JP2001507172A - 制御システム用監視システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 プロセスを制御するプロセス制御システム（ＰＣＳ）が制御ネットワーク及びこれに接続された複数のノードを有する。ＰＣＳに作用関係に接続された監視システムがＰＣＳから所定のデータを取得してＰＣＳの性能を監視する。監視システムはＰＣＳの制御ネットワークに作用関係に接続された第１のコンピュータシステムを有する。第１のコンピュータシステムは、制御ネットワークの所定のプロトコルに従って所定の周期ベースでＰＣＳの所定のデータに継続的にアクセスする。第１のコンピュータシステムは物理的にＰＣＳの近くに設けられる。ＰＣＳから遠隔の場所に第２のコンピュータシステムが設けられる。第２のコンピュータシステムは第１のコンピュータシステムから転送されるＰＣＳの所定のデータを受け取り、転送は所定のデータによってＰＣＳのアラーム状態が指示されたとき第１のコンピュータシステムによって起動される。第１のコンピュータシステムと第２のコンピュータシステムとの間にはこれらの間に通信リンクを設けるために通信回線が接続される。

Description

【発明の詳細な説明】 制御システム用監視システム 発明の背景 本発明は、制御システム用の監視システムに関し、より詳しくは、ディジタル 制御システムのデータを収集し、分析して、ディジタル制御システムのアラーム 状態の識別を含めて、ディジタル制御システムの性能の履歴を維持管理するため の非侵襲型監視システムに関する。 現行の制御システムの性能測定システム（ハードウェア／ソフトウェア）は、 制御システムの各種ノードに相当大きい負荷を課すことがある。さらに、性能測 定システム（性能監視システムと呼ばれることもある）によって収集しようとす る性能データはリモートアクセスすることができず、異常検出と同時に所定の性 能アラームを遠隔位置へ送ることができない。 本発明は、プロセス制御システムからのアラーム及び制御ネットワークの性能 パラメータ（データ）の収集、計算、履歴化を行うことができ、その際測定プロ セスによる性能への影響を極力小さくすることができる機能を提供するものであ る。本発明の制御システム用監視システムは、普通の通信回線を介して遠隔位置 からプロセス制御システムの履歴データにアクセスすると共に、測定された性能 パラメータが設定可能な限界を超えると常にその遠隔位置からの通知を受け取る 。 発明の要約 従って、本発明は、制御ネットワークの性能パラメータへのリモートアクセス 及びそれらのパラメータについてのアラーム機能のための方法を提供するもので ある。プロセスを制御するプロセス制御システム（ＰＣＳ）が設けられており、 制御ネットワーク及びこれに接続された複数のノードを有する。ＰＣＳには監視 システムが作用関係をもって接続されており、ＰＣＳの所定のデータを取得して ＰＣＳの性能を監視する。その監視システムは、ＰＣＳの制御ネットワークに作 用関係をもって接続された第１のコンピュータシステムを有する。第１のコンピ ュータシステムは、制御ネットワークの所定のプロトコルに従って所定の周期ベ ースでＰＣＳの所定データに絶えずアクセスする。第１のコンピュータシステム は物理的にＰＣＳの近くに設けられる。ＰＣＳから遠隔の位置に第２のコンピュ ータシステムが設けられる。第２のコンピュータシステムは、第１のコンピュー タシステムから転送されるＰＣＳの所定データを受け取るが、この転送は、その 所定データによってＰＣＳのアラーム状態が指示されたとき、第１のコンピュー タシステムによって起動される。第１と第２のコンピュータシステムの間には通 信回線が接続されることによって、これらの間に通信リンクが設けられる。 従って、本発明の目的は、制御ネットワークの性能パラメータのリモートアク セスのための方法を提供することにある。 本発明もう一つの目的は、制御ネットワークシステムの所定の性能パラメータ が所定の設定可能限界を超えたとき、遠隔アラーム発生及び通知を行うための方 法を提供することにある。 上記及びその他の本発明の目的は、以下の詳細な説明及び添付図面と共に考察 することによりさらに明確となろう。なお、添付図面において同じ参照符号は同 じ構成部分を指示し、これらの添付図面は本願の一部をなすものである。 図面の簡単な説明 図１は、本発明を使用することができる実施形態のプロセス制御システムの構 成を示すブロック図である。 図２は、図１のプロセス制御システムの各物理モジュールに共通の構成要素を 示すブロック図である。 図３は、上記プロセス制御システムの典型的な物理モジュールを示す機能ブロ ック図である。 図４は、現行システム、及び上記プロセス制御システムの実施形態のオープン システムを示す部分機能ブロック図である。 図５は、上記プロセス制御システムの実施形態のオープンオペレータステーシ ョンを示す機能ブロック図である。 図６は、上記プロセス制御システムの汎用ステーションの実施形態のグラフィ ックスカードを示すブロック図である。 