JP2004046475A - Distributed control system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操作監視ステーションと制御ステーションを用いてプラントを制御する分散型制御システムに関するものである。更にに詳しくは、SOE(Sequence of Event)機能を持たせるための工夫を施した分散型制御システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5は一般的な分散型制御システムの構成例を示した図である。
図5で、操作監視ステーション1と制御ステーション2は通信バス3に接続されている。制御ステーション2は操作監視ステーション1の監視下でプラント4を制御する。操作監視ステーション1はプラントの運転操作と監視を担当する。プラントの規模に応じて複数の制御ステーションがプラントに分散配置される。
【0003】
プラント4に存在するセンサ機器41,42は、温度、圧力、液位等のプロセス値を検出する。バルブ43,44は制御ステーション2から与えられる操作信号によって開度が制御される。センサ機器41,42が出力した4〜20mA,1〜5Vのアナログ信号が制御ステーション2に入力される。この入力をもとに制御ステーション2にある制御ユニット(図示せず)は、制御演算を行い、操作量を求める。この操作量は4〜20mA,1〜5Vのアナログ信号として出力され、この出力によりバルブ43,44の開度を制御する。例えば反応釜のバルブ開度を制御することによって、温度、圧力等のプロセス量を制御する。
【0004】
イベントデータは、例えばプラントに存在する温度や圧力が上限値を超えていないかどうか、ある接点信号がオンになっていないかどうか等のように、プラントに所定の現象が発生したかどうかを示すデータである。
SOE(Sequence of Event)機能は、イベントデータを収集して発生時刻順に並べる機能である。SOE機能では、予め着目していた接点入力の変化をトリガとして、トリガ発生時点の前後における接点入力をファイルにして出力すると同時にプリントアウトする。プラントでトリップやシャットダウンが発生したときに、SOE機能で作成したファイルをもとに発生原因の究明や解析を行うことができる。SOE機能を分散型制御システムに持たせると、分散型制御システムの機能を向上させることができる。
【0005】
従来はSOE機能を満たした専用機はなかった。このため、SOE機能に類似した機能を持つ装置を使用してSOE機能を実現していた。
図6はこのようなシステムの構成図である。
図6で、SOE機能に類似した機能を持つSOE用ステーション10を分散型制御システムの通信バス3に接続する。SOE用ステーション10はフィールド機器からイベントデータを収集する。収集したデータを通信バス3経由で操作監視ステーション1に送る。操作監視ステーション1では、送られてきたイベントデータをもとにプラントにトリップなどが発生していないか監視する。
【0006】
しかし、図6の従来システムではSOE機能として必要な次の仕様を満たしていない。
(a)SOE用ステーション10が収集イベントデータに付けた時刻データは、絶対時刻との同期精度が±1msec以内を保証していない。
(b)SOE用ステーション10で収集したイベントデータを制御に利用できない。
(c)トリガ発生時点の前後における一定期間のイベントデータを保持しておくことができない。
(d)専用機でないために、システム全体のコストが高くなるとともに、SOE機能を構築するためのエンジニアリングが難しくなる。
【0007】
【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、イベントデータを収集するイベントデータサーバと、イベントデータを表示するビューワパソコンを分散型制御システムに設けるとともに、操作監視ステーション、制御ステーション、パソコンにSOE機能を実現するための手段を塔載することによって、SOE機能を統合した分散型制御システムを実現することを目的とする。
【0008】
【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分散型制御システムである。
【0009】
(1)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下で制御ステーションがプラントを制御する分散型制御システムにおいて、
予め定義された入力点のイベントデータを前記制御ステーションから収集するデータ収集手段を有するイベントデータサーバと、
このイベントデータサーバで収集したイベントデータを表示するビューワ手段を有するビューワパソコンと、
を有することを特徴とする分散型制御システム。
【0010】
(2)このイベントデータサーバで収集したイベントデータを表示するビューワ手段を前記操作監視ステーションに内蔵したことを特徴とする(1)記載の分散型制御システム。
(3)イベントデータを収集する入力点を定義する定義手段を前記操作監視ステーションに内蔵したことを特徴とする(1)または(2)に記載の分散型制御システム。
【0011】
(4)前記制御ステーションにはイベントデータを入力する入力カードが設けられていて、前記定義手段はこの入力カードを入力点として定義することを特徴とする(3)記載の分散型制御システム。
【0012】
(5)イベントデータの表示のしかたを定義する定義手段を前記操作監視ステーションに内蔵したことを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載の分散型制御システム。
