JP2013168859A - Process input/output device diagnosis system, process input/output control apparatus and process input/output device diagnosis method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、プロセス入出力装置診断システム、プロセス入出力制御装置、および、プロセス入出力装置診断方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a process input / output device diagnosis system, a process input / output control device, and a process input / output device diagnosis method.
原子力発電所におけるプラント機器は、十数ヶ月の運転期間と数ヶ月の定期検査期間によって運用されている。定期検査期間では、運転期間で運転されたプラント機器を停止させ、プラント機器の「健全性の確認」、「機能維持」および「信頼性の向上」を目的として数多くの項目の検査が行われる。 Plant equipment in nuclear power plants is operated with an operation period of more than 10 months and a periodic inspection period of several months. In the periodic inspection period, the plant equipment operated during the operation period is stopped, and many items are inspected for the purpose of “confirming soundness”, “maintaining functions” and “improving reliability” of the plant equipment.
運転期間では、運転中のプラント機器の「健全性の確認」、「機能維持」および「信頼性の向上」を検証する必要がある。この検証のために、プラント機器を監視するプラント監視装置が設けられる。プラント監視装置は原子力発電所内に設けられる必要がなく、ネットワーク網を介して遠隔地に設けられる。これにより、作業員は遠隔地からプラント監視装置によりプラント機器を監視することができる。 In the operation period, it is necessary to verify “soundness check”, “function maintenance” and “reliability improvement” of the plant equipment in operation. For this verification, a plant monitoring device for monitoring plant equipment is provided. The plant monitoring device does not need to be provided in the nuclear power plant, and is provided in a remote place via a network. Thereby, the worker can monitor the plant equipment from a remote place by the plant monitoring device.
プラント監視装置がネットワーク網により受信する信号として、プラント機器から出力されるアナログ信号ではなく、デジタル信号であることが好ましい。そのため、プラント機器とプラント監視装置との間には、プラント機器から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するプロセス入出力装置が設けられる。 The signal received by the plant monitoring apparatus via the network is preferably a digital signal instead of an analog signal output from the plant equipment. Therefore, a process input / output device that converts an analog signal output from the plant equipment into a digital signal is provided between the plant equipment and the plant monitoring device.
プラント監視装置は、プロセス入出力装置から出力されるデジタル信号に基づいてプラント機器を監視し、作業員は、その監視結果により、運転中のプラント機器の「健全性の確認」、「機能維持」および「信頼性の向上」を検証する。したがって、これらを検証するには、プロセス入出力装置が正しくA/D変換を行っているか否かについて、すなわち、プロセス入出力装置の健全性についても検証する必要がある。 The plant monitoring device monitors the plant equipment based on the digital signal output from the process input / output device, and the worker uses the monitoring results to “check the soundness” and “maintain the function” of the operating plant equipment. And verify "improving reliability". Therefore, in order to verify these, it is necessary to verify whether or not the process input / output device correctly performs A / D conversion, that is, the soundness of the process input / output device.
特許文献1に記載された技術では、メインマイコンがアナログ値をA/D変換により第1のデジタル値に変換し、サブマイコンが上記アナログ値をA/D変換により第2のデジタル値に変換し、第1のデジタル値と第2のデジタル値との差分が基準範囲内にあるか否かでプロセス入出力装置の健全性を確認している。特許文献2には、センサなどが断線しているか否かを時間により判定する方法が記載されている。
In the technique described in
従来のプロセス入出力装置診断システムでは、プロセス入出力装置の停止時デジタル値と基準デジタル値との誤差が基準範囲内にあるか否かを確認することにより、プロセス入出力装置の健全性について検証することができる。しかし、従来のプロセス入出力装置診断システムでは、プロセス入出力装置の健全性について検証するときに、プラント機器を停止させてしまう。このため、運転期間においてプラント機器が運転中であるときのプロセス入出力装置の健全性について検証されていない。 The conventional process input / output device diagnostic system verifies the soundness of the process input / output device by checking whether the error between the stop digital value and the reference digital value is within the reference range. can do. However, in the conventional process input / output device diagnosis system, when verifying the soundness of the process input / output device, the plant equipment is stopped. For this reason, the soundness of the process input / output device when the plant equipment is in operation during the operation period has not been verified.
運転期間において、プラント機器の運転が長期化された場合は、プロセス入出力装置の運転も長期化される。そのため、プロセス入出力装置の停止時デジタル値と基準デジタル値との誤差が基準範囲内にあるが、その誤差が限りなく逸脱に近い場合も考えられる。この場合、運転期間にプラント機器を運転させた直後に、上記誤差が逸脱してしまう可能性がある。すなわち、プロセス入出力装置の精度が落ちてしまう。したがって、プロセス入出力装置について早期に対応できるように、プロセス入出力装置の精度を詳細に提示することが望まれる。 In the operation period, when the operation of the plant equipment is prolonged, the operation of the process input / output device is also prolonged. For this reason, the error between the stop time digital value of the process input / output device and the reference digital value is within the reference range. In this case, the error may deviate immediately after operating the plant equipment during the operation period. That is, the accuracy of the process input / output device is reduced. Therefore, it is desirable to present the accuracy of the process input / output device in detail so that the process input / output device can be dealt with early.
プロセス入出力装置の精度が落ちた場合、プロセス入出力装置から出力されるデジタル信号は正しいデジタル値を表さなくなる。この場合、プラント監視装置は、プロセス入出力装置から正しいデジタル信号を受け取れない。したがって、そのデジタル信号により作業員がプラント機器の操作を行う場合に、誤操作の原因になる可能性がある。 When the accuracy of the process input / output device decreases, the digital signal output from the process input / output device does not represent a correct digital value. In this case, the plant monitoring device cannot receive a correct digital signal from the process input / output device. Therefore, when the operator operates the plant equipment using the digital signal, there is a possibility of causing an erroneous operation.
本発明が解決しようとする課題は、プラント機器の運転中にプロセス入出力装置の健全性について検証することができ、プロセス入出力装置の精度を詳細に提示することにある。 The problem to be solved by the present invention is to verify the soundness of the process input / output device during operation of the plant equipment and to present the accuracy of the process input / output device in detail.
