JP2010181930A

JP2010181930A - フィールド機器エンジニアリング装置

Info

Publication number: JP2010181930A
Application number: JP2009022353A
Authority: JP
Inventors: Shoji Tomita; 昭司富田
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2009-02-03
Filing date: 2009-02-03
Publication date: 2010-08-19

Abstract

【課題】１つのセグメントのエンジニアリング情報を生成することで、同一エンジニアリング情報を他のセグメントのフィールド機器にダウンロードすることが可能なフィールド機器エンジニアリング装置を実現する。
【解決手段】フィールドバスに接続されたフィールド機器に対して、前記フィールドバスへの接続を定義する物理経路割り当てを含むエンジニアリングを実行して生成したエンジニアリング情報を、前記フィールド機器にダウンロードするフィールド機器エンジニアリング装置において、
前記物理経路割り当てを除くエンジニアリングを実行したエンジニアリング情報を生成するエンジニアリング手段と、
前記エンジニアリング情報を取得し、これに前記物理経路割り当てのエンジニアリングを実行して前記フィールド機器にダウンロードする物理経路割り当て手段と、
を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、フィールドバスに接続されたフィールド機器に対して、前記フィールドバスへの接続を定義する物理経路割り当て含むエンジニアリングを実行して生成したエンジニアリング情報を、前記フィールド機器にダウンロードするフィールド機器エンジニアリング装置に関するものである。

フィールドバスに接続され、このフィールドバスを介して上位装置とディジタル通信してプロセス制御を実行するフィールド機器については、ＩＥＣ規格に基づくFOUNDATIONフィールドバス仕様がオープン化されている。

このようなフィールド機器を実際のフィールドバスに接続して上位装置と通信可能にセットアップするためには、機器メーカから提供される機器の能力と資源情報及び機器に設定されるパラメータ情報、並びに機器が接続されるフィールドバスへの物理経路割り当て情報よりなるエンジニアリング情報を生成してフィールドバス機器にダウンロードするエンジニアリングを必要とする。

FOUNDATIONフィールドバス仕様に基づくフィールドバスエンジニアリングについては、非特許文献に技術的な開示がある。また、フィールドバスの通信経路設定のエンジニアリングについては特許文献１に技術的な開示がある。

図５は、従来のフィールド機器エンジニアリング装置の構成例を示す機能ブロック図である。フィールドバス１０には、フィールド機器２０が接続されている。エンジニアリング手段３０は、このフィールド機器に対するエンジニアリング情報を生成し、エンジニアリング情報ベース４０に格納する。

エンジニアリング手段３０は、経路割り当て手段３１を備えており、経路設定に関するエンジニアリングを同時に実行してエンジニアリング情報を反映させる。エンジニアリング手段３０は、このエンジニアリング情報ベース４０からフィールド機器２０のエンジニアリング情報を参照してフィールドバス１０を経由してフィールド機器１０にダウンロードする。

FOUNDATIONフィールドバス仕様では、１つのフィールドバスに複数個（例：最大３２個）のフィールド機器が接続された計装単位をセグメントと称する。従来のエンジニアリングは、セグメント単位でエンジニアリング情報を作成する。

大規模システムのエンジニアリングでは、まず機能を分割し、あるいは地理的な制約で分割してセグメント構成を決定（セグメンテーション）し、次に、個々のセグメントのエンジニアリング情報を作成するという手順がとられる。

これらのエンジニアリング情報は、物理セグメントに１対１で対応しており、その物理セグメントの情報は、エンジニアリング情報の１つとして定義されている。一般的な計装では、個々のエンジニアリング情報は、特に重複する情報も少なく、セグメント単位で異なるデータベースを構成することに特に問題はない。

しかし、井戸元プラントのように、広域に同じ計装を井戸元分構築するようなプロジェクトにおいては、全てのセグメントの構成が同一となる場合がある。このような場合は、特に、セグメンテーションを実施する必要がない。

このようなユースケースに対しては、従来の手法では、同一のエンジニアリング情報をセグメント数分をコピーで作成し、これら同一のエンジニアリング情報に個別にセグメント名を付けて保存する等して、わざわざ個別に管理していた。

