JP2012215976A - フィールド機器管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィールド機器を追加するときのフィールド機器管理装置におけるデバイス設定作業を軽減する。
【解決手段】フィールド機器管理装置は、フィールド機器をネットワークを介して制御する機器制御手段Ｐ３１〜Ｐ３３と、機器制御手段を管理する管理手段と、を備えるフィールド機器管理装置において、機器制御手段Ｐ３１〜Ｐ３３は、フィールド機器を制御する制御情報としてフィールド機器に対応したデバイスタイプマネージャＤＴＭを含み、管理手段は、既存のフィールド機器と同種のフィールド機器の増設に対応して既存のフィールド機器に対応したＤＴＭの設定情報のうち機器の固有情報部分を増設機器用に変更したものを増設したフィールド機器の機器制御手段の制御情報として利用する。
【選択図】図５

Description

本発明は、プロセスオートメーションや工場オートメーション等にＦＤＴ／ＤＴＭ(Field Device Tool/Device Type Manager)仕様を利用する制御システムにおけるフィールド機器更新の際のフィールド機器管理装置におけるＤＴＭプログラム更新の容易化に関する。

プロセスオートメーションや工場オートメーションなどでは、多数のフィールド機器（例えば、圧力発信機、流量計、温度センサ等のセンサ類、圧力制御弁、流量制御弁、開閉弁等のバルブ類、ポンプ、ブロア、ファン等モータやアクチュエータ機器類等）がフィールドバス等のネットワークを介してプロセスのコントロールシステムに接続される。コントロールシステムとして、例えば、分散制御システム（ＤＣＳ，Distrbuted Control System）が使用され高度に自動化された運用を可能としている。フィールド機器はインテリジェント化され、プラントのホストシステムからパラメータの設定や調整が可能である。

更に、コントロールシステムにはＦＤＴ／ＤＴＭ仕様が利用されている。ＦＤＴ／ＤＴＭはＦＤＴグループから提案されたもので、フィールド機器ベンダーのソフトウェア開発の負担等を減らすべく、特定のホストシステムに依存しないオープンなフレームワーク上でフィールド機器の設定や調整ができるソフトウェア・アーキテクチャである。これはＦＤＴフレームワーク上にＤＴＭというフィールド機器設定ソフトウェアコンポーネントを動作させるものである。ＦＤＴ／ＤＴＭは国際的な標準仕様でありその詳細についてはインターネット上で多数の情報を容易に得ることができるので説明を省略する。

ＦＤＴ／ＤＴＭを導入したコントロールシステムでは、様々なメーカーから提供された各種のフィールド機器が使用されるが、フィールド機器の仕様が異なる場合にはフィールド機器の管理が難しくなる。そこで、フィールド機器の管理装置が必要となる。例えば、特開２００５−１３５０７５号公報には、管理対象となるフィールド機器の各種情報の手入力の負担を減らすべくテンプレートを使用する機器管理システムの例が紹介されている。

特開２００５−１３５０７５号公報

オートメーションや工場オートメーションにおけるフィールド機器の、新設、増設、変更等に対応して機器管理装置にフィールド機器のＤＴＭのプログラムを導入したり、削除したりする必要がある。これ等の処理は、例えば、フィールド機器のベンダーから提供されるＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の情報記録媒体や、ネットワーク上のサーバ等から予め定められた一定のインストール手順に従ってＤＴＭ（プログラム）を機器管理装置に導入することによって行われる。

このＤＴＭは機種別で共通のプログラム部分と各機器毎に個別的なパラメータ設定などが記述された設定情報部分とを含んでいる。フィールド機器を増設するときには、その設定情報の設定作業が必要となるが、この作業は案外に面倒である。

よって、本発明は、フィールド機器を追加をするときのフィールド機器管理装置におけるデバイスタイプマネージャ（ＤＴＭ）の設定作業を軽減することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の一実施態様のフィールド機器管理装置は、フィールド機器をネットワークを介して制御する機器制御手段と、上記機器制御手段を管理する管理手段と、を備えるフィールド機器管理装置において、上記機器制御手段は、上記フィールド機器を制御する制御情報として上記フィールド機器に対応したデバイスタイプマネージャ（ＤＴＭ）を含み、上記管理手段は、既存のフィールド機器と同種のフィールド機器の増設に対応して上記既存のフィールド機器に対応したデバイスタイプマネージャの設定情報を複製して増設したフィールド機器の機器制御手段の制御情報として利用する。

