JP2001036537A - プラント監視制御システム - Google Patents

プラント監視制御システム

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JP2001036537A
JP2001036537A JP20498999A JP20498999A JP2001036537A JP 2001036537 A JP2001036537 A JP 2001036537A JP 20498999 A JP20498999 A JP 20498999A JP 20498999 A JP20498999 A JP 20498999A JP 2001036537 A JP2001036537 A JP 2001036537A
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JP
Japan
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plant
communication
control system
mmi
data
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JP20498999A
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English (en)
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Noriyuki Maehata
典之 前畑
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常のプラント監視制御システムでは、複数
のMMI装置からのプランとデータ送信要求が特定のプ
ラントコントロール装置に集中し、プラントコントロー
ル装置がすべてのMMI装置の要求に答えることが困難
になる。 【解決手段】 多数のMMI装置1からプラントータ送
信要求を受けるプラントコントロール装置7の通信能力
および通信負荷を算出し、通信能力を超えるデータ要求
が来た場合に警告を出力するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、各種産業プラン
トにおいて、プラントデータを視覚的に表示するMMI
装置と、プラントデータを収集することができるプラン
トコントロール装置と、これらを結ぶ通信ネットワーク
とからなるプラント監視制御システムに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図8は従来のプラント監視制御システム
(参考:三菱電機製MELPLAC−650シリーズカ
タログ)を示す図であり、図8において、1はMMI装
置であり、これはCRT装置2、画面制御S/W3、画
面表示データの基礎データを有するデータベース4、通
信プロトコルを制御する通信ミドルウェア5、および通
信制御部6を備えている。7はプラントコントロール装
置であり、これは通信制御部8、通信ミドルウェア9、
コントローラCPU部10、およびIOバスI/F部1
1を備えている。12はMMI装置1とプラントコント
ロール装置7の間で通信をするための監視制御ネットワ
ークである。13はプラントのフィールドサイドの状態
を電気信号に変換する各種センサー類、14は変換され
た電気信号をプラントコントロール装置7に取り込むた
めの各種IO、15はプラントコントロール装置のIO
バスである。
【0003】次に動作を説明する。一般に、プラントの
監視および操作を行うために、MMI装置1のCRT装
置2にプラントデータを表示するが、このときのプラン
ト監視制御システムの通信動作は図9に示す通りであ
る。図9において、MMI装置1は監視制御ネットワー
ク12を使用したプラントコントロール装置7との通信
によりプラントデータを受け取り、CRT装置2にプラ
ントデータを表示する。このときの詳細な手法は次の通
りである。
【0004】画面制御S/W3がデータベース4を参照
し、要求するデータの種別、個数、および宛先プラント
コントロール装置を決定し、通信ミドルウェア5に通知
する。通信ミドルウュア5は通信制御部6に対してデー
タ要求コマンドの送信を起動する。この要求を受けた通
信制御部6は監視制御ネットワーク12にコマンドを送
信する。
【0005】一方、コマンドを受信したプラントコント
ロール装置7の通信制御部8は、コマンド受信を通信ミ
ドルウェア9に通知する。通信ミドルウェア9は要求さ
れたデータの種別、個数をコントローラCPU部10に