実施形態のプロセス入出力装置診断システムは、アナログ値を表すアナログ信号を出力するプラント機器と、前記プラント機器に接続され、参照信号読取器とプロセス入出力装置と診断装置とを備えたプロセス入出力制御装置と、を具備し、前記参照信号読取器は、読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取り、前記アナログ信号を出力し、前記プロセス入出力装置は、前記読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取るプロセス入力部と、前記アナログ信号が表す前記アナログ値をアナログ/デジタル(A/D)変換によりデジタル値に変換するA/D変換部と、前記デジタル値を表すデジタル信号を前記診断装置に出力するプロセス出力部と、を具備し、前記診断装置は、前記読取要求を前記プロセス入出力装置および前記参照信号読取器に出力し、前記参照信号読取器から前記アナログ信号を受け取り、前記プロセス入出力装置から前記デジタル信号を受け取る取得部と、前記アナログ信号が表す前記アナログ値から基準デジタル値を算出し、前記デジタル信号が表す前記デジタル値と前記基準デジタル値との誤差を算出し、判定結果を生成する精度判定部と、前記誤差と前記判定結果と判定基準情報とを含む診断情報を出力装置に出力する出力制御部と、を具備し、前記判定結果は、前記誤差が予め設定された下限値から予め設定された上限値までの基準範囲内にあることを示す基準範囲内情報と、前記誤差が前記上限値以上であることを示す上限逸脱情報と、前記誤差が前記下限値以下であることを示す下限逸脱情報と、のいずれかを表し、前記診断情報の前記判定基準情報は、前記下限逸脱情報と、前記基準範囲内情報と、前記上限逸脱情報と、を含む、ことを特徴とする。 A process input / output device diagnosis system according to an embodiment includes a plant device that outputs an analog signal representing an analog value, and a process input / output that is connected to the plant device and includes a reference signal reader, a process input / output device, and a diagnosis device. The reference signal reader reads the analog signal from the plant equipment and outputs the analog signal in response to the read request, and the process input / output device responds to the read request. In response, a process input unit that reads the analog signal from the plant equipment, an A / D conversion unit that converts the analog value represented by the analog signal into a digital value by analog / digital (A / D) conversion, and A process output unit that outputs a digital signal representing a digital value to the diagnostic device, and the diagnostic device reads the reading Output to the process input / output device and the reference signal reader, receive the analog signal from the reference signal reader, and receive the digital signal from the process input / output device; and the analog signal represents the acquisition unit An accuracy determination unit that calculates a reference digital value from an analog value, calculates an error between the digital value represented by the digital signal and the reference digital value, and generates a determination result; the error, the determination result, and determination reference information An output control unit that outputs diagnostic information including: to the output device, and the determination result indicates that the error is within a reference range from a preset lower limit value to a preset upper limit value. Reference range information, upper limit deviation information indicating that the error is equal to or greater than the upper limit value, and lower limit deviation information indicating that the error is equal to or less than the lower limit value. If, represents any of the determination criterion information of said diagnostic information includes the lower limit deviation information, and the reference range information, and a upper limit deviation information, it is characterized.
また、実施形態のプロセス入出力制御装置は、アナログ値を表すアナログ信号を出力するプラント機器に接続された装置であって、参照信号読取器とプロセス入出力装置と診断装置とを具備し、前記参照信号読取器は、読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取り、前記アナログ信号を出力し、前記プロセス入出力装置は、前記読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取るプロセス入力部と、前記アナログ信号が表す前記アナログ値をアナログ/デジタル(A/D)変換によりデジタル値に変換するA/D変換部と、前記デジタル値を表すデジタル信号を前記診断装置に出力するプロセス出力部と、を具備し、前記診断装置は、前記読取要求を前記プロセス入出力装置および前記参照信号読取器に出力し、前記参照信号読取器から前記アナログ信号を受け取り、前記プロセス入出力装置から前記デジタル信号を受け取る取得部と、前記アナログ信号が表す前記アナログ値から基準デジタル値を算出し、前記デジタル信号が表す前記デジタル値と前記基準デジタル値との誤差を算出し、判定結果を生成する精度判定部と、前記誤差と前記判定結果と判定基準情報とを含む診断情報を出力装置に出力する出力制御部と、を具備し、前記判定結果は、前記誤差が予め設定された下限値から予め設定された上限値までの基準範囲内にあることを示す基準範囲内情報と、前記誤差が前記上限値以上であることを示す上限逸脱情報と、前記誤差が前記下限値以下であることを示す下限逸脱情報と、のいずれかを表し、前記診断情報の前記判定基準情報は、前記下限逸脱情報と、前記基準範囲内情報と、前記上限逸脱情報と、を含む、ことを特徴とする。 The process input / output control device of the embodiment is a device connected to plant equipment that outputs an analog signal representing an analog value, and includes a reference signal reader, a process input / output device, and a diagnostic device, The reference signal reader reads the analog signal from the plant equipment in response to a read request and outputs the analog signal, and the process input / output device responds to the read request from the plant equipment. A process input unit that reads an analog signal, an A / D conversion unit that converts the analog value represented by the analog signal into a digital value by analog / digital (A / D) conversion, and a digital signal that represents the digital value A process output unit for outputting to the apparatus, and the diagnostic apparatus sends the read request to the process input / output apparatus and the reference Output to the signal reader, receiving the analog signal from the reference signal reader, obtaining the digital signal from the process input / output device, and calculating a reference digital value from the analog value represented by the analog signal, An error determination unit that calculates an error between the digital value represented by the digital signal and the reference digital value and generates a determination result; and outputs diagnostic information including the error, the determination result, and determination reference information to an output device An output control unit, wherein the determination result is information within a reference range indicating that the error is within a reference range from a preset lower limit value to a preset upper limit value, and the error is The upper limit deviation information indicating that the error is equal to or higher than the upper limit value, and the lower limit deviation information indicating that the error is equal to or lower than the lower limit value. Constant reference information includes the lower limit deviation information, and the reference range information, and a upper limit deviation information, it is characterized.
また、実施形態のプロセス入出力装置診断方法は、アナログ値を表すアナログ信号を出力するプラント機器に接続され、プロセス入出力装置と参照信号読取器と診断装置とを具備するプロセス入出力制御装置が前記プロセス入出力装置を診断する方法であって、前記参照信号読取器が、読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取り、前記アナログ信号を前記診断装置に出力するステップと、前記プロセス入出力装置が、前記読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取るステップと、前記プロセス入出力装置が、前記アナログ信号が表す前記アナログ値をアナログ/デジタル(A/D)変換によりデジタル値に変換するステップと、前記プロセス入出力装置が、前記デジタル値を表すデジタル信号を前記診断装置に出力するステップと、前記診断装置が、前記読取要求を前記プロセス入出力装置および前記参照信号読取器に出力し、前記参照信号読取器から前記アナログ信号を受け取り、前記プロセス入出力装置から前記デジタル信号を受け取るステップと、前記診断装置が、前記アナログ信号が表す前記アナログ値から基準デジタル値を算出し、前記デジタル信号が表す前記デジタル値と前記基準デジタル値との誤差を算出し、判定結果を生成するステップと、前記診断装置が、前記誤差と前記判定結果と判定基準情報とを含む診断情報を出力装置に出力するステップと、を具備し、前記判定結果は、前記誤差が予め設定された下限値から予め設定された上限値までの基準範囲内にあることを示す基準範囲内情報と、前記誤差が前記上限値以上であることを示す上限逸脱情報と、前記誤差が前記下限値以下であることを示す下限逸脱情報と、のいずれかを表し、前記診断情報の前記判定基準情報は、前記下限逸脱情報と、前記基準範囲内情報と、前記上限逸脱情報と、を含む、ことを特徴とする。 The process input / output device diagnosis method of the embodiment includes a process input / output control device that is connected to a plant device that outputs an analog signal representing an analog value and includes a process input / output device, a reference signal reader, and a diagnosis device. A method of diagnosing the process input / output device, wherein the reference signal reader reads the analog signal from the plant equipment in response to a read request, and outputs the analog signal to the diagnostic device; The process input / output device reads the analog signal from the plant equipment in response to the read request, and the process input / output device converts the analog value represented by the analog signal to analog / digital (A / D). ) Converting to a digital value by conversion; and the process input / output device includes a data representing the digital value. A diagnostic signal output to the diagnostic device, the diagnostic device outputs the read request to the process input / output device and the reference signal reader, receives the analog signal from the reference signal reader, and the process Receiving the digital signal from the input / output device; and the diagnostic device calculates a reference digital value from the analog value represented by the analog signal, and calculates an error between the digital value represented by the digital signal and the reference digital value. Calculating and generating a determination result, and the diagnostic device outputting diagnostic information including the error, the determination result, and determination criterion information to an output device, and the determination result includes: Reference range information indicating that the error is within a reference range from a preset lower limit value to a preset upper limit value, and the error Represents upper limit deviation information indicating that the error is equal to or greater than the upper limit value, and lower limit deviation information indicating that the error is equal to or less than the lower limit value, and the criterion information of the diagnosis information includes the lower limit information Deviation information, the reference range information, and the upper limit deviation information are included.