かかる構成とすることによって、フィールド機器の増設毎に必要となるデバイスタイプマネージャ（ＤＴＭ）の設定情報の新規作成（記述）の負担を減らすことができる。

望ましくは、上記フィールド機器と上記フィールド機器管理装置はＦＤＴ/ＤＴＭ仕様にしたがって構成される。

望ましくは、上記複製されるデバイスタイプマネージャはプログラムと設定情報とを含み、前記設定情報は増設されるフィールド機器の固有情報によって書き換えられる。それにより、増設されたフィールド機器の固有情報により増設機器のＤＴＭを容易に形成することができる。

望ましくは、上記複製されるデバイスタイプマネージャの設定情報は、増設されるフィールド機器の固有情報と既存の（増設されるフィールド機器と）同機種のフィールド機器に対応したデバイスタイプマネージャの非固有情報によって形成される。それにより、増設されるフィールド機器のＤＴＭが比較的に容易に得られる。

本発明によれば、フィールド機器の増設毎に必要となるデバイスタイプマネージャ（ＤＴＭ）の設定情報の新規設定（記述）の負担を軽減することが可能となる。

フィールド機器管理装置を説明する図である。 フィールド機器管理装置におけるＤＴＭ設定情報の複製を説明する図である。 フィールド機器管理装置におけるＤＴＭ設定情報の複製を説明する図である。 フィールド機器管理装置におけるＤＴＭ設定情報の複製を説明する図である。 フィールド機器管理装置におけるＤＴＭ設定情報の複製を説明する図である。 フィールド機器管理装置におけるＤＴＭ設定情報の複製を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

（実施例の要点）
まず、実施例の概要について説明する。ＦＤＴという国際標準仕様では、ＤＴＭというフィールドデバイス機器を管理するプログラムにおいてその設定情報を外部ファイルに出力したり、出力したファイルを読み込んだりする機能が存在する。そのファイルの中の情報にはフィールドデバイス機器のアドレス情報や機器タグ情報も含まれている。この情報は同一のフィールド機器に対して有効に機能するはずのものである。同じ種別のフィールド機器に対して同様な設定情報を再利用してＤＴＭを構成すれば手間が省ける。

しかしながら、現状ではフィールド機器管理装置に導入済みのＤＴＭプログラムの設定情報を流用（複製利用）可能とする機能は存在しない。（そのような機能がない現状ではその後に設定したい情報（必要なパラメータ）を最初から指定（記述）する作業を行わなければならない。

そこで、実施例では、既に制御対象に存在するフィールド機器と同じフィールド機器を導入するときに、フィールド機器管理装置に導入済みのフィールド機器のＤＴＭ設定情報を利用して新規に設けられるフィールド機器のＤＴＭプログラム（プログラムと設定情報）を作成する。

より具体的には、ＦＤＴ／ＤＴＭの仕様において、ＤＴＭの情報をロード、セーブするために、ＦＤＴ仕様にはIStream/IPersistStream または IStreamBag / IPersistPropertyBagという機能呼び出し仕様が存在する。本発明の機器管理システムでは複製対象となるフィールド機器のＤＴＭを起動して、そのＤＴＭの情報をセーブしたりロードしたりするときに、次のような処理を行うことで他のフィールド機器のために保存した設定情報の流用を可能にする。

例えば、ＤＴＭの情報をセーブする際に、フィールド機器管理システム（のフレームアプリケーション）はＤＴＭの情報をIPersistStreamまたはIPersistPropertyBagの機能を呼び出して取得する。その情報の中には実際の機器のアドレスとタグも含まれる。外部ファイルを指定してＤＴＭに対して設定情報をロードする際には、「アドレス」と「タグ情報」と対象ＤＴＭが表す機器の「アドレス」と「タグ情報」を比較して、両者に相違がある場合には、例えば、警告を表示するようにして注意を喚起する。

そこで、操作者が外部ファイルの流用を指定した場合には、外部ファイルのロードを行った後に複製されたＤＴＭの設定情報が表すべきフィールド機器の「アドレス」と「タグ情報」を追加フィールド機器のＤＴＭ用に再度設定する。このようにして、増設等された同じフィールド機器のＤＴＭ（プログラムと設定情報）が形成される。

