JP2001216020A - 分散型制御システムとそのデータ検証方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 分散型制御システムにおいて、複数の計算機
で共通に用いられる設備名称と設備番号の不一致を検出
できるようにする。 【解決手段】 データ検証時に通信路に余裕がある為、
制御用計算機のデータ検証部２３により設備情報データ
ベース２１及び表示情報データベース２２から設備名称
を設備番号と組みにしたデータを作成して管理用計算機
１へ送信し、データ検証部１３は、この送信されてきた
データと、設備情報データベース１１及び表示情報デー
タベース１２から生成した同様のデータとを比較し、不
一致の有無を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の計算機から
構成される分散型制御システムとその制御データ検証方
法に係わり、特に個別に開発される計算機ソフトウェ
ア、特にデータベースの設備情報の整合性を検証するの
に好適な分散型制御システムとその制御データ検証方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、制御用計算機システムはＰＣ（パ
ーソナルコンピュータ）やネットワーク技術の強化にと
もなって、従来の中央計算機集中型の計算機構成から、
分散型の計算機構成へと急速展開している。このように
分散化されることによって、最近はシステムを１社だけ
でまとめるのではなく、各ＰＣの担当会社が異なる、い
わゆるマルチベンダー化が進んでいる。このマルチベン
ダー化に伴って、制御用計算機システムのアーキテクチ
ャは大きく変更せざるを得なくなった。すなわち、計算
機がＰＣで分散化されたり、入出力装置がＰＣでインテ
リジェント化されたりすることによって、各分散された
ＰＣが独立した機能を果すために、各ＰＣ毎に設備情報
および表示情報をかかえ込んでいる。そして各ＰＣに装
備する設備情報は、必ずしも全く同じではなく、各ＰＣ
の役割に応じて必要な情報のみが格納されていることが
多い。

【０００３】このようなシステムの開発を１つのベンダ
ーで行う時には、一般には顧客から制御対象プラントの
設備情報表および表示情報表がそのベンダーに与えら
れ、ベンダーはこれを元に展開ツールなどを自作して、
そのツールにより分散ＰＣの各々に必要な情報を配布す
るという形態を取る。また、設備情報および表示情報の
追加変更があるときも、その都度展開ツールを利用した
情報の配布により、各ＰＣの設備情報および表示情報の
バージョンを一致化することが容易である。

【０００４】ところが、このようなシステムの開発が、
最近多くなったマルチベンダー形態になると、種々のト
ラブルが発生する。すなわち、顧客から与えられた同じ
設備情報および表示情報を各ベンダーが受け取って構成
した各社のＰＣをネットワークで接続して動かすと、正
常に動作しない場合が殆どである。その原因には以下の
（１）〜（３）のようなものがある。 （１）、各社のＰＣ上でのプログラムのアーキテクチャ
が異なるので各社が作る設備情報および表示情報の構成
が違っており、設備情報および表示情報テーブルを作る
時にミスが作り込まれる。各社内では統一されて試験さ
れて合格するが、各社間では一致しないことがしばしば
発生する。 （２）、元は顧客から入手した設備情報表および表示情
報表であるが、各社の打合せの繁閑などにより、変更バ
ージョンの相違が発生して一致しないことがある。特に
納入後の部分的増設改造の時に関係あるであろうと顧客
が判断した会社にだけ改訂設備情報表および表示情報表
を配布することがあり、判断誤りにより洩れるケースが
ある。 （３）、自社あるいは関連会社間においても各種ツール
を作成して一致化に意を払っているが、そのような一致
化の作業をもするタイミングに都合があって、部分的に
一致化できないケースに遭遇した時などに洩れたままと
なることがある。例えば、たまたまそのタイミングの時
にハードウェアが故障していて、更新バージョンがロー
ディングできなかったというようなケースである。

