JP2008108082A

JP2008108082A - プロセス制御システム

Info

Publication number: JP2008108082A
Application number: JP2006290601A
Authority: JP
Inventors: Kenji Torigoe; 研児鳥越
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2006-10-26
Filing date: 2006-10-26
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2026-10-26
Also published as: EP1916579B1; JP5083591B2; US7787967B2; CN101169655B; US20080133030A1; DE602007002539D1; EP1916579A1; CN101169655A

Abstract

【課題】システムへの負荷やエンジニアリングの負担を抑制しつつ、他のシステムで定義された機能ブロックを有効に利用できるプロセス制御システムを提供する。
【解決手段】対応付け手段は、他のプロセス制御システムで用いられる機能ブロックをデータアイテムと同列のデータとして、機能ブロックとデータアイテムとを予め対応付ける。定義情報生成手段２１は、データアイテムに対応付けられる機能ブロックの定義情報を、ＯＰＣブラウズ情報に基づいて予め生成する。情報処理実行手段１１は、対応付け手段による対応付けおよび定義情報生成手段２１により生成された定義情報を用いて所定の情報処理を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、他のシステムとの統合を図ることができるプロセス制御システムに関する。

例えば、同一のプラントで使用される他のプロセス制御システムを自らのプロセス制御システムに統合する方法ないし段階として、次のようなものが考えられる。

第１の方法として、図４（ａ）に示すように、ＳＣＡＤＡ（Supervisory Control And Data Acquisition system）などの汎用インターフェースを用いて他のシステムで用いられるデータの値をグラフィックに嵌め込むことで、自らのシステムと同様の操作監視画面９１を定義することができる。データにはＯＰＣ（OLE for Process Control）サーバ９２を介してアクセスする。

第２の方法は、図４（ｂ）に示すように、ＯＰＣゲートウェイ９５を介して、他のシステムで使用されるプロセスデータ等のパラメータを取り込む方法である。この場合、他のシステムで使用される個々のパラメータが、それぞれ個別のデータとして取り扱われ、監視端末において同様の操作監視画面９１が得られる。

第３の方法は、図５に示すように、ＯＰＣサーバ経由で収集した他のシステムのデータを、フィールドコントローラ９３上の写像ブロック（シャドウブロック）９４のデータとして管理する方法である。これにより、他のシステムにおける機能ブロック（ファンクションブロック）９６の単位でデータを管理することが可能となる。

特許文献１には、データアイテム名を用いて入力するデータの種類を定める分散型制御システムが記載されている。

特開平１１−１５４０１２号公報

しかし、第１の方法では、画面の定義に必要なデータの割り付け定義や表示位置の調整などのエンジニアリングが煩雑になる。また、他のシステムで用いられるデータを自らのシステムのデータとして取り込む仕組みがなく、これらのデータを自らのシステム内で利用できない。

また、第２の方法では、他の制御システムのすべてのデータがバラバラに取り扱われるため、機能ブロック単位でデータを管理することができない。また、自らのシステムで取り扱うことができるデータ点数の上限により、大量の機能ブロックのデータを一度に扱うことができない。

さらに、第３の方法では、接続する他の制御システム毎に専用の写像ブロックを作成しなければならない。また、アプリケーション容量が不足する問題が生じる。例えば、他の制御システムに存在する機能ブロックの数が、１台のフィールドコントローラで定義できる写像ブロックの数を超える可能性がある。さらに、定義された写像ブロックの全データを定周期で更新するため、ＯＰＣサーバ９２の負荷が増大するという問題もある。

本発明の目的は、システムへの負荷やエンジニアリングの負担を抑制しつつ、他のシステムで定義された機能ブロックを有効に利用できるプロセス制御システムを提供することにある。

