JP2005182257A - インチング制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インチング操作中にハンディターミナルとシーケンサとの間で通信異常が発生したらプラント機器を停止させるインチング制御方法を提供する。
【解決手段】 プラント制御ＬＡＮに接続されたハンディターミナルでプラント機器の操作をするハンディターミナル制御システムにおいて、ハンディターミナルのプラント機器操作ボタンを押している間のみプラント機器を動作させるインチング制御を行なう際、ハンディターミナルからプラント機器の制御を行なうシーケンサへ操作指令を渡し（ステップ６１）、シーケンサが指令を受け取り後、プラント機器の動作出力を指令に基づいてＯＮもしくはＯＦＦとするが（ステップ６２）、もしプラント機器を通常動作させる時間より少し余裕を持ちかつ安全内と判断される時間以上連続してその出力がＯＮとなっていれば（ステップ６３）出力を一度ＯＦＦとする（ステップ６４）。
【選択図】 図３

Description

本発明は、プラント制御ＬＡＮにハンディターミナルを接続し、そのハンディターミナルでプラント機器の監視および／もしくは操作するハンディターミナル制御システム、もしくはプラント制御ＬＡＮに入出力のためのＩ／Ｏを接続し、そのＩ／Ｏに接続した操作盤上のスイッチおよび表示灯でプラント機器の監視および／もしくは操作する操作盤伝送制御システムに関する。

データ通信におけるインチングの技術としては、ネットワーク通信用の特別なプログラムがなくても通常の制御状態の表示動作とインチングなどの制御動作とがスムーズに行えるようにするために、送信先情報を含む通信状態情報を主制御装置を介して通信路に送り出して各副制御装置間で順次持ち回ることにより、主制御装置との間でデータ通信を可能とする１台の副制御装置を特定し、通常は、必要最小限のデータを受け渡すと直ちに送信権を明け渡すが、特定された副制御装置がインチング動作を行う場合はその１台が通信路を独占して使用するようにして成るものがある（例えば、特許文献１参照。）。
特開平８−８８６４０号公報（図１）

しかしながら、特許文献１記載のものにあっては、通信異常が発生したときの対策については考慮されていない。これをハンディターミナル制御方式におけるインチングの例で説明する。
図９はハンディターミナル制御方式における従来技術のインチングのフローチャート、図１０はそのタイムチャートである。
ハンディターミナル制御方式の場合はハンディターミナルのプラント機器操作ボタンを押している間のみそのプラント機器を動作させるインチング制御を行なう際、ハンディターミナルからの操作指令をシーケンサからそのまま出力とする方法をとっていた。すなわち、図９において、動作としては、シーケンサのスキャン毎（ステップ７１）に、ハンディターミナルからの操作指令によりプラント機器操作指令領域がＯＮとされているかが判断され（ステップ７１）、ＯＮならばシーケンサよりプラント機器動作出力領域がＯＮとされ（ステップ７２）、ＯＦＦならばシーケンサよりプラント機器動作出力領域がＯＦＦとされる（ステップ７３）。