図７は、実施形態のプロセス制御システムに接続された本発明の実施形態の性 能監視システムの構成を示すブロツク図である。 図８は、図８Ａ及び８Ｂからなり、それぞれローカル・パーソナルコンピュー タソフトウェア及びリモート・パーソナルコンピュータソフトウェアによって遂 行される機能を示すフローチャートである。 詳細な説明 本発明の方法について説明する前に、本発明が使用されるシステム環境につい て理解を図ることが役立つと思われる。図１には、本発明を使用することができ る実施形態のプロセス制御システム１０のブロック図が示されている。プロセス 制御システム１０は、プラント制御ネットワーク１１、及びこれに接続されてい てプロセスコントローラ２０’をプロセス制御システム１０に接続できるように するためのデータハイウェイ１２を有する。現行のプロセス制御システム１０に おいては、対応するハイウェイゲートウェイ６０１及び対応するデータハイウェ イ１２を介して、さらにプロセスコントローラ２０’が作用関係をもってプラン ト制御ネットワーク１１に接続されている。プロセスコントローラ２０は、プロ セスコントローラ２０’に対して多くの新しい付加要素、改良、及び機能を含み 得るインタフェース装置であり、ネットワークインタフェースモジュール（ＮＩ Ｍ）６０２に接続された汎用制御ネットワーク（ＵＣＮ）１４を介してプラント 制御ネットワーク１１に作用関係をもって接続することができる。このプロセス 制御システム１０の実施形態においては、別にいくつかのプロセスコントローラ ２０を対応するＵＣＮ１４及び対応するＮＩＭ６０２を介してプラント制御ネッ トワーク１１に作用関係をもって接続することができる。プロセスコントローラ ２０、２０’は、弁、圧力スイッチ、圧力計、熱電対等々を含む制御対象プロセ スの様々なフィールド装置（図示省略）からプロセス制御システム１０へアナロ グの入力信号及び出力信号、ディジタルの入力信号及び出力信号（それぞれＡ／ Ｉ、Ａ／Ｏ、Ｄ／Ｉ、及びＤ／Ｏ）をインタフェースする。 プラント制御ネットワーク（または単にネットワーク）１１は、プラントオペ レータと共に、制御対象プロセスの総合的監視の役割を担うと共に、監視機能を 果たすのに必要な全ての情報を取得する一方、またオペレータとのインタフェー スを有する。プラント制御ネットワーク１１は、汎用オペレータステーション（ ＵＳ）１２２、アプリケーションモジュール（ＡＭ）１２４、履歴モジュール（ ＨＭ）１２６、コンピュータモジュール（ＣＭ）１２８、及び制御対象の所要制 御／監視機能を果たすための必要に応じてこれらのモジュールの副モジュール（ バックアップあるいは補助用）（及び別種のモジュール（図示省略））を含む複 数の物理モジュール（本願ではノードと称する場合もある）を含む。これらの各 物理モジュールは、各モジュールが必要に応じて相互に通信することができるロ ーカル制御ネットワーク（ＬＣＮ）１２０に接続されている。ＮＩＭ６０２及び ＨＧ６０１は、それぞれＬＣＮ１２０とＵＣＮ１４、及びＬＣＮ１２０とデータ ハイウェイ１２との間をインタフェースする。 この実施形態のネットワーク１１の物理モジュール１２２、１２４、１２６、 １２８、．．．は各種専用機能型のものである。これらの各物理モジュールは、 ネットワーク１１の他の物理モジュールにデータを転送するという目的に関して は、ネットワークの通信手段、すなわちＬＣＮ１２０へのアクセス権という点で 他の物理モジュールと対等あるいは同等である。 ネットワーク１１の汎用オペレータステーションモジュール（ＵＳ）１２２は 、１人または２人以上のプラントオペレータ用のワークステーションである。Ｕ Ｓ１２２は、プラントオペレータとそれらのオペレータが担当するプラントのプ ロセスとの間のインタフェースであるオペレータコンソールを有する。各汎用オ ペレータステーションモジュール１２２はＬＣＮ１２０に接続されており、各汎 用オペレータステーションモジュール１２２とネットワーク１１の他の全ての物 理モジュールとの間の通信は全てＬＣＮ１２０を介して行われる。汎用オペレー タステーションモジュール１２２は、ＬＣＮ１２０上にあるデータ及びネットワ ーク１１の他のいずれかの物理モジュールを介してあるいはそれらのモジュール より利用可能なリソース及びデータにアクセスするできる。汎用オペレータステ ーションモジュール１２２は、ビデオディスプレイ・ジェネレータを内蔵したブ ラウン管（ＣＲＴ）ディスプレイ（図示省略）、オペレータキーボード（ＫＢ） （図示省略）、プリンタ（図示省略）を有し、また、例えばカートリッジディス ク・データ記憶装置、トレンドペンレコーダ、及び状態ディスプレイを有するこ ともできる（図示省略）。 履歴モジュール（ＨＭ）１２６は大容量データ記憶機能を受け持つ。この履歴 モジュール１２６は、ウィンチェスタディスクのような少なくとも１つの通常の ディスク型大容量記憶装置を有する。このディスク記憶装置は２値データの大容 量不揮発性記憶能力を有する。このような大容量記憶装置によって記憶されるデ ータのタイプは、通常、トレンド履歴、イベント履歴、．．．