本発明のプロセス制御システムは、プロセスデータを含むデータアイテムを用いてプロセス制御を実行するプロセス制御システムにおいて、他のプロセス制御システムで用いられる機能ブロックを前記データアイテムと同列のデータとして、前記機能ブロックと前記データアイテムとを予め対応付ける対応付け手段と、前記データアイテムに対応付けられる前記機能ブロックの定義情報を、ＯＰＣブラウズ情報に基づいて予め生成する定義情報生成手段と、前記対応付け手段による対応付けおよび前記定義情報生成手段により生成された前記定義情報を用いて所定の情報処理を実行する情報処理実行手段と、を備えることを特徴とする。
このプロセス制御システムによれば、他のプロセス制御システムで用いられる機能ブロックをデータアイテムと同列のデータとして、機能ブロックとデータアイテムとを予め対応付けるので、システムへの負荷やエンジニアリングの負担を抑制しつつ、他のシステムで定義された機能ブロックを有効に利用できる。

前記他のプロセス制御システムで用いられる機能ブロックの集合を定義したテンプレートを、ＯＰＣブラウズ情報に基づいて予め生成するテンプレート生成手段を備え、前記定義情報生成手段は、前記テンプレートを参照して前記定義情報を生成してもよい。

前記テンプレート生成手段は、ユーザによる前記テンプレートの編集を受け付けてもよい。

前記情報処理実行手段は、前記テンプレートに基づく画面表示を実行してもよい。

前記情報処理実行手段は、前記定義情報に基づく画面表示を実行してもよい。

本発明のプロセス制御システムによれば、他のプロセス制御システムで用いられる機能ブロックをデータアイテムと同列のデータとして、機能ブロックとデータアイテムとを予め対応付けるので、システムへの負荷やエンジニアリングの負担を抑制しつつ、他のシステムで定義された機能ブロックを有効に利用できる。

以下、図１〜図３を参照して、本発明によるプロセス制御システムの一実施形態について説明する。

図１は、本実施形態のプロセス制御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、本実施形態のプロセス制御システム１０は、プラントに分散配置されたフィールドコントローラ（不図示）を介して、フィールド機器群（不図示）を監視するプラント監視端末１と、種々のエンジニアリング業務を実行するためのエンジニアリングサーバ２と、を備える。

プロセス制御システム１０は、ゲートウェイ３およびＯＰＣサーバ４を介して他のプロセス制御システム５１，５２，・・・と接続される。

図１に示すように、プラント監視端末１は、情報処理実行手段１１を構成する。また、エンジニアリングサーバ２は、定義情報生成手段２１およびテンプレート生成手段２２を構成する。情報処理実行手段１１、定義情報生成手段２１およびテンプレート生成手段２２の機能については後述する。

プロセス制御システム１０は、フィールド機器のプロセスデータを含むデータアイテムを用いてプロセス制御を実行する。プロセス制御システム１０では、通常、各データアイテムを「タグ」として取り扱う。また、プロセス制御システム１０では、通常、複数のタグをグループとして用いた機能ブロックが定義される。

本実施形態のプロセス制御システムでは、他のプロセス制御システム５１，５２，・・・で使用される機能ブロック単位を１つのタグに対応付けて、機能ブロックをタグとして取り扱うことができる。

図２は、一つ機能ブロックのデータをバラバラに扱う個別データ参照方式（図２（ａ））と機能ブロック単位でデータを扱うタグデータ参照方式（図２（ｂ））の違いを説明する概念図である。図２（ａ）に示すように、従来はデータ１つずつにタグが割り当てられていたため、例えば、１つの機能ブロックのデータ数が５０個ある場合、１つの機能ブロックにつき５０個のタグ（データアイテム）を消費する。このため、仮に１０万点のデータがタグとしてアクセス可能であったとしても、２０００個の機能ブロックしか扱うことが出来ない。

これに対し、本発明のプロセス制御システムによれば、図２（ｂ）に示すように、一つ機能ブロックに１つのタグ（複数のデータアイテム）を割り付けるため、大量の機能ブロックを取り扱うことが可能となる。

次に、本実施形態のプロセス制御システムの動作について説明する。

エンジニアリングサーバ２の格納部２３には、計器情報テンプレートが格納される。計器情報テンプレートは、テンプレート生成手段２２により自動生成される。

図３は、プロセス制御システム１０に接続された他のプロセス制御システムごとに、そのシステムに存在する機能ブロックの計器情報テンプレートを自動生成する処理を示す図である。計器情報テンプレートには、当該システムに存在する機能ブロックを定義している。例えば、図３において、１つのシステムに対応した計器情報テンプレート６１には、そのシステムで使用される機能ブロックの種類６２ａ，６２ｂ，６３ｃ，・・・が示される。