本発明によれば、プラント機器の運転中にプロセス入出力装置の健全性について検証することができ、プロセス入出力装置の精度を詳細に提示することができる。 According to the present invention, the soundness of a process input / output device can be verified during operation of plant equipment, and the accuracy of the process input / output device can be presented in detail.
以下、本発明に係るプロセス入出力装置診断システムの実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。 Embodiments of a process input / output device diagnosis system according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, the same or similar parts are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態のプロセス入出力装置診断システムの構成を示すブロック図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a process input / output device diagnosis system according to the first embodiment.
第1実施形態のプロセス入出力装置診断システムは、プラント機器2と、プロセス入出力制御装置1と、プラント監視装置3と、を具備している。プラント監視装置3は、ネットワーク網を介してプロセス入出力制御装置1に接続されている。
The process input / output device diagnosis system of the first embodiment includes a
プラント機器2は、アナログ値を表すアナログ信号を出力する。プロセス入出力制御装置1は、プラント機器2から出力されたアナログ信号に基づいて、デジタル値を表すデジタル信号を出力する。
The
プラント監視装置3は、プロセス入出力制御装置1から出力されたデジタル信号を受け取り、デジタル信号が表すデジタル値に基づいてプラント機器2を監視する。プラント機器2の監視としては、プラント機器2が動作しているか否か、あるいは、デジタル値が定められた範囲内であるか否かなどが挙げられる。また、プラント監視装置3は、デジタル値を表示する表示装置を備え、作業員は、その表示装置に表示されたデジタル値によりプラント機器2を監視してもよい。
The
プロセス入出力制御装置1は、プロセス入力分配器4と、参照信号読取器20と、プロセス入出力装置10と、診断装置30と、を具備している。
The process input /
プロセス入力分配器4は、プラント機器2とプロセス入出力装置10および参照信号読取器20とを接続し、プラント機器2から出力されたアナログ信号をプロセス入出力装置10と参照信号読取器20とに出力する。プロセス入力分配器4は、プロセス入出力制御装置1の外に設けられてもよいし、内部に設けられてもよい。
The
診断装置30は、プロセス入出力装置10と参照信号読取器20とに接続され、プロセス入出力装置10を診断する。
The
プロセス入出力装置10は、プロセス入力部11と、A/D変換部12と、プロセス出力部13と、を具備している。プロセス入出力装置10の各構成要素の動作については後述する。
The process input /
プロセス入出力装置10の各構成要素は、ハードウェアまたはソフトウェアにより構成されている。たとえば、プロセス入出力装置10の各構成要素がソフトウェアである場合、第1実施形態に係るプログラマブルコントローラシステムは、さらに、第1のコンピュータを具備する。第1のコンピュータは、第1のコンピュータプログラムが格納された記憶部と、第1のコンピュータプログラムを記憶部から読み出して実行するCPU(Central Processing Unit)とを備えている。第1のコンピュータプログラムは、後述するプロセス入出力装置10の各構成要素の機能を実現する。
Each component of the process input /
診断装置30は、取得部31と、精度判定部32と、出力制御部33と、出力装置34と、を具備している。診断装置30の各構成要素の動作については後述する。
The
診断装置30の各構成要素は、ハードウェアまたはソフトウェアにより構成されている。たとえば、診断装置30の各構成要素がソフトウェアである場合、第1実施形態に係るプログラマブルコントローラシステムは、さらに、第2のコンピュータを具備する。第2のコンピュータは、第2のコンピュータプログラムが格納された記憶部と、第2のコンピュータプログラムを記憶部から読み出して実行するCPUとを備えている。第2のコンピュータプログラムは、後述する診断装置30の各構成要素の機能を実現する。
Each component of the
図2は、第1実施形態のプロセス入出力装置診断システムの動作を示すフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the process input / output device diagnosis system of the first embodiment.
診断装置30の取得部31は、読取要求をプロセス入出力装置10および参照信号読取器20に出力する(ステップS1、S2)。
The
参照信号読取器20は、読取要求に応じて、プラント機器2からのアナログ信号を読み取り、アナログ信号を診断装置30に出力する(ステップS3)。
The
プロセス入出力装置10のプロセス入力部11は、読取要求に応じて、プラント機器2からのアナログ信号を読み取る(ステップS4)。このとき、A/D変換部12は、アナログ信号が表すアナログ値をアナログ/デジタル(A/D)変換によりデジタル値に変換する(ステップS5)。プロセス出力部13は、デジタル値を表すデジタル信号を診断装置30とプラント監視装置3とに出力する(ステップS6)。
The
診断装置30の取得部31は、参照信号読取器20からアナログ信号を受け取り(ステップS7)、プロセス入出力装置10からデジタル信号を受け取る(ステップS8)。
The
診断装置30の精度判定部32は、アナログ信号が表すアナログ値から基準デジタル値を算出する(ステップS9)。
The
次に、精度判定部32は、デジタル信号が表すデジタル値と基準デジタル値との誤差“γ[%]”を算出する(ステップS10)。次に、精度判定部32は、誤差“γ”が基準範囲内にあるか否かを判定する(ステップS11)。
Next, the
基準範囲とは、予め設定された下限値“−α[%]”から、予め設定された上限値“+α[%]”までの範囲である。ステップS11において、精度判定部32は、誤差“γ”が基準範囲“−α<γ<+α”内にあるか否かを表す判定結果を生成する。この判定結果は、基準範囲内情報と、上限逸脱情報と、下限逸脱情報と、のいずれかを表している。
The reference range is a range from a preset lower limit value “−α [%]” to a preset upper limit value “+ α [%]”. In step S11, the
図3は、基準範囲内情報と上限逸脱情報と下限逸脱情報とを示す図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating the reference range information, the upper limit deviation information, and the lower limit deviation information.
基準範囲内情報は、誤差“γ”が下限値“−α”よりも大きく、上限値“+α”よりも小さいことを示している(“−α<γ<+α”)。 The reference range information indicates that the error “γ” is larger than the lower limit value “−α” and smaller than the upper limit value “+ α” (“−α <γ <+ α”).