【０００５】このようなデータ不一致をチェックする従
来方法としては、設備情報の内の設備番号をネットワー
ク経由で送受信することにより、行っていた。

【０００６】また、特開平１０−１２４３７０号には、
データ通信網に接続された複数のプロセッサが、それぞ
れに割り当てられたデータベースを用いてそれぞれに搭
載されたアプリケーションを実行するように構成された
システムにおいて、複数のデータベースにまたがって関
連するデータがあるときにその整合性をチェックして誤
った処理が実行されないようにする「データ管理装置」
が開示されている。そして整合性のチェックを実現する
ために、各データベースに格納されるデータが他のデー
タベースのデータと関連しているか否かや、同じデータ
が複数のデータベースにあるときにはどれを第一義的に
正しいものとみなすか等の情報をあらかじめテーブル化
して用意しておき、アプリケーションがデータベースの
データを要求したときに、上記テーブル化された情報を
参照して他データベースのデータと関連しているときは
その整合性をオンラインでチェックしたのち、整合性に
問題がなければアプリケーションを実行させるなどの制
御を行っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】設備番号のみを送受信
してチェックする従来の方法では、特に当該設備番号と
対応する表示情報（設備名称）とのデータベース上の対
応づけが、前記したようなマルチベンダーのベンダーご
とに異なっていると、正確なチェックが行えず、このた
めに誤った制御が実行されてしまう可能性がある。

【０００８】また、前記した特開平１０−１２４３７０
号の技術によると、システムを最初に構成したときは勿
論、対応プロセッサのアプリケーションからデータベー
スの更新が行われても、データ間の不整合があるとそれ
がオンラインでチェックされ、誤動作を防止できる。し
かし、この技術では、データベースそのものの作製時に
他データベースのデータとの関連性をチェックしてテー
プル化しておく必要があり、そのような機構をもたない
既存システムへ適用するには大きな労力とコストを必要
とする。また、データベースの更新が時々刻々に行われ
ず、システムの定期的点検時や新設時、改造時のみにチ
ェックすればよいようなシステムの場合には、そのとき
だけきちんとした照合を行えばすむことで、アプリケー
ション動作時ごとにオンラインチェックを行う必要もな
い。このようなシステムの場合には、チェックのための
通信回線と処理装置のオーバーヘッドが大幅に増加する
ことになり、好ましくない。

【０００９】本発明の目的は、分散型制御システムの複
数の計算機で共通に用いられる表示情報（設備名称）と
設備番号の不一致を確実に検出できる機能を備えた分散
型制御システムとその制御データ検証方法を提供するこ
とに有る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、ネットワークに接続された管理用計算
機及び制御用計算機の各々に制御対象設備ごとの設備情
報を格納した設備情報データベースと前記制御対象設備
ごとの表示情報を格納した表示情報データベースとを備
え、各制御用計算機は自計算機に設けられた前記設備情
報データベース及び表示情報データベースを用いて制御
を実行するように構成した分散型制御システムにおい
て、データ検証作業時に管理用計算機から送信要求が行
われると自計算機に設けられた設備情報データベース及
び表示情報データベースから制御対象設備ごとの情報を
とり出して第２組みデータとして管理用計算機へ送信す
る第２検証手段を各々の制御用計算機に設けるととも
に、自計算機に設けられた設備情報データベース及び表
示情報データベースから制御対象設備ごとの情報をとり
出して第１組みデータを生成する第１組みデータ生成手
段と、前記第２組みデータが送信されてきたときにその
第２組みデータと前記第１組みデータとを制御対象設備
ごとに比較して不一致があればそれを検出してオペレー
タに報知するデータを生成する比較手段とを管理用計算
機に設けたことを特徴とする分散型制御システムを提供
する。

【００１１】また、本発明は、前記設備情報データベー
スが制御対象設備対応の設備番号を有し、前記表示情報
データベースが制御対象設備対応の表示文字を有してい
る場合に、前記第１及び第２組みデータは、制御対象設
備ごとに前記設備番号と前記表示文字を対応づけたデー
タであることを特徴とする分散型制御システムを提供す
る。

【００１２】更に、本発明は、ネットワークに接続され
た管理用計算機及び制御用計算機の各々に制御対象設備
ごとの設備情報を格納した設備情報データベースと前記
制御対象設備ごとの表示情報を格納した表示情報データ
ベースとを備え、各制御用計算機は自計算機に設けられ
た前記設備情報データベース及び表示情報データベース
を用いて制御を実行するように構成した分数型制御シス
テムにおりるデータ検証方法において、制御用計算機の
各々から、自計算機に設けられた設備情報データベース
及び表示情報データベースから制御対象設備ごとの情報
をとり出して第２組みデータとして管理用計算機へ送信
し、管理用計算機は、自計算機に設けられた設備情報デ
ータベース及び表示情報データベースから制御対象設備
ごとの情報をとり出して第１組みデータを生成し、これ
と制御用計算機から送信された前記第２組みデータとを
制御対象設備ごとに比較し、不一致があればそれを検出
するようにしたことを特徴とする分散型制御システムの
データ検証方法を提供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は本発明になる分散型制御シス
テムの構成例を示すブロック図で、制御対象３を制御す
る一個又は複数の制御用計算機２とこれに接続されて制
御用計算機に必要な情報を入力したり、制御用計算機の
動作状態を表示するマンマシン装置５、制御用計算機と
ネットワーク６を介して接続され、制御用計算機の情報
を用いてシステム全体を管理する管理用計算機１とこれ
に接続されて管理用計算機に必要な情報を入出力するマ
ンマシン装置４から構成されている。