【0013】
(6)時刻データを取得する時刻情報取得手段を前記制御ステーションに内蔵し、前記データ収集手段は、イベントデータを時刻データとともに制御ステーションから取得することを特徴とする(1)乃至(5)のいずれかに記載の分散型制御システム。
【0014】
(7)前記時刻情報取得手段はGPSから時刻データを取得することを特徴とする(6)に記載の分散型制御システム。
【0015】
(8)前記データ収集手段で収集したイベントデータをもとに監視画面上にプラントの稼働状態を表示する稼働状態表示手段を前記操作監視ステーションに内蔵したことを特徴とする(1)乃至(7)のいずれかに記載の分散型制御システム。
【0016】
(9)トリガが発生するためのトリガ条件を設定する条件設定手段と、
前記データ収集手段が収集しているイベントデータが前記トリガ条件を満たすかどうかを判断し、この判断がトリガ条件を満たす場合は、トリガ条件を満たすイベントデータにトリップマークを付けるマーク付与手段と、
イベントデータをチェックし、イベントデータにトリップマークが付いているときは、トリップレポートのファイルを作成するレポート作成手段と、
を有することを特徴とする(1)乃至(8)のいずれかに記載の分散型制御システム。
【0017】
(10)前記レポート作成手段は、トリップレポートのファイルを印刷することを特徴とする(9)に記載の分散型制御システム。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図1は本発明の一実施例を示す構成図である。
図1で、操作監視ステーション21〜23及び制御ステーション31,32は通信バス3に接続されている。操作監視ステーション21〜23、イベントデータサーバ24及びビューワパソコン26は通信バス5に接続されている。イベントデータサーバ24はパソコンをベースとしたサーバである。通信バス3は分散制御システムの内部バスであるのに対して、通信バス5は例えばEthernet(登録商標)のような汎用バスである。
【0019】
制御ステーション31,32の入出力ユニット311,321にあるカードは、ハブ50を介してイベントデータサーバ24に接続されている。この接続は通信バス51により行われる。通信バス51も例えばEthernet(登録商標)のような汎用バスである。入出力ユニット311,321には、イベントデータサーバ24にデータを与えるための専用入力カード312,313,322,323が設けられている。
【0020】
イベントデータサーバ24は、制御ステーション31,32からイベントデータを収集するデータ収集手段241を有する。データ収集手段241がどのイベントデータを収集するかは、予め定義されている。
ビューワパソコン26は、イベントデータサーバ24で収集したイベントデータを表示するビューワ手段261を有する。同様なビューワ手段211は操作監視ステーション21にも内蔵されている。これらのビューワ手段は、収集したイベントデータを時系列で表示したり、トリップレポートにして表示する。
【0021】
操作監視ステーション22には、収集するイベントデータを定義する定義手段221が内蔵されている。イベントデータを収集する入力点を定義することにより、収集するイベントデータを定義できる。定義手段221は、イベントデータの専用入力カード312,313,322,323にある入力点を定義する。
また、定義手段221は、イベントデータの表示のしかたを定義する。例えば、イベントデータを時系列トレンドにして表示したり、トリップレポート形式で表示することを定義する。
【0022】
操作監視ステーション23には、データ収集手段241で収集したイベントデータをもとにプラントの稼働状態を監視画面上に表示する稼働状態表示手段231が内蔵されている。
マスタクロック52は、制御ステーション31,32に時刻データを与える。マスタクロック52はGPS(Global Positioning System)である。GPSは全方位測位システムで標準時刻データを持っている。
【0023】
このようにSOE機能を実現するためのイベントデータサーバ24とビューワパソコン26を分散型制御システム設けるとともに、SOE機能を実現するための手段を操作監視ステーションや制御ステーションに内蔵した。これによって、SOE機能を統合した分散型制御システムを実現した。
【0024】
図2はイベントデータサーバの構成例を示した図である。図2で前出の図と同一のものは同一符号を付ける。
図2で、データ収集手段241は制御ステーション31からイベントデータと時刻データを収集する。通信手段242は、データ収集手段241が制御ステーション31と通信を行うために設けられている。通信手段242は、例えばUDP(User Datagram Protocol)の通信規約に則って通信を行う。
【0025】
図3はデータ収集手段の動作説明図である。
図3で、イベント格納メモリ314には制御ステーション31に入力されたイベントデータが格納されていく。時刻情報取得手段315は、制御ステーション31に内蔵されていて、GPS316(マスタクロック52に相当する)から時刻データを取得する。
【0026】
データ収集手段241は、定周期で制御ステーション31からイベントデータと時刻データを読み出す。図では1つの制御ステーションから読み出しているが、複数の制御ステーションから読み出してもよい。高速に読み出すために、各データが格納されているメモリから直接読み出す。イベントデータはイベント格納メモリ314から取得し、時刻データは時刻情報取得手段315のメモリ(図示せず)から取得する。