あるいはそのよう な履歴をそこから導出できるデータ、ＣＲＴ型ディスプレイを構成または形成す るデータ、物理モジュール用のプログラムのコピー．．．等である。 アプリケーションモジュール（ＡＭ）１２４は、データ取得、アラーム発生、 バッチ履歴収集のようなプロセス制御サブシステム２０、２０’に付随したコン トローラによって遂行されるプロセス制御機能を支援する付加的なデータ処理機 能を受け持ち、必要に応じて連続制御演算機能を受け持つ。アプリケーションモ ジュール１２４のデータ処理機能は、このモジュールに付随したプロセッサ（図 示省略）及びメモリ（図示省略）によって提供される。 コンピュータモジュール（ＣＭ）１２８は、全ての物理モジュールの標準的な あるいは一般的な装置を用いて、中規模乃至大規模の汎用データ処理システムが ネットワーク１１の他の物理モジュール及びそれらのモジュールの装置とＬＣＮ １２０を介して、またゲートウェイモジュール６０１、及びＮＩＭ６０２を介し てプロセス制御サブシステム２０、２０’の装置とそれぞれ通信することができ る。コンピュータモジュール１２８のデータ処理システムは、監視の最適化、一 般化したユーザプログラム作成、及びそのようなプログラムのより高水準のプロ グラム言語での実行を行うために使用される。通常、コンピュータモジュール１ ２８のデータ処理システムは、通信プロセッサ及び通信回線によって他のデータ 処理システムと通信する能力を有する。 ローカル制御ネットワーク１２０（ＬＣＮ）は、プラント制御ネットワーク１ １の全ての物理モジュールを相互接続する高速のビットシリアル・デュアル冗長 通信ネットワークである。ＬＣＮ１２０は、ハイウェイゲートウェイモジュール ６０１、アプリケーションモジュール１２４、及び履歴モジュール１２６のよう なデータの主要ソースと、汎用オペレータステーション１２２、コンピュータモ ジュール１２８、及びアプリケーションモジュール１２４のようなデータの主要 源との間に唯一の転送経路である。また、ＬＣＮ１２０は、メモリ画像のような 大きなデータブロックをそれを介して履歴モジュール１２６のような１つの物理 モジュールから汎用ステーションモジュール１２２へ移動させる通信手段でもあ る。ＬＣＮ１２０は、２つの同軸ケーブルから成るデュアル冗長であり、両方の ケーブルによる二進信号のシリアル転送ができる。 図２には、ネットワーク１１あるいはプロセス制御システム１０の各物理モジ ュールにおける共通構成要素のブロック図が示されている。これらの各物理モジ ュールは、モジュール中央処理装置（ＣＰＵ）３８、モジュールメモリ４０、ラ ンダムアクセスメモリ（図示省略）、及びそのモジュールのタイプの所望の機能 、すなわち例えばオペレータステーション１２２の所望の機能を得るために構成 されるような付加のコントローラデバイスまたは装置（図示省略）を有する。各 モジュールのＣＰＵ３８及びモジュールメモリ４０のデータ処理機能によれば、 ネットワーク１１及びプロセス制御システム１０の信頼性及び性能を改善できる 分散処理環境が得られる。ネットワーク１１及びシステム１０の信頼性が改善さ れるのは、ネットワーク１１の１つの物理モジュールが故障しても、他の物理モ ジュールが動作可能状態に保たれるためである。その結果、ネットワーク１１全 体としては、そのような障害の発生によって集中型システムの場合におけるよう に動作不能になることはない。この分散処理環境によれば、コンピュータの処理 資源が増加し、かつシステムのデータ処理機能の同時実行及び並行処理のために スループットが改善され、オペレータ応答時間が速くなるので、性能が改善され る。 上に述べたように、各物理モジュールは、トランシーバ３４によってＬＣＮ１ ２０に接続されたバスインタフェース装置（ＢＩＵ）３２を有する。また、各物 理モジュールにはモジュールバス３６が与えられている。バス３６は、この実施 形態においては、モジュールＣＰＵ３８とモジュールメモリ４０との間で１６ビ ットデータを並列に転送することができる。各タイプの物理モジュールをその機 能的要求を満たすよう適応させるのに使用される他の装置は、そのような各装置 が物理モジュールの他の装置とそのモジュールバス３６を介して通信できるよう に、モジュールバス３６に作用関係をもって接続される。物理モジュールのＢＩ Ｕ３２はＬＣＮ１２０を介してのデータ転送を始動する。この実施形態において は、ＢＩＵ３２による全てのデータ転送は、この実施形態の場合ではＬＣＮ１２ ０を構成している同軸ケーブルを介して行われる。 図３には、プラント制御ネットワーク１１の代表的な物理モジュール１２２、 １２４、１２６、１２８の機能ブロック図が示されており、これにはバスインタ フェース装置（ＢＩＵ）３２及びこのＢＩＵ３２をＬＣＮ１２０へ接続するトラ ンシーバ３４も描かれている。ＢＩＵ３２は、２値データをＬＣＮ１２０を介し て送り出し、かつＬＣＮ１２０よりデータを受け取ることができる。この実施形 態におけるトランシーバ３４は、ＬＣＮ１２０に接続されたトランスフォーマで ある。この実施形態においては、ＬＣＮ１２０は、ビットシリアルデータを伝送 することができるデュアル冗長同軸ケーブルである。