JP2007236093A - 伝送試験装置および制御システムの更新方法 - Google Patents

伝送試験装置および制御システムの更新方法 Download PDF

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Abstract

【課題】制御システムに含まれる制御装置を更新に要する時間を短くし、設定作業のミスを低減する。
【解決手段】ネットワーク6を介して互いに接続された複数の制御装置1,2のうち、ある更新対象制御装置1を更新する際に、更新対象制御装置1から送信される送信信号と、送信信号に対して非更新対象制御装置2および入出力装置3が受信する受信信号との対応関係を記憶する記憶手段9bと、記憶手段9bに記憶された情報に基づいて更新対象制御装置1から送信される信号を模擬した模擬信号を生成するCPU9aと、ネットワーク6を介して非更新対象制御装置2に模擬信号を伝送する伝送インターフェース9eと、記憶手段9bに記憶された情報に基づいて、模擬信号、および、模擬信号に対応する受信信号を表示する表示手段9cと、を有すること伝送試験装置9を用いる。
【選択図】図1

Description

本発明は、制御システムの更新に用いる伝送試験装置および制御システムの更新方法に関する。
発電所に設置されるデジタル制御システムは、制御演算を行なう複数の制御装置、センサーからの入力や現場機器への出力を行なう入出力装置、および、これらを相互に接続するネットワークを有している。
制御装置は、入出力装置および他の制御装置からネットワークを経由して入力される信号に基づいて制御演算を行い、その結果を、ネットワークを経由して他の制御装置および入出力装置に伝送する。
入出力装置は、センサーから入力装置を介して入力された入力信号を、ネットワークを経由して制御装置に伝送する。また、入出力装置は、ネットワークを経由して受信した信号を受け取り、現場機器に出力する。
複数の制御装置のうち、ある制御装置を更新する場合には、非更新対象の制御装置は、更新対象の制御装置からの信号も用いて制御演算を行なっていることから、非更新対象の制御装置で制御を継続するためには、更新対象の制御装置からの伝送信号が異常な状態になっても、制御を継続するための処置が必要である。
そこで、たとえば、ネットワークに接続された信号模擬装置に、作業員が模擬状態と模擬値を入力し、信号模擬装置では入力に従い非更新対象の制御装置に対して模擬切替信号と模擬信号を送信する方法がある。
また、特許文献1には、模擬送受信データを設定する機能を持たせた制御装置が記載されている。
特開平11−262199号公報
一般に、制御システムに含まれる制御装置を更新する際には、更新制御装置から送信される伝送信号に対する受信信号の模擬設定を、作業員がリストを確認しながら行っている。また、伝送健全性確認試験における模擬と結果確認や、模擬解除時の更新装置における演算結果の確認も作業員が行っている。このため、更新に要する時間が長くなり、また、設定作業のミスを誘発するおそれがあるという課題がある。
そこで、本発明は、制御システムに含まれる制御装置を更新に要する時間を短くし、設定作業のミスを低減することを目的とする。
上記目的を解決するため、本発明は、ネットワークを介して伝送される信号に基づいて機器を制御する複数の制御装置と、外部信号を受信して前記ネットワークを経由して伝送し、前記ネットワークを経由して伝送される信号を受信して外部に出力する入出力装置とを有する制御システムで、前記複数の制御装置のうちの一部を更新対象制御装置として更新するときに用いる伝送試験装置において、前記更新対象制御装置から送信される送信信号と、前記送信信号に対して前記更新対象制御装置以外の制御装置である非更新対象制御装置および前記入出力装置が受信する受信信号との対応関係を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて前記更新対象制御装置から送信される信号を模擬した模擬信号を生成する信号生成手段と、前記ネットワークを介して前記非更新対象制御装置に前記模擬信号を伝送する伝送インターフェースと、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて、前記模擬信号、および、前記模擬信号に対応する前記受信信号を表示する表示手段と、を有することを特徴とする。
