JP2011210029A - プラントエンジニアリング支援装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プラントエンジニアリング業務における設計等の業務効率を向上させるプラントエンジニアリング支援装置及び方法を提供する。
【解決手段】プラントに必要な機器の構成及び配置に関する情報を有する機器配置情報に基づいて、プラントを構成する機器の名称等である機器条件情報を抽出する機器条件抽出部１０と、機器条件情報に基づいて、機器毎に使用され、機器の性能及び特徴を示す情報であり、経験的に蓄積され機器の制御に関して必要な情報である機器マスタ情報から、プラントを構成する機器によってプラントを稼動させるために必要な情報である機器関連基本情報を抽出する機器情報生成部１１と、機器関連基本情報及びプラントの種類及び生産する製品に依存した特有の情報である機器構成情報に基づいて、プラントに特化した機器の情報である機器関連実情報を生成する機器差分修正部１２と、各種情報を記憶する記憶装置１３とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プラント設計の技術に関し、特に製鉄プラント、鉄鋼プラント、石油精製プラント、化学工業プラント及び発電プラント等の各種プラントの設計から建設までのプラントエンジニアリング業務を支援するプラントエンジニアリング支援装置及び方法に関する。

プラントは、一般に、各種のプロセス機器あるいは機械装置からなるプラント機器、基礎設備、計装設備、電気設備、配管設備及び建築構造物等の多くの設備及び機器（以下において、「設備・機器」という）から構成される。このような多くの設備・機器から構成されるプラントの設計手順は、通常、初期設計と称するプロセス設計等のプラントの基本設計を行ない、これに基づいて機能設計と称するプラント機器の設計、計装設計、電気設計及び配管設計等の設計を行なう。これらの初期設計及び機能設計は、一定の時期のずれはあるが、同時並行的に実施される。

このようなプラント設計は、コンピュータシステムを利用した種々の設計支援ツールを用いて行なわれている。例えば、初期設計に関しては、プロセス設計システム、プロセス制御設計システム及びプロットプラン設計システム等の初期設計支援ツールが開発されている。また、機能設計に関しては、プラントの設備・機器の設計を支援する機械設計システム、計装設計システム及び配管設計システム等の機能設計支援システムが開発されている。また、配管設計に関しては、各種の配管相互、あるいは配管と建築構造物などが相互に交差したりするなどの障害を排除するために、三次元ＣＡＤなどの設計システムにより設備相互の干渉の有無を確認し、必要に応じて設計変更を行う手法が採用されている。

一方、プラントエンジニアリング業務には、上記のプラント設計に加えて、機能設計と同時並行的に、必要なプラント機器類、設備機器及び配管等の建設資材 を調達して建設現場に搬入する資材管理業務、さらに建設現場において建設資材の搬入を管理すると共に、プラント設計に基づいてプラントの施工及び工程を管理する工事管理業務が含まれる。また、工事管理業務に並行して、設計仕様、設計データ及び図面等の設計図書を統括管理する業務、及びプロジェクト業務の全体を統括管理するプロジェクト管理業務が含まれる。

しかしながら、プラントの設計から建設までに係るプラントエンジニアリング業務は、複雑且つ多岐にわたる設計業務及び管理業務から構成されていることから、複数の独立した設計部署又は複数の独立した管理部署毎に、上述した設計支援システム及び管理システムの開発が進められている。そのため、設計情報や管理情報の記述様式が区々であり、各設計支援システム相互間、各管理システム相互間、及び設計システムと管理システム相互間の設計情報や管理情報の交換は書面等の媒体を用いて行なわれている。その結果、各設計部署又は管理部署は、関連する他のシステムの設計情報や管理情報を自己のシステムに再入力する作業が必要となる。そのため、再入力に伴う誤入力や、最新情報の入力遅延等により、各システム間における共通データの不整合が生ずるおそれがあり、設計のやり直し等が生じて業務の効率が低下するなどの問題がある。また、設計過程においてはしばしば設計変更を余儀なくされる場合があるが、その設計変更が一連の設計業務手順の上流側あるいは下流側にかかわらず、他の関連する設計支援システムは速やかに対応しなければならない。

つぎに、従来のプラントエンジニアリング業務では、プラントで製品を生産するために必要な設備・機械の構成及び配置、これらの設備・機械を制御するための機器情報が機械メーカ等から提示される。プラントを構成する設備・機械は、同種で異なる複数のプラントに共通的に配置されるものと、生産する製品により異なるものとがあるが、機械メーカ等からは、これらの設備・機器の情報は混在して提示される。また、これらの設備・機器情報は、プラント毎に毎回作成されることから、プラントエンジニアリング業務では、機械メーカ等から提示された設備・機器情報の内容を吟味して、これらの設備・機器を制御するために必要な設備・機器における過不足の検討、制御方法の検証を毎回実施している。

また、プラント内に存在する設備・機器は、プログラマブルコントローラに代表される制御機器からの制御信号によって制御されるが、プラント毎に配置される設備・機器が異なるため、各プラント毎に機械を制御するために必要な入出力信号を毎回検討している。さらに、検討の結果得られた入出力信号は、設備・機器の配置状態、入出力信号の仕様及びプラントのスペース等による制限を加味し、実際に入出力信号を送受信する制御盤を製作するための盤設計を行い、制御盤を製作するための展開接続図を毎回作成している。

