JP2007317056A

JP2007317056A - プラント情報処理システム

Info

Publication number: JP2007317056A
Application number: JP2006147782A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Okita; 直幸沖田; Susumu Okuno; 晋奥野
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2006-05-29
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2007-12-06
Also published as: US20080005515A1

Abstract

【課題】煩雑な作業を要することなく、フィールド機器の最新データに容易にアクセスすることができるプラント情報処理システムを提供する。
【解決手段】ユーザ定義オブジェクト指定手段４３は、データに対するユーザのアクセスを、ユーザ定義オブジェクトの指定として受け付ける。アクセス手段４４は、ユーザ定義オブジェクト指定手段４３によるアクセスの受け付けに応じ、指定された当該ユーザ定義オブジェクトに対応する物理オブジェクトを対応付け手段４２を用いて取得し、取得された当該物理オブジェクトを用いて、対応する上記データにアクセスする。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラントに配置されたフィールド機器のデータを取り扱うプラント情報処理システムに関する。

業務情報としてのフィールド機器のデータをユーザに提供するためのプラント情報処理システムが知られている。図４は、従来のプラント情報処理システムの構成例を示すブロック図である。図４に示すように、情報サーバ９は、オブジェクト指向データベースを応用したサーバであり、フィールド機器１のデータを蓄積する記憶部９１と、データ収集部９２と、アクセスインタフェース９３とを備える。

図５に示すように、業務情報は「タンク」、「タンク水位」などのオブジェクトと、オブジェクトを結合するリファレンス（例えば、リファレンス５２）により表現される。オブジェクトは業務情報の要素を表現し、フィールド機器１，１，・・・のデータに対応する。リファレンスはオブジェクト間の関連を示す。

情報サーバ９は、データ収集部９２を介してフィールドコントローラ２，２，・・・からフィールド機器１，１，・・・のデータを定周期で収集し、記憶部９１に格納する。

ユーザは端末装置６を用いてフィールド機器１，１，・・・のデータにアクセスすることができる。ユーザは業務情報の要素であるオブジェクトを指定して、データへのアクセスを要求する。端末装置６からデータへのアクセス要求を受けた場合、アクセスインタフェース９３は記憶部９１に格納されているデータを端末装置６に返す。

特許文献１には、フィールド機器から取得したフィールド情報をデータベースに保存して管理する統合管理システムが記載されている。

特開２００２−４１１３９号公報

図４に示すプラント情報処理システムでは、フィールドコントローラ２，２，・・・と、記憶部９１の両方でフィールド機器１，１，・・・のデータを格納している。プラント操業に必要なフィールド機器１，１，・・・のデータは逐次変化しており、その値はリアルタイムにフィールドコントローラ２，２，・・・が管理している。しかし、記憶部９１のデータの値が実際のデータの値と一致するのはデータが収集された時点のみであり、他のタイミングでは、両者の値が食い違うという問題がある。また、膨大なフィールド機器１，１，・・・のデータを格納するため、記憶部９１に巨大な記憶容量が必要となる。

また、ユーザの業務には複数の視点が存在するため、業務情報は複雑な多元構造となり、ユーザが最初から多元構造を構築する際に煩雑な作業を余儀なくされる。さらに、従来のシステムでは、業務情報として構造化されたオブジェクトを指定してフィールド機器１，１，・・・のデータにアクセスする必要があり、ユーザがアクセスしたいデータについては、すべてのデータについて業務情報に構造化する必要がある。このため、本来、業務情報として構造化する必要のないデータについても、煩雑な作業を強いられるという問題がある。