また、本発明は、制御システムにおいて、ネットワークと、前記ネットワークを介して伝送される信号に基づいて機器を制御する複数の制御装置と、外部信号を受信して前記ネットワークを経由して伝送し、前記ネットワークを経由して伝送される信号を受信して外部に出力する入出力装置と、前記複数の制御装置のうちの一部を更新対象制御装置とし、前記更新対象制御装置から送信される送信信号と、前記送信信号に対して前記更新対象制御装置以外の制御装置である非更新対象制御装置および前記入出力装置が受信する受信信号との対応関係を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて前記更新対象制御装置から送信される信号を模擬した模擬信号を生成する信号生成手段と、前記ネットワークを介して前記非更新対象制御装置に前記模擬信号を伝送する伝送インターフェースと、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて、前記模擬信号、および、前記模擬信号に対応する前記受信信号を表示する表示手段と、を有することを特徴とする。
また、本発明は、ネットワークを介して伝送される信号に基づいて機器を制御する複数の制御装置と、外部信号を受信して前記ネットワークを経由して伝送し、前記ネットワークを経由して伝送される信号を受信して外部に出力する入出力装置とを有する制御システムで、前記複数の制御装置のうちの一部を更新対象制御装置として更新する制御システムの更新方法において、前記更新対象制御装置から送信される送信信号と、前記送信信号に対して前記更新対象制御装置以外の制御装置である非更新対象制御装置および前記入出力装置が受信する受信信号との対応関係を記憶手段に記憶させる記憶工程と、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて前記更新対象制御装置から送信される信号を模擬した模擬信号を生成する信号生成工程と、前記ネットワークを介して前記非更新対象制御装置に前記模擬信号を伝送する伝送工程と、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて、前記模擬信号、および、前記模擬信号に対応する前記受信信号を表示する表示工程と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、制御システムに含まれる制御装置を更新に要する時間を短くし、設定作業のミスを低減することができる。
本発明に係る伝送試験装置、および、これを用いたデジタル制御システムの更新方法の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
[第1の実施の形態]
図1は本発明に係る第1の実施の形態における更新時のデジタル制御システムのブロック図である。
デジタル制御システムは、制御演算を行なう複数の制御装置1,2、入出力装置3、およびこれらを相互に接続し、信号を伝送するネットワーク6を有している。複数の制御装置1,2のうち、更新される制御装置を更新対象制御装置1、更新対象制御演算装置1以外の制御装置を非更新対象制御装置と呼ぶこととする。
更新対象制御装置1は、制御演算回路1aと、この制御演算回路1aに接続された伝送送信バッファ1cおよび伝送受信バッファ1bを有している。また、非更新対象制御装置も、制御演算回路2aと、この制御演算回路2aに接続された伝送送信バッファ2cおよび伝送受信バッファ2bを有している。非更新対象制御装置2の制御演算回路2aと伝送受信バッファ2aの間には、信号模擬回路2dが挿入されている。
入出力装置3は、入力部3g、出力部3f、伝送出力バッファ3c、および、伝送受信バッファ3bを有している。入出力装置3の伝送出力バッファ3cは入力部3gに接続されていて、入力部3gにはセンサー7が接続されている。また、入出力装置3の伝送入力バッファ3cは出力部3fに接続されていて、出力部3fには現場機器8が接続されている。
更新対象制御装置1、非更新対象制御装置2および入出力装置3の伝送出力バッファ1c,2c,3cおよび伝送受信バッファ1b,2b,3bは、それぞれネットワーク6に接続されている。
