JP2007233891A - プラント監視制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】データ欠損および性能計算中断による計算結果欠落を回避して、確実な運転記録保存を行うことができるプラント監視制御装置を提案する。
【解決手段】プラントの制御を行う制御装置と、データ収集および保存を行うとともに、性能計算および保存を行うサーバと、サーバに収集されたデータおよび性能計算結果の表示を行い、制御装置を介してプラントの制御を行うオペレータステーションとを備え、制御装置は、サーバ停止時には、サーバ停止中にサーバが収集のできなぃデータを収集して演算し、保存する一時データ保存・演算手段を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラント監視制御装置に関し、データバックアップ機能付き監視制御装置に係る。

例えば原子力プラントの放射性廃棄物処理装置においては、従来は、制御装置と監視用計算機で構成された監視制御システム（例えば、特許文献１参照）が用いられていたが、近年では、制御装置（ＰＬＣ）、オペレータステーション（ＯＰＳ）、サーバ（ＳＶＲ）およびプリンタで構成される分散制御システム（ＤＣＳ）が採用されるようになった（例えば、特許文献２参照）。この分散制御システム（ＤＣＳ）は、安価でシステム構築が容易なシステムである。

図７を用いて、従来の監視制御装置の構成の概要を説明する。

制御装置（ＰＬＣ）２０は、プラント各機器１０およびセンサからの信号を入出力処理する入出力処理部２１や、オペレータステーション（ＯＰＳ）４０との間の信号を送受信する伝送処理部２３を有し、機器やセンサからの信号およびオペレータステーション（ＯＰＳ）からの信号に基づいて、監視制御を行うためのロジック演算を行い、その演算結果に基づいて、シーケンス制御を行うシーケンス制御部２２を有する。

オペレータステーション（ＯＰＳ）４０は、制御装置（ＰＬＣ）２０から送信される信号に基づいて、プラント状態を表示するプラント状態表示手段４３および４５を有し、プラントを監視・操作するとともに、伝送処理部４１を有し、プラント運転のための操作指令信号を制御装置（ＰＬＣ）２０へ送信する。

上記オペレータステーション（ＯＰＳ）４０は、サーバ（ＳＶＲ）３０にて収集されたデータを、トレンドグラフ表示またはイベントログ表示したり、計算結果の印字要求を行う表示要求手段を有している。

サーバ（ＳＶＲ）３０は、プラント１０の運転記録を行うものであり、イベントログ・トレンドグラフ処理部３５１を有し、プラント１０のプロセス量のデータ、プラントが発生した警報および機器状態変化などのイベントデータの収集を行い、保存する。

また、サーバ（ＳＶＲ）３０は、性能計算処理部３０１を有し、性能計算処理部３０１は、収集したデータに基づいて、プラント運転の性能計算を行い、プラントの運転実績を処理して、保存する。

また、保守ツール７０は、ネットワーク５０を介して、制御装置（ＰＬＣ）２０、サーバ（ＳＶＲ）３０およびオペレータステーション（ＯＰＳ）４０の保守を行う。

このサーバ（ＳＶＲ）３０は、通常二重化等の冗長構成がなされており、複数台のうち１台以上でも稼動している場合は、全台の間でデータ引継ぎ機能が稼動されて、各収集・計算データの整合性を保っている。

次に、図７を用いて、従来のプラント監視制御装置の動作を説明する。
上述したように、従来のプラント監視制御装置は、制御装置（ＰＬＣ）２０、情報処理装置（以下、サーバ（ＳＶＲ））３０、オペレータステーション（ＯＰＳ）４０、ネットワーク５０、プリンタ６０、保守ツール７０から構成されている。このようなプラント監視制御装置では、プラント監視制御が、以下の流れに従って行われている。

