JP2010079664A - 鉄鋼プラントエンジニアリング支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制制御機器情報の内容及び過不足をより効率的に、かつ、正確に確認することができる鉄鋼プラントエンジニアリング支援装置を提供する。
【解決手段】プラント用機械毎に割り付けられた登録用識別子とプラント用機械毎に対応するプラント用制御機器に関する登録用制御機器情報とが入力された場合に、登録用識別子と登録用制御機器情報とを関連付けて記憶するマスタ情報登録装置と、検討中のプラントを構成するプラント用機械に割り付けられた検討用識別子が入力された場合に、マスタ情報登録装置から、検討用識別子に対応する登録用識別子に関連付いた登録用制御機器情報を抽出してベースプラントを生成するマスタ情報抽出装置５とを備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、鉄鋼プラントエンジニアリングにおいて、プラントエンジニアリング業務の作業効率向上及び品質向上を図る鉄鋼プラントエンジニアリング支援装置に関するものである。

従来の鉄鋼プラントエンジニアリング業務では、検討中のプラントで製品を生産するために必要な機械構成・配置及びこれらを制御するための制御機器情報が機械メーカ等から提示される。これらの制御機器情報は、検討中のプラント毎に毎回作成される。そして、これらの制御機器情報は、共通的に配置される機械に対応したものと、生産する製品により異なる機械に対応したものがある。機械メーカ等からは、これらの制御機器情報が混在して提示される。

また、プラント監視制御用分散システムとして、データベースの共通項目を個別に対話処理する必要がなくなり、データベースを作成する時間を大幅に減少したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−１６６９６９号公報

従来の鉄鋼プラントエンジニアリング業務では、プラント毎に、機械メーカ等から提示された制御機器情報から、制御機器の内容を確認するとともに、制御に必要な制御機器の過不足を確認する。このため、多大の時間を要するという問題があった。さらに、これらの確認を行うためには、確認者の知識が要求される。このため、プラントエンジニアリング業務の作業がある程度進捗した後、確認者の検討不足による機器の不足が検出され、作業の後戻りが発生するという問題があった。

また、特許文献１記載のものは、上記課題を考慮するものではない。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、制御機器情報の内容及び過不足をより効率的に、かつ、正確に確認することができる鉄鋼プラントエンジニアリング支援装置を提供することである。

この発明に係る鉄鋼プラントエンジニアリング支援装置は、プラント用機械毎に割り付けられた登録用識別子と前記プラント用機械毎に対応するプラント用制御機器に関する登録用制御機器情報とが入力された場合に、前記登録用識別子と前記登録用制御機器情報とを関連付けて記憶するマスタ情報登録装置と、検討中のプラントを構成するプラント用機械に割り付けられた検討用識別子が入力された場合に、前記マスタ情報登録装置から、前記検討用識別子に対応する登録用識別子に関連付いた登録用制御機器情報を抽出してベースプラントを生成するマスタ情報抽出装置とを備えたものである。

この発明によれば制御機器情報の内容及び過不足をより効率的に、かつ、正確に確認することができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における鉄鋼プラントエンジニアリング支援装置の第１の要部を示すブロック構成図である。
図１において、鉄鋼プラントエンジニアリング装置は、汎用パーソナルコンピュータから構成される。１はマスタ情報登録修正装置である。このマスタ情報登録修正装置１は、プラント用機械毎に割り付けられた機械名等の登録用識別子とプラント用機械毎に対応するプラント用制御機器に関する登録用制御機器情報とが入力される機能を備える。

具体的には、マスタ情報登録修正装置１には、種々の鉄鋼プラントで共通して配置されるプラント用機械の登録用識別子とこれに対応する登録用制御機器情報とが入力される。この登録用制御機器情報には、各制御機器の制御信号に対する入出力区分も含まれる。なお、電圧値、電流値、交流又は直流の別等、制御信号の具体的な電気的仕様は、プラント毎に変更することが多いため、登録用制御機器情報には含まれない。

