JP2005004313A - 計装制御データベース装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プラント運用時にほとんど使用されないデータベースの諸機能を省略し、占有される記憶容量及びコストを削減することが可能な計装制御データベース装置を提供する。
【解決手段】データベース２と機能管理部３とを具備する計装制御データベース装置を用いる。ここで、データベース２は、プラントに関するデータを格納する。そして、データベース２の設計時に利用し、プラントの運転時に利用しないソフトウェアを搭載しない。また、機能管理部３は、データベース２にアクセスするクライアント端末５とデータベース２との間におけるデータ及びデータに関する命令の授受を処理する。そして、データベース２のデータに対する基本的な処理を行う処理エンジン１２を備える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製品搭載型計装制御データベース装置に関し、特に、プラント等の計装制御に用いられる製品搭載型計装制御データベース装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラントの計装制御装置は、機器制御、監視表示、ネットワーク通信、帳票出力などの機能を提供するものである。そして、近年においては制御システムというよりは、データベースを中心とした情報システムとして変貌してきている。
通常、このようなデータベースには、プラントの規模に応じた標準的な計装制御設計情報が予め準備されている。プラントの受注後、客先の要求に沿ったプラントの設計を行う際、計装制御設計情報の追加や変更が行われる。そして、完成した計装制御設計情報は、計装制御装置へ移入される。プラントの運転時には、これらの計装制御設計情報が参照され、各機能が動作する。ここで、プラントの運転時に必要となるデータベースの機能は、データの検索、更新、追加、削除といった基本的機能であり、データベースソフトが有するその他の機能は不要である。ただし、現状では、プラントの設計時と同じソフトを製品に搭載する必要がある。
【０００３】
図２は、従来の計装制御データベース装置の構成を説明する図である。計装制御データベース装置は、計装制御装置に属し、サーバ１０１を具備する。サーバ１０１は、通信回線１０４を介してクライアント端末１０５（−ｉ、ｉ＝１〜ｎ）と双方向通信可能に接続している。
サーバ１０１は、通信回線１０４を介してクライアント端末１０５からデータベース１０２への要求を受け、それを処理する。サーバ１０１は、データベース１０２と、通信用インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０３とを備える。
通信用Ｉ／Ｆ１０３は、通信回線１０４を介した通信を行うクライアント端末１０５と、データベース１０２とのインターフェースである。
データベース１０２は、データを整理、蓄積してコンピュータが処理しやすいようにしたデータ、ファイル又はその集合体（以下、「データ等」ともいう）及びその処理を行うコンピュータプログラム（以下、「プログラム」ともいう）を加えたシステムである。データ等を格納するデータベース本体１１１と、データ等に対して所定の処理を行う機能管理部１１２を備える。
【０００４】
機能管理部１１２は、処理エンジン１２１、データ定義部１２２、チューニング監視部１２３、アプリケーションインターフェース（Ｉ／Ｆ）１２４、対話実行画面表示部１２５、バックアップ部１２６、権限管理部１２７、ユーザ管理部１２８を備える。
処理エンジン１２１は、データの検索、更新、追加及び削除を行う。
データ定義部１２２は、データベース本体１１１に格納されるデータの種類及び構造を定義する。
チューニング監視部１２３は、データ同士の整合性を監視する。
アプリケーションＩ／Ｆ１２４は、クライアント端末１０５の使用するアプリケーションの命令をデータベース１０２の命令に対応させる。
対話実行画面表示部１２５は、クライアント端末１０５（ユーザ）がデータベース１０２との情報（命令を含む）の授受を対話型画面で実行するための表示を行う。
バックアップ部１２６は、データベース本体１１１のデータのバックアップを行う。
権限管理部１２７は、ユーザがデータベース本体１１１に対する追加、変更等の操作を行う権限を管理する。