しかし、プラントエンジニアリング業務において、機器メーカから提供されるプラント構成機器及び各機器を制御するための機器情報を基に、制御用機器の内容及び制御に必要な機器の過不足を確認する作業を精緻に実施するには膨大な時間と労力が必要である。また、これらの作業を実施するには、作業者にプラントエンジニアリングに関する知識及び経験を要求する。そのため、作業者によっては、検討不足、知識不足及び経験不足等により、プラントエンジニアリング業務の進捗が後戻りし、重複した作業を強いられる危険性もある。また、プラント内にある機械を操作者が操作する際、各機器の動作状態、機器を動作させるための制御量を指定するといった目的で用意されるＨＭＩ（Human Machine Interface）の画面を製作するが、製作には一般に描画ツールに代表されるエンジニアリングツールを使用する。ＨＭＩ画面の設計者は、各プラント毎に異なる設備・機器の操作方法について、操作者の要求を都度確認し、画面を設計した後、専用ツール等を用いて描画情報を入力する必要がある。この際に、操作者の要求を聞き誤る、画面上に必要な部品を用意し忘れる等によって、画面の最終形態の決定までに多大な時間を要したり、設計作業の効率が低下するといった問題が発生する。さらに、操作者は、これまでの操作経験から、同じ設備・機器であっても必要以上の情報の表示や指示部品制御盤を要求することがあり、要求内容を確認し、その意図及び重要度を都度確認し画面を設計する必要があった。

これに対して、設計、調達及び製造の各段階に分散して設けられた設計支援システムの情報の記述様式を統一するとともに、各情報にその情報の変更が影響を与える関連情報のリストとその情報の内容、変更の許容基準を設定しておき、その許容基準内であれば自由に変更可能にすることで、システムの設計変更を可能にする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、プラント建設業務は、いわゆる受注業務であり、全く同一のプラントを建設することは殆どない。したがって、設計支援システムや業務管理システムは汎用性を備え、かつ業務効率の向上を可能にする必要がある。すなわち、設計対象のプロセス機器、機械装置、計装設備、電気設備、配管設備などが複雑多岐にわたる場合、上記特許に提案されているような変更が影響を与える関連情報のリストを作成したり、変更の許容基準を全ての設計対象の設計項目について設定するのは作業量が膨大になるため、受注方式のプラントの設計業務に適用することは実用的に困難である。

一方、プラント設計における一連の設計業務は、プロセスなどの基本仕様を決定することから始まり、基本仕様データに基づいてプロセスフロー設計、プロセス制御設計及びプラント配置設計等の初期設計セクションが先行する。次いで、初期設計データに基づいてプロセス機器設計、配管設計などの複数の機能設計セクションに移行する手順で進められる。また、各機能設計セクションにおいても相互で設計項目が関連し合うものがある。したがって、関連する設計項目については、その設計項目について決定権を有するセクションにおいてできるだけ早く決定して、他の関連する設計セクション等に伝達する必要がある。しかも、プラントの設計から建設に至るまでの工期を短縮する要望に応ずるため、一連の設計業務の各設計段階、資材調達及び建設工事を、ほぼ同時並行的に遂行しなければならない。特に、同時並行的に設計業務を遂行するには、設計手順における上流側の設計データが確定していなくても、下流側の設計をある程度進める必要があるという問題がある。

特許第２９９５４８２号公報

上記問題点を鑑み、本発明は、プラントエンジニアリング業務における設計等の業務効率を向上させるプラントエンジニアリング支援装置及び方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の様態は、（イ）プラントに必要な異なる複数の機器の構成及び配置に関する情報を有する機器配置情報に基づいて、プラントを構成する機器の名称及び機器毎に割り付けられた識別子である機器条件情報を抽出する機器条件抽出部と、（ロ）機器条件情報に基づいて、プラントを構成する異なる複数の機器毎に使用され、機器の性能及び特徴を示す情報であり、従来のプラントエンジニアリング業務において経験的に蓄積され機器の制御に関して必要な情報であり、予め設定される機器マスタ情報から、プラントを構成する機器によってプラントを稼動させるために必要な情報である機器関連基本情報を抽出する機器情報生成部と、（ハ）機器関連基本情報及びプラントの種類及び生産する製品に依存した特有の情報である機器構成情報に基づいて、プラントに特化した機器の情報である機器関連実情報を生成する機器差分修正部と、（ニ）機器配置情報、機器条件情報、機器マスタ情報、機器関連基本情報、機器構成情報及び機器関連実情報を記憶する記憶装置とを備えることを要旨とする。