【0027】
制御ステーション31とイベントデータサーバ24との間の時刻同期は次のようにして行う。
制御ステーション31はGPS316を用いて時刻同期を実現しており、この時刻を読み出してイベントデータサーバ24に設定する。これによって、高精度な時刻が常にイベントデータサーバ24に設定される。
【0028】
図2へ戻り、収集データ保存処理手段243は、収集したイベントデータを収集ファイル244に一時保存するか、メモリ245上でファイル変換するかをレジストリの設定によって決めることができる。
ファイル変換手段246は、メモリ245上の収集データをデータ収集処理に影響を与えないように、収集データに付加情報を付けてデータベース247に格納する。付加情報は、例えばアラーム条件での動作に関する情報である。データベース247は、例えばSQLサーバ(SQLはStructured Query Language)である。データベース247の内容はネットワークを通して参照することができる。
【0029】
図4はトリップレポートを作成する部分の構成図である。この部分はイベントデータサーバ24に設けられている。
図4で、条件設定手段248は、トリガが発生するためのトリガ条件を設定する。マーク付与手段249は、データ収集手段241が収集したイベントデータがトリガ条件を満たすかどうかを判断し、トリガ条件を満たすと判断した場合に、トリガ条件を満たすイベントデータにトリップマークを付ける。レポート作成手段250は、イベントデータをチェックし、イベントデータにトリップマークが付いているときは、トリップレポートのファイルを作成する。
【0030】
トリップレポートを作成する動作を説明する。
条件設定手段248でトリップレポートのトリガ条件を設定して、データベース247にトリガ条件2471を格納する。この操作はイベントデータの収集が始まる前に行う。
マーク付与手段249は、収集したイベントデータがトリガ条件を満たすかどうかを判断し、トリガ条件を満たすイベントデータにトリップマークを付け、このイベントデータ2472をデータベース247に格納する。データベース247としてリレーショナル・データベースを使用し、イベントデータ2472を高速で検索する。
【0031】
レポート作成手段250は定周期でデータベース247のイベントデータ2471をチェックし、トリップマークがあれば、トリップレポートのファイルを作成したり、トリップレポートを印刷したりする。
これによって、トリップ発生時点の前後におけるイベントデータをトリップレポートから見ることができる。
【0032】
【発明の効果】
本発明によれば次の効果が得られる。
【0033】
請求項1乃至請求項5及び請求項8に記載の発明では、制御ステーションからイベントデータを収集するイベントデータサーバと、収集したイベントデータを表示するビューワパソコンを分散型制御システムに設けた。また、SOE機能を実現するための手段を操作監視ステーションや制御ステーションに内蔵した。これによって、分散型制御システムにSOE機能を統合することができ、SOE機能に必要な機能を満たした分散型制御システムを実現した。
【0034】
請求項6及び請求項7に記載の発明では、イベントデータをGPSの時刻データとともにイベントデータサーバに取り込んでいるため、制御ステーションとイベントデータサーバの間で高精度の時刻同期を実現できる。
【0035】
請求項9及び請求項10に記載の発明では、イベントデータがトリガ条件を満たしたときは、トリップレポートのファイルを作成したり、トリップレポートを印刷する。これによって、トリップやシャットダウン等の発生時点の前後におけるイベントデータを見ることができ、トリップの発生原因の究明や解析を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】イベントデータサーバの構成例を示した図である。
【図3】データ収集手段の動作説明図である。
【図4】トリップレポートを作成する部分の構成図である。
【図5】一般的な分散型制御システムの構成例を示した図である。
【図6】従来におけるシステムの構成図である。
【符号の説明】
3,51 通信バス
21〜23 操作監視ステーション
24 イベントデータサーバ
26 ビューワパソコン
31,32 制御ステーション
211,261 ビューワ手段
221 定義手段
231 稼働状態表示手段
241 データ収集手段
248 条件設定手段
249 マーク付与手段
250 レポート作成手段
312,313,322,323 入力カード
315 時刻情報取得手段
316 GPS[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a distributed control system for controlling a plant using an operation monitoring station and a control station. More specifically, the present invention relates to a distributed control system devised to have an SOE (Sequence of Event) function.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a general distributed control system.