ユーザ管理部１２８は、ユーザのデータベース１０２へのアクセス権を管理する。
【０００５】
機能管理部１１２における各機能（各部）は、データベース１０２を設計する際、全て必要である。その一方で、データベース１０２が完成した後のプラントの運転時では、処理エンジン１２１の行うデータの検索、更新、追加、削除のような基本的機能以外は、ほとんど使用されない。ただし、現状では、データベース１０２は、一つのセットとしてプラントの設計時と同じ機能管理部１１２を購入し、プラントに搭載する必要がある。そのため、それらのプログラムの購入やメンテナンス契約によるコスト増、バージョンアップ等の手間がかかっている。
使用しないプログラムを製品に搭載することなく、データベースを機能させることが可能な技術が求められている。
【０００６】
関連する技術として、特開２００１−２６５８０３号公報に、データベースアクセス高速化システム及びデータベースアクセス高速化方法の技術が開示されている。この技術のデータベースアクセス高速化システムは、第１のリレーショナルデータベースマネジメントシステム（ＲＤＢＭＳ）へのクライアントからのアクセス指示を受け取るアクセス指示手段、そのアクセス指示を解析し第２のＲＤＢＭＳが管理するデータベースの属性に適合したアクセス指示に変換するアクセス指示変更手段、上記第１のＲＤＢＭＳと上記第２のＲＤＢＭＳへのアクセスを行い先に返されたいずれか一方の結果を上記クライアントへ受け渡すアクセス実行手段を備えていることを特徴とする。
この技術は、既存アプリケーションを変更することなく、複数の分散したデータベーシステムを効果的に使用し、データベースアクセスを更に高速化し、業務システムを更に使いやすくすることを目的としている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２６５８０３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、使用しないプログラムを製品に搭載することなく、データベースを機能させることが可能な計装制御データベース装置を提供することである。
また、本発明の他の目的は、必要とする記憶容量を低減することが可能なデータベースを有する計装制御データベース装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、低コストなデータベースを有する計装制御データベース装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］との対応関係を明らかにするために括弧付で付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１０】
従って、上記課題を解決するために、本発明の計装制御データベース装置は、データベース（２）と、機能管理部（３）とを具備する。
データベース（２）は、プラントに関するデータを格納する。モデル処理部（３）は、データベース（２）にアクセスするクライアント端末（５）とデータベース（２）との間におけるそのデータ及びそのデータに関する命令の授受を処理する。
データベース（２）とモデル処理部（３）とは、共にサーバ（１）に格納され、サーバ（１）が計装制御データベース装置に含まれていても良い。プラントに関する情報としては、計装制御に関する情報（設計系統図、設計図、設計リスト）に例示される。
【００１１】
また、本発明の計装制御データベース装置は、データベース（２）及び機能管理部（３）が、データベース（２）を使用する際に、データベース（２）を設計する際に利用し、データベース（２）を使用する際に利用しないソフトウェア機能を搭載しない。
設計の段階からセットになっているソフトウェアの内、プラントの運転時に不要なソフトウェアを搭載しないので、データベース（２）及び機能管理部（３）に必要とされる記憶容量が小さくなり、設備を小さく出来、コストも低減する。
ただし、データベース（２）の使用の際とは、プラントの運転開始以降の時である。また、データベース（２）を設計する際に利用し、使用する際に利用しないソフトウェア機能としては、データ定義機能、チューニング監視機能、アプリケーションインターフェース（Ｉ／Ｆ）機能、ユーザ管理機能に例示される。
【００１２】
また、本発明の計装制御データベース装置は、機能管理部（３）が、モデル管理部（１４）と、データベースインターフェース（１３）とを備える。