上限逸脱情報は、誤差“γ”が上限値“+α”以上であることを示している(“+α≦γ”)。 The upper limit deviation information indicates that the error “γ” is greater than or equal to the upper limit value “+ α” (“+ α ≦ γ”).
下限逸脱情報は、誤差“γ”が下限値“−α”以下であることを示している(“γ≦−α”)。 The lower limit deviation information indicates that the error “γ” is equal to or lower than the lower limit value “−α” (“γ ≦ −α”).
診断装置30の出力制御部33は、診断情報を出力装置34に出力する(ステップS12)。その診断情報は、デジタル信号と、アナログ信号と、基準デジタル値と、誤差“γ”と、判定結果と、判定基準情報と、を含んでいる。判定基準情報は、下限逸脱情報“γ≦−α”と、基準範囲内情報“−α<γ<+α”と、上限逸脱情報“+α≦γ”と、を含んでいる。出力装置34が表示装置である場合に、出力制御部33は、診断情報の内容を文字表記にして表示装置に表示する。
The
図19は、アナログ値のレンジが1〜5[V]であり、デジタル値(デジタル変換値)のレンジが0〜4000であるときのリニア特性を示すグラフである。誤差“γ”は{(デジタル変換値−基準デジタル値)÷基準デジタル値×100}で求まる。 FIG. 19 is a graph showing linear characteristics when the analog value range is 1 to 5 [V] and the digital value (digital conversion value) range is 0 to 4000. The error “γ” is obtained by {(digital conversion value−reference digital value) ÷ reference digital value × 100}.
いま、参照信号読取器20からのアナログ信号が表すアナログ値が2[V]であり、プロセス入出力装置10からのデジタル信号が表すデジタル値は1025であるものとする。リニア特性によれば、アナログ値が2[V]であるとき、基準デジタル値は1000である。このため、その誤差“γ”は{(1025−1000)÷1000×100}により2.5%となる。ここで、“α”が“3”と設定されている場合、作業員は、誤差“γ”が基準範囲“−α<γ<+α”内にある場合でも、その誤差“γ”が限りなく逸脱に近いことを確認することができる。
Now, assume that the analog value represented by the analog signal from the
このように、本実施形態によれば、診断装置30が出力装置34に上述の診断情報を出力することにより、その診断情報が作業員に提示される。このとき、診断情報には、誤差“γ”や判定結果の他に、判定基準情報(下限逸脱情報“γ≦−α”、基準範囲内情報“−α<γ<+α”、および、上限逸脱情報“+α≦γ”)が含まれている。このため、作業員は、出力装置34に出力される判定基準情報を参照することにより、プロセス入出力装置10のデジタル値と基準デジタル値との誤差“γ”が基準範囲“−α<γ<+α”内にある場合でも、その誤差“γ”が限りなく逸脱に近いか否かを確認することができる。したがって、作業員は、プロセス入出力装置10の精度が落ちる前に、プロセス入出力装置10について早期に対応することができる。このように、本実施形態によれば、プロセス入出力装置10の精度を詳細に作業員に提示することができる。
Thus, according to the present embodiment, the
本実施形態では、プラント機器2を停止させずにプロセス入出力装置10の健全性について検証している。そのため、本実施形態によれば、プラント機器2の運転中にプロセス入出力装置10の健全性について検証することができ、プロセス入出力装置10の精度を詳細に作業員に提示することができる。
In the present embodiment, the soundness of the process input /
また、本実施形態において、診断装置30の精度判定部32による判定基準を上述の基準範囲“−α<γ<+α”内としているが、その判定基準を厳しくすることもできる。その場合、精度判定部32は、さらに、誤差“γ”が予測基準範囲内にあるか否かを判定する。
Further, in the present embodiment, the determination criterion by the
予測基準範囲とは、下限値“−α[%]”よりも大きい予測警報下限値“−α+β[%]”から、上限値“+α[%]”よりも小さい予測警報上限値“+α−β[%]”までの範囲である。ここで、“β”は“α”よりも小さい。ステップS11において、精度判定部32は、誤差“γ”が基準範囲“−α<γ<+α”内にあるか否かを判定する。誤差“γ”が基準範囲“−α<γ<+α”内にある場合、精度判定部32は、誤差“γ”が予測基準範囲“−α+β<γ<+α−β”内にあるか否かを判定し、判定結果を生成する。この判定結果は、予測範囲内情報と、予測範囲内上限逸脱情報と、予測範囲内下限逸脱情報と、のいずれかを表している。
The prediction reference range is a predicted warning upper limit value “+ α−β which is smaller than the upper limit value“ + α [%] ”from a predicted warning lower limit value“ −α + β [%] ”which is larger than the lower limit value“ −α [%] ”. [%] ”. Here, “β” is smaller than “α”. In step S11, the
図4は、基準範囲内情報(予測範囲内情報、予測範囲内上限逸脱情報、および、予測範囲内下限逸脱情報)と上限逸脱情報と下限逸脱情報とを示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing reference in-range information (prediction range information, prediction range upper limit deviation information, and prediction range lower limit deviation information), upper limit deviation information, and lower limit deviation information.
予測範囲内情報は、誤差“γ”が予測警報下限値“−α+β”よりも大きく、予測警報上限値“+α−β”よりも小さいことを示している(“−α+β<γ<+α−β”)。予測範囲内上限逸脱情報は、誤差“γ”が予測警報上限値“+α−β”以上であり、上限値“+α”よりも小さいことを示している(“+α−β≦γ<+α”)。予測範囲内下限逸脱情報は、誤差“γ”が下限値“−α”よりも大きく、予測警報下限値“−α+β”以下であることを示している(“−α<γ≦−α+β”)。 The prediction range information indicates that the error “γ” is larger than the predicted warning lower limit value “−α + β” and smaller than the predicted warning upper limit value “+ α−β” (“−α + β <γ <+ α−β”). "). The upper limit deviation information within the prediction range indicates that the error “γ” is equal to or larger than the prediction alarm upper limit value “+ α−β” and smaller than the upper limit value “+ α” (“+ α−β ≦ γ <+ α”). . The prediction range lower limit deviation information indicates that the error “γ” is larger than the lower limit value “−α” and is less than or equal to the predicted alarm lower limit value “−α + β” (“−α <γ ≦ −α + β”). .
そこで、判定結果が基準範囲内情報“−α<γ<+α”を表している場合に、その基準範囲内情報“−α<γ<+α”は、予測範囲内情報“−α+β<γ<+α−β”と、予測範囲内上限逸脱情報“+α−β≦γ<+α”と、予測範囲内下限逸脱情報“−α<γ≦−α+β”と、のいずれかを表している。この場合、ステップS11において、診断情報の判定基準情報は、さらに、予測範囲内下限逸脱情報“−α<γ≦−α+β”と、予測範囲内情報“−α+β<γ<+α−β”と、予測範囲内上限逸脱情報“+α−β≦γ<+α”と、を含んでいる。 Therefore, when the determination result indicates the reference range information “−α <γ <+ α”, the reference range information “−α <γ <+ α” is the predicted range information “−α + β <γ <+ α”. -Β ", prediction range upper limit deviation information" + α-β≤γ <+ α ", and prediction range lower limit deviation information" -α <γ≤-α + β ". In this case, in step S11, the criterion information of the diagnostic information further includes prediction range lower limit deviation information “−α <γ ≦ −α + β” and prediction range information “−α + β <γ <+ α−β”. Prediction range upper limit deviation information “+ α−β ≦ γ <+ α” is included.