上記目的を達成するために、本発明の第２の様態は、（イ）機器条件抽出部が、プラントに必要な異なる複数の機器の構成及び配置に関する情報を有する機器配置情報に基づいて、プラントを構成する機器の名称及び機器毎に割り付けられた識別子である機器条件情報を抽出するステップと、（ロ）機器情報生成部が、機器条件情報に基づいて、プラントを構成する異なる複数の機器毎に使用され、機器の性能及び特徴を示す情報であり、従来のプラントエンジニアリング業務において経験的に蓄積され機器の制御に関して必要な情報であり、予め設定される機器マスタ情報から、プラントを構成する機器によってプラントを稼動させるために必要な情報である機器関連基本情報を抽出するステップと、（ハ）機器差分修正部が、機器関連基本情報及びプラントの種類及び生産する製品に依存した特有の情報である機器構成情報に基づいて、プラントに特化した機器の情報である機器関連実情報を生成するステップと、（ニ）記憶装置が、機器配置情報、機器条件情報、機器マスタ情報、機器関連基本情報、機器構成情報及び機器関連実情報を記憶するステップとを含むことを要旨とする。

上記目的を達成するために、本発明の第３の様態は、（イ）プラントに必要な異なる複数の機器の構成及び配置に関する情報を有する機器配置情報に基づいて、プラントを構成する機器の名称及び機器毎に割り付けられた識別子である機器条件情報を抽出する機器条件抽出部と、（ロ）機器条件情報に基づいて、プラントを構成する異なる複数の機器毎に使用され、機器の性能及び特徴を示す情報であり、従来のプラントエンジニアリング業務において経験的に蓄積され機器の制御に関して必要な情報であり、予め設定される機器マスタ情報から、プラントを構成する機器によってプラントを稼動させるために必要な情報である機器関連基本情報を抽出する機器情報生成部と、（ハ）機器関連基本情報及びプラントの種類及び生産する製品に依存した特有の情報である機器構成情報に基づいて、プラントに特化した機器の情報である機器関連実情報を生成する機器差分修正部と、（ニ）機器差分修正部が生成する機器関連実情報が含み、ＨＭＩの画面を構成する情報であるＨＭＩ情報リストをに基づいて、機能及び用途毎に形成される部品の画面上における領域を決定し、部品と領域をとの関係を含んだ画面部品マスタ情報を生成する画面領域決定部と、（ホ）画面部品マスタ情報及び異なる複数の部品同士の配置関係を示す画面部品配置情報に基づいて、画面内に配置すべき部品を抽出し、部品毎の最適配置を行い、画面内における部品の配置情報である画面情報を生成する画面情報生成部と、（へ）画面部品マスタ情報に基づいて、部品とプラントを制御するプログラマブルコントローラとの間で、機器に関する情報を交信及び制御するためのアドレスを割り付けたインタフェース情報を生成するリンク情報生成部と、（ト）機器配置情報、機器条件情報、機器マスタ情報、機器関連基本情報、機器構成情報、機器関連実情報、画面部品マスタ情報、画面部品配置情報、画面情報及びインタフェース情報を記憶する記憶装置とを備えることを要旨とする。

上記目的を達成するために、本発明の第４の様態は、（イ）機器条件抽出部が、プラントに必要な異なる複数の機器の構成及び配置に関する情報を有する機器配置情報に基づいて、プラントを構成する機器の名称及び機器毎に割り付けられた識別子である機器条件情報を抽出するステップと、（ロ）機器情報生成部が、機器条件情報に基づいて、プラントを構成する異なる複数の機器毎に使用され、機器の性能及び特徴を示す情報であり、従来のプラントエンジニアリング業務において経験的に蓄積され機器の制御に関して必要な情報であり、予め設定される機器マスタ情報から、プラントを構成する機器によってプラントを稼動させるために必要な情報である機器関連基本情報を抽出するステップと、（ハ）機器差分修正部が、機器関連基本情報及びプラントの種類及び生産する製品に依存した特有の情報である機器構成情報に基づいて、プラントに特化した機器の情報である機器関連実情報を生成するステップと、（ニ）画面領域決定部が、機器差分修正部が生成する機器関連実情報が含み、ＨＭＩの画面を構成する情報であるＨＭＩ情報リストをに基づいて、機能及び用途毎に形成される部品の画面上における領域を決定し、部品と領域をとの関係を含んだ画面部品マスタ情報を生成するステップと、（ホ）画面情報生成部が、画面部品マスタ情報及び異なる複数の部品同士の配置関係を示す画面部品配置情報に基づいて、画面内に配置すべき部品を抽出し、部品毎の最適配置を行い、画面内における部品の配置情報である画面情報を生成するステップと、（へ）リンク情報生成部が、画面部品マスタ情報に基づいて、部品とプラントを制御するプログラマブルコントローラとの間で、機器に関する情報を交信及び制御するためのアドレスを割り付けたインタフェース情報を生成するステップと、（ト）記憶装置が、機器配置情報、機器条件情報、機器マスタ情報、機器関連基本情報、機器構成情報、機器関連実情報、画面部品マスタ情報、画面部品配置情報、画面情報及びインタフェース情報を記憶するステップとを含むことを要旨とする。

本発明によれば、プラントエンジニアリング業務における設計等の業務効率を向上させるプラントエンジニアリング支援装置及び方法を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るプラントエンジニアリング支援装置のブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係るプラントエンジニアリング支援装置のブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係るプラントエンジニアリング支援装置に関する機器情報等の概要図である。 本発明の第１実施の形態に係るプラントエンジニアリング支援装置の支援方法に関するフローチャート図である。 本発明の第２の実施の形態に係るプラントエンジニアリング支援装置のブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係るプラントエンジニアリング支援装置に関する機器情報等の概要図である。 本発明の第２実施の形態に係るプラントエンジニアリング支援装置の支援方法に関するフローチャート図である。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、装置やシステムの構成等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な構成は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの構成の異なる部分が含まれていることは勿論である。