テンプレート生成手段２２はＯＰＣサーバ４を介して得られたＯＰＣブラウズ情報に基づいて、個々のシステムについて計器情報テンプレートを生成し、予め格納部２３に格納しておく。

メーカーやタイプが共通するプロセス制御システムでは、同一の機能ブロックの組み合わせが用いられる場合もある。したがって、このような場合には、複数のシステムについて共通の計器情報テンプレートを流用することができ、個々のシステムごとに新たに計器情報テンプレートを生成する必要はない。

また、テンプレート生成手段２２は、ユーザによる計器情報テンプレートの編集を受け付ける。計器情報テンプレートを編集することで、プロセス制御システム１０から他のシステムの機能ブロックにアクセスする時のデータアイテム名の変更や、不要なデータの削除が可能とされている。

次に、タグリスト等を生成し、プラント監視端末１で他の制御システムの機能ブロックを操作監視するまでの処理を説明する。

エンジニアリングサーバ２の定義情報生成手段２１は、ＯＰＣサーバ４を介してブラウズ情報を読み出し、格納部２３の計器情報テンプレートを参照しながら、ＯＰＣアイテムＩＤの割り付け定義を含む設定情報とタグリストを作成する。設定情報およびタグリストは格納手段２４に格納される。

ここで、ＯＰＣアイテムＩＤの割り付け定義は、個々の機能ブロックについて、ＯＰＣアイテムＩＤと、プロセス制御システム１０におけるデータアイテム名とを対応付ける（図２（ｂ）参照）。このように、ＯＰＣアイテムＩＤの割り付け定義は、機能ブロックとデータアイテムとを対応付ける対応付け手段として機能する。

また、タグリストは、個々の機能ブロックごとに、プロセス制御システム１０におけるデータアイテム名と、その機能ブロック内で使用されるデータ（例えば、プロセスデータ）群とを対応付けている。ここで、タグリストは、機能ブロックの「定義情報」に対応する。

エンジニアリングサーバ２は、ゲートウェイ３の格納部３１にＯＰＣアイテムＩＤの割り付け定義を含む設定情報をダウンロードする。また、エンジニアリングサーバ２は、ゲートウェイ３の格納部３２に計器情報テンプレートをダウンロードする。

さらに、エンジニアリングサーバ２は、プラント監視端末１の格納部１２に、格納手段２４に格納されたタグリストと格納手段２３に格納された機能ブロック毎の画面表示定義とをダウンロードする。これにより、プラント監視端末１では、情報処理実行手段１１がタグリストおよび画面表示定義を参照することで、必要な画面を表示することができる。なお、画面表示定義をエンジニアリングすることにより、機能ブロックデータを表示するプラント監視端末１の画面構成（例えば、データの種類、フェースプレートの形式など）をカスタマイズすることができる。

この状態で、プラント監視端末１で機能ブロックのチューニング画面を展開すると、情報処理実行手段１１がゲートウェイ３にアクセスすることで、ＯＰＣサーバ４経由で他の制御システム５１，５２，・・・のデータが参照される。また、プラント監視端末１では、他の制御システム５１，５２，・・・の各機能ブロックを、機能ブロック単位で取り扱うことができる。この際、情報処理実行手段１１は、格納部３１の設定情報および格納部３２の計器情報テンプレートを適宜参照する。

以上のように、本実施形態のプロセス制御システムによれば、他のシステムの機能ブロックをタグとして取り扱うことができ、他の制御システムの機能ブロックの集合をタグの集合として管理できる。このため、他のシステムについても自らのシステムと同様、機能ブロックの単位で操作監視が可能となる。また、統一されたユーザインターフェースで他の制御システムの機能ブロックの操作監視が可能になる。