モデル管理部（１４）は、データベース（２）におけるそのデータの種類及び構造を管理する。データベースインターフェース（１３）は、その命令をデータベース（２）が認識可能なように変換し、その命令に基づいて、そのデータに対する基本的な処理を行う。
データベース（２）においてプラント運転時に最低限必要となるデータの種類及び構造の管理、及び、データに対する基本的な処理についても、データベース（２）から分離独立して機能管理部（３）に搭載しているので、データベース（２）に必要とされる記憶容量が小さくなり、設備を小さく出来、コストも低減する。
ここで、基本的な処理としては、検索、更新、追加及び削除に例示される。
【００１３】
更に、本発明の計装制御データベース装置は、データベースインターフェース（１３）が、権限管理部（１７）と、処理エンジン（１２）とを備える。
権限管理部（１７）は、クライアント端末（５）を利用するユーザと、そのユーザに許可されるデータベース（２）に対する処理の種類とを関連付ける権限テーブル（図示されず）を備えている。そして、その命令とその権限テーブル（図示されず）とに基づいて、その命令を許可するか否かを管理する。処理エンジン（１２）は、その命令に基づいて、そのデータに対する基本的な処理を行う。
【００１４】
更に、本発明の計装制御データベース装置は、処理エンジン（１２）が、クライアント端末（５）が用いているアプリケーションの言語とデータベース（２）の言語とを関連付ける対応テーブル（図示されず）を備えている。そして、その命令とその対応テーブルとに基づいて、その命令をデータベース（２）に対応する命令に変換してデータベース（２）へ出力する。また、同様にして、データベース（２）からの出力をそのアプリケーションに対応する出力に変換して出力する。
【００１５】
モデル管理部（１４）は、そのデータと他のそのデータとを互いに関連付けるデータ関連テーブル（図示されず）を含み、その命令とそのデータ関連テーブルとに基づいて、その命令の対象となるそのデータに関連付けられたその他のそのデータをトレースする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明である計装制御データベース装置の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。
本実施例において、プラントの計装制御装置内に設置される計装制御データベース装置を例に示して説明する。
【００１７】
まず、本発明である計装制御データベース装置の実施の形態の構成について説明する。
図１は、本発明である計装制御データベース装置の実施の形態における構成を示す図である。計装制御データベース装置１０は、計装制御装置に属し、サーバ１を具備する。サーバ１は、通信回線４を介してクライアント端末５（−ｉ、ｉ＝１〜ｎ）と双方向通信可能に接続している。
サーバ１は、ワークステーションやパーソナルコンピュータに例示される情報処理装置である。通信回線４を介してクライアント端末５からデータベース２への要求を受け、それを処理する。サーバ１は、データベース２と、機能管理部３と、通信用インターフェース（Ｉ／Ｆ）１５とを備える。
【００１８】
通信用Ｉ／Ｆ１５は、通信回線４を介した通信を行うクライアント端末５（ユーザ）と、サーバ１との通信を行うインターフェースである。
【００１９】
機能管理部３は、クライアント端末５によるデータベース２におけるデータの処理を仲介する。機能管理部３は、モデル管理部１４、処理エンジン１２及び権限管理部１７を含むデータベースインターフェース（Ｉ／Ｆ）１３とを備える。
【００２０】
ここで、プラントに関するデータとしてのプラントデータは、種類に分けられ、種類ごとの構造を持つ。プラントデータの種類は、プラントの設計に関する設計情報、プラントの計装制御に関わる制御情報などに例示される。構造は、階層構造や、ネットワーク構造に例示される。プラントデータの種類及び構造は、データベースの設計時に、データ定義部１２２で、予めデータベース２に定義登録されている。
各プラントデータ間の関係付けは、プラントデータが格納されたメモリ領域間を予めつないで関係を保持する。その場合、関係のある全ての項目及び項目群（クラス）がつなげられている。ただし、項目及び項目群（クラス）は、プラントデータの種類ごとの構造における構造である。すなわち、本データベースは、オブジェクト指向型のデータベースになっている。