なお、この複製（流用）処理はＤＴＭが実際の機器との接続を行っていないオフライン状態でのみ動作可能とするのが望ましい。

（実施例）
図１乃至図５は、実施例のフィールド機器管理装置を説明する図であり、各図において対応する部分には符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
図１は、分散制御システム（ＤＣＳ）を概略的に示しており、フィールド機器管理装置１、ネットワーク２、フィールド機器３１〜３３によって構成されている。

フィールド機器管理装置１は、パーソナルコンピュータと同様の構成を持ち、キーボード、マウス、タッチパネルなどの入力装置１１、液晶ディスプレイなどの表示装置１２、データを記憶するメモリ１３、ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＵＳＢメモリなどのリムーバブル記憶媒体のドライブ装置１４、演算処理を行うＣＰＵ１５、外部との通信を行う通信部１６、ＦＤＴ関連のプログラムやデータを保持するデータ保持部１７等によって構成される。

データ保持部１７は、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）やハードディスクなどによって構成され、機器管理装置１で実行される各種のプログラム、データの他、ＦＤＴ関連として、例えば、フレームアプリケーションＰａ（管理手段に相当）、通信ＤＴＭプログラムＰｂ、ＤＴＭプログラムＰ３１〜Ｐ３３（機器制御手段に相当）を保持している。

ネットワーク２は、通信部１６とフィールド機器３１〜３３との相互間接続を抽象的に示している。例えば、イーサネット（登録商標）やフィールドバス、あるいはこれ等を中継器などを介して組み合わせたネットワークシステムなどが該当する。

フィールド機器３１〜３３は、プロセスに配置された圧力計、温度計、弁などの各種のものが該当する。フィールド機器３１〜３３は図示しないインタフェースを介してネットワーク２に接続され、機器ＤＴＭプログラムＰ３１〜Ｐ３３によって制御動作や制御パラメータが設定される。

ＦＤＴフレームアプリケーションＰａは、機器ＤＴＭプログラムＰ３１〜Ｐ３３と通信ＤＴＭとの間の関連付けや、通信ＤＴＭプログラムＰｂ、機器ＤＴＭプログラムＰ３１〜Ｐ３３の管理を行う。また、各ＤＴＭの操作を容易にするユーザインタフェースを提供する。

機器ＤＴＭプログラムＰ３１〜Ｐ３３は、フィールド機器３１〜３３に対する制御を行う。機器ＤＴＭにはデバイス構造、既存の通信可能性、内部依存、マンマシン通信能力などすべてのデバイス専用のデータ、機能、操作規則が含まれている。機器ＤＴＭが提供する機能によって、デバイスパラメータの回復、デバイスのコンフィグレーションと操作、エラーの検出が可能になる。

通信ＤＴＭプログラムＰｂは、機器ＤＴＭプログラムＰ３１〜Ｐ３３とフィールド機器３１〜３３との間に配置され、ネットワーク２を介した各種情報の通信を行う。また、ネットワーク２に関する情報をＦＤＴ仕様に従ってフォーマット化し、取得した機器２０１〜２０３に関する情報（機器情報）を機器ＤＴＭ１２１〜１２３に出力し、機器ＤＴＭプログラムＰ３１〜Ｐ３３からの情報をフィールド機器３１〜３３にそれぞれ設定する処理を行う。

ＣＰＵ１５は、ウィンドウズ（登録商標）等のＯＳ上でＦＤＴ/ＤＴＭのインタフェースを介してフレームアプリケーションプログラムＰａ、通信ＤＴＭプログラムＰｂ、機器ＤＴＭプログラムＰ３１〜Ｐ３３を実行することによって各プログラムの機能を実効化する。

上記ＦＤＴ／ＤＴＭ技術は、制御システムソフトウェア、デバイスソフトウェアや使用中の通信プロトコルに影響を受けることなく、制御システムとフィールド機器間の通信インタフェースを標準化している。このため、ＦＤＴ／ＤＴＭ技術はプロトコルとシステムに関わらず、制御部とフィールド機器とを接続することを可能とする。

このような構成において、例えば、操作者がＦＤＴフレームアプリケーションプログラムＰａに対して機器３３を操作する指示（例えば、機器３３に関するパラメータを収集する指示）を行うと、その指示を示す情報がＦＤＴフレームアプリケーションＰａから機器ＤＴＭプログラムＰ３３に出力される。機器ＤＴＭプログラムＰ３３はＦＤＴフレームアプリケーションプログラムＰａからの情報に応じた機器３３に対する命令を通信ＤＴＭプログラムＰｂに出力する。機器ＤＴＭプログラムＰ３３からの命令は通信ＤＴＭプログラムＰｂによってネットワーク２を介してフィールド機器３３に送信され、機器３３に関するパラメータの取得が実施される。取得されたパラメータは、機器３３から通信ＤＴＭプログラムＰｂを介して機器ＤＴＭプログラムＰ３３に送信されて収集され、ユーザに分かり易い形式で表示される。