また、自らのシステムのタグと同様に、他のシステムの機能ブロックについてもアラームやアクセス権限など、タグが持つ属性を付加することが可能となる。さらに、自らのシステムで元々使用しているデータと、他のシステムのデータとを同様に取り扱うことができるため、例えば、両者のデータを組み合わせた新たな機能ブロックや演算処理の仕組みを構築することもできる。

ＯＰＣはオープンなインターフェースであり、そのプロトコルは共通であるが、取り交わすコンテキストは接続システムによって異なる。本実施形態のプロセス制御システムによれば、このようなコンテキストの違いを埋めることで、システムの統合化を図ることができる。

また、本実施形態のプロセス制御システムによれば、写像ブロックを用いる場合のように常時、データを更新することなく、データを必要なタイミングで参照する方式にしたことにより、大量の機能ブロックのデータを取り扱うことができると同時に、ＯＰＣサーバの負荷を軽減することができる。

また、ＯＰＣサーバのブラウズ機能で得られるブラウズ情報に基づいて自動的にエンジニアリングデータが生成されるので、煩雑なエンジニアリングが不要となる。使用する機能ブロックを定義する計器情報テンプレートを増やしてゆくことにより、エンジニアリングの負担なく、様々な種類の制御システムを接続することが可能となる。

上記実施形態では、ＯＰＣゲートウェイ機能を別のコンポーネント（ゲートウェイ３）により構築しているが、プラント監視端末の中にＯＰＣゲートウェイ機能を組み込んでもよい。このような構成にすると、プラント監視端末を、接続先システムに依存しない汎用端末として使用できることになる。

以上説明したように、本発明のプロセス制御システムによれば、他のプロセス制御システムで用いられる機能ブロックをデータアイテムと同列のデータとして、機能ブロックとデータアイテムとを予め対応付けるので、システムへの負荷やエンジニアリングの負担を抑制しつつ、他のシステムで定義された機能ブロックを有効に利用できる。

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、プロセスデータを含むデータアイテムを用いてプロセス制御を実行するプロセス制御システムに対し、広く適用することができる。

一実施形態のプロセス制御システムの構成を示すブロック図。データ参照方式を示す概念図であり、（ａ）は、機能ブロック内のデータをバラバラに扱う個別データ参照方式を示す図、（ｂ）は、機能ブロック単位でデータを扱うタグデータ参照方式を示す図。計器情報テンプレートを自動生成する処理を示す図。プロセス制御システムの統合方法を示す図であり、（ａ）は汎用インターフェースを用いる方法を、（ｂ）はＯＰＣゲートウェイを用いる方法を、それぞれ示す図。写像ブロックを用いたプロセス制御システムの統合方法を示す図。

符号の説明

３ゲートウェイ
４ＯＰＣサーバ
１１情報処理実行手段
２１定義情報生成手段
２２テンプレート生成手段

Claims

プロセスデータを含むデータアイテムを用いてプロセス制御を実行するプロセス制御システムにおいて、
他のプロセス制御システムで用いられる機能ブロックを前記データアイテムと同列のデータとして、前記機能ブロックと前記データアイテムとを予め対応付ける対応付け手段と、
前記データアイテムに対応付けられる前記機能ブロックの定義情報を、ＯＰＣブラウズ情報に基づいて予め生成する定義情報生成手段と、
前記対応付け手段による対応付けおよび前記定義情報生成手段により生成された前記定義情報を用いて所定の情報処理を実行する情報処理実行手段と、
を備えることを特徴とするプロセス制御システム。
前記他のプロセス制御システムで用いられる機能ブロックの集合を定義したテンプレートを、ＯＰＣブラウズ情報に基づいて予め生成するテンプレート生成手段を備え、
前記定義情報生成手段は、前記テンプレートを参照して前記定義情報を生成することを特徴とする請求項１に記載のプロセス制御システム。
前記テンプレート生成手段は、ユーザによる前記テンプレートの編集を受け付けることを特徴とする請求項２に記載のプロセス制御システム。
前記情報処理実行手段は、前記テンプレートに基づく画面表示を実行することを特徴とする請求項２または３に記載のプロセス制御システム。
前記情報処理実行手段は、前記定義情報に基づく画面表示を実行することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のプロセス制御システム。