JP2004220495A

JP2004220495A - プラントシステムコンフィグレーション支援ツール

Info

Publication number: JP2004220495A
Application number: JP2003009620A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Kimura; 明洋木村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-01-17
Filing date: 2003-01-17
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】システム設計の各種情報を自動生成するとともに、出荷前のコントローラ内ＩＯユニットの配置・接続及びフィールド機器の配置・配線を自動チェックできる設計支援ツールを実現し、作業の高効率化、高信頼性化を図る。
【解決手段】プラントの制御を行うＩＯユニット７０を備えたコントローラ４０及びコントローラ４０によって制御される上記プラントのフィールド機器の構成情報が入力され、ＩＯユニット７０及びフィールド機器の配置・配線を定義した設定情報を出力する機能を有する設定手段１１、設定手段１１で出力される設定情報を各種リスト３０に出力する出力手段１６、コントローラ４０内部のＩＯユニット７０の配置・配線の情報を取得し、この取得した配置・配線の情報とデータベース２０に格納された設定情報とを照合する機能を有する照合手段１３、を備えたものとする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラント制御システム設計のエンジニアリングを支援するプラントシステムコンフィグレーション支援ツールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプラント制御システムの設計支援装置として、プラント制御装置（コントローラ）に使用するカード（ＩＯユニット）の種別とそのカード毎の回路情報とを入力したカード情報データベースと、タグ番号、カード種別、カード位置、流量や電圧などの工学値を決めた入出力点リストと、制御盤内（コントローラ内）の各端子やカードと接続される各コネクタの使用箇所を登録した盤内配線データベース等から、スケマティックダイヤグラム作成手段、結線表作成手段及び盤内配線表作成手段を用いて、スケマティックダイヤグラム（結線図）、結線表及び盤内配線表等の設計図面を作成するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記設計図面に基づき、プラント制御システムを製作し、製作したシステムを出荷し、現地においてセンサ、バルブ等のフィールド機器とＩＯユニット等のコントローラ機器との配線を行った後、設計図面と実際の配線との照合及び確認を人手によって行う必要がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１８７２１４号公報（第４−６頁、図２、１４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のプラント制御システムの設計支援装置においては、設計図面と出荷前のコントローラ機器のロケーション、配線等との照合及び確認は人手によって行う必要があり、照合・確認ミスが生じやすく、また、多くの手間を必要とする問題があった。
【０００６】
また、上記のように、現地においてセンサ、バルブ等のフィールド機器とＩＯユニット等のコントローラ機器との配線を行った後、設計図面と実際の配線との照合及び確認を人手によって行う必要があり、照合・確認ミスが生じやすく、また、多くの手間を必要とする問題があった。
【０００７】
本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、システム設計から現地調整に至るまでの各種設計図面類を含むエンジニアリング情報を自動生成するとともに、出荷前のコントローラ内ＩＯユニットの配置・接続及びフィールド機器の配置や配線を自動チェックできるプラントシステムコンフィグレーション支援ツールを実現することにより、作業の自動化、高効率化、高信頼性化を図ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプラントシステムコンフィグレーション支援ツールは、プラントの制御を行うＩＯユニットを備えたコントローラ及び該コントローラによって制御される上記プラントのフィールド機器の構成情報が入力され、上記ＩＯユニット及びフィールド機器の配置・配線を定義した設定情報を出力する機能を有する設定手段、
上記設定手段で出力される設定情報を各種リストに出力する出力手段、
上記コントローラ内部のＩＯユニットの配置・配線の情報を取得し、該取得した配置・配線の情報と、上記設定情報とを照合する機能を有する照合手段、