次に、ハンディターミナルのプラント機器操作ボタンを押してそのプラント機器が動作するまでのタイムチャートを図１０により追っていくと、まずプラント機器の操作ボタンが押され、ハンディターミナルよりシーケンサのプラント機器操作指令領域をＯＮとする通信が行なわれる。
その通信によりプラント機器操作指令領域がＯＮとなり、シーケンサの処理によってプラント機器動作出力領域もＯＮとなる。こうしてそのプラント機器が動作することになる。
ハンディターミナルのプラント機器操作ボタンを離してプラント機器が停止するまでのタイムチャートを追っていくと、まずプラント機器の操作ボタンが離され、ハンディターミナルよりシーケンサのプラント機器操作指令領域をＯＦＦとする通信が行なわれる。
その通信によりプラント機器操作指令領域がＯＦＦとなり、シーケンサの処理によってプラント機器動作出力領域もＯＦＦとなる。こうしてプラント機器が停止することになる。
ところが、従来技術では、ハンディターミナルとシーケンサの間で通信異常が発生すると、ハンディターミナルよりシーケンサのプラント機器操作指令領域をＯＮもしくはＯＦＦする通信がつながらなくなるため、通信異常が起こる前にプラント機器操作指令領域がＯＮならばＯＮのままとなり、それによってプラント操作出力領域もＯＮのままとなり、プラント機器が動作し続けてしまうという問題があった。通信が復旧するまでは制御できなくなり、プラント機器の種類によっては危険な状態となる場合があった。
そこで本発明は、ハンディターミナルとシーケンサの間で通信異常が発生した場合、プラント機器の動作もしくは停止に関わらず、停止させることによって安全を確保することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のようにしたのである。
請求項１および請求項２に記載の発明（以下、第２の制御方法とする）は、たとえばハンディターミナル制御方式の場合はハンディターミナルのプラント機器操作ボタンを押すと、ハンディターミナルからプラント機器の制御を行なうシーケンサへ操作指令を渡し、シーケンサがその指令を受け取り後、そのプラント機器の動作出力をその指令に基づいてＯＮもしくはＯＦＦとするが、もしそのプラント機器を通常動作させる時間より少し余裕を持ちかつ安全内と判断される時間以上連続してその出力がＯＮとなっていればその指令および出力を一度ＯＦＦとするという手順をとったのである。
また、請求項３および請求項４では、前記第２の制御方法の他に下記の第１の制御方法を用意しておき、使用者の使いやすい手順へ任意に切り替えることができるようにした。そして、第１の制御方法とは、たとえばハンディターミナル制御方式の場合はハンディターミナルのプラント機器操作ボタンを押すと、ハンディターミナルからシーケンサへ操作指令を渡し、シーケンサがその指令を受け取り後、そのプラント機器を動作させる出力をＯＮとするとともに、ハンディターミナルからの操作指令をＯＦＦとし、続くシーケンサの処理でハンディターミナルからの操作指令が再びＯＮならば出力をＯＮのまま、ハンディターミナルからの操作指令がＯＦＦならば出力をＯＦＦとするという手順をとる制御方法である。