いま、参照信号読取器20からのアナログ信号が表すアナログ値が2[V]であり、プロセス入出力装置10からのデジタル信号が表すデジタル値は1025であるものとする。図19に示されるリニア特性によれば、アナログ値が2[V]であるとき、基準デジタル値は1000である。このため、その誤差“γ”は{(1025−1000)÷1000×100}により2.5%となる。ここで、“α”が“3”と設定され、“β”が“1”と設定されている場合、作業員は、誤差“γ”が基準範囲“−α<γ<+α”内にある場合でも、その誤差“γ”が“+α−β≦γ<+α”にある場合は限りなく逸脱に近いことを確認することができる。
Now, assume that the analog value represented by the analog signal from the
このように、本実施形態によれば、診断情報には、誤差“γ”や判定結果の他に、判定基準情報(下限逸脱情報“γ≦−α”、基準範囲内情報“−α<γ<+α”、上限逸脱情報“+α≦γ”)が含まれ、基準範囲内情報“−α<γ<+α”は、予測範囲内下限逸脱情報“−α<γ≦−α+β”、予測範囲内情報“−α+β<γ<+α−β”、および、予測範囲内上限逸脱情報“+α−β≦γ<+α”を含んでいる。このため、作業員は、出力装置34に出力される判定基準情報を参照することにより、プロセス入出力装置10のデジタル値と基準デジタル値との誤差“γ”が基準範囲“−α<γ<+α”内にある場合でも、その誤差“γ”が“−α<γ≦−α+β”や“+α−β≦γ<+α”にある場合は限りなく逸脱に近いことを確認することができる。したがって、作業員は、プロセス入出力装置10の精度が落ちる前に、プロセス入出力装置10について早期に対応することができる。このように、本実施形態によれば、プラント機器2の運転中にプロセス入出力装置10の健全性について検証することができ、プロセス入出力装置10の精度を詳細に作業員に提示することができる。
Thus, according to the present embodiment, in addition to the error “γ” and the determination result, the diagnosis information includes determination criterion information (lower limit deviation information “γ ≦ −α”, reference range information “−α <γ <+ Α ”, upper limit deviation information“ + α ≦ γ ”), and the reference range information“ −α <γ <+ α ”is within the prediction range lower limit deviation information“ −α <γ ≦ −α + β ”, within the prediction range. It includes information “−α + β <γ <+ α−β” and prediction range upper limit deviation information “+ α−β ≦ γ <+ α”. For this reason, the worker refers to the determination criterion information output to the
[第2実施形態]
第2実施形態に係るプロセス入出力装置診断システムでは、第1実施形態に対して、診断装置30が参照信号読取器20とプロセス入出力装置10との信号の読み取り周期を考慮することが異なる。
[Second Embodiment]
The process input / output device diagnosis system according to the second embodiment differs from the first embodiment in that the
図5は、第2実施形態のプロセス入出力装置診断システムの構成を示すブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the process input / output device diagnosis system of the second embodiment.
第2実施形態のプロセス入出力装置診断システムは、さらに、時刻同期装置5を具備している。
The process input / output device diagnosis system of the second embodiment further includes a
時刻同期装置5は、時刻を表す時刻情報をプロセス入出力装置10および診断装置30に出力する。時刻同期装置5は、プロセス入出力制御装置1の外に設けられてもよいし、内部に設けられてもよい。
The
参照信号読取器20は、たとえば市販のものであり、プロセス入出力装置10に対して信号を読み取る周期が異なる。参照信号読取器20の信号の読み取り周期は、第1の周期Taである。プロセス入出力装置10の信号の読み取り周期は、第1の周期Taよりも短い第2の周期Tbである。
The
図6は、参照信号読取器20の実行時間および配線による信号の遅延時間と、プロセス入出力装置10の実行時間および配線による信号の遅延時間とを示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating the execution time of the
参照信号読取器20の実行時間T11および参照信号読取器20から診断装置30への配線による信号の遅延時間T12を足した時間を第1の遅延時間T10(T11+T12=T10)とする。また、プロセス入出力装置10の実行時間T21およびプロセス入出力装置10から診断装置30への配線による信号の遅延時間T22を足した時間を第2の遅延時間T20(T21+T22=T20)とする。この場合、プロセス入出力装置10、参照信号読取器20および診断装置30は、第1の遅延時間T10と第2の遅延時間T20とが一致するように(T10=T20)、プロセス入出力制御装置1に設けられている。これにより、実行時間や配線による遅延を相殺することができる。
A time obtained by adding the execution time T11 of the
図7は、第2実施形態のプロセス入出力装置診断システムの動作を示すフローチャートである。図8は、参照信号読取器20とプロセス入出力装置10との信号の読み取り周期を示す図である。
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the process input / output device diagnosis system of the second embodiment. FIG. 8 is a diagram illustrating a signal reading cycle between the
診断装置30の取得部31は、読取要求をプロセス入出力装置10および参照信号読取器20に出力する(ステップS1、S2)。
The
参照信号読取器20は、読取要求に応じて、第1の周期Ta毎に(ステップS21−YES)、プラント機器2からのアナログ信号を読み取り、アナログ信号を診断装置30に出力する(ステップS3)。
The
プロセス入出力装置10のプロセス入力部11は、読取要求に応じて、第2の周期Tb毎に(ステップS22−YES)、プラント機器2からのアナログ信号を読み取る(ステップS4)。このとき、A/D変換部12は、アナログ信号が表すアナログ値をA/D変換によりデジタル値に変換する(ステップS5)。プロセス出力部13は、デジタル値を表すデジタル信号と時刻同期装置5から出力される時刻情報である第1時刻情報とを含むプロセス入出力信号を診断装置30とプラント監視装置3とに出力する(ステップS23)。
In response to the read request, the
診断装置30の取得部31は、参照信号読取器20からアナログ信号を受け取り(ステップS7)、プロセス入出力装置10からデジタル信号を受け取る(ステップS8)。取得部31は、参照信号読取器20からアナログ信号を受け取ったときに、アナログ信号と時刻同期装置5から出力される時刻情報である第2時刻情報とを含む参照信号を生成する(ステップS24)。
The
ここで、参照信号の第2時刻情報が表す時刻とプロセス入出力信号の第1時刻情報が表す時刻は、所定時間内で一致する(ステップS25−YES)。たとえば、所定時間とは、第1の周期Taと第2の周期Tbとの最小公倍数を表す時間である。図8に示されるように、第1の周期Taを150msとし、第2の周期Tbを20msとした場合では、最小公倍数を表す時間は300msである。このため、所定時間は300msということになる。 Here, the time indicated by the second time information of the reference signal matches the time indicated by the first time information of the process input / output signal within a predetermined time (step S25—YES). For example, the predetermined time is a time representing the least common multiple of the first period Ta and the second period Tb. As shown in FIG. 8, when the first period Ta is 150 ms and the second period Tb is 20 ms, the time representing the least common multiple is 300 ms. For this reason, the predetermined time is 300 ms.
