JP2005339469A

JP2005339469A - 管理用計算機のリプレース方法

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Publication number: JP2005339469A
Application number: JP2004161125A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Hirata; 哲也平田; Keiko Otani; 圭子大谷; Takashi Kubo; 孝志久保; Hiroyoshi Ueda; 裕喜上田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2005-12-08

Abstract

【課題】稼動中の制御計算機に影響を与えずに、しかも短期間でリプレースすることができるようにする。
【解決手段】プラントを監視制御する制御計算機１からの運転データを収集して保存し、データ管理を行う既設管理用計算機と、各制御計算機と既設管理用計算機とを接続する第１ＬＡＮ３_１と、既設管理用計算機のリプレース時に新たに設置される新設管理用計算機４と、既設管理用計算機のリプレース時に新たに構成される第２ＬＡＮ３_２と、既設管理用計算機と新設管理用計算機とを接続するリプレース用ＬＡＮ５とを備え、既設管理用計算機のリプレース時に当該既設管理用計算機の計算機本体をゲートウェイとして機能させて各制御計算機から送出されるプラントの運転データを第１ＬＡＮ、既設管理用計算機およびリプレース用ＬＡＮを経て新設管理用計算機の計算機本体に入力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラント運転中に稼動している制御計算機に影響を与えずに既設管理計算機をリプレースできるようにした管理用計算機のリプレース方法に関する。

通常火力発電プラントには、制御計算機からリアルタイムで送信されてくるプラントの運転データを履歴データベースとして長期間保存し、そのデータを用いてグラフ表示や各種解析処理を行うことにより、プラントの運転状況の把握を目的とした管理用計算機を設けている。

従来の管理用計算機は、特定の制御計算機のみを接続した小規模なシステムに過ぎなかったが、近年では管理用計算機の有効性からニーズが高まり、発電所に敷設したＬＡＮ等のデータ伝送路（以下、ＬＡＮという）を構築して発電所にあるすべての制御計算機および共通設備計算機と接続するような大規模なシステムへと発展してきた。管理用計算機本体、あるいは周辺機器が老朽化してくると、管理用計算機をリプレースする必要性が生じてくる。小規模な管理用計算機の場合、特定の制御計算機のみしか接続していないため、その特定の制御計算機が停止する時期に合わせて管理用計算機をリプレースするようにしても、プラントに特に影響を与えることはなかった。

しかしながら、ＬＡＮに全ての制御計算機が接続され、その全ての制御計算機の運転データを収録しているような大規模な管理用計算機になると、制御計算機の数が多くなり、それぞれの停止時期も異なるため、特定の計算機の停止時期に合わせて管理用計算機をリプレースしようとすると、他の停止予定にない制御用計算機に影響を与えることは避けられない。

通常、大規模な計算機システムを構成している任意の計算機をリプレースする場合に重要なことは、停止予定にない他の計算機の稼動に影響を与えないように、かつデータの欠損を生じないように作業を完了することである。

従来の管理用計算機および制御計算機を備えた大規模な計算機システムにおいても、制御計算機をリプレースする際に他の制御計算機の稼動に影響を与えないようにしたプラントデータ管理装置が特許文献１等でも開示されている。この特許文献１に記載の内容は、ユニット計算機（制御計算機）のリプレースに伴って増設した新規プラントデータ管理計算機（新設管理用計算機）で当該リプレースされた制御計算機からのリプレース後のプラント運転データを収録し、一方、既存プラントデータ収集計算機（既設管理用計算機）は、リプレースされた制御計算機のリプレース前のプラントデータを収録するとともに、リプレースされなかった他の制御計算機のプラント運転データも引き続き収録するようにしたものである。
特開２００１−６７１１８号公報（第６頁、図１）

上述したように、制御用計算機のリプレースに伴う管理用計算機の改造等でデータの欠損を生じないようにした発明は特許文献１にも記載されているが、管理用計算機のリプレースによる制御用計算機のデータの欠損を防ぐようにした技術はこれまでなく、運転中の制御計算機に影響を与えずに大規模な管理用計算機をリプレースすることができなかった。また、プラントを制御する各制御計算機の停止時期も、それぞれ２〜３年周期のため、計算機停止時期に合わせて管理用計算機をリプレースする方法では、短期間（１０日程度）でリプレースすることができないという課題もあった。

本発明は、上述した背景技術の課題を解決するためになされたものであり、稼動中の制御計算機に影響を与えずに、しかも短期間でリプレースすることのできる管理用計算機のリプレース方法を提供することを目的とする。