本発明の目的は、煩雑な作業を要することなく、フィールド機器の最新データに容易にアクセスすることができるプラント情報処理システムを提供することにある。

本発明のプラント情報処理システムは、プラントに配置されたフィールド機器のデータを取り扱うプラント情報処理システムにおいて、業務情報を表現するドメインとして、ユーザにより定義されるユーザ定義ドメインを格納するドメイン格納部と、前記ドメイン格納部に格納された前記ユーザ定義ドメインのユーザ定義オブジェクトと、前記データを特定する物理オブジェクトとを対応付ける対応付け手段と、前記データに対するユーザのアクセスを、前記ユーザ定義オブジェクトの指定として受け付けるユーザ定義オブジェクト指定手段と、前記ユーザ定義オブジェクト指定手段によるアクセスの受け付けに応じ、指定された当該ユーザ定義オブジェクトに対応する前記物理オブジェクトを前記対応付け手段を用いて取得し、取得された当該物理オブジェクトを用いて、対応する前記データにアクセスするアクセス手段と、を備えることを特徴とする。
このプラント情報処理システムによれば、ユーザ定義オブジェクト指定手段によるアクセスの受け付けに応じ、指定された当該ユーザ定義オブジェクトに対応する物理オブジェクトを対応付け手段を用いて取得し、取得された当該物理オブジェクトを用いて、対応するデータにアクセスするので、常に、最新のデータにアクセスできる。

前記物理オブジェクトのアドレスを格納するアドレス格納手段を備え、前記アクセス手段は、当該物理オブジェクトのアドレスを前記アドレス格納手段から取得し、取得された当該アドレスを用いて、対応する前記データにアクセスしてもよい。

前記ユーザ定義ドメインの設定を受け付けて、その前記ユーザ定義ドメインを前記ドメイン格納部に格納するドメイン設定受付手段を備えてもよい。

フィールド機器のデータに対するユーザのアクセスを、前記物理オブジェクトの指定として受け付ける物理オブジェクト指定手段を備え、前記アクセス手段は、前記物理オブジェクト指定手段によるアクセスの受け付けに応じ、指定された当該物理オブジェクトを用いて対応する前記データにアクセスしてもよい。

本発明のプラント情報処理システムによれば、ユーザ定義オブジェクト指定手段によるアクセスの受け付けに応じ、指定された当該ユーザ定義オブジェクトに対応する物理オブジェクトを対応付け手段を用いて取得し、取得された当該物理オブジェクトを用いて、対応するデータにアクセスするので、常に、最新のデータにアクセスできる。

以下、図１〜図３を参照して、本発明によるプラント情報処理システムの一実施形態について説明する。

図１は本実施形態のプラント情報処理システムの構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態のプラント情報処理システムは、プラントに配置されたフィールド機器１，１，・・・を制御するフィールドコントローラ２，２，・・・と、制御バス３を介してフィールドコントローラ２，２，・・・に接続された情報サーバ４と、情報バス５を介して情報サーバ４に接続された端末装置６，６，・・・とを備える。

本実施形態のプラント情報処理システムは、端末装置６，６，・・・からの要求に応じて、種々の業務情報を端末装置６，６，・・・に提供する。ここで、業務情報とは、フィールド機器１，１，・・・のデータ（パラメータ値）をユーザの業務視点で構造化したものを指す。例えば、プラント管理に必要な設備構成上の視点で、あるいは特定製品の製造に必要な製造プロセス上の視点で、フィールド機器１，１，・・・のデータを構造化することができる。後述するように、情報サーバ４は、オブジェクト指向データベースを応用して、フィールド機器１，１，・・・のデータをオブジェクトとして管理する。

図１に示すように、情報サーバ４は、業務情報を表現するドメインとして、ユーザにより定義されるユーザ定義ドメインを格納するドメイン格納部４１と、ドメイン格納部４１に格納された上記ユーザ定義ドメインの要素であるユーザ定義オブジェクトと、フィールド機器１，１，・・・のデータを特定する物理オブジェクトとを対応付ける対応付け手段４２と、上記データに対するユーザのアクセスを、上記ユーザ定義オブジェクトの指定として受け付けるユーザ定義オブジェクト指定手段４３と、ユーザ定義オブジェクト指定手段４３によるアクセスの受け付けに応じ、指定された当該ユーザ定義オブジェクトに対応する物理オブジェクトを対応付け手段４２を用いて取得し、取得された当該物理オブジェクトを用いて、対応する上記データにアクセスするアクセス手段４４と、上記物理オブジェクトのアドレスを格納するアドレス格納手段４５と、上記ユーザ定義ドメインの設定を受け付けて、そのユーザ定義ドメインをドメイン格納部４１に格納するドメイン設定受付手段４６と、フィールド機器１，１，・・・のデータに対するユーザのアクセスを、上記物理オブジェクトの指定として受け付ける物理オブジェクト指定手段４７と、を構成する。