２はプラントマスタ情報記憶装置である。このプラントマスタ情報記憶装置２は、マスタ情報登録修正装置１に入力された登録用識別子と登録用制御機器情報とを関連付けて記憶する機能を備える。具体的には、プラントマスタ情報記憶装置２は、制御機器情報を、センサー、バルブ、モータ等、プラント用制御機器の種類に基づいて、グループ分けしてプラントマスタ情報として記憶する。

また、プラントマスタ情報記憶装置２は、マスタ情報登録修正装置１に、修正用識別子とプラント用制御機器に関する修正情報とが入力された場合に、修正用識別子に対応する登録用識別子に関連付いた登録用制御機器情報を、修正用制御機器情報に修正して記憶する機能を備える。

３はプラント概要機械配置図である。このプラント概要機械配置図３は、機械メーカ等から提示されるものである。このプラント概要機械配置図３には、検討中のプラントを構成するプラント用機械が記載されている。４は機器抽出条件入力装置である。この機器抽出条件入力装置４は、プラント概要機械配置図３に提示されたプラント用機械に割り付けられた機械名等の検討用識別子が入力される機能を備える。

５はマスタ情報抽出装置である。このマスタ情報抽出装置５は、機器抽出条件入力装置４に検討用識別子が入力された場合に、プラントマスタ情報記憶装置２から、検討用識別子に対応する登録用識別子に関連付いた登録用制御機器情報を抽出してベースプラントを生成する機能を備える。

６は機器関連情報記憶装置である。この機器関連情報記憶装置６は、マスタ情報抽出装置５が生成したベースプラントを記憶する機能を備える。このベースプラントは、アクチュエータ情報記憶装置７、センサー情報記憶装置８、操作機器情報記憶装置９、Ｉ／Ｆ信号情報記憶装置１０、ＨＭＩ画面情報記憶装置１１等に、制御機器の種類に基づいてグループ分けした状態で記憶される。なお、これらの情報は、一例であり、さらに詳細にグループ分けされる場合もある。

１２はプラント構成機器情報である。このプラント構成機器情報は、機械メーカ等から提示されたプラント用制御機器に関する制御機器情報が記載されている。この制御機器情報には、電圧値、電流値、交流又は直流の別等、電気的仕様に関する情報も含まれる。１３は差分修正装置である。この差分修正装置１３は、検討中のプラントを構成するプラント用機械に対応するプラント用制御機器に関する制御機器情報のうち、マスタ情報抽出装置５が抽出した登録用制御機器情報以外の固有制御機器情報が入力された場合に、ベースプラントに、固有制御機器情報を追加する機能を備える。

これにより、ベースプラントが、検討中のプラント特有の制御機器情報に修正される。また、差分修正装置１３は、修正されたベースプラントを、プラント用制御機器の種類に基づいて、アクチュエータリスト１４、センサーリスト１５、操作機器リスト１６、Ｉ／Ｆ信号リスト１７、ＨＭＩ画面リスト１８を生成する機能を備える。なお、これらのリストは、一例であり、さらに詳細にグループ分けされる場合もある。さらに、差分修正装置１３は、検討中のプラントの各制御機器に付加される機器番号等の固有情報も追加する機能を備える。

次に、図２を用いて、プラント全体を制御する制御盤の設計支援について説明する。
図２はこの発明の実施の形態１における鉄鋼プラントエンジニアリング支援装置の第２の要部を示すブロック構成図である。
一般に、実際に検討中のプラントを制御する場合、制御盤が利用される。この制御盤には、入出力カードが実装される。この入出力カードは、例えば、電圧値、電流値、信号の種類等のプラント用制御機器の仕様により、選定される。

そして、各入出力カードには、制御信号としての各入出力信号が割り付けられる。この入出力信号は、ケーブルを介して、入出力カードとプラント用制御機器との間を伝送する。かかる構成の制御盤は、制御機器の設置場所、ケーブル敷設条件等から、配置場所が決定される。以下、より具体的な制御盤の設計支援の方法を説明する。

図２において、１９はグルーピング装置である。このグルーピング装置１９には、アクチュエータリスト１４、センサーリスト１５、操作機器リスト１６、Ｉ／Ｆ信号リスト１７が入力される機能を備える。また、グルーピング装置１９は、これらのリストを、プラント用制御機器の入出力信号の種類に基づいてグループ分けする機能を備える。なお、ＨＭＩ画面リスト１８は、一般に、イーサネット（登録商標）等の伝送にてインターフェースするため、グルーピング装置１９に入力されることはない。