【００２１】
モデル管理部１４は、プラントデータの項目又はクラスという構造の定義を保持し、新たに追加されるプラントデータについてデータの関連付け項目又はクラスなどの構造の定義を行う。また、個々のプラントデータ間の関係付けを管理する。個々のプラントデータ間の関係付けの管理は、互いの関係付けを記したデータ関連テーブル（図示されず）に基づいて行う。そして、それに基づいたトレースを行っている。トレースの結果、必要となった項目に対する命令（検索、更新、追加及び削除等）をデータベース２へ発行する。
【００２２】
モデル管理部１４は、ユーザＡ（クライアント端末５）によるプラントに関するデータ（以下、データＡとする）の検索、更新、追加及び削除等に対して、データＡに関連する（関係付けられた）他のデータ（以下、データＢとする）を自動的に検索する。そして、データＢをクライアント端末５に表示し、同様に変更、追加、削除等を実行するか否かについて、クライアント端末５（ユーザＡ）に判断させる。又は、データＢに対し、自動的に同様の変更、追加、削除等を実行する。あるいは、データＢにフラッグをつけ、他のユーザＢがデータＢにアクセスしたとき、データＡに変更、追加、削除等が成されていることを表示し、データＢについても同様に変更、追加、削除等を実行するか否か、ユーザＢに判断させる。上記いずれかの処理を行うかは、予め設定しておく。
【００２３】
データベースＩ／Ｆ１３は、クライアント端末５からの命令を受け取り、その命令をデータベース２の言語（命令）に変換し、ユーザの権限を考慮しながら、その命令を実行する。データベースＩ／Ｆ１３は、処理エンジン１２と権限管理部１７とを備える。
【００２４】
処理エンジン１２は、クライアント端末５からの命令（例示：クライアント端末５の使用するアプリケーションの命令）を受け取り、内部の記憶部（図示されず）へ格納する。その後、記憶部に格納された命令を逐次読出し、その命令に基づいて、データベース２の言語（命令）による命令を生成する。そして、データベース２（データベース本体１１）に対して、その命令（例示：データの検索、更新、追加及び削除）を実行する。
処理エンジン１２は、また、データベース２（データベース本体１１）から、データベース２の言語による命令の実行結果である出力を受け取り、内部の記憶部（図示されず）へ格納する。そして、記憶部に格納された出力を逐次読出し、その出力に基づいて、クライアント端末５の言語（例示：クライアント端末５の使用するアプリケーションの命令）による出力を生成して、クライアント端末５へ向けて出力する。
ここで、言語の変換（生成）は、データベースＩ／Ｆ１３の処理エンジン１２に格納された対応テーブル（図示されず）に基づいて行う。対応テーブルは、クライアント端末５のアプリケーションの命令等とデータベース２の命令等とを関連付けている。
【００２５】
権限管理部１７は、データベース本体１１に対する命令（例示：データの検索、更新、追加及び削除）を行うユーザの権限を管理する。そして、権限を有するユーザの行うデータに対する命令（例示：検索、更新、追加及び削除）を処理エンジン１２へ出力する。
ここで、命令の権限の確認は、権限管理部１７に格納された権限テーブル（図示されず）に基づいて行う。権限テーブルは、ユーザを特定する情報（ユーザＩＤなど）と、そのユーザに許可された権限とを関連付けている。
【００２６】
データベース２は、データを整理、蓄積してコンピュータが処理しやすいようにしたデータ、ファイル又はその集合体（データ等）及びその処理を行うコンピュータプログラム（プログラム）を加えたシステムである。データを格納するデータベース本体１１を備える。データベース本体１１は、プラントデータ（データ）ひとつひとつにつけられたＩＤコードで、プラントデータを管理する。
【００２７】
そして、プラントデータは、データベースの使用時（プラントの運転時）に、データベースＩ／Ｆ１３を介してモデル管理部１４に読み出された後、プラントデータの種類ごとの構造に従って、モデル管理部１４で計算機メモリのポインタでリンクして管理される。
【００２８】