まず、制御装置（ＰＬＣ）２０が、プラント１０の各設備機器に取り付けられたセンサから、状態量を入出力処理部２１に取り込む。

取り込まれた状態量に基づいて、シーケンス制御部２２が、監視制御ロジック演算を行い、その演算結果に基づいて、入出力処理部２１を介して、プラント１０の制御を行う。

一方、シーケンス制御部２２は、上述の演算結果を、伝送処理部２３を介して、ネットワーク５０へ伝送する。

そこで、サーバ（ＳＶＲ）３０は、制御装置（ＰＬＣ）２０からの伝送データを、サーバ（ＳＶＲ）３０内の伝送処理部３１を介して受信し、以下の処理を実施する。

まず、サーバ（ＳＶＲ）３０内の性能計算処理部３０１においては、性能計算処理手段３０３が、性能計算に必要なデータを選択し、性能計算を行い、その計算結果および計算途中データを性能計算データベース３０４に保存する。

ここで、オペレータステーション（ＯＰＳ）４０内の性能計算表示要求/印字・表示手段４５からの表示/印字要求があれば、性能計算表示・印字処理手段３０５が、性能計算データベース３０４からデータを選択しで先の性能計算表示要求/印字・表示手段４５へ伝送し、性能計算表示要求/印字・表示手段４５は、このデータを表示するかまたはプリンタ６０へ印字出力する。

つぎに、サーバ（ＳＶＲ）３０内のイベントログ・トレンドグラフ処理部３５１においては、イベントログ・トレンドグラフ収集処理手段３５３が、イベントログ・トレンドグラフ収集に必要なデータを選択し収集し、その結果をイベントログ・トレンドグラフデータベース３５４に保存する。

ここで、オペレータステーション（ＯＰＳ）４０内のイベントログ・トレンドグラフ表示/印字要求・表示手段４３からの表示/印字要求があれば、イベントログ・トレンドグラフ表示・印字処理手段３５５が、イベントログ・トレンドグラフデータベース３５４からデータを選択し、イベントログ・トレンドグラフ表示/印字要求・表示手段４３へ伝送し、イベントログ・トレンドグラフ表示/印字要求・表示手段４３は、このデータを表示するかまたはプリンタ６０へ印字出力する。

つぎに、オペレータステーション（ＯＰＳ）４０は、その内の伝送処理部４１を介して、ネットワーク５０に接続され、制御装置（ＰＬＣ）２０内の伝送処理部２３およびサーバ（ＳＶＲ）３０内の伝送処理部３１を介して、制御装置（ＰＬＣ）２０およびサーバ（ＳＶＲ）３０とデータの送受信を行う。

なお、保守ツール７０は、ネットワーク５０を介して、制御装置（ＰＬＣ）２０、サーバ（ＳＶＲ）３０およびオペレータステーション（ＯＰＳ）４０の保守を行う。

また、上述のサーバ（ＳＶＲ）３０は、通常二重化等の冗長構成がされているので、複数台のうち１台以上でも稼動している場合には、全台の間でデータ引継ぎ機能が稼動される。これにより、各収集および計算データの整合性が保たれている。
特開平９−１６２１２号公報 特開２００４−１９９５２８号公報

上述した分散制御システム（ＤＣＳ）におけるサーバ（ＳＶＲ）は、入出力信号データの追加、性能計算の計算式変更や基本ソフトウェアの書換えなどの処理を行う場合には、処理の前後でソフトが不一致であれば、異常動作が発生する。異常動作の発生を防止するためには、サーバ（ＳＶＲ）を停止して、ソフトの整合性を図る必要がある。そのため、サーバ（ＳＶＲ）の停止期間中は、データ収集の欠損や性能計算の中断が避けられない。

例えば、原子力プラントの放射性廃棄物処理装置においては、サンプリングポンプなど全自動運転を行っている機器があり、それらの機器のプロセス量が常時変化している。

このように、現在の技術では、サーバ（ＳＶＲ）の全台停止時には、データ記録、計算処理が中断されるので、収集データの欠損及び性能計算の中断による計算結果の欠落が発生する。

本発明は、サーバ（ＳＶＲ）の全台停止時における上記のようなデータ欠損及び性能計算中断に対して、サーバ停止期間中のデータ収集及び性能計算を継続することができるデータバックアップ機能付きプラント監視制御装置を提案し、データ欠損及び性能計算中断による計算結果欠落を回避して、確実な運転記録保存を行うことを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のプラント監視制御装置は、プラントの制御を行う制御装置と、データ収集および保存を行うとともに、性能計算および保存を行うサーバと、サーバに収集されたデータおよび性能計算結果の表示を行い、制御装置を介してプラントの制御を行うオペレータステーションとを備え、制御装置は、サーバ停止時には、サーバ停止中にサーバが収集のできなぃデータを収集して演算し、保存する一時データ保存・演算手段を有することを特徴とする。