ＢＩＵ３２は非常に高速の マイクロエンジン５６を有している。この実施形態の場合、マイクロエンジン５ ６は、８ビットを並列処理することができるよう、またそのプログラム可能読み 出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）５８からの２４ビットマイクロ命令を実行すること ができるよう、ビットスライス素子で構成されている。 ＬＣＮ１２０からの受信信号は、トランシーバ３４及び受信回路５２によって 伝送されて受信ＦＩＦＯレジスタ５４へ送られる。マイクロエンジン５６は、Ｆ ＩＦＯレジスタ５４に記憶されたデータを調べ、情報がその物理モジュールにア ドレス指定されたものかどうかを判断する。データが情報フレームの場合は、そ の受信データは、ダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）書込み回路６６によって 通常のダイレクトメモリアクセス法によりモジュールバス３６を介して物理モジ ュールメモリ（ＭＭＵ）４０へ転送される。 モジュールＣＰＵ（ＭＣＰＵ）のプロセッサ６８は、この実施形態においては モトローラ（Ｍｏｔｏｒｏｌａ）６８０２０マイクロプロセッサであり、このプ ロセッサとＭＣＰＵ３８の他の機能要素との間の通信はローカルマイクロプロセ ッサバス３９を介して行われる。モジュールバスインタフェース要素４１は、ロ ーカルバス３９とモジュールバス３６との間に通信リンクを形成する。プロセッ サ６８は、そのローカルメモリ４３（この実施形態ではＥＰＲＯＭ）、あるいは ＭＭＵ４０からフェッチされた命令を実行する。プロセッサ６８は、クロックパ ルスまたはタイミング信号を発生する水晶制御クロック４５を有する。入出力（ Ｉ／Ｏ）ポート４９は、ＭＣＰＵ３８と物理モジュールの外部装置との間の通信 手段として、プログラムローディングと共に、例えばエラーあるいは障害を診断 できる。 各ＭＣＰＵ３８は、モジュールクロック４５からのクロック信号に応答して精 細解像度信号、同期信号、及びリアルタイム・タイミング信号を発生するタイミ ングサブシステム４８を有する。どのタイミングサブシステム４８もタイミング サブシステムドライバ５０を有しており、ＬＣＮ１２０を介して他の物理モジュ ールにタイミング情報を送ることができる。各タイミングサブシステム４８には 、もう１つの入力として、ＬＣＮ１２０を介して伝送され、トランシーバ３４、 ＢＩＵ３２のタイミング受信器５５、及びタイミングドライバ５７介して受け取 られるタイミング情報も供給される。モジュール電源装置５９から供給されるタ イミングパルスは、電源装置５９に供給される交流の外部電源の周波数の関数で あり、タイミングサブシステム４８によってモジュールクロック４５より発生す るクロックパルスの長期周波数ドリフトを補正するために用いられる。 ＢＩＵ３２のさらなる情報については、米国特許第４，５５６，９７４号を参 照することによって入手可能である。プロセス制御システム１０のさらに詳細な 説明は米国特許第４，６０７，２５６号に記載がある。また、物理モジュールに 共通の個々の機能ブロックに関するさらなる情報は、米国特許第４，７０９，３ ４７号を参照することによって入手可能であり、これらの米国特許は全て本願譲 受人に譲渡されている。なお、プロセスコントローラ２０’のさらなる情報は、 米国特許第４，２９６，４６４号を参照することにより得ることができる。 他のシステムを上記のプロセス制御システム１０にインタフェースするインタ フェース装置への追加及びＵＳ１２２のグラフィックスジェネレータへの変更は 、現行システム、特にグラフィックスインタフェースの機能の拡大につながり、 これには、以下に説明するように、異なる設計のノードがネットワークと通信す ることを容易に可能にする機能を設計で組み込むことが含まれる。 図４には、現行システム及びオープン（または開放型）システムの部分機能ブ ロック図が示されている。図示システムにおいて、汎用オペレータステーション （ＵＳ）１２２はコプロセッサ２００に接続されており、コプロセッサはオープ ンシステム、すなわち、タスク制御プログラム／インタフェースプロトコル（Ｔ ＣＰ／ＩＰ）、オープンシステムインタフェース（ＯＳＩ）、ＤＥＣｎｅｔ（［ 米国マサチューセッツ州メイナード（Ｍａｙｎａｒｄ）のディジタル・エクィッ プメント・コーポレーション（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｒｐ ｏｒａｔｉｏｎ）社の製品］）、．．．等を含む異なる設計のインタフェース／ プロトコルに対して接続される。また、汎用ステーション１２２は上記のＬＣＮ １２０にも接続されている。このように、図示の新たな汎用オペレータステーシ ョン（オープンＵＳ）１２３は上記のようなＵＳ１２２と共にコプロセッサ２０ ０を有するものである。このオープンＵＳ１２３の目的は、グラフィックスイン タフェースをオープンシステムに対して開放し、クローズドＵＳからオープンシ ステムに情報を供給することである。