（フィールド機器の増設）
図２は、図１に示す構成おいて、ネットワーク２にフィールド機器３３と同じ仕様の機器３３，３３を増設した状態を示している。増設されたフィールド機器３３，３３はフィールド機器３４，３５として固有の識別がなされなければ個別に制御することが出来ない。

（Ｐ３４ファイルの作成）
図３は、追加されたフィールド機器３４のＤＴＭプログラムＰ３４を作成する例を説明する図である。
操作者は、フレームアプリケーションＰａの機能を利用してデータ保持部１７に外部ファイルＰ３４を作成する。また、通信部１６などに保持されている機器３４のアドレス情報（固有情報，デバイスアドレス番号、チャネル番号）を入手する。また、同じ仕様のフィールド機器３３の機器ＤＴＭプログラムＰ３４のＤＴＭの設定情報（各種パラメータなどの実体的内容）をファイルＰ３４の中に複製する。ファイルＰ３４中の設定情報のフィールド機器３３の固有の情報部分を機器３４の固有情報で書き換えることによって、図４に示すようにフィールド機器３４のＤＴＭプログラムＰ３４（プログラムと設定情報）を形成する。設定情報である機器構成情報ファイルの例を図５に示している。

（ファイル作成の機能的説明）
図５及び図６は、上記書き換えの要点を説明する説明図である。図５（Ａ）は新規ファイルＰ３４の作成を説明する図、同図（Ｂ）はＤＴＭの内容を保存するときに作成される設定情報としての機器構成情報ファイルの内容を説明する説明図、図６は、ＣＰＵ１５がフレームアプリケーションＰａを実行してＤＴＭプログラムＰ３４の設定情報を作成する手順を説明するフローチャートである。

まず、ＤＴＭプログラムＰ３４が保持部１７に導入された後、操作者が管理装置１の入力装置を操作して、フレームアプリケーションプログラムＰａを動作させ、各機器のＤＴＭの設定情報の複製（編集）が行えるようにする（ステップＳ１０）。

ＣＰＵ１５は、操作者の指示に対応してフレームアプリケーションＰａを実行して機器ＤＴＭプログラムＰ３３の設定情報である機器構成情報ファイルをメモリ１３に読み込む（ステップＳ１２）。

ＣＰＵ１５は、フレームアプリケーションＰａを介して機器３４のＤＴＭプログラムＰ３４に保持されている各種の情報の中から機器の識別情報（デバイスを特定する情報）をメモリ１５に読み込む（ステップＳ１４）。

ＣＰＵ１５は、読み込んだＤＴＭプログラムＰ３３の機器構成情報ファイルとＤＴＭプログラムＰ３４の機器の識別情報を比較して同じＤＴＭプログラムを使用するものであるかどうかを判別する（ステップＳ１６）。

例えば、ＣＰＵ１５は、読み取った各ＤＴＭのデータからＤＴＭの種類を識別する情報（Version information）、デバイス種別を識別する情報(Dtm Device Type)を取得する。そして、それらの同一性を見て同じＤＴＭであるか、デバイス構成情報ファィルを同じ様式として複製しても良いかを判断する。

例えば、ＦＤＴの仕様でＤＴＭの種類を識別する情報として、nodeId, readAccess, writeAccess, name, vendor, version, date, descriptor等が挙げられる。例えば、ＦＤＴの仕様でデバイス種別を識別する情報として、nodeId, readAccess, writeAccess, manufactureId, deviceTypeId, subDeviceType, deviceTypeInformation, deviceTypeInformationPath, classificationId, dtmDevTypeID, dtmDevTypeIDVersion等が挙げられる。

ＣＰＵ１５は、上述したデバイスを特定し得る情報である、識別情報、固有情報の比較、ＤＴＭの種類を表すパラメータ、デバイスを識別するパラメータの検討等に基づいて複製の可否を判断する。

複製利用すべきではないと判断した場合には（ステップＳ１８；Ｎｏ）、ＤＴＭの不一致（警告）を表示装置１２の画面に表示して（ステップＳ１８）。複製・編集を行わないで終了する（ステップＳ２４）。