第２の制御方法によると、インチング操作中にシーケンサが操作指令を受け取り後、そのプラント機器を動作させる出力をＯＮとするが、そのプラント機器において安全内と判断される時間より長い時間連続してその出力がＯＮすることはないため、インチング操作中にハンディターミナルまたは操作盤とシーケンサとの間で通信異常が発生した場合に、安全と判断される時間内にそのプラント機器が停止となり安全が確保されるという効果がある。
また、第１の制御方法によると、インチング操作中にシーケンサが操作指令を受け取り後、そのプラント機器を動作させる出力をＯＮとするとともに、ハンディターミナルまたは操作盤からの操作指令をＯＦＦとし、続くシーケンサの処理でハンディターミナルまたは操作盤からの操作指令がＯＮならば出力をＯＮのまま、ハンディターミナルまたは操作盤からの操作指令がＯＦＦならば出力をＯＦＦとするので、インチング操作中にハンディターミナルまたは操作盤とシーケンサとの間で通信異常が発生した場合に、すぐにプラント機器が停止となり安全が確保されるという効果があるので、第２の制御方法の他に第１の制御方法も用意しておき、切り替え可能にしておくことにより、使用者は使い易い手順へ任意に切り替えることができるようになる。

以下、本発明の方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。

図１は第１の制御方法のフローチャート、図２は第１の制御方法のタイムチャート、図４はシステム構成図、図５はブロック構成図、図６はメモリ領域割付例である。
図４のシステム構成図において、１はプラント制御を行なうシーケンサ、２はシーケンサとハンディターミナルなどの監視操作機器をつなぐプラント制御ＬＡＮ、３はハンディターミナルをプラント制御ＬＡＮにつなぐための情報コンセント、４は無線ハンディターミナルをプラント制御ＬＡＮにつなぐための無線アクセスポイント、５は操作盤のスイッチや表示灯の入出力を行なうＩ／Ｏ、６はプラント機器を監視および／もしくは操作するためのハンディターミナル、７は無線ハンディターミナル、８は操作盤のスイッチ、９は操作盤の表示灯である。
図６のブロック構成図において、シーケンサ１の中の１ａはシーケンサ通信コントローラ、１ｂはシーケンサＣＰＵユニット、１ｃはシーケンサメモリユニット、１ｄはシーケンサ入力ユニット、１ｅはシーケンサ出力ユニットである。
また、ハンディターミナル６の中の６ａはハンディターミナル通信コントローラ、６ｂはハンディターミナルＣＰＵユニット、６ｃはハンディターミナルメモリユニット、６ｄはハンディターミナルタッチパネルコントローラ、６ｅはハンディターミナルタッチパネル、６ｆはハンディターミナルグラフィックコントローラ、６ｇはハンディターミナルディスプレイである。
図７はシーケンサメモリユニット１ｃのメモリ領域割付例を示しており、同図において、１ｃｄ１はプラント機器操作指令領域、１ｃｄ２はプラント機器動作出力領域である。

第１の制御方法による動作としては、図１のフローチャートによれば、シーケンサのスキャン毎（ステップ５０）に、ハンディターミナルからの操作指令によりプラント機器操作指令領域がＯＮとされているかが判断され（ステップ５１）、ＯＮならばシーケンサよりプラント機器動作出力領域がＯＮとされ（ステップ５２）、続いてシーケンサよりプラント機器操作指令領域がＯＦＦとされる（ステップ５３）。プラント機器操作指令領域がＯＦＦならばシーケンサよりプラント機器動作出力領域がＯＦＦとされる（ステップ５４）。

ハンディターミナルのプラント機器操作ボタンを押してそのプラント機器が動作するまでのタイムチャートを図２で追っていくと、まずハンディターミナルのプラント機器操作ボタンが押され、ハンディターミナルよりシーケンサのプラント機器操作指令領域をＯＮとする通信が行なわれる。その通信によりプラント機器操作指令領域がＯＮとなる。次に、シーケンサの処理によってプラント機器動作出力領域をＯＮとして、プラント機器操作指令領域をＯＦＦとする。プラント機器動作出力領域がＯＮとなるため、プラント機器が動作することになる。

ハンディターミナルのプラント機器操作ボタンを離してプラント機器が停止するまでのタイムチャートを追っていくと、まずハンディターミナルのプラント機器の操作ボタンが離され、ハンディターミナルよりシーケンサのプラント機器操作指令領域をＯＦＦとする通信が行なわれる。その通信によりプラント機器操作指令領域がＯＦＦとなり、シーケンサの処理によってプラント機器動作出力領域もＯＦＦとなる。こうしてプラント機器が停止することになる。
ハンディターミナルとシーケンサの間で通信異常が発生した場合、ハンディターミナルよりシーケンサのプラント機器操作指令領域をＯＮもしくはＯＦＦする通信がつながらなくなるものの、一定スキャン毎にシーケンサによりプラント機器操作指令領域をＯＦＦとしているため、通信異常が起こる前にプラント機器を動作させていたとしても、プラント操作出力領域はＯＦＦとなり、プラント機器は停止することになる。通信が正常になれば、ハンディターミナルからの操作指令に再び従うようになる。

図８はハンディターミナル６の表示画面の表示例を示している。
（ａ）はメニュー画面を示し、ここでは第１、第２、第３のポンプの操作が可能となっている。このハンディターミナル６では、グラフィック表示に従って、該当画面をタッチするだけでポンプの選択、監視、操作を行うことができるようになっている。
（ｂ）は第１のポンプの状態監視画面を示し、第１のポンプのモード、状態、プロセス値を表示している。この画面から（ｃ）の操作ウィンドウ、（ｄ）の数値表示ウィンドウ、（ｅ）の故障表示ウィンドウを開くことができる。
（ｃ）の操作ウィンドウでは、モード変更、運転・停止を実行することができ、 また、（ｄ）の数値表示ウィンドウでは、プロセス値のバー表示および数値設定を実行することができ、（ｅ）の故障表示ウィンドウでは、機器の故障、プロセス異常の一覧を表示することができる。