コプロセッサ２００は、インタフェースを 他のシステム、すなわちオープンシステムに現行システムの完全性を危うくする ことなく開放することができるよう構成されている。この実施形態のコプロセッ サ２００は、ＵＮＩＸオペレーティングシステム（ＵＮＩＸはアメリカン・テレ フォン・アンド・テレグラフ・カンパニー（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｔｅｌｅｐｈｏ ｎｅ ａｎｄ Ｔｅｌｅｇｒａｐｈ Ｃｏｍｐａｎｙ［ＡＴ＆Ｔ］）社のオペレ ーティングシステムで、容易に入手可能であり、当業者にとっては周知である） を実行するモトローラ（Ｍｏｔｏｒｏｌａ）６８０４０マイクロプロセッサであ り、ＵＮＩＸコプロセッサと呼ばれることもある。 図５は、この実施形態のオープンオペレータステーション１２３の機能ブロッ ク図を示したものである。上記のようなオペレータステーション１２２は、モジ ュールバス３６に接続されたＢＩＵ３２、やはりモジュールバス３６に接続され たモジュールメモリ４０及びモジュールＣＰＵ３８を有する。これらの基本的機 能ブロックは全ての物理モジュールに内蔵されている。物理モジュールに付加さ れているこれら以外の機能ブロックは、その物理モジュールに他のどの物理モジ ュールとも異なる特徴を与えるためのものである。オペレータステーション１２ ２は、ディスプレイ（ＣＲＴ）１５１及びキーボード（ＫＢ）１５１、１５３と のインタフェースを取るグラフィックスカード１５０を有する。これには共用メ モリ２０２も備わっており、やはりモジュールバス３６に接続されており、コプ ロセッサ２００とＵＳ物理モジュール１２２との間の通信手段を与える（これに よってプロセス制御システム１０の他の部分との通信がモジュールＣＰＵ３８を 介して可能になる）。このようにして、コプロセッサ２００は共用メモリ２０２ を介してモジュールＣＰＵ３８のサービス（例えば、あるポイントの値、ファイ ルの内容、．．．あるいはプロセス制御システム１０の何らかの情報）を要求す る。すると、モジュールＣＰＵ３８は、対応するモジュールと通信して、その要 求されたサービスを通常の仕方で実行する。応答が得られたならば、その情報は 共用メモリ２０２を介してコプロセッサ２００へ送られる。モジュールＣＰＵ３ ８はＬＣＮ１２０を介して通信するので、ＬＣＮ（すなわちシステム）の完全性 は保全され、同様の理由で、モジュールメモリ４０もコプロセッサ２００によっ てデータが破損されることはない。 図５には、オープンシステム（あるいは異種システム）の一例、例えばＤＥＣ ｎｅｔネットワーク及びプロトコルとＤＥＣｎｅｔネットワークに接続されたＤ ＥＣプロセッサ３００を含むディジタル・エクィップメント・コーポレーション のシステムも示されている。この実施形態においては、ＤＥＣオープンシステム とコプロセッサ２００との間の通信は、グラフィカルディスプレイ情報について はＸ−ｗｉｎｄｏｗｓプロトコル（Ｘ−ｗｉｎｄｏｗｓは米国マサチューセッツ 州ケンブリッジ（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ）のマサチューセッツ工科大学（Ｍａｓｓ ａｃｈｕｓｅｔｔｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）によ って定められたプロトコルである）によって行われ、データ交換には他のオープ ンシステム規格が用いられる。ＬＣＮに対する外部システムの要求は全ては、上 に説明したように、コプロセッサ２００により共用メモリ２０２を介してモジュ ールＣＰＵ３８へ送られる。 グラフィックスインタフェースの機能を、ＬＣＮ上にないディスプレイをＵＳ １２２のＣＲＴ１５１に表示することができるように拡大することも望ましい。 これは、グラフィックスカード１５０からコプロセッサ２００へのインタフェー スによって達成される。図６には、この実施形態のグラフィックスカード１５０ のブロック図が示されている。図示のグラフィックスカードはカードバス１５２ を有する。カードバス１５２には、ＣＲＴに表示される情報及び一部の制御情報 が記憶されるデータメモリ１５４が接続されている。カードバス１５２にはマイ クロプロセッサ１５６も接続されており、マイクロプロセッサ１５６はさらにモ ジュールバス３６にも接続されている。また、カードバス１５２にはグラフィッ クスプロセッサ１６０が接続されていて、一部の制御機能を含め、データメモリ １５４に記憶された情報を展開するための全ての処理を実行する。共用メモリ１ ５８もカードバス１５２に接続されている。カードバス１５２をコプロセッサ２ ００と接続することによって、上記のコプロセッサ２００からグラフィックスカ ード１５０へのインタフェースが形成される。グラフィックスカード１５のこの 実施形態におけるマイクロプロセッサ１５６はモトローラ（Ｍｏｔｏｒｏｌａ） ６８０２０プロセッサである。グラフィックスカード１５０は、２ポートグラフ ィックスカードで、その１つのポートがモジュールバス３６に接続されており、 このような接続構成によってディスプレイはＬＣＮからドライブされる。