を備えたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明に係るプラントシステムコンフィグレーション支援ツールの実施の形態１を示すブロック図である。
【００１０】
図１に示したように、プラントシステムコンフィグレーション支援ツール１０は、プラントシステムのシステム構成設定を行うための編集機能を有する設定手段１１と、設定手段１１において設定されたＨ／Ｗシステム構成の設定情報１５をコントローラ（ＣＮＳ）４０へ送受信制御部１４を介して転送する転送手段１２と、システム構成の設定情報１５を格納するデータベース２０と、支援ツール１０が保存するシステム構成の設定情報１５とＣＮＳ４０に格納されているシステム構成の設定情報とを比較・照合する照合手段１３と、設定手段１１で設定されたシステム構成の設定情報１５に基づき、各機器の配置・配線情報に関する各種リスト（設計図面）３０を出力する出力手段１６と、設定手段１１で設定されたシステム構成の設定情報１５の内容を表示制御部１７を介して表示するディスプレイ等の表示装置６０と、設定手段１１に接続された入力手段５０とを備えている。
【００１１】
図２は、Ｈ／Ｗシステム構成の設定情報１５の例１（ａ）及び例２（ｂ）を示す図である。
同図（ａ）に示したように、Ｈ／Ｗシステム構成の設定情報１５は、コントローラノード情報１５１、コントローラに装着されるＩＯユニットのローケーション（配置）情報１５２、ＩＯユニットの種別情報１５３、ＩＯユニットからプラントのフィールド機器へ配線される接続線の線番情報１５４、フィールド機器の種別情報１５５、フィールド機器のＩＤ情報１５６を備えている。
【００１２】
コントローラの種別、ＩＯユニットの種別、フィールド機器の種別については同一のものが存在する場合があるが、これらＨ／Ｗを区別することができるように個別に独自のＩＤ情報、ロケーション情報等プラントにおける配置・配線に関する設計情報を設けている。
【００１３】
また、図２（ｂ）に示すように、ＩＯユニット固有のユニットパラメータ１５７、フィールド機器固有の機器パラメータ１５８を設けるようにしてもよい。
【００１４】
次に、動作について説明する。
図３は、実施の形態１のプラントシステムコンフィグレーション支援ツール１０におけるシステム設計作業の流れを説明するためのフローチャートである。
【００１５】
プラントにおけるＨ／Ｗシステム構成の設計を開始し、まず、当該システムで使用されるコントローラ（図中ＣＮＳと表記する）４０、ＩＯユニット７０、フィールド機器等の構成要素を目的用途に基づいて配置・レイアウトするために、表示装置６０に表示される、図２に示したような入力情報の書式で、入力手段５０から設定手段１１に入力すると、設定手段１１においてシステム構成が決められ（定義され）（Ｓ１０１）、各種機器の配置・配線情報（設定情報）が出力される。
【００１６】
入力は図２のような表形式のエディタを使用してもよいし、システムの構成をグラフィックで表現するエディタとしてもよい。
【００１７】
次に、通常のＨ／Ｗシステム構成の設計フローでは、Ｓ１０１で定義したＨ／Ｗシステム構成の設定情報がデータベース２０に格納されるとともに、出力手段１６に入力され、各種機器の配置・配線情報が各種リスト３０に出力され（Ｓ１０５）、入力手段５０で入力したＨ／Ｗシステム構成の設定情報に基づき設計図面が作成される。この作成された設計図面に基づいてＣＮＳ４０内のＩＯユニット７０等の配置・配線が行われ、ＣＮＳ４０内のＩＯユニット７０等の配置・配線情報は、ＣＰＵのメモリに格納される（図４参照）。
【００１８】
システム出荷前の検証段階では、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４を実施する。まず、支援ツール１０とＣＮＳ４０とのオンライン接続を行い（Ｓ１０２）、データベース２０に格納された設定情報が照合手段１３によって読み出され、ＣＮＳ４０のＣＰＵメモリに格納された配置・配線情報が読み出され、転送手段１２によって転送され（Ｓ１０３）、照合手段１３で、設定手段１１で定義された設定情報とＣＰＵメモリに格納された配置・配線情報とが照合され（Ｓ１０４）、照合結果が出力される。
【００１９】
本実施の形態では、Ｈ／Ｗシステム構成の設定情報を出力する設定手段１１と、設定手段１１で定義された設定情報とＣＮＳ４０内のＩＯユニット等の配置・配線情報とを照合する照合手段１３とを備えているので、出荷前のＣＮＳ内のＩＯユニット等の配置・配線が設計通りであるかどうかを自動でチェックすることができる。
【００２０】
また、設定情報をデータベース２０に格納し、保存するようにしたので、ＩＯユニット７０から先の線番情報１５４、フィールド機器情報１５５、フィールド機器ＩＤ１５６を含む、システム内のＨ／Ｗシステム構成の設定情報を一元管理することができる。
【００２１】
実施の形態２．
図４は、本発明に係るプラントシステムコンフィグレーション支援ツールの実施の形態２を示すブロック図である。同図において、支援ツール１０内の構成は、省略しているが、図１と同じ構成のものであり、図１を参照して、以下説明する。