第１の処理手順を、図５のシステム構成図のハンディターミナル６又は７についての制御システムで説明したが、これと同じことは操作盤伝送システム（５，８、９）の場合についても当てはまることである。すなわち、プラント制御ＬＡＮに入出力のためのＩ／Ｏ装置５が接続されている場合、そのＩ／Ｏ装置５に操作盤上のスイッチ８および表示灯９が接続されており、これでプラント機器の監視および／もしくは操作する操作盤伝送制御システムにおいても、操作盤上のスイッチ８を押している間のみそのプラント機器を動作させるインチング制御を行なう際には、操作盤（５，８、９）からプラント機器の制御を行なうシーケンサ１へ操作指令を渡し、シーケンサ１がその指令を受け取り後、そのプラント機器を動作させる出力をＯＮとするとともに、操作盤（５，８、９）からの操作指令をＯＦＦとし、続くシーケンサ１の処理で操作盤（５，８、９）からの操作指令がＯＮならば出力をＯＮのまま、操作盤（５，８、９）からの操作指令がＯＦＦならば出力をＯＦＦとするようにすることができる。
これによれば、操作盤（５，８、９）とシーケンサ１の間で通信異常が発生した場合、操作盤（５，８、９）よりシーケンサ１のプラント機器操作指令領域をＯＮもしくはＯＦＦする通信がつながらなくなるものの、一定スキャン毎にシーケンサ１によりプラント機器操作指令領域をＯＦＦとしているため、通信異常が起こる前にプラント機器を動作させていたとしても、プラント操作出力領域はＯＦＦとなり、プラント機器は停止することになり、危険な状態が回避できる。
そして、通信が正常になれば、シーケンサ１は操作盤（５，８、９）からの操作指令に再び従うようになる。

図３は第２の制御方法を示すフローチャート、図４は第２の制御方法のタイムチャートである。
第２の制御方法による動作としては、シーケンサのスキャン毎（ステップ６０）に、ハンディターミナルからの操作指令によりプラント機器操作指令領域がＯＮとされているかが判断され（ステップ６１）、ＯＮならばシーケンサよりプラント機器動作出力領域がＯＮとされ（ステップ６２）、続いてシーケンサにてプラント機器操作指令領域（動作指令領域でも可）が時間ｔ以上連続してＯＮとなっているかが判断され（ステップ６３）、その条件が真ならプラント機器操作指令領域および動作出力領域がＯＦＦとされ（ステップ６４）、その条件が偽ならプラント機器動作出力領域はＯＮのままとなる。プラント機器操作指令領域がＯＦＦならばシーケンサよりプラント機器操作指令領域および動作出力領域がＯＦＦとされる（ステップ６４）。

第２の処理手順において、ハンディターミナルのプラント機器操作ボタンを押してそのプラント機器が動作するまでのタイムチャートを図４で追っていくと、まずハンディターミナルのプラント機器操作ボタンが押され、ハンディターミナルよりシーケンサのプラント機器操作指令領域をＯＮとする通信が行なわれる。その通信によりプラント機器操作指令領域がＯＮとなる。次に、シーケンサの処理によってプラント機器動作出力領域をＯＮとすることにより、プラント機器が動作することになる。

ハンディターミナルのプラント機器操作ボタンを離してプラント機器が停止するまでのタイムチャートを追っていくと、まずハンディターミナルのプラント機器の操作ボタンが離され、ハンディターミナルよりシーケンサのプラント機器操作指令領域をＯＦＦとする通信が行なわれる。その通信によりプラント機器操作指令領域がＯＦＦとなり、シーケンサの処理によってプラント機器動作出力領域もＯＦＦとなる。こうしてプラント機器が停止することになる。
ただし、プラント機器操作指令領域（もしくはプラント機器動作出力領域）が時間ｔ以上ＯＮならば、プラント機器操作指令領域およびプラント機器動作出力領域をＯＦＦとし、プラント機器が停止することになる。なお、この時間ｔは、プラント機器を通常動作させる時間より少し余裕を持ちかつ安全内と判断される時間である。パルス方式と異なるのは、パルス方式は時間幅が決められてしまうのに対し、この手順によれば、時間ｔ以内の停止も可能ということである。
ハンディターミナルとシーケンサの間で通信異常が発生した場合、ハンディターミナルよりシーケンサのプラント機器操作指令領域をＯＮもしくはＯＦＦする通信がつながらなくなるものの、プラント機器操作指令領域およびプラント機器動作出力領域が連続して時間ｔより長くＯＮとなることはないため、通信異常が起こる前にプラント機器を動作させていたとしても、時間ｔでプラント操作出力領域はＯＦＦとなり、プラント機器は停止することになる。通信が正常になれば、ハンディターミナルからの操作指令に再び従うようになる。
このように、プラント機器動作出力領域が時間ｔより長く連続してＯＮとなることがないようにするので、ハンディターミナルとシーケンサの間で通信異常が起こったとしても、時間ｔで確実に停止し、安全なプラント制御を実現できる。