この場合に、診断装置30の精度判定部32は、アナログ信号が表すアナログ値から基準デジタル値を算出する(ステップS9)。次に、精度判定部32は、デジタル信号が表すデジタル値と基準デジタル値との誤差“γ[%]”を算出する(ステップS10)。
In this case, the
次に、精度判定部32は、誤差“γ”が基準範囲“−α<γ<+α”内にあるか否かを判定して判定結果を生成する。誤差“γ”が基準範囲“−α<γ<+α”内にある場合には、精度判定部32は、さらに、誤差“γ”が予測範囲内情報“−α+β<γ<+α−β”内にあるか否かを判定して判定結果を生成する(ステップS11)。
Next, the
診断装置30の出力制御部33は、診断情報を出力装置34に出力する(ステップS12)。出力装置34が表示装置である場合に、出力制御部33は、診断情報の内容を文字表記にして表示装置に表示する。
The
一方、参照信号の第2時刻情報が表す時刻とプロセス入出力信号の第1時刻情報が表す時刻は、所定時間内で一致しない場合(ステップS25−NO)、診断装置30は、再送処理に移行する(ステップS30)。
On the other hand, when the time indicated by the second time information of the reference signal and the time indicated by the first time information of the process input / output signal do not match within a predetermined time (step S25-NO), the
図9は、図7の再送処理(ステップS30)の詳細を示すフローチャートである。 FIG. 9 is a flowchart showing details of the retransmission processing (step S30) of FIG.
参照信号の第2時刻情報が表す時刻とプロセス入出力信号の第1時刻情報が表す時刻との不一致が所定回数(N回;Nは2以上の整数)連続していない場合(ステップS31−NO)は、診断装置30の取得部31は、読取要求をプロセス入出力装置10に出力し(ステップS32)、スリープ時間が経過したときに(ステップS33−YES)、読取要求を参照信号読取器20に出力する(ステップS34)。スリープ時間は、所定時間よりも短く、かつ、読取要求を出力するタイミングをずらすための時間である。このように、取得部31は、再度、読取要求を出力する。スリープ時間は、取得部31が読取要求を出力する毎に異なる。
When the discrepancy between the time indicated by the second time information of the reference signal and the time indicated by the first time information of the process input / output signal is not consecutive a predetermined number of times (N times; N is an integer of 2 or more) (step S31-NO) ) Outputs the reading request to the process input / output device 10 (step S32), and when the sleep time has elapsed (step S33-YES), the
このときに、参照信号読取器20は、読取要求に応じて、第1の周期Ta毎に(ステップS21−YES)、プラント機器2からのアナログ信号を読み取り、アナログ信号を診断装置30に出力する(ステップS3)。
At this time, the
プロセス入出力装置10のプロセス入力部11は、読取要求に応じて、第2の周期Tb毎に(ステップS22−YES)、プラント機器2からのアナログ信号を読み取る(ステップS4)。A/D変換部12は、アナログ信号が表すアナログ値をA/D変換によりデジタル値に変換する(ステップS5)。プロセス出力部13は、デジタル値を表すデジタル信号と時刻同期装置5から出力される時刻情報である第1時刻情報とを含むプロセス入出力信号を診断装置30とプラント監視装置3とに出力する(ステップS23)。
In response to the read request, the
このように、診断装置30の取得部31は、再度、アナログ信号およびプロセス入出力信号を受け取り(ステップS7、S8)、アナログ信号と時刻同期装置5から出力される時刻情報である第2時刻情報とを含む参照信号を生成する(ステップS24)。
Thus, the
ここで、参照信号の第2時刻情報が表す時刻とプロセス入出力信号の第1時刻情報が表す時刻とが一致する場合(ステップS25−YES)に、診断装置30の精度判定部32は、アナログ信号が表すアナログ値から基準デジタル値を算出し、デジタル信号が表すデジタル値と基準デジタル値との誤差“γ[%]”を算出し、判定結果を生成する(ステップS9〜S11)。診断装置30の出力制御部33は、判定結果を含む診断情報を出力装置34に出力する(ステップS12)。
Here, when the time represented by the second time information of the reference signal matches the time represented by the first time information of the process input / output signal (step S25—YES), the
一方、参照信号の第2時刻情報が表す時刻とプロセス入出力信号の第1時刻情報が表す時刻とが所定回数(N回)連続して一致しない場合(ステップS31−YES)に、診断装置30の出力制御部33は、時刻の同期ができない旨を表す同期異常情報を出力装置34に出力する(ステップS35)。出力装置34が表示装置である場合に、出力制御部33は、同期異常情報の内容を文字表記にして表示装置に表示する。
On the other hand, when the time indicated by the second time information of the reference signal and the time indicated by the first time information of the process input / output signal do not coincide with each other a predetermined number of times (N times) (step S31—YES), the
図10に示されるように、ステップS32とステップS34は入れ替えてもよい。すなわち、診断装置30の取得部31は、読取要求を参照信号読取器20に出力し(ステップS34)、スリープ時間が経過したときに(ステップS33−YES)、読取要求をプロセス入出力装置10に出力してもよい(ステップS32)。
As shown in FIG. 10, step S32 and step S34 may be interchanged. That is, the
このように、本実施形態によれば、診断装置30が参照信号読取器20とプロセス入出力装置10との信号の読み取り周期を考慮することにより、第1実施形態に対して誤差“γ”の算出や判定結果の精度を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
[第3実施形態]
第3実施形態に係るプロセス入出力装置診断システムでは、第2実施形態に対して、診断装置30が過去の判定結果を用いて標準偏差値により予測診断を行うことが異なる。
[Third Embodiment]
The process input / output device diagnosis system according to the third embodiment differs from the second embodiment in that the
図11は、第3実施形態のプロセス入出力装置診断システムの構成を示すブロック図である。 FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a process input / output device diagnosis system according to the third embodiment.
診断装置30は、さらに、診断結果データベース35と、予測診断部36と、書込部37と、を具備している。
The
診断結果データベース35には、過去の判定結果が随時格納され、さらに、過去の判定結果が格納されたときの格納日時が格納されている。
The
図12は、第3実施形態のプロセス入出力装置診断システムの動作を示すフローチャートである。 FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the process input / output device diagnosis system of the third embodiment.
診断装置30の予測診断部36は、ステップS11の後に予測診断処理(ステップS40)を行う。
The
図13は、図12の予測診断処理(ステップS40)を示すフローチャートである。 FIG. 13 is a flowchart showing the predictive diagnosis process (step S40) of FIG.