本発明のプラント監視制御装置によれば、データ欠損及び性能計算中断による計算結果の欠落を回避して、確実に運転記録を保存することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、後述する各実施例において、実施例１の監視制御装置の構成要素と共通する同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。

図１を用いて実施例１を説明する。
図１は、本発明の実施例１に係るプラント監視制御装置の構成図である。
図１では、図７に示した従来のプラント監視制御装置の構成要素である制御装置（ＰＬＣ）２０が、サーバ（ＳＶＲ）バックアップ機能付き制御装置（ＰＬＣ）２０１に置き換えられている。図１のサーバ（ＳＶＲ）バックアップ機能付き制御装置（ＰＬＣ）２０１は、図７の制御装置（ＰＬＣ）２０に、サーバ（ＳＶＲ）全台停止検出部２１２、サーバＳＶＲ停止中バックアップデータ収集・演算処理部２１３、サーバ（ＳＶＲ）停止中バックアップデータ保存部２１４から成る一時データ保存・演算部２１１を追加した構成になっている。

なお、これ以降、サーバをＳＶＲ、オペレータステーションをＯＰＳ、プラント制御装置をＰＬＣと呼ぶ。

ＰＬＣにおいて、ＳＶＲ全台停止検出部２１２は、ＳＶＲバックアップ機能付きＰＬＣ２０１内の伝送処理部２３からネックワーク５０を介して、ＳＶＲ３０の稼動／停止状態を監視し、ＳＶＲ３０との伝送未送受信等により異常を検出し、ＳＶＲ全台停止を検出する。

ＳＶＲ停止中バックアップデータ収集・演算処理部２１３は、ソフトウェア処理を行うものであり、ＳＶＲ全台停止検出部２１２が、ＳＶＲ全台停止を検出した時、ＳＶＲ３０の機能であるイベントログデータ・トレンドグラフのデータ収集や性能計算のバックアップをするために、シーケンス制御部２２から受け取ったデータに基づいて、データ収集や性能計算などの演算処理を行う。

この演算処理結果は、磁気ディスクやメモリ装置などの記憶装置を用いたＳＶＲ停止中バックアップデータ保存部２１４に保存される。

保存されたデータは、ＳＶＲ３０の再起動後、保守ツール７０を用いて、外部記憶媒体を介して、イベントログ・トレンドグラフ表示・印字処理３５５に読み込まれる。これにより、収集データの欠損部分を補完することができる。

このように、本実施例においては、ＳＶＲバックアップ機能付きＰＬＣ２０１により、プラント１０が運転中であり、ＰＬＣ２０も稼動状態であり、さらに、ＳＶＲ３０が改造等で全台停止しなければならない状態になっても、連続した運転記録を残すことができる。

図２を用いて実施例２を説明する。
図２は、図１に示したＳＶＲバックアップ機能付きＰＬＣ２０１内において、一時データ保存・演算手段２１１を、データ再送信機能付き一時データ保存手段２２１に置換えた構成になっている。図２のデータ再送信機能付き一時データ保存手段２２１は、図１の一時データ保存・演算手段２１１に、イベントログデータ・トレンドグラフデータ再送信処理部２１５を追加したものである。

本実施例では、まず、実施例１と同様に、ＳＶＲバックアップ機能付きＰＬＣ２０１において、ＳＶＲ全台停止検出部２１２がＳＶＲ３０の全台停止を検出した場合に、ＳＶＲ停止中バックアップデータ収集・演算処理部２１３が、ＳＶＲ３０の機能停止中に収集できないイベントログデータ・トレンドグラフデータを収集し、演算処理して、イベントログ・トレンドグラフＳＶＲ停止中用データとして、ＳＶＲ停止中バックアップデータ保存部２１４に保存する。