プラントを監視制御する複数の制御計算機と、各制御計算機からプラントの運転データを収集して保存し、データ管理を行う既設管理用計算機と、前記各制御計算機と既設管理用計算機とを接続する第１のデータ伝送路と、前記既設管理用計算機のリプレース時に新たに設置される新設管理用計算機と、前記既設管理用計算機のリプレース時に使用される第２のデータ伝送路と、前記既設管理用計算機と新設管理用計算機とを接続するリプレース用のデータ伝送路とを備え、前記既設管理用計算機のリプレース時に当該既設管理用計算機をゲートウェイとして機能させて各制御計算機から送出されるプラントの運転データを前記第１のデータ伝送路、既設管理用計算機およびリプレース用のデータ伝送路を経て新設管理用計算機の計算機本体に入力することを特徴とする。

本発明によれば、管理用計算機をリプレースする場合、制御計算機に影響を与えずに既設管理用計算機からオンラインで運転データを新設管理用計算機に移行することができる。

以下、本発明に係る管理用計算機のリプレース方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（実施の形態１）（請求項１対応）
まず、図１を用いて本発明の実施の形態１について説明する。
図１は本発明の管理用計算機のリプレース方式に係る実施の形態１の構成図であり、特にリプレース準備中の状態を示す構成図である。

図１において、１_１、１_２、…１_ｎは発電所の図示しないプラント設備・機器をそれぞれ制御するための＃１制御用計算機、＃２制御用計算機、…＃ｎ制御用計算機である。２はプラントの運転履歴を把握するために、制御用計算機１_１，１_２、…１_ｎから出力された日々のプラントデータを履歴データとして保存し管理するための既設管理用計算機であり、計算機本体２_１とデータファイル２_２とを備えている。そして、これら制御用計算機１_１、１_２、…１_ｎと既設管理用計算機２の計算機本体２_１とは発電所構内に敷設されたネットワークデータ伝送路例えばイーサネットＬＡＮ３によって接続されている。このイーサネットＬＡＮ３は常用芯と予備芯とを有する多芯の金属ケーブルまたは光ファイバーで構成されており、既設管理用計算機２は、常用芯で構成した図示外側の第１のネットワークデータ伝送路（以下、第１ＬＡＮという）３_１を用いて＃１制御用計算機１_１、＃２制御用計算機１_２、…＃ｎ制御用計算機１_ｎからの運転データを入力している。一方、予備芯で構成した図示内側の第２のネットワークデータ伝送路（以下、第２ＬＡＮという）３_２は通常は使用されず、後述するようにネットワークに接続されている計算機をリプレースする場合とか、あるいはメンテナンスする場合に使用される。４は新設管理用計算機であり、計算機本体４_１およびデータファイル４_２を備えている。５は既設管理用計算機２のリプレース時に使用されるリプレース用伝送路（以下、リプレース用ＬＡＮという）であり、例えば、イーサネットまたはツイストペアケーブル等で構成される。

前述した＃１制御用計算機１_１、＃２制御用計算機１_２、…＃ｎ制御用計算機１_ｎはそれぞれ２個一組のインターフェースによって、イーサネットＬＡＮ３に接続されている。例えば、＃１制御用計算機１_１はインターフェース６_１１によって第１ＬＡＮ３_１に、またインターフェース６_１２によって第２ＬＡＮ３_２に接続され、＃２制御用計算機１_２はインターフェース６_１１によって第１ＬＡＮ３_１に、またインターフェース６_２２によって第２ＬＡＮ３_２に接続され、同様にして♯ｎ制御計算機１_ｎはインターフェース６_ｎ１によって第１ＬＡＮ３_１に、またインターフェース６_ｎ２によって第２ＬＡＮ３_２に接続されている。

一方、既設管理用計算機２は、インターフェース７Ａ_１を介してイーサネットＬＡＮ３の第１ＬＡＮ３_１に接続され、新設管理用計算機４は、インターフェース７Ｂ_１を介してイーサネットＬＡＮ３の第１ＬＡＮ３_１に接続されている。さらに、既設管理用計算機２はインターフェース７Ａ_２を介して前述のリプレース用ＬＡＮ５に接続され、新設管理用計算機４は、インターフェース７Ｂ_２を介してリプレース用ＬＡＮ５に接続されている。