ＬＣＮ １２０は、「プロセスに対するシングルウィンドウ」、すなわちそのプロセス／ プロセス制御システムが行っている動作についてのスクリーンディスプレイを提 供している。もう一つのポートは、コプロセッサ２００に接続されており、汎用 ステーション１２２用のウィンドウ・インタフェースを提供している。このウィ ンドウ・インタフェースは、明確に規定され、当業者にとって周知のＸ−ｗｉｎ ｄｏｗｓインタフェースである（このインタフェースは、米国マサチューセッツ 州ケンブリッジのＭＩＴが規格を定めたものである）。プロセスに対するシング ルウィンドウをＣＲＴ１５１の画面上のどこに置くかを指定するためのグラフィ ックスカード１５０に対するコマンドを含めて、全てのウィンドウディスプレイ （すなわちオープンシステムのスクリーンディスプレイ）及びウィンドウ制御が 行われるのはコプロセッサ２００からのインタフェースを通してである。グラフ ィックスカード１５０とコプロセッサ２００との間のインタフェースはフルウィ ンドウ・インタフェースである。ウィンドウの１つは、上に「プロセッサに対す るシングルウィンドウ」と称されたディスプレイである（ＬＣＮウィンドウと呼 ばれることもある）。コプロセッサ２００は、グラフィックスカード１５０にＬ ＣＮウィンドウを置くＣＲＴ１５１上の位置及びディスプレイ上のその相対的サ イズを指示する。Ｘ−ｗｉｎｄｏｗｓはグラフィックスカード１５０（あるいは その他任意のグラフィックスカード）とディスプレイとコンピュータとの間でど のように通信するかについての明確に規定されたプロトコルであり、多数のウィ ンドウを表示することが可能である。このプロトコルには、ＬＣＮからの少なく とも１つのウィンドウ及び／またはオープンシステム３００から少なくとも１つ のウィンドウを表示することが決められている。このシステムにおいては、サー バはＸ−ｗｉｎｄｏｗｓでディスプレイ（あるいはグラフィックスカード１５０ とのインタフェースを取るコプロセッサ２００の部分）をドライブする機械であ ると定義され、クライアントはアプリケーションプログラム、この実施形態では ＤＥＣプロセッサ３００である。 このように、プロセス制御システム１０は、上記の通信体系のためにプロセス 制御システム１０の完全性が保全されることから、他の異種システムをプロセス 制御システムのＬＣＮ中にインタフェースすることが可能なオープンシステムで あるということが分かる。プロセス制御システムと異種システムとの間の通信に ついてのさらなる詳細に関しては、本願と同じ譲受人に譲渡された「オープンシ ステムのウィンドウ環境でウィンドウディスプレイを制御する方法（Ｍｅｔｈｏ ｄ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｗｉｎｄｏｗ ｄｉｓｐｌａｙｓ ｉｎ ａｎ Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ） 」という名称の米国特許第５，３８６，５０３号を参照することによって入手す ることができる。 次に、本発明のブロック図を示した図７を参照してさらに説明する。図示のプ ロセス制御システム１０は、クローズドシステムでも上に説明したようなオープ ンシステムでもよい。ディスク４０１とモニタ（図示省略）及びキーボード（図 示省略）を有するコンピュータシステム４００（この実施形態ではパーソナルコ ンピュータ（ＰＣ）である）は作用関係をもってプラント制御ネットワーク１１ に接続されている。この実施形態においては、ＰＣの接続は、ＵＳ１２２、特に その現行のシリアルポートを介してＵＳ１２２のモジュールバス３６に対して行 われる。（この接続はＬＣＮ１２０のどの現行ノードに対して行なうこともでき るということに留意すべきである）。ＰＣ４００はプラント制御ネットワーク１ １の近くに配置される。ＰＣ４００は通信回線４０３に接続され、これによって 第２のコンピュータシステム（あるいはリモートコンピュータシステム）５００ へ接続される。第２のコンピュータシステム５００は、この実施形態においては 、プラント制御ネットワーク１１から遠隔の場所に設けられたパーソナルコンピ ュータ（ＰＣ）５００である。このリモートＰＣ５００もディスク５０１、モニ タ（図示省略）及びキーボード（図示省略）を有する。通信回線４０３は、電話 回線、アナログ回線、ディジタル回線、あるいはこれらの２点間、すなわちロー カルＰＣ４００とリモートＰＣ５００との間における任意の通信回線とすること が可能なことは理解されよう。 ローカルＰＣで使用されるソフトウェアは、所定のベースに基づいてＬＣＮ１ ２０にアクセスして所定のデータを取得する。データの要求は、プロセス制御シ ステム１０に対して性能面の影響が実質的に全くないような頻度で行われる。ア クセスはＬＣＮプロトコルに従って行われることによって、プロセス制御システ ム１０の完全性が保全される。ローカルＰＣ４００のソフトウェアは、下記を含 めていくつかの機能を有する。 ・ 持続的な周期ベース及び非侵襲ベースで所定の制御ノードシステムの性能 パラメータを収集すると共に、それらの値を履歴化する。パラメータの一例 は、プロセス制御システム１０の各ノードの現行の中央処理装置（ＣＰＵ） のローディングに関するパラメータである。 ・ 性能データをその収集に伴ってリアルタイムで分析し、その最新の値をユ ーザ変更可能なアラーム限界値またはスレッショルドと比較する。値が限界 値を超えると、ローカルＰＣ４００はモデム及び通信回線４０３を介してリ モートＰＣ５００を呼び出し、アラームメッセージをリモートＰＣ５００に 送ると共に、任意の態様として、メッセージをリモートページング装置（図 示省略）へ送る。 ・ リモートＰＣ５００は、いつでもローカルＰＣ４００を呼び出して、履歴 化された性能パラメータをダウンロードしたり、あるいはローカルＰＣ４０ ０上でその他の維持管理機能を行うことができる。 図８Ａ及び８Ｂには、それぞれローカルＰＣ４００のソフトウェア及びリモー トＰＣ５００のソフトウェアによって遂行される機能のフローチャートが示され ている。ローカルＰＣ４００は、所定のプロセス制御システム（ＰＣＳ）の性能 パラメータをサンプリングする時間になるまで待機する（ブロック６０１）。性 能パラメータのサンプリングを行う時間になると、ローカルＰＣ４００はＬＣＮ プロトコルに従ってＬＣＮ１２０及びＬＣＮに接続された各ノード（または物理 モジュール）のどれかにアクセスして、性能パラメータを取得し（ブロック６０ ５）、それらのパラメータをディスク４０１に記憶する。そして、それらの性能 パラメータは所定の限界値に対してチェックされるが（ブロック６１０）、これ らの限界値は所定値であってもよく、あるいはユーザ、すなわちプロセス制御シ ステム１０のユーザが入力することもできる。パラメータが限界値を超えていな い場合は（ブロック６１５）、ソフトウェアはブロック６０１へ戻って次に性能 パラメータにアクセスしなければならない時まで待つ。パラメータが限界値を超 えている場合は（ブロック６１５）、アラームメッセージが生成され、ディスク ４０１へ送られる（ブロック６２０）。そして、通信回線４０３を介してリモー トＰＣ５００との通信リンクが確立され、アラーム及び性能パラメータの履歴フ ァイルがリモートＰＣ５００へ転送される。 図８Ｂにおいて、リモートＰＣ５００のソフトウェアは、いずれかのＰＣＳ１ ０がコールインしようとしているかどうかを調べる（ブロック６５０）。どのＰ ＣＳ１０もコールインしようとしていなければ、リモートＰＣ５００はその遠隔 位置のオペレータがＰＣＳ１０との通信リンクを確立しようとしているかどうか を調べる（ブロック６５５）。オペレータがこの通信リンクを確立しようとして いなければ、ソフトウェアは待機モードに戻る（ブロック６５０）。いずれかの ＰＣＳがコールインしようとしているか（ブロック６５０）、オペレータがＰＣ Ｓ１０との通信リンクを確立しようとしている場合は（ブロック６５５）、リモ ートＰＣ５００はＰＣＳ１０との通信リンクを確立し（ブロック６６０）、ＰＣ Ｓ１０に対してアラーム及び性能パラメータの履歴ファイルを要求する（ブロッ ク６６５）。リモートＰＣ５００が受け取った情報はディスク５０１に記憶され （ブロック６７０）、リモートＰＣ５００のモニタ（図示省略）上にアラームメ ッセージが生成される（ブロック６７５）。任意の態様として、アラームはリモ ートページングシステムへ送ることもでき（ブロック６８０）、そして性能パラ メータ履歴ファイルに基づいて傾向プロット及び統計量を計算し、表示すること ができる（ブロック６８５）。次に、リモートＰＣは待機状態に戻り、ＰＣＳ１ ０によるコールインを試みる（ブロック６５０）。 アラーム指示がリモートＰＣの位置で受け取られたならば、その位置のオペレ ータは所定の手順に従って何らかの修正処置を取ることができる。上記のソフト ウェアは２つの任意態様の機能を示したものであるが、当業者にとっては、遠隔 場所のリモートＰＣ５００及び／またはオペレータによって複数の機能を始動で きるということは理解されよう。 以上、本発明をその実施形態により例示説明したが、本発明の実質的範囲及び 精神を逸脱することなく該実施形態について多くの変更及び修正態様をなすこと が可能なことは自明であろう。従って、付随するクレームではそれらの変更及び 修正態様は全て本発明の範囲内に包括されることが意図される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バーチ，シャウン・デイ アメリカ合衆国・85224・アリゾナ州・チ ャンドラー・サウス チッピワ プレイ ス・351 (72)発明者 プレオ，アダム・ジェイ アメリカ合衆国・85008・アリゾナ州・フ ェニックス・イースト ウインザー アヴ ェニュ・4022