伝える。コントローラCPU部10は指定されたデータ
をフィールドに設置された各種センサー類13より各種
IO14、IOバス15、IOバスI/F部11を通じ
て獲得する。
【0006】上記のように獲得されたプラントデータ
は、CPU部10の起動により通信ミドルウェア9、通
信制御部8を通して監視制御ネットワーク12へ送信さ
れ、これがプラントデータを要求したMMI装置1に到
達し、MMI装置側の通信制御部6、通信ミドルウェア
5を通して画面制御S/W3に通知され、MMI装置の
CRT装置2に表示される。
【0007】上記のように通信を行うことによりMMI
装置1上にプラントデータを表示し、プラントの監視制
御を行うことができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】一般のプラント監視制
御システムでは以上のように通信が実施されているが、
図10のように、プラント監視制御システム上にMMI
装置1が多数存在し、これらのMMI装置のプラントデ
ータの要求が特定のプラントコントロール装置7に集中
する場合がある。一般にプラント監視制御システムで使
用されている通信ネットワークは、ネットワーク上に存
在するステーションの各通信制御部が順に送信していく
いわゆるトークン方式のプロトコルを採用しているもの
が多い。この方式ではプラントコントロール装置が単位
時間に通信ネットワークに送信できる通信データの個数
がステーションの数、あるいは設定された通信周期によ
り決定され、上述のように特定のプラントコントロール
装置にデータ要求が集中するとプラントコントロール装
置が単位時間に送信しなければならない通信データの個
数がこれを上回り、MMI装置にプラントデータが届か
なくなる問題が発生する。
【0009】上記の問題はプラント監視制御システムを
構築するまで発覚せず、また現在運転しているプラント
監視制御システムに改造を加えた際にもしばしば発生す
る。
【0010】この発明は上記のような問題を解決するた
めになされたものであり、プラントシステムを滞りなく
監視、制御する通信制御システムを有するプラント監視
制御装置を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明に係るプラント
監視制御システムは、プラントデータを視覚的に表示
し、プラントコントロール装置にプラントデータを要求
するための通信機能を持つMMI装置と、プラントデー
タを収集することができ、任意のMMI装置から要求さ
れたプラントデータをMMI装置に返信するための通信
機能を持つプラントコントロール装置と、これらMMI
装置およびプラントコントロール装置間のプラントデー
タを送受信するための通信ネットワークとから構成され
るものにおいて、多数のMMI装置からプラントータ送
信要求を受けるプラントコントロール装置の通信能力お
よび通信負荷を算出し、通信能力を超えるデータ要求が
来た場合に警告を出力するようにしたものである。
【0012】また、多数のMMI装置からプラントデー
タ送信要求を受けるプラントコントロール装置の通信能
力および通信負荷を算出し、通信能力を超えるデータ要
求が来た場合にMMI装置に警告メッセージを送信する
機能をプラントコントロール装置の通信ミドルウェアに
搭載したものである。
【0013】また、プラントデータを視覚的に表示し、
プラントコントロール装置にプラントデータを要求する
ための通信機能を持つMMI装置と、プラントデータを
収集することができ、任意のMMI装置から要求された
プラントデータをMMI装置に返信するための通信機能
を持つプラントコントロール装置と、これらMMI装置
およびプラントコントロール装置間のプラントデータを
送受信するための通信ネットワークとから構成されるも
のにおいて、MMI装置の通信能力および通信負荷を算
出し、MMI装置のコマンド要求がその通信能力を超え
る場合に警告を出力するようにしたものである。
【0014】また、MMI装置の通信能力および通信負
荷を算出し、MMI装置のコマンド要求がその通信能力
を超える場合に自身のMMI装置に警告メッセージを出
す機能をMMI装置の通信ミドルウェアに搭載したもの
である。
【0015】また、MMI装置またはプラントコントロ
ール装置の通信能力算出機能、通信負荷算出機能、およ
び通信負荷が通信能力を超えたときに警告を出す機能
を、プラントコントロール装置に接続された専用ツール
に搭載したものである。
【0016】また、MMI装置またはプラントコントロ
ール装置の通信能力算出機能、通信負荷算出機能、およ
び通信負荷が通信能力を超えたときに警告を出す機能
を、プラント監視制御システムのネットワークに直結し