つぎに、新たに設けられたイベントログデータ・トレンドグラフデータ再送信処理部２１５は、ＳＶＲ全台停止検出部２１２が、ＳＶＲ３０がＳＶＲ全台停止から復旧されて起動したことを検出した時、または、ＳＶＲ３０からの送信要求を受信した時、ＳＶＲ停止中バックアップデータ保存部２１４に保存されたイベントログ・トレンドグラフＳＶＲ停止中用データを、サーバＳＶＲ３０へ送信する。

ＳＶＲ３０は、この送信されたデータをイベントログ・トレンドグラフ収集処理手段３５３において受信し、ＳＶＲ３０が停止していた期間中のデータとして、イベントログ・トレンドグラフデータべース３５４へ書き込む。

従来は、イベントログ・トレンドグラフデータは、サーバＳＶＲ停止中には収集不可能であり、データ欠損が発生していた。

これに対して、本実施例によれば、イベントログ・トレンドグラフデータベースに書き込まれたデータが、欠損のないデータとして保存されることになる。

図３を用いて本発明の実施例３を説明する。
図３は、図２に示すＳＶＲ３０内において、性能計算処理部３０１を、再計算機能付き性能計算処理部３３１に置換えた構成となっている。図３の再計算機能付き性能計算処理部３３１は、図２の性能計算処理部３０１に、再性能計算処理手段３０６を追加したものである。

通常の性能計算処理では、ＳＶＲ３０内の伝送処理部３１から入力される信号を、リアルタイムで計算処理しているので、ＳＶＲ３０が停止した時には、性能計算が中断される。そこで、ＳＶＲ３０が復旧した後には、停止期間中の計算値が反映されない。

これに対して、本実施例では、実施例２に示した機能により、欠損したデータ部分が補完されたイベントログ・トレンドグラフデータべース３５４に基づいて、再性能計算を行う再性能計算処理手段３０６を新たに設けている。

ＳＶＲ３０が復旧した後に、オペレータが要求すると、再性能計算処理手段３０６が、性能計算の再計算を行う。再計算処理後には、性能計算処理手段３０３は、再計算処理に引続き性能計算を行う。

本実施例によれば、性能計算の再計算処理により、サーバＳＶＲ停止により性能計算が中断されても、計算結果に欠損が起こることを回避することができる。

図４を用いて実施例４を説明する。
図４は、図１に示すＳＶＲ３０内において、性能計算処理部３０１を、データ送信機能付き性能計算処理部３４１に置換えた構成となっている。図４のデータ送信機能付き性能計算処理部３４１は、図１の性能計算処理部３０１に、性能計算データ送信処理手段３０７を追加したものである。

本実施例では、ＳＶＲ３０内のデータ送信機能付き性能計算処理部３４１において、性能計算データ送信処理手段３０７が、性能計算データベース３０４に随時保存している性能計算途中のデータを、定周期またはＳＶＲ停止実行前にＳＶＲバックアップ機能付きＰＬＣ２０１へ送信する。

送信されたデータは、ＳＶＲ３０内の伝送処理部３１、ネットワーク５０およびＰＬＣ２０１内の伝送処理部２３を介して、一時データ保存機能２１１内のＳＶＲ全台停止信号２１２に受信され、ＳＶＲ停止中バックアップデータ収集・演算処理部２１３において、性能計算中データとして処理され、処理された結果が、ＳＶＲ停止中バックアップデータ保存部２１４に保存される。

本実施例によれば、サーバＳＶＲの停止やプログラム変更により、性能計算データベース３０４が欠損しても、ネットワークを介して、ＳＶＲ３０において計算し保存していた性能計算のデータを、ＳＶＲバック機能付き制御装置ＰＬＣ２０１に伝送し、ＳＶＲ停止中バックアップデータ保存部２１４に保存しておくことにより、性能計算データの欠損を回避することができる。

なお、ＳＶＲ停止中バックアップデータ保存部２１４に保存されたデータを復元するには、請求項１の実施例と同様な方法により、保存されたデータを性能計算データベース３０４に書き込めばよい。

図５を用いて実施例５を説明する。
図５は、図４に示したＳＶＲバックアップ機能付きＰＬＣ２０１が、それが１台だけ接続された監視制御システムＤＳＣにおいて、一時データ保存・演算部２１１を、性能計算機能付き一時データ保存部２５１に置換えた構成となっている。図５の性能計算機能付き一時データ保存部２５１は、図４の一時データ保存・演算部２１１に、ＳＶＲ停止中バックアップ性能計算再送信処理手段２１６を追加したものである。