入出力装置3に、入力部3gを介して入力されたセンサー7からの信号は、伝送出力バッファ3cに転送され、ネットワーク6を経由して制御装置1,2に伝送される。制御装置1,2は、他の制御装置2,1および入出力装置3からネットワーク6を経由して伝送される信号を、伝送受信バッファ1b、2bに取り込む。伝送受信バッファ1b,2bに取り込まれた信号は、制御演算回路1a,2aに転送され、この信号を用いて制御演算回路1a,2aで制御演算を行う。制御演算の結果は、伝送送信バッファ1c,2cに転送され、ネットワーク6を経由して、他の制御装置2,1および入出力装置3に伝送される。入出力装置3は、ネットワーク6を経由して伝送される信号を、伝送受信バッファ3bに取り込み、この信号を出力装置3fに転送し、現場機器8に出力する。
次に、このようなデジタル制御システムに含まれる更新対象制御装置1を更新する場合について説明する。
非更新対象制御装置2では更新対象制御装置1から伝送される信号も用いて制御演算を行なっている。このため、更新対象制御装置1を更新する際に、非更新対象制御装置2で制御を継続するためには、更新対象制御装置1から伝送される信号が異常な状態になっても、その影響を受けずに制御を継続する処置が必要となる。そこで、更新対象制御装置1の更新に際して、デジタル制御システムのネットワーク6に伝送試験装置9を接続する。
伝送試験装置9は、相互に接続されたCPU9a、記憶手段9b、表示部9c、入力部9d、および、伝送インターフェース9eを有している。伝送試験装置9は、伝送インターフェース9eを介して、ネットワーク6に接続されている。
伝送試験装置9の記憶手段9bには、更新対象制御装置1の伝送送信バッファ1cの信号と非更新対象制御装置2の伝送受信バッファ2bの信号との対応、および、入出力装置3において模擬する端子番号との対応、さらに、各信号の模擬状態を予めデータベース化して、保存しておく。
図2は、実施形態1の伝送試験装置9の記憶手段に格納されるデータベースの一例を示す表である。
作業員が入力装置9dから開始信号を入力すると、CPU9aは記憶部9bに格納されたデータベースに基づいて、伝送インターフェース9eおよびネットワーク6を経由して、非更新対象制御装置2に模擬切替信号10と模擬信号11を自動的に送信する。非更新対象制御装置2の信号模擬回路2dは、伝送受信バッファ2bを介して模擬切替信号10を受け取ると、制御演算回路2aに対して模擬信号11を伝達するように切り替えられる。
つまり、模擬切替信号10を受信した非更新対象制御装置2においては、更新対象制御装置1から伝達された信号を、伝送受信バッファ2bで受け取っても、その信号は制御演算回路2aには伝達されない。代わりに、更新対象制御装置1に伝達される信号を模擬した模擬信号11が制御演算回路2aに伝達される。このため、非更新対象制御装置2は、更新対象制御装置1から送信される信号に影響を受けなくなる。
また、表示部9cには、伝送試験装置9から送信されている模擬信号11と非更新対象制御装置2および入出力装置3が受信する受信信号の対応など、記憶部9bに格納されたデータベースに含まれる情報が表示される。
作業員は、表示部9cに表示された情報に基づいて、入出力装置3の出力部3fの端子台で、現場機器8との接続を短絡または開放することにより、更新対象制御装置1から送信される信号が変化しても影響を受けないように、ハード模擬を実施する。
このような本実施の形態により、非更新対象制御装置2における受信信号の模擬および入出力装置3における端子番号を認識するために要する時間の短縮が図れる。また、データベース化により、設定ミスの防止が図れる。
[第2の実施の形態]
図3は、本発明に係る第2の実施の形態における更新時のデジタル制御システムのブロック図である。
本実施の形態の伝送試験装置9は、保守装置間インターフェース9fを有している。この保守装置間インターフェース9fは、CPU9a、記憶手段9b、表示部9c、入力部9d、および、伝送インターフェース9eと相互に接続されている。また、保守装置間インターフェース9fは保守装置5に接続されていて、保守装置5は非更新対象制御装置2の伝送受信バッファ2bに接続されている。
伝送試験装置9などを用いて、非更新対象制御装置2および入出力装置3と更新対象制御装置1との伝送インターフェースの健全性を確認するため、非更新対象制御装置2および入出力装置3と更新対象制御装置1との間の伝送取り合い試験である伝送健全性確認試験を行う。
図4は、実施形態2の伝送試験装置9の記憶手段に格納されるデータベースの一例を示す表である。
このデータベースの内容は、表示装置9cに表示される。作業員は、表示装置9cに表示された内容を確認し、模擬する状態を入力装置9dから入力する。