図２は、物理ドメインおよびユーザ定義ドメインの概念を示す図である。

図２において、物理ドメインはフィールドコントローラ２で管理されるフィールド機器１，１，・・・のデータの写像を表現し、アドレス格納手段４５に格納される。物理ドメインはフィールドコントローラ２ごとに対応して存在する。フィールド機器１，１，・・・のデータはオブジェクト（物理オブジェクト）として表現される。図２において、物理オブジェクトとして、オブジェクト「ＬＩ１０１」およびオブジェクト「ＦＩ１０１」が示されている。これらのオブジェクトはフィールドコントローラ２で管理されるフィールド機器１，１，・・・のデータへのポインタのみを持ち、値は持たない。ポインタは、個々の物理オブジェクト（フィールド機器１，１，・・・のデータ）のアドレスを示す。

物理ドメインの構造は、オブジェクト間の関連を規定するリファレンスにより表現される。図２では、オブジェクト「ＬＩ１０１」およびオブジェクト「ＦＩ１０１」を連結するリファレンス５１が示されている。

物理ドメインは各フィールドコントローラ２の記憶装置に記述されており、フィールドコントローラ２にアクセスすることで、対応する物理ドメインのオブジェクトおよびリファレンスを構築できる。物理ドメインはユーザのエンジニアリングを必要とせず、システム構築に際して既定される。

物理ドメインのオブジェクトが持つポインタは、アドレス格納手段４５へのアクセスにより取得できる。

図２において、ユーザ定義ドメインは業務情報を表現する。ユーザ定義ドレインはユーザの業務の視点ごとに存在し、ユーザが任意に定義できる。業務情報の要素は、オブジェクト（ユーザ定義オブジェクト）として表現される。図２において、ユーザ定義オブジェクトとして、オブジェクト「タンク」、オブジェクト「タンク水位」、オブジェクト「ポンプ」およびオブジェクト「ポンプ流量」が示されている。ユーザ定義ドメインの構造、すなわち業務情報の構造は、オブジェクト間の関連を規定するリファレンスにより表現される。図２では、オブジェクト「タンク」およびオブジェクト「タンク水位」を連結するリファレンス５２、オブジェクト「タンク」およびオブジェクト「ポンプ流量」を連結するリファレンス５３等が示されている。

ユーザ定義ドメインの設定は、端末装置６に対するユーザの操作に従ってドメイン設定受付手段４６により受け付けられ、設定されたユーザ定義ドメインはドメイン格納部４１に格納される。ユーザは、ドメイン設定受付手段４６を介して、ユーザ定義ドメインのオブジェクトおよびリファレンスを自由に構成できる。

図２に示すように、業務情報の要素を指すユーザ定義オブジェクトと、これに対応する物理オブジェクトとは、バインディングによって結合される。例えば、図２において、オブジェクト「タンク水位」およびオブジェクト「ＬＩ１０１」はバインディング５５により、オブジェクト「ポンプ流量」およびオブジェクト「ＦＩ１０１」はバインディング５６により、それぞれ結合されている。バインディングによって結合されたオブジェクトは、同一のオブジェクトとして扱われる。このバインディングによる対応付けは、対応付け手段４２へのアクセスにより認識される。バインディングの設定は、端末装置６を介するユーザの操作により行うことができる。