診断装置30の予測診断部36は、診断結果データベース35に格納された過去の判定結果と精度判定部32により生成された判定結果との標準偏差値“α1”を算出する(ステップS41)。予測診断部36は、標準偏差値“α1”が予め設定された設定値“α2”を超えるか否かを表す予測診断結果を生成する(ステップS42)。
The
診断装置30の書込部37は、精度判定部32により生成された判定結果および日時をそれぞれ過去の判定結果および格納日時として診断結果データベース35に格納する(ステップS43)。
The
診断装置30の出力制御部33は、診断情報を出力装置34に出力する(ステップS12)。診断情報は、さらに、予測診断結果を含んでいる。出力装置34が表示装置である場合に、出力制御部33は、診断情報の内容を文字表記にして表示装置に表示する。
The
このように、本実施形態によれば、診断装置30が過去の判定結果を用いて標準偏差値により予測診断を行うことにより、第1および第2実施形態の効果を実現する上に、プラント機器2を長期間運転したときのプロセス入出力装置10の故障時期を予測することができる。
As described above, according to the present embodiment, the
[第4実施形態]
第4実施形態に係るプロセス入出力装置診断システムでは、第3実施形態に対して、診断装置30が診断情報を出力する形式が異なる。
[Fourth Embodiment]
The process input / output device diagnosis system according to the fourth embodiment differs from the third embodiment in the format in which the
出力装置34は、表示装置、印刷装置、および、音を出力する警報装置のうちの少なくとも1つの装置である。
The
図14は、第4実施形態のプロセス入出力装置診断システムの動作を示すフローチャートである。 FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the process input / output device diagnosis system of the fourth embodiment.
診断装置30の出力制御部33は、予測診断処理(ステップS40)の後に出力処理(ステップS50)を行う。
The
図15は、図14の出力処理(ステップS50)を示すフローチャートである。図16は、診断情報に付与される特殊記号の例を示す図である。 FIG. 15 is a flowchart showing the output process (step S50) of FIG. FIG. 16 is a diagram illustrating an example of special symbols given to diagnostic information.
診断装置30の出力制御部33は、出力装置34が表示装置である場合に(ステップS51−YES)、診断情報の内容を文字表記にして表示装置に表示する(ステップS52)。ここで、精度判定部32により生成された判定結果が、誤差“γ”が基準範囲“−α<γ<+α”内にないことを表している場合では、出力制御部33は、診断情報に含まれる判定結果の文字表記に対して、誤差“γ”が基準範囲“−α<γ<+α”内にないことを表す結果異常情報をさらに表記する。たとえば、結果異常情報としては“*(アスタリスク)”などの特殊記号が挙げられ、判定結果の文字表記の近くに付与される。
When the
次に、出力制御部33は、出力装置34が印刷装置である場合に(ステップS53−YES)、診断情報の内容を文字表記にして印刷装置に印刷する(ステップS54)。ここで、精度判定部32により生成された判定結果が、誤差“γ”が基準範囲“−α<γ<+α”内にないことを表している場合では、出力制御部33は、診断情報に含まれる判定結果の文字表記に対して結果異常情報“*”をさらに表記する。
Next, when the
次に、出力制御部33は、出力装置34が警報装置である場合に(ステップS55−YES)、診断情報の内容を音声にして警報装置から出力する(ステップS56)。
Next, when the
このように、本実施形態によれば、診断装置30が診断情報を出力する形式に汎用性があり、診断情報の内容を文字表記にする場合に結果異常情報“*”をさらに表記することにより、第1〜第3実施形態の効果を実現する上に、利便性が向上する。
Thus, according to the present embodiment, the format in which the
[第5実施形態]
第5実施形態に係るプロセス入出力装置診断システムでは、第4実施形態に対して、診断装置30がデジタル値に対する誤差“γ”分の補正値をプロセス入出力装置10にフィードバックすることが異なる。
[Fifth Embodiment]
The process input / output device diagnosis system according to the fifth embodiment differs from the fourth embodiment in that the
図17は、第5実施形態のプロセス入出力装置診断システムの構成を示すブロック図である。 FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration of a process input / output device diagnosis system according to the fifth embodiment.
診断装置30は、さらに、補正指示部38を具備している。
The
プロセス入出力装置10は、さらに、自動補正部14を具備している。
The process input /
図18は、第5実施形態のプロセス入出力装置診断システムの動作を示すフローチャートである。 FIG. 18 is a flowchart showing the operation of the process input / output device diagnosis system of the fifth embodiment.
ステップS11の後に、補正指示部38は、デジタル値に対する誤差“γ”分の補正値をプロセス入出力装置10に出力する(ステップS61)。このとき、書込部37は、精度判定部32により生成された判定結果、日時および補正値をそれぞれ過去の判定結果、格納日時および過去の補正値として診断結果データベース35に格納する。
After step S11, the
プロセス入出力装置10のプロセス入力部11は、読取要求に応じて、第2の周期Tb毎に(ステップS22−YES)、プラント機器2からのアナログ信号を読み取る(ステップS4)。このとき、A/D変換部12は、アナログ信号が表すアナログ値をA/D変換によりデジタル値に変換する(ステップS5)。自動補正部14は、診断装置30の補正指示部38から出力された補正値に基づいてデジタル値を補正する(ステップS62)。プロセス出力部13は、デジタル値を表すデジタル信号と時刻同期装置5から出力される時刻情報である第1時刻情報とを含むプロセス入出力信号を診断装置30とプラント監視装置3とに出力する(ステップS23)。その後、ステップS8以降が行われる。
In response to the read request, the
いま、参照信号読取器20からのアナログ信号が表すアナログ値が2[V]であり、プロセス入出力装置10からのデジタル信号が表すデジタル値は1025であるものとする。図19に示されるリニア特性によれば、アナログ値が2[V]であるとき、基準デジタル値は1000である。このため、その誤差“γ”は{(1025−1000)÷1000×100}により2.5%となる。ここで、“α”が“3”と設定され、“β”が“1”と設定されている場合、作業員は、誤差“γ”が基準範囲“−α<γ<+α”内にある場合でも、その誤差“γ”が“+α−β≦γ<+α”にある場合は限りなく逸脱に近いことを確認することができる。さらに、診断装置30が誤差“γ”分の補正値として“−2.5[%]”をプロセス入出力装置10にフィードバックし、プロセス入出力装置10は補正値“−2.5[%]”に基づいてデジタル値を補正する。
Now, assume that the analog value represented by the analog signal from the
このように、本実施形態によれば、診断装置30がデジタル値に対する誤差“γ”分の補正値をプロセス入出力装置10にフィードバックすることにより、第1〜第4実施形態の効果を実現する上に、プラント機器2の運転中におけるプロセス入出力装置10の健全性がさらに向上する。本実施形態は、精度判定部32により判定結果が生成されたときに、誤差“γ”が限りなく逸脱に近い場合に有効である。さらに、誤差“γ”が逸脱した場合に特に有効である。
Thus, according to the present embodiment, the
[他の実施形態]
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、また各実施形態の特徴を組み合わせることができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, modifications, and features of the embodiments can be combined without departing from the spirit of the invention. . These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1 … プロセス入出力制御装置
2 … プラント機器
3 … プラント監視装置
4 … プロセス入力分配器
5 … 時刻同期装置
10 … プロセス入出力装置
11 … プロセス入力部
12 … A/D変換部
13 … プロセス出力部
14 … 自動補正部
20 … 参照信号読取器
30 … 診断装置
31 … 取得部
32 … 精度判定部
33 … 出力制御部
34 … 出力装置
35 … 診断結果データベース
36 … 予測診断部
37 … 書込部
38 … 補正指示部
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記プラント機器に接続され、参照信号読取器とプロセス入出力装置と診断装置とを備えたプロセス入出力制御装置と、
を具備し、
前記参照信号読取器は、読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取り、前記アナログ信号を出力し、
前記プロセス入出力装置は、
前記読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取るプロセス入力部と、
前記アナログ信号が表す前記アナログ値をアナログ/デジタル(A/D)変換によりデジタル値に変換するA/D変換部と、
前記デジタル値を表すデジタル信号を前記診断装置に出力するプロセス出力部と、
を具備し、
前記診断装置は、
前記読取要求を前記プロセス入出力装置および前記参照信号読取器に出力し、前記参照信号読取器から前記アナログ信号を受け取り、前記プロセス入出力装置から前記デジタル信号を受け取る取得部と、
前記アナログ信号が表す前記アナログ値から基準デジタル値を算出し、前記デジタル信号が表す前記デジタル値と前記基準デジタル値との誤差を算出し、判定結果を生成する精度判定部と、
前記誤差と前記判定結果と判定基準情報とを含む診断情報を出力装置に出力する出力制御部と、
を具備し、
前記判定結果は、前記誤差が予め設定された下限値から予め設定された上限値までの基準範囲内にあることを示す基準範囲内情報と、前記誤差が前記上限値以上であることを示す上限逸脱情報と、前記誤差が前記下限値以下であることを示す下限逸脱情報と、のいずれかを表し、
前記診断情報の前記判定基準情報は、前記下限逸脱情報と、前記基準範囲内情報と、前記上限逸脱情報と、を含む、
ことを特徴とするプロセス入出力装置診断システム。 Plant equipment that outputs an analog signal representing an analog value;
A process input / output control device connected to the plant equipment, comprising a reference signal reader, a process input / output device, and a diagnostic device;
Comprising
The reference signal reader reads the analog signal from the plant equipment in response to a read request, and outputs the analog signal.