【００２２】
図４に示したように、ＣＮＳ４０は、ＣＰＵ４１、ＩＯインタフェース（ＩＯマスタ）４２、ＩＯユニット７０を備える。支援ツール１０とＣＮＳ４０はオンライン接続されるようになっている。
【００２３】
また、ＣＮＳ４０内部のＩＯユニット７０の配置・配線及びＩＯユニット７０とフィールド機器８０との配線等に関する配置・配線情報は、コントローラ４０のＣＰＵ４１及びＩＯマスタ４２のメモリ上に書き込まれるようになっている。
【００２４】
照合手段１３が、照合命令を発行し、ＣＰＵ４１及びＩＯマスタ４２のメモリ上に書き込まれた配置・配線情報と支援ツール１０のデータベース２０に格納された設定情報との照合が照合手段１３によって行われ、照合結果が出力手段１６からリスト３０に出力される。
【００２５】
図５は、支援ツール１０を用いて現地システムの検証作業を行う場合の作業の流れを説明するためのフローチャートである。
【００２６】
まず、支援ツール１０とＣＮＳ４０とのオンライン接続を行い（Ｓ１０２）、照合手段１３が照合命令を発行すると、ＣＮＳ４０のＣＰＵ４１及びＩＯマスタ４２のメモリ上に書き込まれた配置・配線情報が転送手段１２によって照合手段１３に転送され（Ｓ１０３）、照合手段１３では、転送された配置・配線情報がデータベー２０から読み込まれた設定情報と照合される（Ｓ１０４）。
【００２７】
次に、支援ツール１０とコントローラ４０の配置・配線情報が一致するかどうかが判断される（Ｓ１０６）とともに、照合結果が表示され（Ｓ１０７）、一致していれば、実稼動によってＩＯマスタ４２から先のフィールド機器８０の接続チェックを行う（Ｓ１０８）。接続チェックの結果（Ｓ１０９）がＮＧであれば、チェック失敗として構成情報の定義、機器の配置、配線の確認を行い（Ｓ１１０）、修正して再度照合の手続きを行う。
【００２８】
また、Ｓ１０６において不一致の場合、照合結果の表示を参照して、構成情報の定義、機器の配置、配線の確認を行い（Ｓ１１０）、修正して再度照合の手続きを行う。
【００２９】
図６は、照合結果の表示を示す一例であり、データベース２０の設定情報の設定データ書式に基づいてデザインされた表示画面上に、支援ツール１０の使用者が不一致箇所を判別できるように表示される。
【００３０】
図６では、フィールド機器８０のＩＤ照合結果について表示しているが、この時、同時にＩＯユニット７０のロケーション、ＩＯユニットとフィールド機器８０間の接続線番、ＩＯユニット固有パラメータ設定値、及びフィールド機器８０に格納されたフィールド機器固有パラメータ設定値を照合し、同様に不一致箇所を表示することができる。
【００３１】
また、上記実施の形態１における、出荷前の照合結果の表示においても同様の表示を行い支援ツール１０の使用者が不一致箇所を判別できるようにすることができる。
【００３２】
本実施の形態によれば、支援ツール１０によって、フィールド機器８０の接続チェックを自動化しているので、配線チェックに要する時間を短縮することができ、高効率化、高信頼性化を図ることができる。
【００３３】
また、プラントの設備更新において、フィールド機器８０については既設のものをそのまま使用し、ＣＮＳ４０及びＩＯユニット７０を更新する場合、データベースの設定情報のＣＮＳ４０及びＩＯユニット７０の機種情報部分のみを変更し、線番以下フィールド機器８０の設定情報をそのまま使用することによって、設備更新後の接続チェックを容易に行うことができる。
【００３４】
実施の形態３．
本実施の形態は、検証したＨ／Ｗシステム構成の情報を設計図面に反映させるものであり、図７は、支援ツール１０を用いた現地システム検証結果のフィードバック作業の流れを説明するフローチャートである。
【００３５】
ＣＮＳ４０と支援ツール１０とをオンライン接続し（Ｓ１０２）、照合手段１３は、ＣＮＳ４０に対して現地システム検証結果が反映されたＨ／Ｗシステム構成の配置・配線情報の読出し要求コマンドを発行し（Ｓ２０１）、ＣＮＳ４０からＨ／Ｗシステム構成の配置・配線情報を取得する。
【００３６】
取得したＣＮＳ４０の現地システム検証結果が反映されたＨ／Ｗシステム構成の情報は、システム構成の定義機能を有する設定手段１１ヘ反映され（Ｓ２０２）、ＣＮＳ４０、ＩＯマスタ４２、ＩＯユニット７０及びフィールド機器８０の種別、ロケーション、配線、設定パラメータ等を一元管理するＨ／Ｗシステム構成の設定情報がデータベース２０へ保存格納される。
【００３７】
続いて、現地システム検証結果が反映されたＨ／Ｗシステム構成の情報が各種リスト３０へ更新出力され（Ｓ２０３）、設計図面に反映される。
【００３８】
従来、現地システム検証作業の結果は、各種リスト上に人手によって修正を加えていたが、この支援ツール１０では、検証作業の結果が電子データとして支援ツール１０上で管理され人手による各種リスト上の修正を必要とせず、修正は自動的に行われる。したがって、作業時間を短縮することができ、手作業による修正誤りを排除することができる。