図３は本実施形態のプラント情報処理システムにおいて、端末装置６から業務情報へのアクセスが要求された場合の動作を示すフローチャートである。

図３のステップＳ１では、ユーザ定義オブジェクト指定手段４３によるアクセスの受け付けがあったか否か判断する。業務情報に対しアクセスする場合、ユーザは端末装置６に対する所定の操作を行うことで、ユーザ定義オブジェクト指定手段４３に対し、対応するユーザ定義オブジェクトを指定することができる。ユーザ定義オブジェクト指定手段４３が、端末装置６からユーザ定義オブジェクトの指定を受け付けた場合、ステップＳ１の判断が肯定される。

ステップＳ１の判断が肯定されればステップＳ１Ａへ進み、判断が否定されればステップＳ２へ進む。

ステップＳ１Ａでは、ユーザ定義オブジェクト指定手段４３に対し指定されたユーザ定義オブジェクト（ステップＳ１）を取得し、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３では、対応付け手段４２へのアクセスにより、ユーザ定義オブジェクト指定手段４３に対して指定されたユーザ定義オブジェクト（ステップＳ１）に対応付けられた物理オブジェクトを取得する。例えば、ユーザ定義オブジェクト指定手段４３に対しオブジェクト「タンク水位」が指定された場合、バインディング５５によってオブジェクト「タンク水位」に結合されているオブジェクト「ＬＩ１０１」（図２）を取得し、ステップＳ４へ進む。

一方、ステップＳ２では、物理オブジェクト指定手段４７によるアクセスの受け付けがあったか否か判断する。業務情報に対しアクセスする場合、ユーザは端末装置６に対する所定の操作を行うことで、物理オブジェクト指定手段４７に対し、対応する物理オブジェクトを指定することができる。物理オブジェクト指定手段４７が端末装置６から物理オブジェクトの指定を受け付けた場合、ステップＳ２の判断が肯定される。

ステップＳ２の判断が肯定されればステップＳ２Ａへ進み、判断が否定されればステップＳ１へ戻る。ステップＳ２Ａでは、物理オブジェクト指定手段４７に対し指定された物理オブジェクト（ステップＳ２）を取得し、ステップＳ４へ進む。

次に、ステップＳ４では、アドレス格納手段４５へのアクセスにより、ステップＳ３またはステップＳ２Ａで取得された物理オブジェクトのポインタを取得する。

次に、ステップＳ５では、ステップＳ４で取得されたポインタにアクセスすることで、対応するフィールドコントローラ２から当該物理オブジェクトに対応するフィールド機器１のデータの値を取得する。次に、ステップＳ６では、フィールドコントローラ２から取得された当該データの値を情報サーバ４から端末装置６に返し、ステップＳ１へ戻る。

このように、本実施形態のプラント情報処理システムでは、端末装置６からの要求に応じて、その都度、フィールドコントローラ２にアクセスしている。このため常に、端末装置６に提供されるデータと、実際のフィールド機器１が保有するデータとが一致する。

また、本実施形態のプラント情報処理システムでは、ユーザの要求を受け付ける情報サーバ４と、フィールド機器１のデータの値を格納するフィールドコントローラ２とを分離しており、情報サーバ４にはポインタのみを格納し、データの値を格納しない。このため、情報サーバ４の記憶容量を肥大させることがない。

本実施形態のプラント情報処理システムでは、ユーザ定義ドメインと、物理ドメインを両立している。このため、ユーザが任意に定義した業務情報と、フィールドコントローラ２，２，・・・が管理するデータの写像の両方をユーザに提供できる。ユーザは、ユーザ定義オブジェクトを指定してフィールド機器１のデータにアクセスすることができるとともに、物理オブジェクトを指定して当該データにアクセスすることもできる。また、複数の業務視点をそれぞれのユーザ定義ドメインとして分離することで、業務内容の異なる個々のユーザに対する業務支援を行うことができる。さらに、業務視点に従って構造化する必要がないデータに関しては、物理ドメインが提供するデータの写像を提供すれば充分なため、業務情報を作成する工数を低減できる。