In FIG. 5, the
[0003]
The sensor devices 41 and 42 existing in the
[0004]
The event data indicates whether a predetermined phenomenon has occurred in the plant, such as whether the temperature or pressure existing in the plant has exceeded an upper limit value, whether a certain contact signal has been turned on, and the like. Data.
The SOE (Sequence of Event) function is a function of collecting event data and arranging the event data in the order of occurrence time. In the SOE function, a change in contact input, which has been focused on in advance, is used as a trigger, and the contact input before and after the trigger is generated is output as a file and printed out at the same time. When a trip or shutdown occurs in the plant, the cause of occurrence can be investigated and analyzed based on the file created by the SOE function. If the distributed control system is provided with the SOE function, the function of the distributed control system can be improved.
[0005]
In the past, there was no dedicated machine that satisfied the SOE function. For this reason, the SOE function has been realized using a device having a function similar to the SOE function.
FIG. 6 is a configuration diagram of such a system.
In FIG. 6, an SOE
[0006]
However, the conventional system of FIG. 6 does not satisfy the following specifications required for the SOE function.
(A) The time data attached to the collected event data by the SOE
(B) Event data collected by the SOE
(C) It is not possible to hold event data for a certain period before and after the trigger occurs.
(D) Since it is not a dedicated machine, the cost of the entire system increases and the engineering for building the SOE function becomes difficult.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. An event data server for collecting event data and a viewer personal computer for displaying event data are provided in a distributed control system. It is another object of the present invention to implement a distributed control system integrating the SOE functions by installing means for realizing the SOE functions on a personal computer.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a distributed control system having the following configuration.
[0009]
(1) In a distributed control system in which an operation monitoring station and a control station are connected to a communication bus, the control station is distributed in a plant, and the control station controls the plant under the supervision of the operation monitoring station.
An event data server having data collection means for collecting event data of a predefined input point from the control station;
A viewer personal computer having viewer means for displaying event data collected by the event data server;
A distributed control system comprising:
[0010]
(2) The distributed control system according to (1), wherein viewer means for displaying the event data collected by the event data server is incorporated in the operation monitoring station.
(3) The distributed control system according to (1) or (2), wherein definition means for defining an input point for collecting event data is incorporated in the operation monitoring station.
[0011]
(4) The distributed control system according to (3), wherein the control station is provided with an input card for inputting event data, and the defining means defines the input card as an input point.
[0012]
(5) The distributed control system according to any one of (1) to (4), wherein definition means for defining how to display event data is incorporated in the operation monitoring station.
[0013]
(6) A time information acquiring means for acquiring time data is incorporated in the control station, and the data collecting means acquires event data from the control station together with time data. The distributed control system according to any one of the above.
[0014]
(7) The distributed control system according to (6), wherein the time information obtaining means obtains time data from GPS.
[0015]
(8) An operation status display unit for displaying an operation status of a plant on a monitoring screen based on the event data collected by the data collection unit is incorporated in the operation monitoring station (1) to (7). The distributed control system according to any one of the above.
[0016]
(9) condition setting means for setting a trigger condition for generating a trigger;
It is determined whether or not the event data collected by the data collection means satisfies the trigger condition.
Checking the event data, if the event data is marked with a trip, a report generating means for creating a trip report file,
The distributed control system according to any one of (1) to (8), comprising:
[0017]
(10) The distributed control system according to (9), wherein the report creation means prints a trip report file.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention.