【００３９】
なお、本実施の形態は、現地システム検証結果のフィードバック作業について示したが、上記実施の形態１における出荷前の検証結果のフィードバック作業に適用することもできる。
【００４０】
この場合、照合手段１３が出荷前の検証結果が反映されたコントローラ内部の配置・配線情報を取得し、この取得した情報を設定手段１１に反映させる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明に係るプラントシステムコンフィグレーション支援ツールによれば、プラントの制御を行うＩＯユニットを備えたコントローラ及び該コントローラによって制御される上記プラントのフィールド機器の構成情報が入力され、上記ＩＯユニット及びフィールド機器の配置・配線を定義した設定情報を出力する機能を有する設定手段、
上記設定手段で出力される設定情報を各種リストに出力する出力手段、
上記コントローラ内部のＩＯユニットの配置・配線の情報を取得し、該取得した配置・配線の情報と、上記設定情報とを照合する機能を有する照合手段、
を備えたものであるので、各種設計図面類を含むエンジニアリング情報を自動生成するとともに、出荷前のコントローラ内のＩＯユニットの配置や配線を自動チェックでき、作業の自動化、高効率化、高信頼性化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１における、Ｈ／Ｗシステム構成の設定情報の例を示す図である。
【図３】実施の形態１の支援ツールにおけるシステム設計作業の流れを説明するためのフローチャートである。
【図４】実施の形態２の構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態２の支援ツールにおける現地システムの検証作業の流れを説明するためのフローチャートである。
【図６】実施の形態２における照合結果を示す一例である。
【図７】実施の形態３の支援ツールにおける現地システム検証結果のフィードバック作業の流れを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０プラントシステムコンフィグレーション支援ツール、１１設定手段、
１２転送手段、１３照合手段、１４送受信制御部、１５設定情報、
１６出力手段、１７表示制御部、２０データベース、３０リスト、
４０コントローラ（ＣＮＳ）、４１，４２メモリ、５０入力部、
６０表示部、７０ＩＯユニット、８０フィールド機器、
１５１コントローラノード情報、１５２ＩＯユニットのロケーション情報、
１５３ＩＯユニットの種別情報、１５４ＩＯユニットの種線番情報、
１５５フィールド機器の種別情報、１５６フィールド機器のＩＤ情報、
１５７ＩＯユニット固有のユニットパラメータ、
１５８フィールド機器固有の機器パラメータ。

Claims

プラントの制御を行うＩＯユニットを備えたコントローラ及び該コントローラによって制御される上記プラントのフィールド機器の構成情報が入力され、上記ＩＯユニット及びフィールド機器の配置・配線を定義した設定情報を出力する機能を有する設定手段、
上記設定手段で出力される設定情報を各種リストに出力する出力手段、
上記コントローラ内部のＩＯユニットの配置・配線の情報を取得し、該取得した配置・配線の情報と、上記設定情報とを照合する機能を有する照合手段、
を備えたことを特徴とするプラントシステムコンフィグレーション支援ツール。
プラントの制御を行うＩＯユニットを備えたコントローラ及び該コントローラによって制御される上記プラントのフィールド機器の構成情報が入力され、上記ＩＯユニット及びフィールド機器の配置・配線を定義した設定情報を出力する機能を有する設定手段、
上記設定手段で出力される設定情報を各種リストに出力する出力手段、
上記コントローラ内部のＩＯユニットと上記フィールド機器との配置・配線の情報を取得し、該取得した配置・配線の情報と上記設定情報とを照合する機能を有する照合手段、
を備えたことを特徴とするプラントシステムコンフィグレーション支援ツール。
上記設定情報を格納するデータベースを備え、上記照合手段は上記データベースに格納された上記設定情報を利用して照合を行うことを特徴とする請求項１または２記載のプラントシステムコンフィグレーション支援ツール。
上記出力手段は、上記照合手段による照合結果を、上記入力する構成情報の設定データ書式と同一の書式で出力することを特徴とする請求項１または２記載のプラントシステムコンフィグレーション支援ツール。
上記照合手段は、照合結果が反映された上記コントローラ内部のＩＯユニットの配置・接続の情報を取得し、該取得した情報を上記設定手段に反映することを特徴とする請求項１記載のプラントシステムコンフィグレーション支援ツール。
上記照合手段は、照合結果が反映された上記ＩＯユニットと上記フィールド機器との接続情報を取得し、該取得した情報を上記設定手段に反映することを特徴とする請求項１記載のプラントシステムコンフィグレーション支援ツール。