また、以下に示す本発明の実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

（第１の実施の形態）
＜プラントエンジニアリング支援装置の構成＞
本発明の第１の実施の形態に係るプラントエンジニアリング支援装置は、図１に示すように、プラントに必要な異なる複数の機器の構成及び配置に関する情報を有する機器配置情報に基づいて、プラントを構成する機器の名称及び機器毎に割り付けられた識別子である機器条件情報を抽出する機器条件抽出部１０と、機器条件情報に基づいて、プラントを構成する異なる複数の機器毎に使用され、機器の性能及び特徴を示す情報であり、従来のプラントエンジニアリング業務において経験的に蓄積され機器の制御に関して必要な情報であり、予め設定される機器マスタ情報から、プラントを構成する機器によってプラントを稼動させるために必要な情報である機器関連基本情報を抽出する機器情報生成部１１と、機器関連基本情報及びプラントの種類及び生産する製品に依存した特有の情報である機器構成情報に基づいて、プラントに特化した機器の情報である機器関連実情報を生成する機器差分修正部１２と、機器配置情報、機器条件情報、機器マスタ情報、機器関連基本情報、機器構成情報及び機器関連実情報を記憶する記憶装置１３とを備える。また、本発明の第１の実施の形態に係るプラントエンジニアリング支援装置は、図２に示すように、記憶装置１３が記憶する機器マスタ情報を編集する機器情報編集部１４を更に備える。

機器条件抽出部１０は、プラントを構成する機器を販売する機器メーカ等から提示される機器配置情報に基づいて、プラントに配置される機器の名称、機器毎に割り付けられた識別子等を機器条件情報として抽出する。ここで、機器配置情報は、任意の種類のプラントにおいて共通で使用される機器に関する情報である。また、機器条件情報は、プラントに必要な機器の条件に関する情報を含む。

機器情報生成部１１は、機器条件抽出部１０が抽出した機器条件情報に対応する機器の情報を機器関連基本情報として機器毎に機器マスタ情報から生成する。ここで、機器マスタ情報は、例えば鉄鋼プラントを構成する際に共通で使用されるセンサ、バルブ、モータ及びプラントエンジニアリング支援装置１００が有する図示しない表示部の画面において表示される操作部品及び指示部品等が機器毎にグルーピングされたものである。機器関連基本情報は、図３に示すように、例えば、アクチュエータ情報、センサ情報、操作機器情報、Ｉ／Ｆ信号情報及びＨＭＩ画面情報等で構成される。

機器差分修正部１２は、機器情報生成部１１が生成した機器関連基本情報と、機器メーカ等から提示される機器構成情報とを比較して、機器関連基本情報に不足している情報をプラントを構成する機器毎に、機器構成情報から機器関連基本情報へと補充及び修正を行い、機器関連実情報を生成する。ここで、機器構成情報は、構築（設計及び建設）対象のプラントに特化した機器の種類及び各機器毎への制御内容に関する情報を含む。

機器構成情報及び機器関連基本情報に記載されている情報を比較することで、プラントの種類に応じて共通に使用される機器に関する情報と、構築対象のプラントに特化して用いられる機器に関する情報とを明確に区別し、過不足等の漏れを防止することが可能となる。機器関連実情報は、図３に示すように、例えば、アクチュエータリスト、センサリスト、操作機器リスト、Ｉ／Ｆ信号リスト及びＨＭＩ画面リスト等で構成される。また、機器差分修正部１２は、構築対象のプラントを構成する各機器に対して付加される機器番号等の固有情報も機器構成情報に基づいて修正する。これにより、機器関連実情報は、過去のプラントエンジニア業務において蓄積された機器関連基本情報に、構築対象のプラントに特化した情報を加えたものとなり、該当するプラントエンジニアリング業務を実施するために必要十分な情報を備えることとなる。

記憶装置１３は、半導体メモリや磁気ディスク等であって、機器条件抽出部１０、機器情報生成部１１、機器差分修正部１２及び後述する機器情報編集部１４で実行されるプログラムやデータが記憶される。

機器情報編集部１４は、オペレータの指示に基づいて機器マスタ情報を記憶装置１３に入力する。記憶装置１３が記憶した機器マスタ情報は、必要に応じて随時、機器情報編集部１４が補充及び修正等が可能である。

また、プラントエンジニアリング支援装置１００は、種々のトランザクションが自在に実施可能なオープンプラットフォームシステムである。図１に示すプラントエンジニアリング支援装置１００の機器条件抽出部１０、機器情報生成部１１、機器差分修正部１２及び機器情報編集部１４は、本装置全体の各種動作を制御する。機器条件抽出部１０、機器情報生成部１１、機器差分修正部１２及び機器情報編集部１４は、それぞれ専用のハードウェアで構成しても良く、オープンプラットフォーム上で動作する通常のコンピュータシステムのＣＰＵを用いて、ソフトウェアで実質的に等価な機能を有していても構わない。後述する本発明の第２の実施の形態に係るプラントエンジニアリング支援装置１１０が備える画面領域決定部２０、画面情報生成部２１及びリンク情報生成部２２についても同様である。