1, the operation monitoring stations 21 to 23 and the
[0019]
The cards in the input / output units 311 and 321 of the
[0020]
The event data server 24 has a
The viewer personal computer 26 has viewer means 261 for displaying the event data collected by the event data server 24. Similar viewer means 211 is also built in the operation monitoring station 21. These viewer means display the collected event data in chronological order or as a trip report.
[0021]
The operation monitoring station 22 has a built-in definition means 221 for defining event data to be collected. By defining an input point for collecting event data, the event data to be collected can be defined. The definition means 221 defines the input points of the event data on the
The definition means 221 defines how to display event data. For example, it is defined that event data is displayed as a time-series trend or displayed in a trip report format.
[0022]
The operation monitoring station 23 has a built-in operation
[0023]
As described above, the event data server 24 and the viewer personal computer 26 for realizing the SOE function are provided in the distributed control system, and the means for realizing the SOE function are built in the operation monitoring station and the control station. As a result, a distributed control system integrating the SOE functions has been realized.
[0024]
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the event data server. In FIG. 2, the same components as those in the previous drawings are denoted by the same reference numerals.
In FIG. 2, a
[0025]
FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the data collection means.
In FIG. 3, the
[0026]
The
[0027]
Time synchronization between the
The
[0028]
Returning to FIG. 2, the collected data
The
[0029]
FIG. 4 is a configuration diagram of a portion for creating a trip report. This part is provided in the event data server 24.
In FIG. 4, a
[0030]
The operation for creating a trip report will be described.
The condition setting means 248 sets the trigger condition of the trip report, and stores the
The marking means 249 determines whether the collected event data satisfies the trigger condition, puts a trip mark on the event data satisfying the trigger condition, and stores the
[0031]
The
As a result, the event data before and after the occurrence of the trip can be viewed from the trip report.
[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
[0033]
According to the first to fifth and eighth aspects of the present invention, an event data server for collecting event data from a control station and a viewer personal computer for displaying the collected event data are provided in the distributed control system. Further, means for realizing the SOE function are incorporated in the operation monitoring station and the control station. As a result, the SOE function can be integrated into the distributed control system, and a distributed control system satisfying the functions required for the SOE function has been realized.
[0034]
According to the invention described in claims 6 and 7, since the event data is taken into the event data server together with the GPS time data, highly accurate time synchronization can be realized between the control station and the event data server.
[0035]
According to the ninth and tenth aspects of the present invention, when the event data satisfies the trigger condition, a trip report file is created or the trip report is printed. As a result, the event data before and after the occurrence of a trip or shutdown can be viewed, and the cause of the trip can be easily investigated and analyzed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of an event data server.
FIG. 3 is an explanatory diagram of an operation of a data collection unit.
FIG. 4 is a configuration diagram of a portion for creating a trip report.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a general distributed control system.
FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional system.
[Explanation of symbols]
3, 51 Communication bus 21 to 23 Operation monitoring station 24 Event data server 26 Viewer
Claims (10)
予め定義された入力点のイベントデータを前記制御ステーションから収集するデータ収集手段を有するイベントデータサーバと、
このイベントデータサーバで収集したイベントデータを表示するビューワ手段を有するビューワパソコンと、
を有することを特徴とする分散型制御システム。In a distributed control system in which the operation monitoring station and the control station are connected to a communication bus, the control station is distributed in the plant, and the control station controls the plant under the supervision of the operation monitoring station,
An event data server having data collection means for collecting event data of a predefined input point from the control station;
A viewer personal computer having viewer means for displaying event data collected by the event data server;
A distributed control system comprising:
前記データ収集手段が収集しているイベントデータが前記トリガ条件を満たすかどうかを判断し、この判断がトリガ条件を満たす場合は、トリガ条件を満たすイベントデータにトリップマークを付けるマーク付与手段と、
イベントデータをチェックし、イベントデータにトリップマークが付いているときは、トリップレポートのファイルを作成するレポート作成手段と、
を有することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の分散型制御システム。Condition setting means for setting a trigger condition for generating a trigger;
It is determined whether or not the event data collected by the data collection means satisfies the trigger condition, and if the determination satisfies the trigger condition, a mark providing means for putting a trip mark on the event data satisfying the trigger condition;
Checking the event data, and when the event data is marked with a trip mark, a report creating means for creating a trip report file,
The distributed control system according to any one of claims 1 to 8, comprising:
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