【００１４】管理用計算機１は、システム全体の管理を
行う為の全体管理部１４、設備番号と設備番号に対応す
る設備属性と設備状態とを記憶する設備情報データベー
ス１１、設備番号と設備番号に対応する設備名称（表示
文字）を記憶する表示情報データベース１２、マンマシ
ン装置４より表示情報を受取り、設備番号へ変換して全
体管理部１４へ伝えたり、全体管理部１４から設備番号
を受取り、表示情報へ変換してマンマシン装置４へ伝え
る表示制御部１５、管理用計算機１と制御用計算機２と
の設備番号と設備名称の相互チェックを行うデータ検証
部１３、ネットワークとの通信インタフェース１６から
構成されている。データ検証部１３には、その処理のた
めに用いるワーク用の比較用データベース１７と問題フ
ァイル１８が接続されている。

【００１５】制御用計算機２は、管理用計算機１より受
取った設備番号をもとに個別制御を行う個別制御部２
４、設備番号と設備番号に対応する設備属性と設備状態
を記憶する設備情報データベース２１、設備番号と設備
番号に対応する設備名称（表示文字）を記憶する表示情
報データベース２２、マンマシン装置５より表示情報を
受取り設備番号へ変換して個別制御部２４へ伝えたり、
個別制御部２４から設備番号を受取り表示情報へ変換し
てマンマシン装置５へ伝える表示制御部２５、管理用計
算機１から受取った設備番号をもとに、制御用計算機２
の関連設備を含む設備番号と設備名称を管理用計算機１
へ送信するデータ検証部２３、ネットワーク６の通信イ
ンタフェース２６から構成されている。以上の全体管理
部１４、個別制御部２４、データ検証部１３、２３、表
示制御部１５、２５は、各計算機で実行されるプログラ
ムとして組み込まれる。

【００１６】図２は、制御用計算機２及び管理用計算機
１の各データベースに格納される設備情報と表示情報の
例を示すものである。同図（ａ）は設備情報データベー
ス１１、２１の例で、各設備ごとに設備番号、設備属
性、及びその状態が格納されている。たとえば、設備番
号「２」は、プラントの配管、あるいは鉄道の進路等を
表す線で、設備番号「２５」のバルブＶ１がオン、かつ
設備番号「２６」のバルブＶ２がオフのとき状態が「オ
ン」（制御中）となることを設備属性「バルブＶ１：オ
ン、バルブＶ２：オフ」が示している。ここで、バルブ
はプラントでは文字通りの弁、鉄道の場合は信号機と考
えればよい。設備番号「１」も同様な配管あるいは鉄道
の進路である。なお、設備番号「１」「２」の属性にか
かれたバルブＶ１、Ｖ２が設備番号「２５」「２６」の
設備であることを示す情報は、この例ではデータベース
１１、２１には明示されたデータとして存在しないが、
このデータベースを参照して動作するプログラムにこの
対応関係は組み込まれているものとする。一方、図２
（ｂ）は表示情報データベース１２、２２の例で、各設
ごとに設備番号と表示情報である表示文字が格納されて
いる。たとえば、設備番号「２」が設備情報データベー
ス上で制御中状態が「オン」である場合、表示文字「区
間流出開通」がマンマシン装置４又は５へ表示される。

【００１７】図３は、図２で説明した制御用計算機２の
処理で用いる設備情報データベース２１に誤りがある場
合の１例を示すものである。設備番号「２」は、図２の
ように設備番号「２５」のバルブＶ１がオンで、設備番
号「２６」のバルブＶ２がオフの場合成立する設備属性
を持っているはずだが、誤って設備番号「２」の設備属
性ではバルブＶ２がオンと入力されている。これに対応
する表示情報データベース２２は図２と同じで、誤りは
ないとする。