ここで、「オープンプラットフォーム」とは、情報処理機器及び通信ネットワーク等の接続において、機器間の相互接続性、ＯＳ等のソフトウェアの再利用性、サービスの相互運用性及びユーザインタフェースの統一性等を保証するために必要な部分の設計仕様が公開されているハードウェア及びソフトウェア基盤を指す。「オープンプラットフォーム」上で稼働するシステム、すなわちオープンプラットフォームシステムが構築されると、接続された各機器間における既存の情報資源を利用することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係るプラントエンジニアリング支援装置１００が生成するプラント機器に関する情報は、図３に示すように、機器配置情報から機器条件情報が生成され、機器条件情報及び機器マスタ情報から機器関連基本情報が生成される。さらに、機器関連基本情報及び機器構成情報から機器関連実情報が生成される。これらの情報は、プラントエンジニアリング支援装置１００が備える記憶装置１３が記憶する。

＜プラントエンジニアリング支援方法＞
つぎに、本発明の第１の実施の形態に係るプラントエンジニアリング支援装置が、プラントエンジニアリング業務で必要な各種情報を生成する方法について図４のフローチャートを参照しながら説明する。

（イ）ステップＳ１０１において、機器条件抽出部１０は、機器メーカから提供される機器配置情報に基づいて、機器条件情報を抽出する。ステップＳ１０２において、機器情報生成部１１は、機器条件情報及び記憶装置１３が記憶する予め設定した機器マスタ情報を比較し、構築対象のプラントの種類に共通した機器に関する情報である機器関連基本情報を生成する。

（ロ）ステップＳ１０３において、機器差分修正部１２は、機器関連基本情報に対し、機器メーカから提供される構築対象のプラントに特化した機器に関する情報を含む機器構成情報に基づいて、補充及び修正を行い、構築対象のプラントに対してプラントエンジニアリング業務を実施するための機器関連実情報を生成する。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係るプラントエンジニアリング支援装置は、過去のプラントエンジニアリング業務を通して、構築対象のプラントに共通して配置される機械を制御するために必要な機器情報を予め準備し、これらの機器情報に機械毎に割り付けられた識別子を付加して機器マスタ情報としてデータベース化することで、機器メーカ等から提供される、該当するプラントを構成する機器に関連する情報に基づき、機器マスタ情報から該当プラントに対する基本情報となる機器関連基本情報を生成することができる。また、記憶装置１３に記憶される機器マスタ情報に対し、修正及び追加を可能とすることができるため、機器マスタ情報を、常に最新制御方法に対応したものにメインテナンスをすることが可能である。

さらに、機器マスタ情報から抽出された制御用の機器情報である機器関連基本情報を、機器メーカ等から提供される機器情報と比較することができ、そのため、プラントエンジニアリング業務に必要な機器に関する情報の過不足を業務の実施前に確認することができる。そのため、情報の過不足による作業の後戻りを防止することができる。さらにまた、本発明の第１の実施の形態に係るプラントエンジニアリング支援装置は、生成された機器関連基本情報及び機器メーカ等から提供される機器構成情報を比較することができ、構築対象のプラントに特化してに設けられる機器に関する情報を抽出し、プラントエンジニアリング業務にて留意すべきポイントを明確化することができる。さらに、生成された機器関連基本情報及び機器構成情報に基づき、構築対象のプラント内に配置される機器を制御するために必要な入出力信号を抽出することができる。

（第２の実施の形態）
＜プラントエンジニアリング支援装置の構成＞
本発明の第２の実施の形態に係るプラントエンジニアリング支援装置は、図５に示すように、図１に示す本発明の第１の実施の形態に係るプラントエンジニアリング支援装置に加えて、機器差分修正部１２が生成する機器関連実情報が含み、ＨＭＩの画面を構成する情報であるＨＭＩ情報リストをに基づいて、機能及び用途毎に形成される部品の画面上における領域を決定し、部品と領域をとの関係を含んだ画面部品マスタ情報を生成する画面領域決定部２０と、画面部品マスタ情報及び異なる複数の部品同士の配置関係を示す画面部品配置情報に基づいて、画面内に配置すべき部品を抽出し、部品毎の最適配置を行い、画面内における部品の配置情報である画面情報を生成する画面情報生成部２１と、画面部品マスタ情報に基づいて、部品とプラントを制御するプログラマブルコントローラとの間で、機器に関する情報を交信及び制御するためのアドレスを割り付けたインタフェース情報を生成するリンク情報生成部２２とを備える。また、記憶装置１３は、本発明の第１の実施の形態で記憶する情報に加え、画面部品マスタ情報、画面部品配置情報、画面情報及びインタフェース情報を更に記憶する。