以上のようにリプレースの準備のために構成されたネットワークにおいて、管理用計算機２をリプレースする以前の状態では、♯１制御計算機１_１、♯２制御計算機１_２、…♯ｎ制御計算機１_ｎから出力されたプラントの運転データｄ１、ｄ２、…ｄｎは、約１分周期で図示矢印のようにそれぞれインターフェース６_１１、６_２１、・・・６_ｎ１から第１ＬＡＮ３_１に送出され、第１ＬＡＮ３_１、インターフェース７Ａ_１を経由して管理用計算機２の計算機本体２_１に入力され、その後データファイル２_２に格納されて長期保存される。このプラントの運転データｄ１、ｄ２、…ｄｎはプラントの運転状況の把握のために、グラフ表示や各種解析処理等に用いられる。

この既設管理用計算機２を老朽化等の理由で新設管理用計算機４にリプレースする場合について、リプレース手順を説明する。
（１）最初に、管理機能のアプリケーションソフトを予めインストールした新設管理用計算機４を設置する。
（２）次に、既設管理用計算機２、新設管理用計算機４間でオンラインでデータ伝送が可能になるように、両計算機をリプレース用ＬＡＮ５により接続する。

（３）＃１制御用計算機１_１、＃２制御用計算機１_２、…＃ｎ制御用計算機１_ｎから送出される運転データを、既設管理用計算機２から新設管理用計算機４に受け渡しするために、既設管理用計算機２の計算機本体２_１をゲートウェイとして機能させる必要がある。このために、既設管理用計算機２の計算機本体２_１にゲートウェイ化用のアプリケーションプログラムをインストールする。

（４）計算機本体２_１がゲートウェイとして機能を果たすようになった後、図２の過程説明図で示すように、＃１制御用計算機１_１、＃２制御用計算機１_２、…＃ｎ制御用計算機１_ｎの運転データｄ１、ｄ２、…ｄｎをリプレース開始前と同様に約１分周期でインターフェース６_１１、６_２１、・・・６_ｎ１から第１ＬＡＮ３_１に送出し、さらに、第１ＬＡＮ３_１、インターフェース７Ａ_１を経由してゲートウェイとして機能する既設管理用計算機２の計算機本体２_１、インターフェース７Ａ_２、リプレース用ＬＡＮ５、インターフェース７Ｂ_２を経て新設管理用計算機４_１にオンラインで入力する。

運転データｄ１、ｄ２、…ｄｎはその後データファイル４_２に収録される。なお、既設管理用計算機２のデータファイル２_２に長期に亘って格納されている過去の収録データは、例えば、約２秒周期で矢印ｄｅの如く、計算機本体４_１、インターフェース７Ａ_２、リプレース用ＬＡＮ５、インターフェース７Ｂ_２を経てオンラインで新設管理用計算機４_１に入力され、データファイル４_２に収録される。

（５）ところで、＃１制御用計算機１_１、＃２制御用計算機１_２、…＃ｎ制御用計算機１_ｎは、各々２〜３年周期で保守整備のために一時的に稼動を停止する必要がある。ここでは、♯ｎ制御用計算機１_ｎが他機に先駆けて保守整備の時期が到来したものとして説明する。

この場合、今までインターフェースとして機能していなかった７Ｂ_１および６_ｎ２にインターフェースの機能を持たせ、同時に今までインターフェースとしての機能を果たしていた６_ｎ１を第１ＬＡＮ３_１としての単なる接続用アダプタとなるように接続変更する。

この結果、図３の過程説明図で示すように、♯ｎ制御用計算機１_ｎの運転データｄｎは、約１分周期でインターフェース６_ｎ２から第２ＬＡＮ３_２に送出され、この第２ＬＡＮ３_２、インターフェース７Ｂ_１を経て新設管理用計算機４の計算機本体４_１にオンラインで入力され、データファイル４_２に収録される。

一方、＃１制御用計算機１_１、＃２制御用計算機１_２の運転データｄ１、ｄ２は、今までどおり約１分周期でインターフェース６_１１、６_２１から第１ＬＡＮ３_１に送出され、第１ＬＡＮ３_１、インターフェース７Ａ_１を経由してゲートウェイとしてとして機能する既設管理用計算機２の計算機本体２_１に入り、インターフェース７Ａ_２、リプレース用ＬＡＮ５、インターフェース７Ｂ_２を経て新設管理用計算機４_１に入力され、データファイル４_２に収録される。

（６）次に、♯２制御用計算機１_２の停止時期が到来した場合について説明する。
今まで、インターフェースとして機能していなかった６_２２をインターフェースとして機能させ、同時に今までインターフェースとして機能していた６_２１を第１ＬＡＮ３_１の接続用アダプタとなるように接続変更する。