第２の制御方法を、図５のシステム構成図のハンディターミナル６又は７についての制御システムで説明したが、これと同じことは操作盤伝送システム（５，８、９）の場合についても当てはまることである。すなわち、プラント制御ＬＡＮに入出力のためのＩ／Ｏ装置５が接続されている場合、そのＩ／Ｏ装置５に操作盤上のスイッチ８および表示灯９が接続されており、これでプラント機器の監視および／もしくは操作する操作盤伝送制御システムにおいても、操作盤上のスイッチ８を押している間のみそのプラント機器を動作させるインチング制御を行なう際には、操作盤（５，８、９）からプラント機器の制御を行なうシーケンサ１へ操作指令を渡し、シーケンサ１がその指令を受け取り後、そのプラント機器を動作させる出力をＯＮとするが、プラント機器操作指令もしくはプラント機器動作出力が連続して時間ｔ以上ＯＮしていれば、操作盤（５，８、９）からの操作指令および出力をＯＦＦとするようにすることができる。
これによれば、操作盤（５，８、９）とシーケンサ１の間で通信異常が発生した場合、操作盤（５，８、９）よりシーケンサ１のプラント機器操作指令領域をＯＮもしくはＯＦＦする通信がつながらなくなるものの、プラント機器動作出力領域を時間ｔでＯＦＦとしているため、通信異常が起こる前にプラント機器を動作させていたとしても、連続してプラント機器が動作し続けることはなく、危険な状態が回避できる。
そして、通信が正常になれば、シーケンサ１は操作盤（５，８、９）からの操作指令に再び従うようになる。
機器間で通信異常が発生した場合に安全側の動作とする手順をとるため、通信を使ったリモート遠隔操作にも適用できる。

本発明の第１の制御方法を示すフローチャート 本発明の第１の制御方法を示すタイムチャート 本発明の第２の制御方法を示すフローチャート 本発明の第２の制御方法を示すタイムチャート ハンディターミナル制御システムおよび操作盤伝送システムのシステム構成図 ハンディターミナル制御システムのブロック構成図 シーケンサメモリユニットのメモリ領域割付例 ハンディターミナルの表示画面の表示例を示し、（ａ）はメニュー画面、（ｂ）はポンプの状態監視画面、（ｃ）は操作ウィンドウ、（ｄ）は数値表示ウィンドウ、（ｅ）は故障表示ウィンドウをそれぞれ示している。 従来の制御方法を示すフローチャート 従来の制御方法を示すタイムチャート

符号の説明

１ シーケンサ
１ａ シーケンサの通信コントローラ
１ｂ シーケンサＣＰＵユニット
１ｃ シーケンサメモリユニット
１ｃｄ１ シーケンサメモリユニットのプラント機器操作指令領域
１ｃｄ２ シーケンサメモリユニットのプラント機器動作出力領域
１ｄ シーケンサ入力ユニット
１ｅ シーケンサ出力ユニット
２ プラント制御ＬＡＮ
３ 情報コンセント
４ 無線アクセスポイント
５ Ｉ／Ｏ
６ ハンディターミナル
６ａ ハンディターミナル通信コントローラ
６ｂ ハンディターミナルＣＰＵユニット
６ｃ ハンディターミナルメモリユニット
６ｄ ハンディターミナルタッチパネルコントローラ
６ｅ ハンディターミナルタッチパネル
６ｆ ハンディターミナルグラフィックコントローラ
６ｇ ハンディターミナルディスプレイ
７ 無線ハンディターミナル
８ スイッチ
９ 表示灯