横河技報Vol.43 No.2(1999)P75-P79 「フィールドバスエンジニアリング」特開２００３−１８６５０４号公報

従来のフィールドバスエンジニアリング装置の構成では、次のような問題がある。
（１）井戸元のように、小規模かつ同様な計装システムが相当数（例えば１００セグメント）あるようなプラントにおいては、同じエンジニアリング情報であっても、１００セグメント分の情報を別々に用意し、管理しなければならない。

（２）この場合、エンジニアリング情報の管理が大変になるだけでなく、同じエンジニアリング作業を１００回も繰り返さなければならず、エンジニアリング作業が極めて煩雑となる。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、１つのセグメントのエンジニアリング情報を生成することで、同一エンジニアリング情報を他のセグメントのフィールド機器にダウンロードすることが可能なフィールド機器エンジニアリング装置の実現を目的とする。

このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）フィールドバスに接続されたフィールド機器に対して、前記フィールドバスへの接続を定義する物理経路割り当てを含むエンジニアリングを実行して生成したエンジニアリング情報を、前記フィールド機器にダウンロードするフィールド機器エンジニアリング装置において、
前記物理経路割り当てを除くエンジニアリングを実行したエンジニアリング情報を生成するエンジニアリング手段と、
前記エンジニアリング情報を取得し、これに前記物理経路割り当てのエンジニアリングを実行して前記フィールド機器にダウンロードする物理経路割り当て手段と、
を備えることを特徴とするフィールド機器エンジニアリング装置。

（２）複数の物理経路の夫々に同一機能のフィールド機器が接続されたフィールドバス構成において、
前記エンジニアリング手段は、前記物理経路の１つに接続されたフィールド機器のエンジニアリング情報を生成し、
前記物理経路割り当て手段はこのエンジニアリング情報を取得し、他の物理経路に接続されたフィールド機器に同一のエンジニアリング情報をダウンロードすることを特徴とする（１）に記載のフィールド機器エンジニアリング装置。

（３）前記複数の物理経路に接続されたフィールド機器に対する共通のエンジニアリングデータをマスタデータとして保持するマスタデータベースを具備し、
前記エンジニアリング装置は、
前記マスタデータの特定のフィールド機器に対する変更をチェックしてマスタデータとの差分値を保持する差分管理手段並びにコピー管理手段を備え、
前記変更を前記マスタデータ全てに上書きして反映させ、または、前記コピー手段により個別にエンジニアリング情報を保存した特定のフィールドバス用エンジニアリングデータベースを生成することを特徴とする（２）に記載のフィールド機器エンジニアリング装置。

（４）前記エンジニアリング手段は、外部インタフェースを介して取得する外部ファイルに基づいて前記フィールド機器のエンジニアリングを実行することを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載のフィールド機器エンジニアリング装置。

（５）前記フィールドバス及びフィールド機器は、FOUNDATIONフィールドバス仕様に準拠することを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載のフィールド機器エンジニアリング装置。

本発明の構成によれば、次のような効果を期待することができる。
（１）１つのセグメントのエンジニアリング情報を“使い回しして”複数のセグメントに対して同じ情報をダウンロードすることが可能となるので、エンジニアリング工数の削減に大幅に寄与することができる。

（２）エンジニアリング情報は１つであり、すべての物理セグメントがそれを参照しているが、あるセグメントに対し修正を加えると、自動的にコピーされ、管理されるようになる。ユーザは、全く異なる情報があるがごとく振る舞うことができる。唯一のエンジニアリング情報に対して、対象セグメントの”経路”を指定（割り当て）するだけで、そのセグメントに対するエンジニアリング情報がダウンロードできるようになる。

（３）サードパーティー向け（社内向けも含む）に主要な機能を外部インタフェースとして提供することで、一括エンジニアリングを実践するユーザにおいて、自由にその機能を実現できるようになる。

以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は、本発明を適用したフィールド機器エンジニアリング装置の基本構成を示す機能ブロック図である。図５で説明した従来装置と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。

本発明の特徴の第１は、エンジニアリング手段１００は、図５で説明した従来のエンジニアリング手段３０の機能と基本的に同一の機能を備えるが、従来のエンジニアリング手段３０が備えている物理経路割り当て手段３１が除かれている構成にある。