この結果、図４の過程説明図で示すように、♯２制御用計算機１_２の運転データｄ２は、インターフェース６_２２から約１分周期で第２ＬＡＮ３_２に送出され、さらにこの第２ＬＡＮ３_２からインターフェース７Ｂ_１を経て新設管理用計算機４_１にオンラインで入力され、データファイル４_２に収録される。以後、♯２制御用計算機１_２の運転データｄ２はこのルートで新設管理用計算機４_１に入力され、データファイル４_２に収録される。なお、♯ｎ制御用計算機１_ｎの運転データｄｎは前述同様、インターフェース６_ｎ２から第２ＬＡＮ３_２に送出され、この第２ＬＡＮ３_２、インターフェース７Ｂ_１を経て新設管理用計算機４の計算機本体４_１にオンラインで入力され、データファイル４_２に収録される。

一方、♯１制御用計算機１_１の運転データｄ１は、これまでと同様に約１分周期でインターフェース６_１１から第１ＬＡＮ３_１に送出され、第１ＬＡＮ３_１、インターフェース７Ａ_１を経由してゲートウェイとしての管理用計算機２の計算機本体２_１、インターフェース７Ａ_２、リプレース用ＬＡＮ５、インターフェース７Ｂ_２を経て新設管理用計算機４_１に入力され、データファイル４_２に収録される。

（７）次に、残り一つの♯１制御用計算機１_１の停止時期が到来した場合について説明する。
今まで、インターフェースとして機能していなかった６_１２をインターフェースとして機能させ、同時にインターフェースとして機能していた６_１１を第１ＬＡＮ３_１の単なる接続用アダプタとなるように接続変更する。

この結果、図５の過程説明図で示すように、制御用計算機１_１の運転データｄ１は、約１分周期でインターフェース６_２１から第２ＬＡＮ３_２に送出され、第２ＬＡＮ３_２、インターフェース７Ｂ_１を経て新設管理用計算機４_１に入力され、データファイル４_２に収録される。

このとき、他の制御計算機１_２、・・・１_ｎは上記説明と同様、それぞれインターフェース６_２２、・・・６_ｎ２から約１分周期でＬＡＮ３_２に送出され、インターフェース７Ｂ_１を経て新設管理用計算機４_１に入力され、データファイル４_２に収録される。

このようにして、既設管理用計算機２に接続している♯１制御計算機、♯２制御計算機、…♯ｎ制御計算機が全くなくなり、最新の運転データが新設管理用計算機４に移行され、既設管理用計算機２のデータファイル２_２に長期間収録されたデータが新設管理用計算機４に移行された後は、グラフ表示機能や解析機能は新設管理用計算機で行えるため、既設管理用計算機２の撤去することで、既設管理計算機２のリプレースが完了する。

以上述べたように、本実施の形態では、既設管理用計算機２をリプレースするにあたり、イーサネットＬＡＮの予備芯を用いて、第２ＬＡＮを構成し、この第２ＬＡＮに新設管理用計算機４を接続し、第１ＬＡＮに接続していた各制御用計算機を停止時機到来の都度第２ＬＡＮに接続先を変更することで、全ての制御用計算機の運転データを既設管理用計算機から新設管理用計算機にデータ受信先に変更することができる。例えば、上述のように、＃ｎのプラントが週末停止のために停止するときに＃ｎ制御計算機１_ｎのみを第２ＬＡＮ３_２に接続先を替え、残りの＃１、＃２のプラントが３ヶ月後に接続先を替えたいといった事情がある場合に、＃１、＃２のプラントの運転データは、リプレース用ＬＡＮ５を介して既設管理用計算機２から新設管理用計算機４にデータ伝送されるために、常に新設管理用計算機４に発電所全てのプラントのデータが収録できる。この結果、本実施の形態によれば、新設管理用計算機の機能の稼動が早期に行え、かつ制御用計算機の接続先変更を即座に変更するのではなく、プラントの状況に応じて接続先を順次変更するので、他の制御計算機に影響を与えずに短期間のうちに移行することができ、しかも、リプレース時期がいつでも実施可能になる。

また、本実施の形態によれば、既設管理用計算機２に収録されている過去の長期収録データを電子媒体に吸上げて新設管理用計算機４に復元することなく、オンラインで過去の長期収録データを新設管理用計算機４に保存することができる。

（実施の形態２）（伝送手順変換器を備えたもの）
次に、図６を用いて本発明の実施の形態２を説明する。
図６は本発明の管理用計算機のリプレース方式に係る実施の形態２の構成図である。本実施の形態は、前述の実施の形態１に対して、任意の制御計算機１_２の伝送プロトコルが新設管理用計算機４や他の♯１制御計算機１_１、♯２制御計算機１_ｎのように標準規格ではなく一台だけ特殊な規格である場合に、当該特殊な伝送プロトコルの♯２制御計算機１_２とイーサネットＬＡＮ３の第２ＬＡＮ３_２との間に伝送プロトコル変換器８を介挿させ、管理用計算機や他の制御計算機の伝送プロトコルに合わせるようにしたことを特徴としたものであり、その他の構成は同じであるので説明を省略する。