本発明の計装制御データベース装置は、データベース２の設計の段階からデータベース２にセットになっているソフトウェア（例示：従来技術の項で説明された機能管理部１１２）の内、プラントの運転時に使用しないソフトウェアを搭載しない。そして、必要なソフトウェア（例示：処理エンジン１２、及び権限管理部１７を含む）をデータベース２とは別の独立した機能管理部３として準備している。それにより、データベース２及び機能管理部３に必要とされる記憶容量が小さくなり、設備を小さく出来、コストも低減する。また、データベース２と機能管理部３とは互いに独立しているので、不要なプログラムの購入やメンテナンス契約によるコスト増、バージョンアップ等の手間を無くすことが可能となる。
【００２９】
次に、本発明である計装制御データベース装置の実施の形態の動作について、図１を参照して説明する。
【００３０】
ユーザは、クライアント端末５のアプリケーションプログラム動作させる。そして、アプリケーションプログラム上で、データベース２のデータＡに対する命令Ａ（例示：データＡの検索、更新、追加及び削除）を入力する。
アプリケーションプログラムは、命令Ａに自動的にユーザＩＤを添付して、クライアント端末５から通信回線４を介してサーバ１へ出力する。
【００３１】
サーバ１の機能管理部３のモデル管理部１４は、通信用Ｉ／Ｆ１５を介して、命令Ａを受け取る。そして、命令ＡをデータベースＩ／Ｆ１３へ出力する。
また、モデル管理部１４は、データＡに関連付けられた他のデータＢを自動的に検索（トレース）する。
【００３２】
データベースＩ／Ｆ１３の権限管理部１７は、命令Ａを受け取る。そして、ユーザＩＤと権限テーブルとに基づいて、命令Ａを許可するか否かを判断する。許可できない場合には、その旨をモデル管理部１４を介してクライアント端末５へ向けて出力する。許可できる場合には、命令Ａを処理エンジン１２へ出力する。
【００３３】
データベースＩ／Ｆ１３の処理エンジン１２は、クライアント端末５からの命令Ａ（クライアント端末５の使用するアプリケーションの言語による）を内部の記憶部（図示されず）で受け取る。そして、その命令Ａに基づいて、データベース２の言語による命令Ａ’を生成する。そして、その命令Ａ’に基づいて、データベース本体１１においてデータ処理を実行する。
【００３４】
データベースＩ／Ｆ１３の処理エンジン１２は、データ処理の結果としてデータベース２の言語で出力された結果Ｂ’を内部の記憶部（図示されず）で受け取る。そして、その結果Ｂ’に基づいて、クライアント端末５の使用するアプリケーションの言語による結果Ｂを生成して、モデル管理部１４へ出力する。
【００３５】
モデル管理部１４は、自動的に検索（トレース）したデータＡに関連付けられた他のデータＢを、データＡに関する結果Ｂと共にクライアント端末５に表示する。
クライアント端末５（ユーザ）は、データＡと同様のデータ処理（例示：データＡの検索、更新、追加及び削除）をデータＢに実行するか否かについて判断する。そして、その結果（命令Ｂ）をクライアント端末５へ入力する。命令Ｂは、命令Ａと同様に処理される。
【００３６】
なお、自動的にデータＢに同様のデータ処理を行うようにすることも可能である。又は、データＢにフラッグをつけ、他のユーザＢがデータＢにアクセスしたとき、データＡに変更、追加、削除等が成されていることを表示し、データＢについても同様に変更、追加、削除等を実行するか否か、ユーザＢに判断させるようにすることも可能である。
【００３７】
本発明において、データベース２とは独立して機能管理部３を設けたことにより、従来プラント運用時には、ほとんど使用されない、又は、簡略化が可能であるデータベースの各種機能（例示：図２におけるデータ定義部１２２、チューニング監視部１２３、アプリケーションＩ／Ｆ１２４、対話実行画面表示部１２５、バックアップ部１２６、ユーザ管理部１２８）を省略することが可能となる。すなわち、データベース２を設計する際にデータベース２がもともと有していたソフトウェアの内、プラント運転時に必要な最低限の機能だけをデータベースから分離し、モデル処理部へ独立してサーバ内に搭載して、残りの各種機能（ソフトウェア）を省略している。そのため、データベース用のソフトウェアの占める記憶容量を低減することが出来、コストを削減することが可能となる。
【００３８】
従来の場合、ユーザのアクセスや権限の管理を、データベースに付属した権限管理部１２７やユーザ管理部１２８により行うことになる。そのため、ユーザの属する法人、団体等の管理体系に適合させ難い場合がある。