ここで、ＨＭＩ画面には、プラントを操業するために操業者がプラント内の機器及び製品の状態を確認するための情報が表示される。また、操業者が操業を適切に行うために、機器の制御量を指示するための指示部品が数多くあり、目的毎に各画面に配置される。図３に示す機器関連実情報が含むＨＭＩ画面リストは、ＨＭＩ画面上に配置される部品毎にプラント機器の種別、ネットワーク上で機器及び装置が他の機器及び装置等と交信する際の信号の名称、他の信号と区別するための識別子、ＨＭＩ画面に配置するための画面区分情報が格納される。ＨＭＩ画面に表示される、構築対象のプラントに配置された機器の状態及び機器の制御量を指示するための部品の配置場所は重要であり、配置方法が悪い場合、複数の画面を切り替えながら操業を行わなければならなくなる。また、機器に対して任意の制御量を指示する際にも、複数の画面それぞれに同一の制御量を入力する必要が生じる。そのため、プラントの操業を煩雑にする可能性がある。

画面領域決定部２０は、図６に示すように、機器関連実情報が含むＨＭＩ画面リストが含む情報を、用途毎に区分された画面毎に画面部品をグルーピングし、更に配置対象の画面領域を確保し、画面部品マスタ情報を生成する。

画面情報生成部２１は、画面部品マスタ情報及び画面部品配置情報に基づいて、ＨＭＩ画面が有する各画面内に配置すべき部品の抽出、定められた画面の大きさを考慮した部品の最適配置を実施し、実施結果として画面情報を生成する。ここで、画面部品配置情報は、ＨＭＩ画面上に配置される各部品が機能及び用途毎に種別として区分され、異なる複数の種別における配置領域の適切な配置関係に関する情報を有する。画面部品配置情報は、例えば、表示部品はＨＭＩ画面の上方、制御量指示部品は下方に配置する、といった情報を有する。また、画面部品配置情報は、プラント内の機器の設置場所及び設置位置に合わせて画面上に機器の部品を配置する。画面部品配置情報は、構築対象プラント及び機器のオペレータの志向に合わせて柔軟に変更することが可能である。画面部品配置情報を変更する際には、画面部品マスタ情報に、予め画面部品配置情報によりＨＭＩ画面内における配置を決定するための情報として、表示器及び設定器のような種別、近傍に配置されるべき他部品との関連性に関する情報を含めておくことが可能である。

リンク情報生成部２２は、画面部品マスタ情報に存在する各部品と、プラントを制御するプログラマブルコントローラ間において情報を伝達するためのネットワーク上のアドレスを割り付ける。例えば、電源のオン及びオフのような信号を発生させる部品には、ビット型のメモリを割り付ける。また、制御量の指示を行う部品には、文字及び数字を入力可能なワード型のメモリを割り付ける。さらに、表示部品について、状態の変化に伴って発色の変化を必要とする場合には、発色変更用の信号を入出力するためのメモリを別途割りつける。リンク情報生成部２２は、割り付けたメモリを部品及び機器をリンクさせるアドレスとして、インタフェース情報に格納する。なお、画面部品マスタ情報は、プラントの種別に依存しない、工業設備に共通的な部品の情報を含んでいるため、これらを制御するための信号については、予め割り付けるメモリを固定的に作成しておくことも可能である。事前に作成しておくことで、プラントの設計者は、構築対象のプラントに特化して使用される信号についてのみ設計を行うことができるため、設計負担を軽減させることができる。

実際のＨＭＩ画面を製作するためには、画面エディタ等の画面作成ツールを用いる。画面エディタ等は市販のＳＣＡＤＡ等の電子計算機による画面作成ツールを採用することが可能である。画面エディタ等は、画面情報及びインタフェース情報に基づいて画面を作成するが、作成後の画面については、操業者の志向に合わせた修正が可能である。

本発明の第２の実施の形態に係るプラントエンジニアリング支援装置１１０が生成するプラント機器に関する情報は、図６に示すように、機器関連実情報が含むＨＭＩ画面リストから画面部品マスタ情報が生成され、画面部品マスタ情報からインタフェース情報が生成される。また、画面部品マスタ情報及び画面部品は位置情報から画面情報が生成される。これらの情報は、プラントエンジニアリング支援装置１１０が備える記憶装置１３が記憶する。例えば、鉄鋼プラントにおいて、入側セクションに配置されるペイオフリールを制御するための機器として、モータ、センサー、バルブ、操作機器及びＨＭＩ部品毎の機器情報等が機器マスタ情報に登録される。他の機器についても同様の情報が登録される。構築対象のプラント用のアクチュエータリスト、センサリスト、操作機器リスト、Ｉ／Ｆ信号リスト及びＨＭＩ画面リストは、機器マスタ情報から構築対象のプラントに配置される機器を抽出し、更に差分情報を修正ことで生成される。ペイオフリール用のＨＭＩ部品情報より、画面領域決定部２０は、各ＨＭＩ画面上に表示する部品の機器種別等によって、操作部品のグルーピングを行う。画面領域決定部２０は、機器関連実情報が含むＨＭＩ画面リスト内の情報のうち、画面及び機器の種別等によって、これらの制御信号をグルーピングし、画面部品マスタ情報に格納する。画面部品配置情報には、各機器の種別に対し、例えば、データ表示器は画面最上段、データ設定器はデータ表示器の下段、押しボタンはデータ表示器の下段、ビット表示器は押しボタンの下段、といったように、操作配置場所のルールが登録されている。画面情報生成部２１は、画面部品マスタ情報が含むグルーピングされた部品を、画面部品配置情報に従って配置する。同一機器種別の部品については、例えば、識別子である項目番号の昇順に配置することが可能である。これにより、画面毎にグルーピングされた部品がルールに基づき配置され、その結果を画面情報生成部２１は画面情報として生成する。一方、画面部品マスタ情報には、各部品に割り付けられるメモリがアサインされており、構築対象のプラント用の修正の必要性に応じて、リンク情報生成部２２はアドレスを修正し、インタフェース情報を生成する。最後に、画面情報及びインタフェース情報を入力情報として、図示しない画面作成ツールは、ＨＭＩ画面を作成する。