本実施の形態によれば、伝送プロトコルが他とは異なった制御計算機をイーサネットＬＡＮ３に接続しようとする場合、当該制御計算機１_２を伝送プロトコル変換器８を介してＬＡＮ３に接続するようにしたので、伝送プロトコル変換器８が特殊伝送から新設管理用計算機４で対応可能な伝送プロトコルに変換することで特殊伝送プロトコルの制御計算機を有する発電所のリプレースも可能にすることができる。

なお、以上述べた本発明の実施の形態では、データ伝送路としてイーサネットＬＡＮを例にあげて説明したが、イーサネットに限定されるものではない。また、多芯のケーブルまたは光ファイバーの予備芯を用いて、第２ＬＡＮを構成するようにしたが、これに限定されるものではなく、第１ＬＡＮとは構造的に独立した金属ケーブルまたは光ファイバーを新たに敷設して第２ＬＡＮを構成するようにしてもよい。

さらに、既設管理用計算機の計算機本体にアプリケーションプログラムをインストール替わりにハードウェアを交換することにより、既設管理用計算機をゲートウェイとして機能させるようにしてもよい。

本発明の実施の形態１に係る管理用計算機のリプレース方法を示す構成図。本発明の実施の形態１に係る過程説明図。本発明の実施の形態１に係る過程説明図。本発明の実施の形態１に係る過程説明図。本発明の実施の形態１に係る過程説明図。本発明の実施の形態２に係る管理用計算機のリプレース方法を示す構成図。

符号の説明

１_１、１_２、…１_ｎ；♯１、♯２、…♯ｎ制御計算機、２；既設管理用計算機、２_１；既設管理用計算機、２_２；データファイル、３；データ伝送路（イーサネットＬＡＮ）、３_１；第１のデータ伝送路（第１ＬＡＮ）、３_２；第２のデータ伝送路（第２ＬＡＮ）、４；新設管理用計算機、４_１；新設管理用計算機、４_２；データファイル、５；リプレース用データ伝送路（リプレース用ＬＡＮ）、６；インターフェース、７；インターフェース、８；伝送プロトコル変換器。

Claims

プラントを監視制御する複数の制御計算機と、各制御計算機からプラントの運転データを収集して保存し、データ管理を行う既設管理用計算機と、前記各制御計算機と既設管理用計算機とを接続する第１のデータ伝送路と、前記既設管理用計算機のリプレース時に新たに設置される新設管理用計算機と、前記既設管理用計算機のリプレース時に使用される第２のデータ伝送路と、前記既設管理用計算機と新設管理用計算機とを接続するリプレース用データ伝送路とを備え、
前記既設管理用計算機のリプレース時に当該既設管理用計算機をゲートウェイとして機能させて各制御計算機から送出されるプラントの運転データを前記第１のデータ伝送路、既設管理用計算機およびリプレース用データ伝送路を経て新設管理用計算機に入力し収録することを特徴とする管理用計算機のリプレース方法。
既設管理用計算機の計算機本体にアプリケーションプログラムをインストールして当該計算機本体をゲートウェイとして機能させることを特徴とする請求項１記載の管理用計算機のリプレース方法。
既設管理用計算機に既に収録されている過去の収録データを、リプレース用データ伝送路を介して新設管理用計算機へ過去の収録データを伝送させて、既設管理用計算機の全てのデータをオンラインで新設管理用計算機へ移すことを特徴とする請求項１記載の管理用計算機のリプレース方法。
多芯の金属ケーブルまたは光ファイバーを用いて前記第１のデータ伝送路および第２のデータ伝送路とを構成することを特徴とする請求項１記載の管理用計算機のリプレース方法。
停止時期が到来した制御計算機から前記第１のデータ伝送路から第２のデータ伝送路に順次繋ぎ替えていくことを特徴とする請求項１または４のいずれかに記載の管理用計算機のリプレース方法。
制御用計算機と新設管理用計算機の伝送プロトコルとが対応しない場合、当該制御計算機の伝送プロトコルを新設管理用計算機の伝送プロトコルに対応するように、当該制御計算機と第２のデータ伝送路との間に伝送プロトコル変換器を介在させることを特徴とする請求項４に記載の管理用計算機のリプレース方法。