CPU9aは、入力装置9dに入力された状態に従い、伝送インターフェース装置9eおよびネットワーク6を経由して非更新対象制御装置1に模擬切替信号10および模擬信号11を送信する。非更新対象制御装置1の信号模擬回路1dは、制御演算回路1aからの演算結果と模擬信号11の切替を行なうことによって、伝送送信バッファ1cに対し該当信号の模擬を行なう。
また、保守装置5で更新対象制御装置2の伝送受信バッファ2bの状態を入力し、さらに保守装置間インターフェース装置9fを経由して伝送受信バッファ2bの状態をCPU9aに入力する。CPU9aは、記憶装置9bに格納したデータベースにしたがって、入力した更新対象制御装置2の伝送受信バッファ2bの状態と、非更新対象制御装置1の伝送送信バッファ1cに模擬したデータを比較し、合致しているかを自動判断する。この判断結果は、記憶装置9b内のデータベースに記憶される。
本実施の形態により、伝送健全性確認試験の実施時間を短縮でき、記憶したデータを試験の成績として試験後に使用することができる。またデータベース化することにより設定ミスの防止を図ることができる。
また、伝送試験装置9で入力装置9dから作業員による試験開始の入力を可能としてもよい。
この場合、CPU9aは、作業員が入力した試験開始指令により、データベースにしたがって、順次伝送インターフェース装置9eおよびネットワーク6を経由して、更新対象制御装置1に模擬切替信号10および模擬信号11を送信する。更新対象制御装置1の信号模擬回路1dは、制御演算回路1aからの演算結果と模擬信号11の切替を行なうことにより伝送送信バッファ1cに対し該当信号の模擬を行なう。また、保守装置5および保守装置間インターフェース装置9f経由で入力した非更新対象制御装置2の伝送受信バッファ2bの状態と、更新対象制御装置1の伝送送信バッファ1cに模擬したデータを順次比較し、合致しているかを自動判断する。
この判断結果を、記憶装置9b内のデータベースに判定結果を記憶させておくことにより、伝送健全性確認試験の実施時間をさらに短縮することもできる。
[第3の実施の形態]
図5は、本発明に係る第3の実施形態における更新時のデジタル制御システムのブロック図である。
本実施の形態の伝送試験装置9も、保守装置間インターフェース9fを有している。この保守装置間インターフェース9fは、CPU9a、記憶手段9b、表示部9c、入力部9d、および、伝送インターフェース9eと相互に接続されている。また、保守装置間インターフェース9fは保守装置5に接続されていて、保守装置5は更新対象制御装置1の伝送受信バッファ1bおよび伝送送信バッファ1cに接続されている。
伝送試験装置9の記憶装置9bには、更新対象制御装置1の制御演算回路1aを模擬する演算模擬回路を記憶しておく。CPU9aでは制御装置1の伝送受信バッファ1bの状態を保守装置5および保守装置間インターフェース装置9fを経由して入力する。この入力された情報を用いて、記憶装置9b内に記憶した制御演算回路1aの演算模擬回路にしたがって演算を行なう。この演算の結果は、演算結果予測として記憶装置9bに記憶される。
さらに、CPU9aは、保守装置5および保守装置間インターフェース装置9fを経由して更新対象制御装置1の演算結果の出力である伝送送信バッファ1cの状態が入力され、記憶装置9bに記憶した演算結果予測と比較して合致しているかを自動判断する。
このような実施の形態では、更新対象制御装置2および入出力装置3での模擬解除の判断時間を短縮することができ、更新対象制御装置1の更新時間の短縮を図ることができる。また、模擬解除の判断を機械化することにより判断ミスの防止を図ることができる。
[第4の実施の形態]
図6は、本発明に係る第4の実施形態における更新時のデジタル制御システムのブロック図である。
本実施の形態の伝送試験装置9も、制御装置間インターフェース9gを有している。また、CPU9aの内部には、保守装置の機能を取り込んだ保守装置模擬手段5aを有している。制御装置間インターフェース9gは、CPU9a、記憶手段9b、表示部9c、入力部9d、および、伝送インターフェース9eと相互に接続されている。また、制御装置間インターフェース9gは、非更新対象制御装置2の伝送受信バッファ2bに接続されている。