た専用ステーション上に搭載したものである。
【0017】また、専用ステーションに、通信負荷を一
元監視させるようにしたものである。
【0018】また、専用ツールから、ネットワークの通
信状態を汎用ツールにエクスポートするようにしたもの
である。
【0019】また、専用ステーションから、ネットワー
クの通信状態を汎用ツールにエクスポートするようにし
たものである。
【0020】
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態1を図1に基づいて説明する。図1におい
て、1はMMI装置であり、これはCRT装置2、画面
制御S/W3、画面表示データの基礎データを有するデ
ータベース4、通信プロトコルを制御する通信ミドルウ
ェア5、および通信制御部6を備えている。7はプラン
トコントロール装置であり、これは通信制御部8、通信
ミドルウェア9、コントローラCPU部10、IOバス
I/F部11を備えている。12はMMI装置1とプラ
ントコントロール装置7の間で通信をするための監視制
御ネットワークである。13はプラントのフィールドサ
イドの状態を電気信号に変換する各種センサー類、14
は変換された電気信号をプラントコントロール装置7に
取り込むための各種IO、15はプラントコントロール
装置7のIOバスである。
【0021】16は通信ミドルウェア9が備える通信負
荷算出機能、17は通信ミドルウェア9が備える通信能
力算出機能、18は通信ミドルウェア9が備える警告出
力機能である。
【0022】次に動作を説明する。プラント監視制御シ
ステム上に多数あるMMI装置1からのデータ要求コマ
ンドは、プラントコントロール装置7内の通信ミドルウ
ェア9に到達する。通信ミドルウェア9では、このとき
受信したコマンドにタイムスタンプを附加し、単位時間
あたりの受信数を計算することによりプラントコントロ
ール装置7の通信負荷(送信量)を算出することができ
る。次式はこの通信負荷の計算式である。 通信負荷(個/秒) =(Σ各MMI装置のコマンド送信数)×2+イベント通信数・・・(1) (いずれも単位時間当たりの数)
【0023】上記(1)式中において通信負荷がコマン
ド数×2となっているのは、通常コマンド受信した場合
にはこのコマンドに対するレスポンスを送信する他にコ
マンド受信の確認応答(ACKNOWLEDGE)を送
信しなければならないためである。
【0024】次式はプラントコントロール装置7の通信
能力算出式である。 上記(2)式に示すとおり、単位時間を送信周期で除算
することにより単位時間あたりの通信(送信)能力を算
出する。トークン方式の通信ネットワークではネットワ
ーク設定パラメータにより送信周期が設定されている場
合もあり、また周期が設定されていない場合には送信デ
ータにタイムスタンプをつけることにより実際の送信周
期を計算する。
【0025】ここで、「通信能力<通信負荷」なる不等
式が成立した場合、プラントコントロール装置7はMM
I装置1の要求に答えることができない。このため上記
不等式が成立した場合には、通信ミドルウェア9はその
警告出力機能18により警告メッセージをMMI装置1
に送信し、MMI装置1は警告表示をCRT装置2に表
示する。
【0026】以上の方式により容易にプラント監視制御
システムの通信状態、すなわちプラントコントロール装
置の通信負荷を把握することができる。またシステム構
築者は以上によりプラント監視制御システムを最適に設
計することができる。
【0027】実施の形態2.なお、上記実施の形態1で
は、MMI装置1からデータ送信要求を受けるプラント
コントロール装置7の送信の場合について述べたが、図
2に示すように、MMI装置1からのコマンド送信につ
いても同様に、MMI装置1の通信ミドルウェア5に通
信負荷算出機能16、通信能力算出機能17、および警
告出力機能18を持たせ、通信負荷が通信能力を超えた
場合に警告を自身のCRT装置2に出力するようにする
ことができる。これにより、MMI装置1の通信負荷を
把握することができ、また、システム構築者は以上によ
りプラント監視制御システムを最適に設計することがで
きる。
【0028】実施の形態3.なお、上記実施の形態1お
よび2では、通信ミドルウェア9または5に通信能力算
出機能、通信負荷算出機能、および警告出力機能を持た
せる場合について述べたが、図3に示す通り、プラント
コントロール装置7に接続される専用ツールであるパソ
コンツール19に通信能力算出機能、通信負荷算出機
能、および警告出力機能を持たせるようにしてもよい。
これによりMMI装置およびプラントコントロール装置
