードユニットに実装されるバスインタフェースモジュール、電源モジュールおよび通信バスはそれぞれシングルまたは二重化構成を選択できます。

2015.03.26-00

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TI 33J01A12-01JA

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Technical Information　改訂情報資料名称 : 統合生産制御システム CENTUM VP システム概説（FCS 編）

資料番号 : TI 33J01A12-01JA

2017年3月／4版2.1.4 N-IO 入出力モジュール表入出力モジュール（N-IO 用）[A2MDV843 を追加 ] 表入出力アダプタ（N-IO 用）[A2SAM105、A2SAM505、A2SAT105、A2SMX802 を追加 ]3.1 シーケンスブロックに SI-1ALM を追加

2016年10月／3版2.2.3 入出力モジュール（FIO 用）表入出力モジュール（FIO 用） [AAV142、AAV542、AAR181、AAT141、ADV141、ADV142、ADR541、

ADV157、ADV557 を削除 ]

2016年6月／2版1.3 FFCS-R を追加2. RIO システムアップグレード用 FCS を追加2.3 FFCS-R のハードウェア構成を追加3.1 シーケンスブロックに LSW を追加

2015年3月／初版新規発行

2017.03.20-00

著作者横河電機株式会社発行者横河電機株式会社〒 180-8750 東京都武蔵野市中町 2-9-32

記載内容は、お断りなく変更することがあります。

technical information centum vp 次-1 3301a12-01a 統合生産制御システム centum vp...

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