【００１８】以下、データの検証動作を上記したデータ
を用いて説明する。図４は、制御用計算機２におけるデ
ータ検証部２３の処理を示すフローチャートで、管理用
計算機１からのオペレータ操作により、管理用計算機１
のデータベース１１に格納されている設備番号「１」お
よび「２」が送られてくると、これを受信し（ステップ
４０１）、受信した番号をキーに、設備情報データベー
ス２１より制御設備番号「１」および「２」とその関連
設備「２５」および「２６」の設備情報をメモリエリア
ｗｋ１にとり込む（ステップ４０２）。次にとり込んだ
設備番号「１」および「２」とその関連設備「２５」お
よび「２６」をキーに、表示情報データベース２２よ
り、それら設備番号対応の表示情報をメモリエリアｗｋ
２に取り込み（ステップ４０３）、さらに設備番号をキ
ーとして、メモリエリアｗｋ１とｗｋ２の内容をマージ
してメモリエリアｗｋ３に格納する（ステップ４０
４）。そして最後に、メモリエリアｗｋ３のデータのう
ち、表示文字が有るデータのみを取り出し、検証用デー
タとして管理用計算機１へ送信する（ステップ４０
５）。

【００１９】図５は、管理用計算機１における、データ
検証部１３の処理を示すフローチャートで、まず、ネッ
トワーク６を経由して各制御用計算機へ前述のように自
計算機のデータベース１１がもつ設備番号を送信し（ス
テップ５０１）、各制御用計算機から検証用データが送
られてくるとこれを受信し（ステップ５０２）、受信し
たデータを第２マージデータとして比較用データベース
１７へ入力する（ステップ５０３）。次に管理用計算機
１から、各制御用計算機２へ送信した設備番号「１」及
び「２」をキーに設備情報データベース１１より、設備
番号「１」及び「２」とその関連設備「２５」及び「２
６」の設備情報をメモリエリアｗｋ４に入力し（ステッ
プ５０４）、さらに前記設備番号「１」および「２」と
その関連設備「２５」及び「２６」をキーに、表示情報
データベース１２より、対応する表示情報をメモリエリ
アｗｋ５に入力する（ステップ５０５）。そしてステッ
プ５０４、５０５にてデータベース１１、１２よりとり
込んだ設備情報及び表示情報をマージし、第１マージデ
ータとして比較用データベース１７へ格納する（ステッ
プ５０６）。

【００２０】図６は、図３のデータベースの場合に生成
される比較用データベース１７の内容を示したものであ
る。同図（ａ）は図５のステップ５０４、５０５によっ
て設備情報データベース１１及び表示情報データベース
１２からとり入れたデータをステップ５０６でマージし
た第１マージデータであり、設備番号と表示文字とが対
応づけられている。この図６（ａ）の例は、図２に示し
た正常な設備情報と表示情報をマージしたもので、設備
番号「２」の関連設備「２６」の表示文字が「表示無」
となっているのは、バルブがオフのときは表示しないと
いう約束がなされているものとしている。一方、図６
（ｂ）は１つの制御用計算機の設備情報データベース２
１が図３のように誤って設定されたときに、図５のステ
ップ５０３により入力された第２マージデータで、設備
番号「２」の関連設備「２６」が表示文字「バルブＶ２
オン」と設定されている他は図６（ａ）と同じである。

【００２１】図５のフローに戻って、次に上述したよう
にして、制御用計算機のデータベースをマージして送ら
れてきた第２マージデータと、管理用計算機のデータベ
ースをマージして生成されたデータとの比較が行われる
（ステップ５０７）。制御用計算機は複数個あるので、
その計算機毎に第２マージデータがあり、ここでの比較
も制御用計算機ごとに行われる。比較の方法は、例え
ば、第１、第２マージデータで表示文字をキーとして対
応する設備番号が一致するかを調べ、次に設備番号をキ
ーとして対応する表示文字が一致するかを調べる。そし
てその結果を問題ファイル１８へ格納する。オペレータ
はこれを表示することで問題があればその修正を行う。

【００２２】図７は、図６のマージデータの比較を行っ
て生成された問題ファイルを示しており、上記の比較に
よって、設備番号「２」の関連設備「２６」の表示文字
が第１マージデータでは「表示無」であるのに、第２マ
ージデータでは「バルブＶ２オン」となっていて不一致
であり、この検出結果が不一致となった表示文字位置に
「不一致」と入力されている。そしてチェック結果の欄
には、設備と関連設備がひとまとめにして表示されてお
り、「不一致」を生じた設備「２」のチェック結果とし
て「ＮＧ」が入力される。一方、設備「１」とその関連
設備に関しては誤りがないので、チェック結果は「Ｏ
Ｋ」である。