本実施の形態では、第2および第3の実施の形態の保守装置5の機能を伝送試験装置9のCPU9a内に取り込んでいて、制御装置間インターフェース装置9gにより非更新対象制御装置2と接続し、非更新対象制御装置2の伝送受信バッファ2bの状態を入力している。これにより、保守装置5の設置を省略することができる。
なお、以上の説明は単なる例示であり、本発明は上述の各実施の形態に限定されず、様々な形態で実施することができる。また、各実施の形態の特徴を組み合わせて実施することもできる。
本発明に係る第1の実施の形態における、更新時のデジタル制御システムのブロック図である。 本発明に係る第1の実施の形態における、伝送試験装置の記憶手段に格納されるデータベースの一例を示す表である。 本発明に係る第2の実施の形態における、更新時のデジタル制御システムのブロック図である。 本発明に係る第2の実施の形態における、伝送試験装置の記憶手段に格納されるデータベースの一例を示す表である。 本発明に係る第3の実施の形態における、更新時のデジタル制御システムのブロック図である。 本発明に係る第4の実施の形態における、更新時のデジタル制御システムのブロック図である。
符号の説明
1…更新対象制御装置、2…非更新対象制御装置、3…入出力装置、1a,2a…制御演算回路、1b,2b,3b…伝送受信バッファ、1c,2c,3c…伝送出力バッファ、2d…信号模擬回路、3g…入力部、3f…出力部、5…保守装置、6…ネットワーク、7…センサー、8…現場機器、9…伝送試験装置、9a…CPU、9b…記憶手段、9c…表示手段、9d…入力手段、9e…伝送インターフェース、9f…保守装置間インターフェース、9g…制御装置間インターフェース

Claims (11)

  1. ネットワークを介して伝送される信号に基づいて機器を制御する複数の制御装置と、外部信号を受信して前記ネットワークを経由して伝送し、前記ネットワークを経由して伝送される信号を受信して外部に出力する入出力装置とを有する制御システムで、前記複数の制御装置のうちの一部を更新対象制御装置として更新するときに用いる伝送試験装置において、
    前記更新対象制御装置から送信される送信信号と、前記送信信号に対して前記更新対象制御装置以外の制御装置である非更新対象制御装置および前記入出力装置が受信する受信信号との対応関係を記憶する記憶手段と、
    前記記憶手段に記憶された情報に基づいて前記更新対象制御装置から送信される信号を模擬した模擬信号を生成する信号生成手段と、
    前記ネットワークを介して前記非更新対象制御装置に前記模擬信号を伝送する伝送インターフェースと、
    前記記憶手段に記憶された情報に基づいて、前記模擬信号、および、前記模擬信号に対応する前記受信信号を表示する表示手段と、
    を有することを特徴とする伝送試験装置。
  2. 前記信号生成手段は、前記非更新対象制御装置に前記模擬信号を用いて制御するように指示する模擬切替信号も生成するものであり、前記伝送インターフェースは前記模擬切替信号も伝送するものであることを特徴とする請求項1記載の伝送試験装置。
  3. 前記模擬信号が模擬する状態を入力する入力手段と、
    前記非更新対象制御装置が受信する信号を受け取って、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて、前記非更新対象制御装置が前記模擬信号に対応する前記受信信号を受け取っているか否かを判定する判定手段と、
    を有することを特徴とする請求項1または請求項2記載の伝送試験装置。
  4. 模擬開始の指令を入力する入力手段と、
    前記非更新対象制御装置が受信する信号を受け取って、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて、前記非更新対象制御装置が前記模擬信号に対応する前記受信信号を受け取っているか否かを判定する判定手段と、
    を有し、
    前記信号生成手段は、前記入力手段から前記模擬開始の指令が入力されると前記記憶手段に記憶された前記送信信号を順次模擬信号として設定していくものであることを特徴とする請求項1または請求項2記載の伝送試験装置。
  5. 前記更新対象制御装置が受信する更新対象制御装置受信信号を受け取り、前記更新対象制御装置受信信号を用いて前記更新対象制御装置の制御演算を模擬した制御信号を生成する模擬回路と、
    前記更新対象制御装置が送信する更新対象制御装置送信信号を受け取り、前記更新対象制御装置送信信号と前記制御信号とが整合するか否かを検知する検知手段と、