本発明の特徴の第２は、物理経路割り当て手段２００が独立した機能として分離されている構成にある。エンジニアリング手段１００で生成されるエンジニアリング情報は、物理経路割り当てのエンジニアリングがされていない形態でエンジニアリングデータベース３００に格納される。

物理経路割り当て手段２００は、エンジニアリングデータベース３００よりダウンロード対象フィールド機器のエンジニアリング情報を参照し、これにダウンロード対象フィールド機器の物理経路を割り付けて当該フィールド機器にダウンロードする。

物理経路を割り付けるエンジニアリングを実行しないエンジニアリング手段１００は、生成した対象セグメントのエンジニアリング情報をコピーして別のセグメントのエンジニアリング情報として作成することができる。また、オフラインで自由にエンジニアリング情報を生成することもできる。

つまり、従来のエンジニアリングに手法では、対象物理セグメントに対してエンジニアリングを実施していたが、対象のセグメントがなくても、想定するセグメントの情報を自由に論理的に生成することができる。即ち、「物理経路割り当て機能」をエンジニアリング機能から分離独立させることができる。

物理経路割り当て機能は、エンジニアリング手段にて生成したセグメント単位でのエンジニアリング情報と、実際の物理セグメント情報（経路情報）を紐付ける機能である。分離独立させることで、同じエンジニアリング情報を異なる物理セグメントに割り当てることが可能となる。

従来手法のエンジニアリングでは、１対１の紐付けしかできないが、本発明の構成によれば、１対多（1つのエンジニアリング情報に複数の物理セグメント情報を割り当てる）の紐付けが可能となる。

図２は、本発明を適用したフィールド機器エンジニアリング装置一実施形態を示す機能ブロック図である。３個のフィールドバス１１，１２，に夫々接続されたフィールド機器２１，２２，２３により、第１，第２，第３セグメントが構成されている。

エンジニアリング手段１００では、第１セグメントに対するエンジニアリング情報を生成してエンジニアリングデータベース３００に格納する。物理経路割り当て手段２００は格納された第１セグメントに対するエンジニアリング情報を参照し、これに３個の異なる物理セグメントを割り付けるエンジニアリングを実行して、夫々を第１，第２，第３セグメントのフィールド機器に２１，２２，２３にダウンロードする。

このようなダウンロードの実行により、夫々の物理セグメントに対して同じエンジニアリング情報を割り当てることが可能となり、同一のエンジニアリング情報を物理セグメント毎に作成する必要がなくなる。これは、１つのマスタデータに対して、複数のセグメントが“リンク”していることになる。

図３は、本発明を適用したフィールド機器エンジニアリング装置の他の実施形態を示す機能ブロック図である。エンジニアリングデータベースは、全ての物理セグメントが参照するマスタデータベース４００と、マスタデータをコピーして生成される特定のセグメント（図示の例：第１セグメント）固有のエンジニアリングデータベース５００で構成されている。

エンジニアリング手段１００によりマスタデータを修正することで、これを参照しているすべての物理セグメントに対するエンジニアリング情報の修正ができる。一方、保守作業にて、機器の交換や制御ループの変更が入る場合がある。この場合、常に同じデータベースを参照しているだけでは、このユースケースに対応することができない。

そこで、参照しているマスタデータに差分が発生した場合、そのデータを自動的にコピーし、独立して管理する。これを実現する仕組みとして、エンジニアリング手段１００は、差分管理手段１０１及びコピー管理手段１０２を備えている。

差分管理手段１０１は、マスタデータとの差分をチェックし、差分を発見した場合、作業終了時に、マスタデータに反映するのか、個別に保存するのかを確認する。マスタデータに反映するとした場合は、このデータを参照しているすべての物理ゼグメントの情報が変更される。

個別に保存するとした場合は、コピー管理手段１０２により、変更を反映したすべてのデータを別のエンジニアリングデータベースとして保存する。以降、保存したデータベースが該当する物理セグメントのエンジニアリング情報として紐付けられる。

物理経路割り当て手段２００に対しては、自動的に参照データベースの変更が反映され、ダウンロードを実行すると、以前参照していたマスタデータではなく、エンハンスしたデータ（例：第１セグメント用のデータ）に基づいてフィールド機器にデータが設定される。これにより、参照機能と個別管理機能が実現でき、データベースの最適管理が実現できる。