＜プラントエンジニアリング支援方法＞
つぎに、本発明の第２の実施の形態に係るプラントエンジニアリング支援装置が、プラントエンジニアリング業務において、構築対象のプラント用のＨＭＩ画面を作成する方法について図７のフローチャートを参照しながら説明する。なお、本発明の第１の実施の形態に係るプラントエンジニアリング支援方法におけるステップＳ１０１〜１０３と、本発明の第２の実施の形態に係るプラントエンジニアリング支援方法におけるステップＳ２０１〜２０３とは、同一であるため説明を省略する。

ステップＳ２０４において、画面領域決定部２０は、機器関連実情報が含むＨＭＩ画面リストに基づいて、画面部品マスタ情報を生成する。ステップＳ２０５において、画面情報生成部２１は、画面部品マスタ情報及び画面部品配置情報に基づいて、画面情報を生成する。ステップＳ２０６において、リンク情報生成部２２は、画面部品マスタ情報に基づいて、インタフェース情報を生成する。

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態に係るプラントエンジニアリング支援装置は、構築対象であるプラントに配置される機器であり、共通に使用される機器を制御するために画面内に必要な表示及び指示情報を機器マスタ情報から抽出し、機器関連基本情報を生成することで、共通化情報である機器マスタ情報から、該当するプラントに必要な画面情報を確実に抽出することが可能となる。また、生成された機器関連基本情報をベースに構築対象プラント用として修正された情報が有する画面情報を、予め用意されたルールに基づきグルーピングして各画面に配置することができ、機器単位で抽出された情報を、該当するプラントにおいてプラントエンジニアリング業務を実施するための情報にカスタマイズすることが可能となる。さらに、生成された画面情報、ＨＭＩ画面に配置された部品への表示情報及び部品を押下する等により生成される操作情報を、該当プラントを制御するプログラマブルコントローラ等と交信するためのメモリ情報に展開することで、従来プラントエンジニアが手作業で行っていた画面内の部品を制御するためのプログラムとのインターフェース用メモリ割付作業を迅速化及び容易化すると共に、ヒューマンエラーを排除できる。また、機器メーカからの情報及び操作者からの情報入手にて逐次作成していたＨＭＩ画面に関する情報を、機器関連基本情報として用意し、構築対象のプラントに対して不都合の情報のみを修正していくことで、画面作成作業を効率化できるとともに、共通的に必要な部品は機器関連基本情報として用意されているため、プラントを構成する必須機器が漏れることによる等で画面作成作業の後戻りの発生することを防止することが可能である。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は本発明の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１０…機器条件抽出部
１１…機器情報生成部
１２…機器差分修正部
１３…記憶装置
１４…機器情報編集部
２０…画面領域決定部
２１…画面情報生成部
２２…リンク情報生成部
１００，１１０…プラントエンジニアリング支援装置

Claims (6)