    を有することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の伝送試験装置。
  6. ネットワークと、
    前記ネットワークを介して伝送される信号に基づいて機器を制御する複数の制御装置と、
    外部信号を受信して前記ネットワークを経由して伝送し、前記ネットワークを経由して伝送される信号を受信して外部に出力する入出力装置と、
    前記複数の制御装置のうちの一部を更新対象制御装置とし、前記更新対象制御装置から送信される送信信号と、前記送信信号に対して前記更新対象制御装置以外の制御装置である非更新対象制御装置および前記入出力装置が受信する受信信号との対応関係を記憶する記憶手段と、
    前記記憶手段に記憶された情報に基づいて前記更新対象制御装置から送信される信号を模擬した模擬信号を生成する信号生成手段と、
    前記ネットワークを介して前記非更新対象制御装置に前記模擬信号を伝送する伝送インターフェースと、
    前記記憶手段に記憶された情報に基づいて、前記模擬信号、および、前記模擬信号に対応する前記受信信号を表示する表示手段と、
    を有することを特徴とする制御システム。
  7. ネットワークを介して伝送される信号に基づいて機器を制御する複数の制御装置と、外部信号を受信して前記ネットワークを経由して伝送し、前記ネットワークを経由して伝送される信号を受信して外部に出力する入出力装置とを有する制御システムで、前記複数の制御装置のうちの一部を更新対象制御装置として更新する制御システムの更新方法において、
    前記更新対象制御装置から送信される送信信号と、前記送信信号に対して前記更新対象制御装置以外の制御装置である非更新対象制御装置および前記入出力装置が受信する受信信号との対応関係を記憶手段に記憶させる記憶工程と、
    前記記憶手段に記憶された情報に基づいて前記更新対象制御装置から送信される信号を模擬した模擬信号を生成する信号生成工程と、
    前記ネットワークを介して前記非更新対象制御装置に前記模擬信号を伝送する伝送工程と、
    前記記憶手段に記憶された情報に基づいて、前記模擬信号、および、前記模擬信号に対応する前記受信信号を表示する表示工程と、
    を有することを特徴とする制御システムの更新方法。
  8. 前記非更新対象制御装置に前記模擬信号を用いて制御するように指示する模擬切替信号も生成する工程と、
    前記ネットワークを介して前記非更新対象制御装置に前記模擬切替信号を伝送する工程と、
    を有することを特徴とする請求項7記載の制御システムの更新方法。
  9. 前記模擬信号が模擬する状態を入力する工程と、
    前記非更新対象制御装置が受信する信号を受け取って、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて、前記非更新対象制御装置が前記模擬信号に対応する前記受信信号を受け取っているか否かを判定する判定工程と、
    を有することを特徴とする請求項7または請求項8記載の制御システムの更新方法。
  10. 模擬開始の指令を入力する工程と、
    前記非更新対象制御装置が受信する信号を受け取って、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて、前記非更新対象制御装置が前記模擬信号に対応する前記受信信号を受け取っているか否かを判定する判定工程と、
    前記判定工程で判定した結果を前記記憶手段に記憶させる工程と、
    を有し、
    前記信号生成工程は、前記模擬開始の指令が入力されると前記記憶手段に記憶された前記送信信号を順次模擬信号として設定していくものであることを特徴とする請求項7または請求項8記載の制御システムの更新方法。
  11. 前記更新対象制御装置が受信する更新対象制御装置受信信号を受け取り、前記更新対象制御装置受信信号を用いて前記更新対象制御装置の制御演算を模擬した制御信号を生成する工程と、
    前記更新対象制御装置が送信する更新対象制御装置送信信号を受け取り、前記更新対象制御装置送信信号と前記制御信号とが整合するか否かを検知する工程と、
    を有することを特徴とする請求項7ないし請求項10のいずれか1項記載の制御システムの更新方法。
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