の通信負荷を把握することができ、また、システム構築
者は以上によりプラント監視制御システムを最適に設計
することができる。
【0029】実施の形態4.なお、上記実施の形態1お
よび2では、通信ミドルウェア9または5に通信能力算
出機能、通信負荷算出機能、および警告出力機能を持た
せる場合について述べたが、図4に示すように、通信ネ
ットワーク上に接続された専用のステーション20に、
通信能力算出機能、通信負荷算出機能、および警告出力
機能を持たせることもできる。これにより、MMI装置
および通信ネットワークに接続された特定のプラントコ
ントロール装置の通信負荷を把握することができ、ま
た、システム構築者は以上によりプラント監視制御シス
テムを最適に設計することができる。
【0030】実施の形態5.なお、上記実施の形態4で
は、通信ネットワーク上に接続した専用ステーションに
通信能力算出機能、通信負荷算出機能、および警告出力
機能を持たせ、特定のプラントコントロール装置の通信
負荷を監視する場合について述べたが、図5に示す通
り、通信ネットワークに接続されるすべての通信ステー
ション20について通信負荷を監視することができ、ま
た、システム構築者は以上によりプラント監視制御シス
テムを最適に設計することができる。
【0031】実施の形態6.なお、上記実施の形態3で
は、プラントコントロール装置に接続されたパソコンツ
ール上に通信能力算出機能、通信負荷算出機能、および
警告出力機能を持たせる場合について述べたが、実施の
形態6では、ここで採取したデータを表計算S/Wなど
の汎用ツールにエクスポートするようにした。これによ
り、プラント監視制御システムの通信ネットワークの通
信状況を例えば図6のような形でビジブルに表現するこ
とができる。図6はプラント監視制御システムの通信ネ
ットワークの状況を知る上でプラント制御システム設計
者にとって極めて重要な情報である。
【0032】実施の形態7.なお、上記実施の形態4で
は、プラント監視制御システムの通信ネットワークに接
続される専用ステーション上に通信能力算出機能、通信
負荷算出機能、および警告出力機能を持たせる場合につ
いて述べたが、実施の形態7では、ここで採取したデー
タをこの専用ステーション上で動作する表計算S/Wな
どの汎用ツールにエクスポートするようにした。これに
より、プラント監視制御システムの通信ネットワークの
通信状況を例えば図7のような形でビジブルに表現する
ことができる。図7はプラント監視制御システムの通信
ネットワークの状況を知る上でプラント制御システム設
計者にとって極めて重要な情報である。
【0033】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、プラ
ント監視制御システムの通信ネットワークの負荷を算出
する機能を備えることにより、通信ネットワークの通信
負荷を監視および表示することができ、システム構築者
は以上によりプラント監視制御システムの通信を最適に
設計することができる。
【0034】また、汎用ツールに、採取したデータをエ
キスポートすることにより、通信ネットワークの通信状
況をビジブルに表現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1に係るプラント監視
制御システムを示すブロック図である。
【図2】 この発明の実施の形態2に係るプラント監視
制御システムを示すブロック図である。
【図3】 この発明の実施の形態3に係るプラント監視
制御システムを示すブロック図である。
【図4】 この発明の実施の形態4に係るプラント監視
制御システムを示すブロック図である。
【図5】 この発明の実施の形態5に係るプラント監視
制御システムを示すブロック図である。
【図6】 この発明の実施の形態6に係るプラント監視
制御システムの通信状況の表示例を示す図である。
【図7】 この発明の実施の形態7に係るプラント監視
制御システムの通信状況の表示例を示す図である。
【図8】 従来のプラント監視制御システムを示すブロ
ック図である。
【図9】 従来のプラント監視制御システムの動作を説
明する図である。
【図10】 従来のプラント監視制御システムを示す図
である。
【符号の説明】
1 MMI装置、 2 CRT装置、
3 画面制御S/W、 4 データベー
ス、5 通信ミドルウェア、 6 通信制御
部、7 プラントコントロール装置、 8 通信制御
部、9 通信ミドルウェア、 10 コントロ
ーラCPU部、11 IOバスI/F部、 1
2 監視制御ネットワーク、13 各種センサー類、
14 各種IO、15 IOバス、
16 通信負荷算出機能、17 通信能力算