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 制御ネットワーク及び制御ネットワークに結合された複数のノードを有し 、プロセスを制御するプロセス制御システム（ＰＣＳ）に接続され、ＰＣＳの性 能を監視するためにＰＣＳの所定のデータを取得する監視システムにおいて： ａ）ＰＣＳの制御ネットワークに接続され、制御ネットワークの所定のプロ トコルに従い所定の周期でＰＣＳの所定のデータに継続的にアクセスする物理的 にＰＣＳの近くに設けられた第１のコンピュータシステムと； ｂ）ＰＣＳから遠隔の場所に設けられていて、第１のコンピュータシステム から転送されるＰＣＳの所定のデータを受け取る第２のコンピュータシステムで あって、その所定のデータによってＰＣＳのアラーム状態が指示されたとき第１ のコンピュータシステムによって転送が起動される第２のコンピュータシステム と； ｃ）第１及び第２のコンピュータシステムに接続されていて第１と第２のコ ンピュータシステムの間に通信リンクを形成する通信回線と； を有する監視システム。 ２． 第１のコンピュータシステムがパーソナルコンピュータである請求項１記 載の監視システム。 ３． 第２のコンピュータシステムがパーソナルコンピュータである請求項１記 載の監視システム。 ４． 第１のコンピュータシステムが上記所定のデータに継続的にアクセスする と共に、さらに、その所定のデータを収集し、分析し、かつセーブし、これによ ってＰＣＳに何時アラーム状態が現れるかを決定する請求項１記載の監視システ ム。 ５． パーソナルコンピュータがさらにディスク、モニタ、及びキーボードを有 する請求項４記載の監視システム。 ６． パーソナルコンピュータがさらにディスク、モニタ、及びキーボードを有 する請求項２記載の監視システム。 ７．パーソナルコンピュータがさらにディスク、モニタ、及びキーボードを有す る請求項３記載の記載の監視システム。 ８． 所定のデータが所定のＰＣＳ性能データよりなる請求項５記載の監視シス テム。 ９． ＰＣＳからの所定のデータが、第２のコンピュータシステムのオペレータ のコマンド入力によって起動されて第１のコンピュータシステムから第２のコン ピュータシステムへ転送される請求項１記載の監視システム。 １０． 制御ネットワーク及び制御ネットワークに結合された複数のノードを有 し、プロセスを制御するプロセス制御システム（ＰＣＳ）に接続された第１のコ ンピュータシステムと、第１のコンピュータシステムから遠隔の場所に設けられ た第２のコンピュータシステムと、第１のコンピュータシステムを第２のコンピ ュータシステムに接続する通信回線とを有する監視システムでＰＣＳの性能を監 視する方法において： ａ）ＰＣＳから制御ネットワークの所定のプロトコルに従って周期的に性能 データを取得するステップと； ｂ）ＰＣＳから取得された性能データを評価する評価ステップと； ｃ）ＰＣＳのアラーム状態が指示されたときアラームメッセージを生成する ステップと； ｄ）ＰＣＳのアラーム状態が指示されたとき通信回線を介して第２のコンピ ュータシステムへの通信リンクを確立するステップと； ｅ）ＰＣＳからの性能データ及びアラームメッセージを通信リンクを介して 第２のコンピュータシステムへ転送するステップと； を具備した方法。 １１． 第１のコンピュータシステムが所定の性能データ限界値を記憶しており 、ＰＣＳから取得されたその性能データを評価する評価ステップがＰＣＳから取 得された性能データを第１のコンピュータシステムに記憶された性能データ限界 値と比較するステップを含む請求項１０記載の方法。 １２． 第２のコンピュータシステムが手動操作可能であり、第１のコンピュー タシステムと第２のコンピュータシステムとの間の通信リンクが第２のコンピュ ータシステムのオペレータのコマンド入力によって起動され、これによってＰＣ Ｓからの性能データ及びアラームメッセージが通信リンクを介して第２のコンピ ュータシステムへ転送される請求項１１記載の方法。 １３． 第２のコンピュータシステムが表示装置を具備し、かつ、ＰＣＳの性能 を監視することがさらに： ａ）アラームメッセージの受け取りに応答して表示装置上に表示するのに適 したアラーム指示を生成するステップと； ｂ）ＰＣＳからの性能データの受け取りに応答して表示装置上に表示するの に適したトレンド曲線、プロット、及びグラフを生成するステップと； を具備した請求項１２記載の方法。 １４． 制御ネットワーク及び制御ネットワークに結合された複数のノードを有 し、プロセスを制御するプロセス制御システム（ＰＣＳ）に接続された第１のコ ンピュータシステムと、第１のコンピュータシステムから遠隔の場所に設けられ た第２のコンピュータシステムと、第１のコンピュータシステムを第２のコンピ ュータシステムに接続する通信回線とを有する監視システムでＰＣＳの性能を監 視する方法において： ａ）ＰＣＳから制御ネットワークの所定のプロトコルにしたがって周期的に 性能データを取得するステップと； ｂ）ＰＣＳから取得された性能データを評価する評価ステップと； ｃ）ＰＣＳの所定の状態が指示されたとき通信回線を介して第２のコンピュ ータへの通信リンクを確立するステップと； ｄ）ＰＣＳからの性能データを通信リンクを介して第２のコンピュータシス テムへ転送するステップと； を具備した方法。