本実施形態のプラント情報処理システムでは、ユーザ定義ドメインと、物理ドメインとをバインディングにより対応付けることで、業務情報を構築している。このため、ユーザは、物理ドメインをベースとして、ユーザ定義ドメインを自由に構築できる。また、複数の業務視点をそれぞれのユーザ定義ドメインとして表現し、個々のユーザ定義ドメインを分離することで、業務情報の作成が容易となる。なお、ユーザ定義ドメインの構築に際して、すでに作成された別のユーザ定義ドメインをベースとして、新たなユーザ定義ドメインを設定することもできる。

バインディングを利用して、時系列データを統合することもできる。例えば、フィールド機器のプロセス値などの現在値、ヒストリカルデータ、予測データを同一オブジェクトからのバインディングで統合することで、時系列データとして関連付けることができる。

また、リファレンスに属性を付加することで、オブジェクト間の関連の意味づけを表現できる。例えば、日付や回数等を属性として付加できる。

また、プラントの階層をユーザ定義ドメインとして作成することにより、設備階層の統合が可能となる。

以上のように、本発明のプラント情報処理システムによれば、ユーザ定義オブジェクト指定手段によるアクセスの受け付けに応じ、指定された当該ユーザ定義オブジェクトに対応する物理オブジェクトを対応付け手段を用いて取得し、取得された当該物理オブジェクトを用いて、対応するデータにアクセスするので、常に、最新のデータにアクセスできる。また、ユーザ定義ドメインと、物理ドメインを両立させることで、ユーザが任意に定義した業務情報と、フィールドコントローラが管理するデータの写像の両方をユーザに提供できる。

本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、プラントに配置されたフィールド機器のデータを取り扱うプラント情報処理システムに対し、広く適用することができる。

本実施形態のプラント情報処理システムの構成を示すブロック図。物理ドメインおよびユーザ定義ドメインの概念を示す図。端末装置から業務情報へのアクセスが要求された場合の動作を示すフローチャート。従来のプラント情報処理システムの構成例を示すブロック図。業務情報の構造を示す図。

符号の説明

４情報サーバ
４１ドメイン格納部
４２対応付け手段
４３ユーザ定義オブジェクト指定手段
４４アクセス手段
４５アドレス格納手段
４６ドメイン設定受付手段
４７物理オブジェクト指定手段

Claims

プラントに配置されたフィールド機器のデータを取り扱うプラント情報処理システムにおいて、
業務情報を表現するドメインとして、ユーザにより定義されるユーザ定義ドメインを格納するドメイン格納部と、
前記ドメイン格納部に格納された前記ユーザ定義ドメインの要素であるユーザ定義オブジェクトと、前記データを特定する物理オブジェクトとを対応付ける対応付け手段と、
前記データに対するユーザのアクセスを、前記ユーザ定義オブジェクトの指定として受け付けるユーザ定義オブジェクト指定手段と、
前記ユーザ定義オブジェクト指定手段によるアクセスの受け付けに応じ、指定された当該ユーザ定義オブジェクトに対応する前記物理オブジェクトを前記対応付け手段を用いて取得し、取得された当該物理オブジェクトを用いて、対応する前記データにアクセスするアクセス手段と、
を備えることを特徴とするプラント情報処理システム。
前記物理オブジェクトのアドレスを格納するアドレス格納手段を備え、
前記アクセス手段は、当該物理オブジェクトのアドレスを前記アドレス格納手段から取得し、取得された当該アドレスを用いて、対応する前記データにアクセスすることを特徴とする請求項１に記載のプラント情報処理システム。
前記ユーザ定義ドメインの設定を受け付けて、その前記ユーザ定義ドメインを前記ドメイン格納部に格納するドメイン設定受付手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のプラント情報処理システム。
フィールド機器のデータに対するユーザのアクセスを、前記物理オブジェクトの指定として受け付ける物理オブジェクト指定手段を備え、
前記アクセス手段は、前記物理オブジェクト指定手段によるアクセスの受け付けに応じ、指定された当該物理オブジェクトを用いて対応する前記データにアクセスすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラント情報処理システム。