【００２３】以上のようにして、データ検証時に表示情
報を設備情報とともに管理用計算機１へ送ってデータベ
ースの内容をチェックし、修正しておけば、実際の制御
運転時には設備情報のみを送信することで、表示情報と
の食い違いを生じることなく正しい制御が行える。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、個別に開発されたソフ
トウェア間での設備情報と表示情報の不整合性が容易に
検出・修正できるので、分散制御システムにおける誤制
御を防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる分散型制御システムの構成例図を
示すブロック図である。

【図２】設備情報データベースと表示情報データベース
の例である。

【図３】制御用計算機の設備情報データベースに誤りが
ある場合の例である。

【図４】制御用計算機のデータ検証部２３の処理を示す
フローチャートである。

【図５】管理用計算機のデータ検証部１３の処理を示す
フローチャートである。

【図６】データ検証機能部１３で生成される比較用デー
タベースの例である。

【図７】データ検証部１３で生成される問題ファイルの
例である。

【符号の説明】

１ 管理用計算機 ２ 制御用計算機 ３ 制御対象 ４ マンマシン装置 ５ マンマシン装置 ６ ネットワーク １１、２１ 設備情報データベース １２、２２ 表示情報データベース １３、２３ データ検証機能部 １４ 全体管理部 １５、２５ 表示制御部 １６、２６ インターフェース ２４ 個別制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小高 幸雄 茨城県日立市大みか町５丁目２番１号 株 式会社日立情報制御システム内 (72)発明者 四元 弘志 茨城県日立市大みか町５丁目２番１号 株 式会社日立情報制御システム内 (72)発明者 西尾 良明 茨城県日立市大みか町５丁目２番１号 株 式会社日立情報制御システム内 (72)発明者 森 英明 茨城県日立市大みか町５丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか事業所内 Ｆターム(参考） 5B082 GB02 5H223 AA01 AA09 AA15 CC08 DD03 EE05 9A001 JJ04 KK54

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ネットワークに接続された管理用計算機
   及び制御用計算機の各々に制御対象設備ごとの設備情報
   を格納した設備情報データベースと前記制御対象設備ご
   との表示情報を格納した表示情報データベースとを備
   え、各制御用計算機は自計算機に設けられた前記設備情
   報データベース及び表示情報データベースを用いて制御
   を実行するように構成した分散型制御システムにおい
   て、 データ検証作業時に管理用計算機から送信要求が行われ
   ると自計算機に設けられた設備情報データベース及び表
   示情報データベースから制御対象設備ごとの情報をとり
   出して第２組みデータとして管理用計算機へ送信する第
   ２検証手段を各々の制御用計算機に設けるとともに、 自計算機に設けられた設備情報データベース及び表示情
   報データベースから制御対象設備ごとの情報をとり出し
   て第１組みデータを生成する第１組みデータ生成手段
   と、前記第２組みデータが送信されてきたときにその第
   ２組みデータと前記第１組みデータとを制御対象設備ご
   とに比較して不一致があればそれを検出してオペレータ
   に報知するデータを生成する比較手段とを管理用計算機
   に設けたことを特徴とする分散型制御システム。
2. 【請求項２】 前記設備情報データベースが制御対象設
   備対応の設備番号を有し、前記表示情報データベースが
   制御対象設備対応の表示文字を有している場合に、前記
   第１及び第２組みデータは、制御対象設備ごとに前記設
   備番号と前記表示文字を対応づけたデータであることを
   特徴とする請求項１に記載の分散型制御システム。
3. 【請求項３】 ネットワークに接続された管理用計算機
   及び制御用計算機の各々に制御対象設備ごとの設備情報
   を格納した設備情報データベースと前記制御対象設備ご
   との表示情報を格納した表示情報データベースとを備
   え、各制御用計算機は自計算機に設けられた前記設備情
   報データベース及び表示情報データベースを用いて制御
   を実行するように構成した分数型制御システムにおりる
   データ検証方法において、 制御用計算機の各々から、自計算機に設けられた設備情
   報データベース及び表示情報データベースから制御対象
   設備ごとの情報をとり出して第２組みデータとして管理
   用計算機へ送信し、 管理用計算機は、自計算機に設けられた設備情報データ
   ベース及び表示情報データベースから制御対象設備ごと
   の情報をとり出して第１組みデータを生成し、これと制
   御用計算機から送信された前記第２組みデータとを制御
   対象設備ごとに比較し、不一致があればそれを検出する
   ようにしたことを特徴とする分散型制御システムのデー
   タ検証方法。