しかし、本発明では、ユーザのアクセスや権限の管理をデータベースから取り出し、データベースから独立した機能管理部３へ移行している。これは、データベースから独立したプログラム（及び権限テーブル）であるので、ユーザ独自に生成可能であり、ユーザの属する法人、団体等の管理体系に容易に適合させることが可能となる。
【００３９】
また、本発明では、ユーザの命令が直接データベースに届くのではなく、一端データベースＩ／Ｆ１３に格納される。そして、データベースＩ／Ｆ１３の対応テーブル（図示されず）に基づいて、データベースの言語に変換されるため、アプリケーションの相違に拘らずデータベースにアクセスすることが可能となる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明により、計装制御データベース装置において、プラント運用時には、ほとんど使用されないデータベースの諸機能を省略し、占有される記憶容量及びコストを削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明である計装制御データベース装置の実施の形態における構成を示す図である。
【図２】従来の計装制御データベース装置の構成を説明する図である。
【符号の説明】
１ サーバ
２ データベース
３ モデル処理部
４ 通信回線
５（−ｉ、ｉ＝１〜ｎ） クライアント端末
１０ 計装制御データベース装置
１１ データベース本体
１２ 処理エンジン
１３ データベースインターフェース（Ｉ／Ｆ）
１４ モデル管理部
１５ 通信用インターフェース（Ｉ／Ｆ）
１０１ サーバ
１０２ データベース
１０３ 通信用インターフェース（Ｉ／Ｆ）
１０４ 通信回線
１０５（−ｉ、ｉ＝１〜ｎ） クライアント端末
１１０ 計装制御データベース装置
１１１ データベース本体
１１２ 設計管理部
１２１ 処理エンジン
１２２ データ定義部
１２３ チューニング監視部
１２４ アプリケーションインターフェース（Ｉ／Ｆ）
１２５ 対話実行画面表示部
１２６ バックアップ部
１２７ 権限管理部
１２８ ユーザ管理部

Claims (6)

1. プラントに関するデータを格納するデータベースと、
   前記データベースにアクセスするクライアント端末と前記データベースとの間における前記データ及び前記データに関する命令の授受を処理する機能管理部と、
   を具備する
   計装制御データベース装置。
2. 前記データベース及び前記機能管理部は、前記データベースを使用する際に、前記データベースを設計する際に利用し、前記データベースを使用する際に利用しないソフトウェア機能を搭載しない
   請求項１に記載の計装制御データベース装置。
3. 前記機能管理部は、
   前記データベースにおける前記データの種類及び構造を管理するモデル管理部と、
   前記命令を前記データベースが認識可能なように変換し、前記命令に基づいて、前記データに対する基本的な処理を行うデータベースインターフェースと、
   を備える
   請求項２に記載の計装制御データベース装置。
4. 前記データベースインターフェースは、
   前記クライアント端末を利用するユーザと前記ユーザに許可される前記データベースに対する処理の種類とを関連付ける権限テーブルを含み、前記命令と前記権限テーブルとに基づいて、前記命令を許可するか否かを管理する権限管理部と、
   前記命令に基づいて、前記データに対する基本的な処理を行う処理エンジンと、
   を備える、
   請求項３に記載の計装制御データベース装置。
5. 前記処理エンジンは、前記クライアント端末が用いているアプリケーションの言語と前記データベースの言語とを関連付ける対応テーブルを備え、前記命令と前記対応テーブルとに基づいて、前記命令を前記データベースに対応する命令に変換して前記データベースへ出力し、前記データベースからの出力を前記アプリケーションに対応する出力に変換して出力する、
   請求項４に記載の計装制御データベース装置。
6. 前記モデル管理部は、前記データと他の前記データとを互いに関連付けるデータ関連テーブルを含み、前記命令と前記データ関連テーブルとに基づいて、前記命令の対象となる前記データに関連付けられた前記他の前記データをトレースする、
   請求項３乃至５のいずれか一項に記載の計装制御データベース装置。

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