２０は入出力信号マスタ記憶装置である。この入出力信号マスタ記憶装置２０は、グルーピング装置１９がグループ分けした制御機器情報を記憶する機能を備える。２１はヒューマンインターフェースである。このヒューマンインターフェース２１は、入出力信号マスタ記憶装置２０が記憶した制御機器情報を提示する提示装置として機能する。また、ヒューマンインターフェース２１は、検討中のプラントの制御盤の配置場所、配置面数、実装入出力カード枚数等の情報が入力される機能を備える。この際、入出力信号マスタ記憶装置２０が記憶した制御機器情報を利用することも可能となっている。

２２は制御盤割付ルール記憶装置である。この制御盤割付ルール記憶装置２２は、ヒューマンインターフェース２１に入力された検討中のプラントの制御盤等の情報を記憶する機能を備える。この際、入出力カードへのケーブルの繋ぎ込み本数制限、電源要領制限等の制限情報を割付ルールとして登録することも可能となっている。

２３はＨ／Ｗ盤設計支援装置である。このＨ／Ｗ盤設計支援装置２３は、入出力信号マスタ記憶装置２０と制御盤割付ルール記憶装置２２から、制御盤に実装する入出力カード枚数、これらの入出力カードを動作させるための電源装置、バッファーカード等の周辺機器といった制御盤構成機器の情報を生成する機能を備える。

また、Ｈ／Ｗ盤設計支援装置２３は、実装する入出力カードへの各入出力信号の割付情報を生成する機能を備える。具体的には、Ｈ／Ｗ盤設計支援装置２３は、各入出力カードの各入出力点に対し割り付ける具体的信号を、マスタ信号入出力記憶装置２０から抽出して、割付情報を生成する。なお、本割付作業は、ヒューマンインターフェース２１で確認しながら、手動で行うことも可能となっている。

２４は入出力カード割付情報記憶装置である。この入出力カード割付情報記憶装置２４は、Ｈ／Ｗ盤設計支援装置２３が生成した割付情報を記憶する機能を備える。２５は付加情報入力装置である。この付加情報入力装置２５は、入出力カード割付情報記憶装置２４が記憶した割付情報に、制御盤の展開接続図を生成するための付加情報を付加し、ＣＡＤシステム用情報に変換する変換装置として機能する。

２６は展開接続図作成情報記憶装置である。この展開接続図作成情報記憶装置２６は、付加情報入力装置２５が変換したＣＡＤシステム用情報を記憶する機能を備える。２７は展開接続図ＣＡＤツールである。この展開接続図ＣＡＤツール２７は、展開接続図作成情報記憶装置２６が記憶した展開接続図生成情報を利用して、制御盤の展開接続図を作成する機能を備える。

次に、図３乃至図５を用いて、プラントエンジニアリング支援装置の動作の一例を説明する。
図３はこの発明の実施の形態１におけるプラントエンジニアリング支援装置のプラントマスタ情報の一例を示す図である。図４はこの発明の実施の形態１におけるプラントエンジニアリング支援装置が制御機器情報をグループ分けした状態の第１の例を示す図である。図５はこの発明の実施の形態１におけるプラントエンジニアリング支援装置が制御機器情報をグループ分けした状態の第２の例を示す図である。

図３には、鉄鋼プラントの入側セクションに配置されるペイオフリールと呼ばれる機械に関する登録用制御機器情報が示される。具体的には、最上段から、順々に、モータリスト、センサーリスト、バルブリスト、操作機器リストが示される。また、プラントマスタ情報記憶装置２には、他のプラント用機械に対応するプラント用制御機器に関する登録用制御機器情報も登録されている。

そして、機器抽出条件入力装置４に、検討中のプラントを構成するプラント用機械に割り付けられた検討用識別子が入力されると、マスタ情報抽出装置５が、プラントマスタ情報記憶装置２から、検討用識別子に対応する登録用識別子に関連付いた登録用制御機器情報を抽出する。そして、差分修正装置１３により、検討中のプラントを構成するプラント用機械に対応するプラント用制御機器に関する制御機器情報のうち、マスタ情報抽出装置５が抽出した登録用制御機器情報以外の固有制御機器情報が入力される。さらに、グルーピング装置１９が、プラント用制御機器の入出力信号に基づいて、各リストをグループ化する。