Claims (4)

1. プラント制御ＬＡＮにハンディターミナルを接続し、そのハンディターミナルでプラント機器の監視および／もしくは操作するハンディターミナル制御システムにおいて、
   前記ハンディターミナルのプラント機器操作ボタンを押している間のみそのプラント機器を動作させるインチング制御を行なう際、ハンディターミナルからプラント機器の制御を行なうシーケンサへ操作指令を渡し、シーケンサがその指令を受け取り後、そのプラント機器の動作出力をその指令に基づいてＯＮもしくはＯＦＦとするが、もしそのプラント機器を通常動作させる時間より少し余裕を持ちかつ安全内と判断される時間以上連続してその出力がＯＮとなっていればその出力を一度ＯＦＦとすることを特徴とするインチング制御方法。
2. プラント制御ＬＡＮに入出力のためのＩ／Ｏを接続し、そのＩ／Ｏに接続した操作盤上のスイッチおよび表示灯でプラント機器の監視および／もしくは操作する操作盤伝送制御システムにおいて、
   操作盤上のスイッチを押している間のみそのプラント機器を動作させるインチング制御を行なう際、操作盤からプラント機器の制御を行なうシーケンサへ操作指令を渡し、シーケンサがその指令を受け取り後、そのプラント機器の動作出力をその指令に基づいてＯＮもしくはＯＦＦとするが、もしそのプラント機器を通常動作させる時間より少し余裕を持ちかつ安全内と判断される時間以上連続してその出力がＯＮとなっていればその出力を一度ＯＦＦとすることを特徴とするインチング制御方法。
3. プラント制御ＬＡＮにハンディターミナルを接続し、そのハンディターミナルでプラント機器の監視および／もしくは操作するハンディターミナル制御システムにおいて、
   前記ハンディターミナルのプラント機器操作ボタンを押している間のみそのプラント機器を動作させるインチング制御を行なう際、ハンディターミナルからプラント機器の制御を行なうシーケンサへ操作指令を渡し、シーケンサがその指令を受け取り後、
   （１）そのプラント機器を動作させる出力をＯＮとするとともに、ハンディターミナルからの操作指令をＯＦＦとし、続くシーケンサの処理でハンディターミナルからの操作指令がＯＮならば出力をＯＮのまま、ハンディターミナルからの操作指令がＯＦＦならば出力をＯＦＦとするか、
   （２）そのプラント機器の動作出力をその指令に基づいてＯＮもしくはＯＦＦとするが、もしそのプラント機器を通常動作させる時間より少し余裕を持ちかつ安全内と判断される時間以上連続してその出力がＯＮとなっていればその出力を一度ＯＦＦとするか、
   のいずれかを切り替え可能としたことを特徴とするインチング制御方法。
4. プラント制御ＬＡＮに入出力のためのＩ／Ｏを接続し、そのＩ／Ｏに接続した操作盤上のスイッチおよび表示灯でプラント機器の監視および／もしくは操作する操作盤伝送制御システムにおいて、
   操作盤上のスイッチを押している間のみそのプラント機器を動作させるインチング制御を行なう際、操作盤からプラント機器の制御を行なうシーケンサへ操作指令を渡し、シーケンサがその指令を受け取り後、
   （１）そのプラント機器を動作させる出力をＯＮとするとともに、ハンディターミナルからの操作指令をＯＦＦとし、続くシーケンサの処理でハンディターミナルからの操作指令がＯＮならば出力をＯＮのまま、ハンディターミナルからの操作指令がＯＦＦならば出力をＯＦＦとするか、
   （２）そのプラント機器の動作出力をその指令に基づいてＯＮもしくはＯＦＦとするが、もしそのプラント機器を通常動作させる時間より少し余裕を持ちかつ安全内と判断される時間以上連続してその出力がＯＮとなっていればその出力を一度ＯＦＦとするか、
   のいずれかを切り替え可能としたことを特徴とするインチング制御方法。

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