本実施例では、ＳＶＲ３０の停止がＳＶＲ全台停止検出部２１２により検出された時に、ＳＶＲ停止中のバックアップとするために、ＳＶＲ停止中バックアップデータ収集・演算処理部２１３が、データを保存しているＳＶＲ停止中バックアップデータ保存部２１４のデータに基づいて、性能計算を継続して行う。

その性能計算によって発生する計算途中データを、再びＳＶＲ停止中バックアップデータ保存部２１４に保存する。

ＳＶＲ停止中には、この処理を繰返し、性能計算の中断が発生することを回避する。

ＳＶＲ３０が復旧され、ＳＶＲ全台停止検出部２１２により、ＳＶＲ３０の復旧が検出された時には、ＳＶＲ停止中バックアップ性能計算再送信処理２１６が、ＳＶＲ停止中バックアップデータ保存部２１４に保存された性能計算中データを、伝送処理部２３およびネットワーク５０を介して、ＳＶＲ３０へ送信する。

送信されたデータは、ＳＶＲ３０内の性能計算処理手段３０３によって処理され、性能計算データベース３０４に格納される。これにより、ＳＶＲ３０が停止期間中でも、性能計算は継続されることになる。

本実施例によれば、ＰＬＣ２０１が、ＳＶＣ３０の代替として、性能計算処理を行うことにより、サーバＳＶＲの停止期間中の性能計算中断を回避することができる。

図６を用いて実施例６を説明する。
図６は、図５に示したＳＶＲバックアップ機能付きＰＬＣ２０１が、複数台接続された監視制御システムＤＳＣにおいて、１台のＳＶＲバックアップ機能付きＰＬＣ２０１が、選択される。選択されたＳＶＲバックアップ機能付きＰＬＣ２０１の内部の性能計算機能付き一時データ保存部２５１を、複数系統間性能計算機能付き一時データ保存部２６１に置換えた構成となっている。図６の複数系統間性能計算機能付き一時データ保存部２６１は、図５の性能計算機能付き一時データ保存部２５１に、他系統からのデータ取得を行う複数系統間性能計算処理部２１７を追加したものである。

本実施例でも、ＳＶＲ３０停止時に、実施例５の機能により性能計算を実施するが、複数のＰＬＣが接続された監視制御システムにおいては、複数系統にまたがる性能計算を実施する場合があり、実施例５に示す単独のＰＬＣ毎の性能計算処理では計算ができない。

これに対して、本実施例では、複数系統間性能計算処理部２１７が、複数系統にまたがる性能計算を実施するＰＬＣとして選択的に（例えば稼動中のＰＬＣステーション番号の若い順に従い）決定され、ＰＬＣ間相互の通信を行う。

さらに、複数系統間性能計算処理部２１７が、その計算を実施するための他のＰＬＣのデータを、ＰＬＣ内伝送処理部２３を介して、ＳＶＲ停止期間中、性能計算のバックアップ処理を行うＳＶＲ停止中バックアップデータ収集・演算処理部２１３に入力して、ＳＶＲ停止期間中の性能計算を継続させる。

性能計算中のデータは、実施例５と同様に、ＳＶＲ停止中バックアップデータ保存部２１４に保存され、ＳＶＲ復旧後に、ＳＶＲ３０へ伝送される。その結果、性能計算を継続することができる。

なお、他系統に依存しない性能計算については、実施例５と同様に、単独のＰＬＣにて性能計算を実施し、ＳＶＲ復旧後に、ＳＶＲ３０へ計算中データを送信し、性能計算を継続させることができる。

本実施例によれば、複数台のＰＬＣが接続された監視制御システムにおいて、複数系統間にまたがる性能計算を、一台のＰＬＣが代表として行うことにより、ＳＶＲ停止期間中の性能計算中断が回避され、継続した性能計算を行うことができる。

本発明の実施例１の構成図である。 本発明の実施例２の構成図である。 本発明の実施例３の構成図である。 本発明の実施例４の構成図である。 本発明の実施例５の構成図である。 本発明の実施例６の構成図である。 従来技術例の構成図である。