1. プラントに必要な異なる複数の機器の構成及び配置に関する情報を有する機器配置情報に基づいて、前記プラントを構成する前記機器の名称及び前記機器毎に割り付けられた識別子である機器条件情報を抽出する機器条件抽出部と、
   前記機器条件情報に基づいて、前記プラントを構成する異なる複数の機器毎に使用され、前記機器の性能及び特徴を示す情報であり、従来のプラントエンジニアリング業務において経験的に蓄積され前記機器の制御に関して必要な情報であり、予め設定される機器マスタ情報から、前記プラントを構成する前記機器によって前記プラントを稼動させるために必要な情報である機器関連基本情報を抽出する機器情報生成部と、
   前記機器関連基本情報及び前記プラントの種類及び生産する製品に依存した特有の情報である機器構成情報に基づいて、前記プラントに特化した機器の情報である機器関連実情報を生成する機器差分修正部と、
   前記機器配置情報、前記機器条件情報、前記機器マスタ情報、前記機器関連基本情報、前記機器構成情報及び前記機器関連実情報を記憶する記憶装置
   とを備えることを特徴とするプラントエンジニアリング支援装置。
2. 前記記憶装置が記憶する前記機器マスタ情報を編集する機器情報編集部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のプラントエンジニアリング支援装置。
3. 機器条件抽出部が、プラントに必要な異なる複数の機器の構成及び配置に関する情報を有する機器配置情報に基づいて、前記プラントを構成する前記機器の名称及び前記機器毎に割り付けられた識別子である機器条件情報を抽出するステップと、
   機器情報生成部が、前記機器条件情報に基づいて、前記プラントを構成する異なる複数の機器毎に使用され、前記機器の性能及び特徴を示す情報であり、従来のプラントエンジニアリング業務において経験的に蓄積され前記機器の制御に関して必要な情報であり、予め設定される機器マスタ情報から、前記プラントを構成する前記機器によって前記プラントを稼動させるために必要な情報である機器関連基本情報を抽出するステップと、
   機器差分修正部が、前記機器関連基本情報及び前記プラントの種類及び生産する製品に依存した特有の情報である機器構成情報に基づいて、前記プラントに特化した機器の情報である機器関連実情報を生成するステップと、
   記憶装置が、前記機器配置情報、前記機器条件情報、前記機器マスタ情報、前記機器関連基本情報、前記機器構成情報及び前記機器関連実情報を記憶するステップ
   とを含むことを特徴とするプラントエンジニアリング支援方法。
4. 機器情報編集部が、前記記憶装置が記憶する前記機器マスタ情報を編集するステップを更に含むことを特徴とする請求項３に記載のプラントエンジニアリング支援方法。
5. プラントに必要な異なる複数の機器の構成及び配置に関する情報を有する機器配置情報に基づいて、前記プラントを構成する前記機器の名称及び前記機器毎に割り付けられた識別子である機器条件情報を抽出する機器条件抽出部と、
   前記機器条件情報に基づいて、前記プラントを構成する異なる複数の機器毎に使用され、前記機器の性能及び特徴を示す情報であり、従来のプラントエンジニアリング業務において経験的に蓄積され前記機器の制御に関して必要な情報であり、予め設定される機器マスタ情報から、前記プラントを構成する前記機器によって前記プラントを稼動させるために必要な情報である機器関連基本情報を抽出する機器情報生成部と、
   前記機器関連基本情報及び前記プラントの種類及び生産する製品に依存した特有の情報である機器構成情報に基づいて、前記プラントに特化した機器の情報である機器関連実情報を生成する機器差分修正部と、
   前記機器差分修正部が生成する前記機器関連実情報が含み、ＨＭＩの画面を構成する情報であるＨＭＩ情報リストをに基づいて、機能及び用途毎に形成される部品の画面上における領域を決定し、前記部品と前記領域をとの関係を含んだ画面部品マスタ情報を生成する画面領域決定部と、
   前記画面部品マスタ情報及び前記異なる複数の部品同士の配置関係を示す画面部品配置情報に基づいて、前記画面内に配置すべき前記部品を抽出し、前記部品毎の最適配置を行い、前記画面内における前記部品の配置情報である画面情報を生成する画面情報生成部と、
   前記画面部品マスタ情報に基づいて、前記部品と前記プラントを制御するプログラマブルコントローラとの間で、前記機器に関する情報を交信及び制御するためのアドレスを割り付けたインタフェース情報を生成するリンク情報生成部と、
   前記機器配置情報、前記機器条件情報、前記機器マスタ情報、前記機器関連基本情報、前記機器構成情報、前記機器関連実情報、前記画面部品マスタ情報、前記画面部品配置情報、前記画面情報及び前記インタフェース情報を記憶する記憶装置
   とを備えることを特徴とするプラントエンジニアリング支援装置。
6. 機器条件抽出部が、プラントに必要な異なる複数の機器の構成及び配置に関する情報を有する機器配置情報に基づいて、前記プラントを構成する前記機器の名称及び前記機器毎に割り付けられた識別子である機器条件情報を抽出するステップと、
   機器情報生成部が、前記機器条件情報に基づいて、前記プラントを構成する異なる複数の機器毎に使用され、前記機器の性能及び特徴を示す情報であり、従来のプラントエンジニアリング業務において経験的に蓄積され前記機器の制御に関して必要な情報であり、予め設定される機器マスタ情報から、前記プラントを構成する前記機器によって前記プラントを稼動させるために必要な情報である機器関連基本情報を抽出するステップと、
   機器差分修正部が、前記機器関連基本情報及び前記プラントの種類及び生産する製品に依存した特有の情報である機器構成情報に基づいて、前記プラントに特化した機器の情報である機器関連実情報を生成するステップと、
   画面領域決定部が、前記機器差分修正部が生成する前記機器関連実情報が含み、ＨＭＩの画面を構成する情報であるＨＭＩ情報リストをに基づいて、機能及び用途毎に形成される部品の画面上における領域を決定し、前記部品と前記領域をとの関係を含んだ画面部品マスタ情報を生成するステップと、
   画面情報生成部が、前記画面部品マスタ情報及び前記異なる複数の部品同士の配置関係を示す画面部品配置情報に基づいて、前記画面内に配置すべき前記部品を抽出し、前記部品毎の最適配置を行い、前記画面内における前記部品の配置情報である画面情報を生成するステップと、
   リンク情報生成部が、前記画面部品マスタ情報に基づいて、前記部品と前記プラントを制御するプログラマブルコントローラとの間で、前記機器に関する情報を交信及び制御するためのアドレスを割り付けたインタフェース情報を生成するステップと、
   記憶装置が、前記機器配置情報、前記機器条件情報、前記機器マスタ情報、前記機器関連基本情報、前記機器構成情報、前記機器関連実情報、前記画面部品マスタ情報、前記画面部品配置情報、前記画面情報及び前記インタフェース情報を記憶するステップ
   とを含むことを特徴とするプラントエンジニアリング支援方法。

Images