具体的には、図４及び図５に示すように、グルーピング装置１９は、アクチュエータリスト１４、センサーリスト１５、操作機器リスト１６を、セクション区分、入出力区分、信号先、信号元、電圧情報に基づいてグループ分けし、入出力信号マスタが生成される。そして、Ｈ／Ｗ盤設計支援装置２３は、入出力カードへの割付点数等の割付ルールに基づいて、入出力カードの割付情報を生成する。なお、Ｈ／Ｗ盤設計支援装置２３、展開接続図ＣＡＤツール２７の機能に合わせてグループ分けする場合もある。そして、上述したように、付加情報入力装置２５、展開接続図作成情報記憶装置２６を介して、展開接続図ＣＡＤツール２７により、制御盤の接続展開図が作成される。

以上で説明した実施の形態１によれば、マスタ情報抽出装置５は、プラントマスタ情報記憶装置２から、検討用識別子に対応する登録用識別子に関連付いた登録用制御機器情報を抽出してベースプラントを生成する。このため、種々の鉄鋼プラントで共通して配置されるプラント用機械について、機械メーカ等から提示されたプラント構成機器情報１２に記載されている制御機器情報の内容及び過不足をより効率的に、かつ、正確に確認することができる。

即ち、検討中のプラントに配置されるべきプラント用制御機器の漏れ等を検出することができる。また、事故、プラント用機械破損の防止用制御機器に不足がないかを確認することができる。さらに、ベースプラントに無い機械及び制御機器情報の目的を確認することで、検討中のプラント特有の機械及び制御内容を明確化することができる。これにより、最低限必要な制御機器情報が包含されているかを確認し、作業の後戻りを防止することができる。

また、マスタ情報登録修正装置１は、修正用識別子とプラント用制御機器に関する修正用制御機器情報とが入力された場合に、マスタ情報登録装置に登録された登録用制御機器情報のうち、修正用識別子に対応する登録用識別子に関連付いた登録用制御機器情報を、修正用制御機器情報に修正する。このため、プラントマスタ情報を、常に、最新制御方法に対応したものにすることができる。

さらに、マスタ情報抽出装置５は、検討用識別子が入力された場合に、ベースプラントを、プラント用制御機器の種類に基づいてグループ分けした状態で生成する。このため、プラント構成機器情報１２に記載されている機器情報の過不足の確認を早急に行うことができる。

加えて、差分修正装置１３により、ベースプラントに、固有制御機器情報を追加することができる。このため、これまでのプラントエンジニアリング業務で蓄積されたプラントマスタ情報と検討中のプラント特有の情報が加味され、検討中のプラントエンジニアリング業務を行うための制御機器情報が作成することができる。また、マスタ情報抽出装置５は、ベースプラントを、入出力信号の種類に基づいてグループ分けして生成する。このため、制御盤設計の妥当性確認作業を軽減することができる。

さらに、付加情報入力装置２５は、入出力信号の種類に基づいてグループ分けした状態で、プラント用制御機器を制御する制御盤の展開接続図の設計時に用いるＣＡＤシステムに対応したＣＡＤシステム用情報に変換する。このため、制御盤の展開接続図を計算機に作成させるための情報をエディタ等を用いて入力することが不要となる。即ち、ヒューマンエラーの発生を防止することができる。

加えて、ヒューマンインターフェース２１は、ベースプラントの制御機器情報を、入出力信号の種類の種類に基づいてグループ分けした状態で提示する。このため、エンジニアリング業務を容易に行うことができる。

この発明の実施の形態１における鉄鋼プラントエンジニアリング支援装置の第１の要部を示すブロック構成図である。 この発明の実施の形態１における鉄鋼プラントエンジニアリング支援装置の第２の要部を示すブロック構成図である。 この発明の実施の形態１におけるプラントエンジニアリング支援装置のプラントマスタ情報の一例を示す図である。 この発明の実施の形態１におけるプラントエンジニアリング支援装置が制御機器情報をグループ分けした状態の第１の例を示す図である。 この発明の実施の形態１におけるプラントエンジニアリング支援装置が制御機器情報をグループ分けした状態の第２の例を示す図である。