符号の説明

１０…プラント、２０…ＰＬＣ、２１…入出力処理部、２２…シーケンス制御部、２３…ＰＬＣ内伝送処理部、３０…ＳＶＲ、３１…ＳＶＲ内伝送処理部、４０…ＯＰＳ、４１
…ＯＰＳ内伝送処理部、４３…イベントログ・トレンドグラフ表示/印字要求・表示手段、 ４５…性能計算表示/印字要求・表示手段、５０…ネットワーク、６０…プリンタ、７０…保守ツール、２０１…ＳＶＲバックアップ機能付きＰＬＣ、２１１…一時データ保存・演算部、２１２…ＳＶＲ全台停止検出部、２１３…ＳＶＲ停止中バックアップデータ収集・演算処理部、２１４…ＳＶＲ停止中バックアップデータ保存部、２１５…イベントログデータ・トレンドグラフデータ再送信処理部、２１６…ＳＶＲ停止中バックアップ性能計算再送信処理手段、２１７…複数系統間性能計算処理部、２２１…データ再送信機能付き一時データ保存手段、２５１…性能計算機能付き一時データ保存部、２６１…複数系統間性能計算機能付き一時データ保存部、３０１…性能計算処理部、３０３…性能計算処理手段、３０４…性能計算データべース、３０５…性能計算表示・印字処理手段、３０６…再性能計算処理手段、３０７…性能計算データ送信手段、３３１…再性能計算処理付き性能計算処理手段、３４１…データ送信機能付き性能計算処理部、３５１…イベントログ・トレンドグラフ処理部、３５３…イベントログ・トレンドグラフ収集処理手段、３５４…イベントログ・トレンドグラフデータべース、３５５…イベントログ・トレンドグラフ表示・印字処理手段。

Claims (7)

1. プラントの制御を行う制御装置と、
   データ収集および保存を行うとともに、性能計算および保存を行うサーバと、
   前記サーバに収集されたデータおよび性能計算結果の表示を行い、前記制御装置を介してプラントの制御を行うオペレータステーションとを備え、
   前記制御装置は、前記サーバ停止時には、サーバ停止中にサーバが収集のできなぃデータを収集して演算し、保存する一時データ保存・演算手段を有することを特徴とするプラント監視制御装置。
2. 前記制御装置は、サーバ復帰後には、保存したデータをサーバへ送信するデータ再送信機能付き一時データ保存手段を有することを特徴とする請求項１に記載のプラント監視制御装置。
3. 前記サーバは、該サーバ停止時に中断した性能計算を、該サーバ復帰後に、前記制御装置から送信され、該サーバ内のデータベースに保存された該サーバ停止期間中のデータに基づいて再計算し、性能計算結果を補完し、性能計算を継続させる再性能計算処理手段を、
   さらに有することを特徴とする請求項２に記載のプラント監視制御装置。
4. 前記サーバは、該サーバにて行っている性能計算の計算データを、定周期または該サーバ停止処理前に前記制御装置へ送信して、該制御装置に保存する性能計算データ送信処理手段を、
   さらに有することを特徴とする請求項１に記載のプラント監視制御装置。
5. 前記制御装置は、プラント運転中に前記サーバが停止した場合に、該制御装置内に保存された性能計算のデータに基づいて性能計算を実行し、サーバ復旧、該性能計算結果を該サーバに送信するサーバ停止中バックアップ性能計算再送信処理手段を、
   さらに備えたことを特徴とする請求項４に記載のプラント監視制御装置。
6. 複数台の前記制御装置が接続された前記プラント監視制御装置であって、
   前記制御装置において、選択された１台の制御装置が、他の制御装置からのデータにより複数系統にまたがる性能計算を実施する複数系統間性能計算処理部を、
   さらに備えたことを特徴とする請求項５に記載のプラント監視制御装置。
7. サーバがデータ収集および保存を行うとともに、性能計算および保存を行い、
   前記サーバに収集されたデータおよび性能計算結果の表示を行い、
   サーバ停止時には、サーバ停止中にサーバが収集のできないデータを、制御装置が収集して演算し、保存することを特徴とするプラント監視制御方法。

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