図４は、本発明を適用したフィールド機器エンジニアリング装置の更に他の実施形態を示す機能ブロック図である。エンジニアリングの形態として上述した参照やコピー機能以外に、フィールド機器メーカ等でオープンにされている外部ファイルを読み込んで、一気にエンジニアリングデータを作成することが可能である。むしろ、こちらエンジニアリング形態の方が一般的である。

エンジニアリング手段１００は、外部ファイルにアクセスするインタフェース６００を介して共通したファイルフォーマットで作成したサードパーティーによるプログラム７００を取り込み、機器登録／変更、ブロックパラメータおよび制御ループの作成／変更のエンジニアリングを実行し、経路割り当て手段２００を介して所定セグメントのフィールド機器にダウンロードする。

エンジニアリングの単位は、自由に設定できる。エンジニアリングの最小単位はセグメントであるが、エリア単位、プロジェクト単位等の情報を一括して登録／変更することができる。

また、上記の機能を外部インタフェースとして提供することで、例えばＯＬＥ機能として、サードパーティーにて、一括エンジニアリングの処理をその都合で連続して実施できるようなプログラムを作成することが可能になる。

即ち、機器を登録し、ダウンロードするという行為が、プロジェクト単位で実行できることになる。この間、一切のＧＵＩを起動することなく、自動的にダウンロード作業を実施することができる。これは、エンジニアリングレス環境を実現するための基本的な仕組みとなる。

本発明を適用したフィールド機器エンジニアリング装置の基本構成を示す機能ブロック図である。本発明を適用したフィールド機器エンジニアリング装置一実施形態を示す機能ブロック図である。本発明を適用したフィールド機器エンジニアリング装置の他の実施形態を示す機能ブロック図である。本発明を適用したフィールド機器エンジニアリング装置の更に他の実施形態を示す機能ブロック図である。従来のフィールド機器エンジニアリング装置の構成例を示す機能ブロック図である。

１０フィールドバス
２０フィールド機器
１００エンジニアリング手段
２００物理経路割り当て手段
３００エンジニアリングデータベース

Claims

フィールドバスに接続されたフィールド機器に対して、前記フィールドバスへの接続を定義する物理経路割り当てを含むエンジニアリングを実行して生成したエンジニアリング情報を、前記フィールド機器にダウンロードするフィールド機器エンジニアリング装置において、
前記物理経路割り当てを除くエンジニアリングを実行したエンジニアリング情報を生成するエンジニアリング手段と、
前記エンジニアリング情報を取得し、これに前記物理経路割り当てのエンジニアリングを実行して前記フィールド機器にダウンロードする物理経路割り当て手段と、
を備えることを特徴とするフィールド機器エンジニアリング装置。
複数の物理経路の夫々に同一機能のフィールド機器が接続されたフィールドバス構成において、
前記エンジニアリング手段は、前記物理経路の１つに接続されたフィールド機器のエンジニアリング情報を生成し、
前記物理経路割り当て手段はこのエンジニアリング情報を取得し、他の物理経路に接続されたフィールド機器に同一のエンジニアリング情報をダウンロードすることを特徴とする請求項１に記載のフィールド機器エンジニアリング装置。
前記複数の物理経路に接続されたフィールド機器に対する共通のエンジニアリングデータをマスタデータとして保持するマスタデータベースを具備し、
前記エンジニアリング装置は、
前記マスタデータの特定のフィールド機器に対する変更をチェックしてマスタデータとの差分値を保持する差分管理手段並びにコピー管理手段を備え、
前記変更を前記マスタデータ全てに上書きして反映させ、または、前記コピー手段により個別にエンジニアリング情報を保存した特定のフィールドバス用エンジニアリングデータベースを生成することを特徴とする請求項２に記載のフィールド機器エンジニアリング装置。
前記エンジニアリング手段は、外部インタフェースを介して取得する外部ファイルに基づいて前記フィールド機器のエンジニアリングを実行することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のフィールド機器エンジニアリング装置。
前記フィールドバス及びフィールド機器は、FOUNDATIONフィールドバス仕様に準拠することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のフィールド機器エンジニアリング装置。