ＣＰＵ１５はフィールド機器３３と３４が同機種で有り、あるいはＤＴＭが同種であって複製利用できると判断した場合には（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１５は増設されたフィールド機器３４のＤＴＭの機器構成情報ファイル（設定情報）の作成にＤＴＭプログラムＰ３３の設定情報を利用する。ＣＰＵ１５は、図５（Ａ）に示すように、フレームアプリケーションＰａを介してＤＴＭプログラムＰ３４に設定情報としてＤＴＭプログラムＰ３３の機器構成情報ファイルを取り込む。この際、機器構成情報ファイルのデバイスを特定する情報部分にはＤＴＭプログラムＰ３４の固有情報部分を付与し、デバイスを特定する情報以外の部分（非固有情報部分）はＤＴＭプログラム３３の機器構成情報ファイルの固有情報以外の部分（非固有情報部分）を取り込む。

図５（Ｂ）に示すように、デバイスを特定する情報には、フィジカルデバイスタグ（ＰＤ，Physical Device Tag）、デバイスアドレス番号(Device Address)、チャネル番号(Channel Number)、等がある。デバイスを特定する情報以外の情報には、ＤＴＭのプログラムに設定すべき各種のパラメータ等の実体的部分が該当する。

ＣＰＵ１５は、ＤＴＭプログラムＰ３３の機器構成情報ファイルを利用した、ＤＴＭ３４の機器構成情報ファイル形成が終了すると、これをＤＴＭプログラムＰ３４の一部として保存する（ステップＳ２２）。

その後本ルーチンを終了する（ステップＳ２４）。

このようにしてフィールド機器３３と機器３４とが同じ種類、同じバージョンの機器である場合、制御パラメータなどが共通するため、暫定的にフィールド機器３３の機器構成情報ファイルを使用してフィールド機器３４のＤＴＭを形成することができる。その後、フィールド機器３４が機器３３と相違するパラメータ部分を調整することでＤＴＭプログラムＰ３４が完成する。既存同種機器の機器構成情報ファイルを複製して利用することで、フィールド機器の増設等に伴うＤＴＭの付属ファィル（設定情報）の記述の手間が省ける。

以上説明したように本発明の実施例によれば、ＦＤＴ仕様では、ＤＴＭというフィールド機器を管理するプログラムにおいて、その設定情報を外部ファイルに出力したり、出力したファイルを読み込んだりする機能が存在するので、この機能を利用して同種機器のＤＴＭを複製して利用することができる。ＤＴＭを記録媒体から管理装置に新規に導入し、各種パラメータを全て設定する場合に比べて操作者の負担が減少する。

１ フィールド機器管理装置、２ネットワーク、１１ 入力装置、１２ 表示装置、１３ メモリ、１４ リーバルメディアドライブ、１５ ＣＰＵ、１６ 通信部、１７ データ保持部、３１〜３５ フィールド機器、Ｐａ フレームアプリケーション、Ｐｂ 通信ＤＴＭプログラム、Ｐ３１〜Ｐ３４ 機器ＤＴＭプログラム

Claims (4)

1. フィールド機器をネットワークを介して制御する機器制御手段と、前記機器制御手段を管理する管理手段と、を備えるフィールド機器管理装置であって、
   前記機器制御手段は、前記フィールド機器を制御する制御情報として前記フィールド機器に対応したデバイスタイプマネージャを含み、
   前記管理手段は、既存のフィールド機器と同種のフィールド機器の増設に対応して前記既存のフィールド機器に対応したデバイスタイプマネージャの設定情報を複製して増設したフィールド機器の機器制御手段の制御情報として利用する、
   ことを特徴とするフィールド機器管理装置。
2. 前記フィールド機器と前記フィールド機器管理装置はＦＤＴ/ＤＴＭ仕様にしたがって構成されている請求項１に記載のフィールド機器管理装置。
3. 前記複製されるデバイスタイプマネージャはプログラムと設定情報を含み、前記設定情報は、増設されるフィールド機器の固有情報によって書き換えられる、請求項１又は２に記載のフィールド機器管理装置。
4. 前記複製された設定情報により起動されるデバイスタイプマネージャは、増設されるフィールド機器の固有情報と既存の同種のフィールド機器のデバイスタイプマネージャの非固有情報によって形成される、請求項１乃至３のいずれかに記載のフィールド機器管理装置。

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