出機能、 18 警告出力機能、19 パソコ
ンツール、 20 専用のステーション。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラントデータを視覚的に表示し、プラ
    ントコントロール装置にプラントデータを要求するため
    の通信機能を持つMMI装置と、プラントデータを収集
    することができ、任意のMMI装置から要求されたプラ
    ントデータをMMI装置に返信するための通信機能を持
    つプラントコントロール装置と、これらMMI装置およ
    びプラントコントロール装置間のプラントデータを送受
    信するための通信ネットワークとから構成されるプラン
    ト監視制御システムにおいて、多数のMMI装置からプ
    ラントータ送信要求を受けるプラントコントロール装置
    の通信能力および通信負荷を算出し、通信能力を超える
    データ要求が来た場合に警告を出力するようにしたこと
    を特徴とするプラント監視制御システム。
  2. 【請求項2】 多数のMMI装置からプラントデータ送
    信要求を受けるプラントコントロール装置の通信能力お
    よび通信負荷を算出し、通信能力を超えるデータ要求が
    来た場合にMMI装置に警告メッセージを送信する機能
    をプラントコントロール装置の通信ミドルウェアに搭載
    したことを特徴とする請求項1記載のプラント監視制御
    システム。
  3. 【請求項3】 プラントデータを視覚的に表示し、プラ
    ントコントロール装置にプラントデータを要求するため
    の通信機能を持つMMI装置と、プラントデータを収集
    することができ、任意のMMI装置から要求されたプラ
    ントデータをMMI装置に返信するための通信機能を持
    つプラントコントロール装置と、これらMMI装置およ
    びプラントコントロール装置間のプラントデータを送受
    信するための通信ネットワークとから構成されるプラン
    ト監視制御システムにおいて、MMI装置の通信能力お
    よび通信負荷を算出し、MMI装置のコマンド要求がそ
    の通信能力を超える場合に警告を出力するようにしたこ
    とを特徴とするプラント監視制御システム。
  4. 【請求項4】 MMI装置の通信能力および通信負荷を
    算出し、MMI装置のコマンド要求がその通信能力を超
    える場合に自身のMMI装置に警告メッセージを出す機
    能をMMI装置の通信ミドルウェアに搭載したことを特
    徴とする請求項3記載のプラント監視制御システム。
  5. 【請求項5】 MMI装置またはプラントコントロール
    装置の通信能力算出機能、通信負荷算出機能、および通
    信負荷が通信能力を超えたときに警告を出す機能を、プ
    ラントコントロール装置に接続された専用ツールに搭載
    したことを特徴とする請求項1または請求項3記載のプ
    ラント監視制御システム。
  6. 【請求項6】 MMI装置またはプラントコントロール
    装置の通信能力算出機能、通信負荷算出機能、および通
    信負荷が通信能力を超えたときに警告を出す機能を、プ
    ラント監視制御システムのネットワークに直結した専用
    ステーション上に搭載したことを特徴とする請求項1ま
    たは請求項3記載のプラント監視制御システム。
  7. 【請求項7】 専用ステーションに、通信負荷を監視さ
    せるようにしたことを特徴とする請求項6記載のプラン
    ト監視制御システム。
  8. 【請求項8】 専用ツールから、ネットワークの通信状
    態を汎用ツールにエクスポートするようにしたことを特
    徴とする請求項5記載のプラント監視制御システム。
  9. 【請求項9】 専用ステーションから、ネットワークの
    通信状態を汎用ツールにエクスポートするようにしたこ
    とを特徴とする請求項6記載のプラント監視制御システ
    ム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2018158917A1 (ja) * 2017-03-02 2019-03-14 三菱電機株式会社 制御装置、表示装置、制御システム、および処理負荷表示方法
JP2022178238A (ja) * 2021-05-19 2022-12-02 横河電機株式会社 ネットワークシミュレータ、ネットワークシミュレーション方法およびネットワークシミュレーションプログラム

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