符号の説明

１ マスタ情報登録修正装置、 ２ プラントマスタ情報記憶装置、
３ プラント概要機械配置図、 ４ 機器抽出条件入力装置、
５ マスタ情報抽出装置、 ６ 機器関連情報記憶装置、
７ アクチュエータ情報記憶装置、 ８ センサー情報記憶装置、
９ 操作機器情報記憶装置、 １０ Ｉ／Ｆ信号情報記憶装置、
１１ ＨＭＩ画面情報記憶装置、 １２ プラント構成機器情報、
１３ 差分修正装置、１４ アクチュエータリスト、 １５ センサーリスト、
１６ 操作機器リスト、 １７ Ｉ／Ｆ信号リスト、 １８ ＨＭＩ画面リスト、
１９ グルーピング装置、 ２０ 入出力信号マスタ記憶装置、
２１ ヒューマンインターフェース、 ２２ 制御盤割付ルール記憶装置、
２３ Ｈ／Ｗ盤設計支援装置、 ２４ 入出力カード割付情報記憶装置、
２５ 付加情報入力装置、 ２６ 展開接続図作成情報記憶装置、
２７ 展開接続図ＣＡＤツール

Claims (7)

1. プラント用機械毎に割り付けられた登録用識別子と前記プラント用機械毎に対応するプラント用制御機器に関する登録用制御機器情報とが入力された場合に、前記登録用識別子と前記登録用制御機器情報とを関連付けて記憶するマスタ情報登録装置と、
   検討中のプラントを構成するプラント用機械に割り付けられた検討用識別子が入力された場合に、前記マスタ情報登録装置から、前記検討用識別子に対応する登録用識別子に関連付いた登録用制御機器情報を抽出してベースプラントを生成するマスタ情報抽出装置と、
   を備えたことを特徴とする鉄鋼プラントエンジニアリング支援装置。
2. 前記マスタ情報登録装置は、修正用識別子とプラント用制御機器に関する修正用制御機器情報とが入力された場合に、前記マスタ情報登録装置に登録された登録用制御機器情報のうち、前記修正用識別子に対応する登録用識別子に関連付いた登録用制御機器情報を、前記修正用制御機器情報に修正することを特徴とする請求項１記載の鉄鋼プラントエンジニアリング支援装置。
3. 前記マスタ情報抽出装置は、前記検討用識別子が入力された場合に、前記ベースプラントを、プラント用制御機器の種類に基づいてグループ分けした状態で生成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鉄鋼プラントエンジニアリング支援装置。
4. 前記検討中のプラントを構成するプラント用機械に対応するプラント用制御機器に関する制御機器情報のうち、前記マスタ情報抽出装置が抽出した登録用制御機器情報以外の固有制御機器情報が入力された場合に、前記ベースプラントに、前記固有制御機器情報を追加する差分修正装置、
   を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の鉄鋼プラントエンジニアリング支援装置。
5. 前記マスタ情報登録装置は、前記登録用制御機器情報を、プラント用制御機器の入出力信号の種類に関する情報を含んだ状態で記憶し、
   前記マスタ情報抽出装置は、前記検討用識別子が入力された場合に、前記ベースプラントを、前記入出力信号の種類に基づいてグループ分けして生成することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の鉄鋼プラントエンジニアリング支援装置。
6. 前記マスタ情報抽出装置は、前記ベースプラントの制御機器情報を、前記入出力信号の種類に基づいてグループ分けした状態で、プラント用制御機器を制御する制御盤の展開接続図の設計時に用いるＣＡＤシステムに対応したＣＡＤシステム用情報に変換する変換装置、
   を備えたことを特徴とする請求項５記載の鉄鋼プラントエンジニアリング支援装置。
7. 前記ベースプラントの制御機器情報を、前記入出力信号の種類に基づいてグループ分けした状態で提示する提示装置、
   を備えたことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の鉄鋼プラントエンジニアリング支援装置。

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