The process input / output device includes:
In response to the read request, a process input unit that reads the analog signal from the plant equipment,
An A / D converter that converts the analog value represented by the analog signal into a digital value by analog / digital (A / D) conversion;
A process output unit for outputting a digital signal representing the digital value to the diagnostic device;
Comprising
The diagnostic device comprises:
An output unit that outputs the read request to the process input / output device and the reference signal reader, receives the analog signal from the reference signal reader, and receives the digital signal from the process input / output device;
Calculating a reference digital value from the analog value represented by the analog signal, calculating an error between the digital value represented by the digital signal and the reference digital value, and generating a determination result;
An output control unit that outputs diagnostic information including the error, the determination result, and determination criterion information to an output device;
Comprising
The determination result includes reference range information indicating that the error is within a reference range from a preset lower limit value to a preset upper limit value, and an upper limit indicating that the error is greater than or equal to the upper limit value. Represents any of deviation information and lower limit deviation information indicating that the error is not more than the lower limit value,
The determination criterion information of the diagnostic information includes the lower limit deviation information, the reference range information, and the upper limit deviation information.
Process input / output device diagnosis system characterized by the above.
前記判定結果が前記基準範囲内情報を表している場合に、前記基準範囲内情報は、
前記誤差が前記予測警報下限値よりも大きく、前記予測警報上限値よりも小さいことを示す予測範囲内情報と、
前記誤差が前記予測警報上限値以上であり、前記上限値よりも小さいことを示す予測範囲内上限逸脱情報と、
前記誤差が前記下限値よりも大きく、前記予測警報下限値以下であることを示す予測範囲内下限逸脱情報と、
のいずれかを表し、
前記診断情報の前記判定基準情報は、さらに、前記予測範囲内下限逸脱情報と、前記予測範囲内情報と、前記予測範囲内上限逸脱情報と、を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のプロセス入出力装置診断システム。 The accuracy determination unit further determines whether or not the error is within a prediction reference range from a predicted warning lower limit value larger than the lower limit value to a predicted warning upper limit value smaller than the upper limit value. Generate a judgment result,
When the determination result represents the reference range information, the reference range information is:
Prediction range information indicating that the error is larger than the predicted warning lower limit value and smaller than the predicted warning upper limit value;
Upper limit deviation information within prediction range indicating that the error is equal to or greater than the predicted warning upper limit value and smaller than the upper limit value;
Prediction range lower limit deviation information indicating that the error is larger than the lower limit value and less than or equal to the predicted warning lower limit value;
Represents one of the following:
The determination criterion information of the diagnosis information further includes the prediction range lower limit deviation information, the prediction range information, and the prediction range upper limit deviation information.
The process input / output device diagnosis system according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のプロセス入出力装置診断システム。 The diagnostic information further includes the digital signal, the analog signal, and the reference digital value.
The process input / output device diagnosis system according to claim 1 or 2,
をさらに具備し、
前記参照信号読取器は前記プロセス入出力装置に対して信号を読み取る周期が異なり、
前記参照信号読取器は、前記読取要求に応じて、第1の周期毎に、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取り、前記アナログ信号を前記診断装置に出力し、
前記プロセス入力部は、前記読取要求に応じて、第2の周期毎に、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取り、
前記A/D変換部は、前記アナログ信号が表す前記アナログ値をA/D変換により前記デジタル値に変換し、
前記プロセス出力部は、前記デジタル値を表す前記デジタル信号と前記時刻同期装置から出力される前記時刻情報である第1時刻情報とを含むプロセス入出力信号を前記診断装置に出力し、
前記診断装置の前記取得部は、
前記読取要求を前記プロセス入出力装置および前記参照信号読取器に出力し、前記参照信号読取器から前記アナログ信号を受け取り、前記プロセス入出力装置から前記プロセス入出力信号を受け取り、
前記参照信号読取器から前記アナログ信号を受け取ったときに、前記アナログ信号と前記時刻同期装置から出力される前記時刻情報である第2時刻情報とを含む参照信号を生成し、
前記参照信号の前記第2時刻情報が表す時刻と前記プロセス入出力信号の前記第1時刻情報が表す時刻とが所定時間内で一致した場合に、
前記診断装置の前記精度判定部は、前記基準デジタル値および前記誤差を算出して前記判定結果を生成する、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のプロセス入出力装置診断システム。 A time synchronization device for outputting time information representing time to the process input / output device and the diagnostic device;
Further comprising
The reference signal reader has a different period of reading a signal to the process input / output device,
The reference signal reader reads the analog signal from the plant equipment and outputs the analog signal to the diagnostic device every first cycle in response to the reading request,
The process input unit reads the analog signal from the plant equipment every second period in response to the reading request,
The A / D conversion unit converts the analog value represented by the analog signal into the digital value by A / D conversion,
The process output unit outputs a process input / output signal including the digital signal representing the digital value and first time information which is the time information output from the time synchronization device to the diagnosis device,
The acquisition unit of the diagnostic device includes:
Outputting the read request to the process input / output device and the reference signal reader; receiving the analog signal from the reference signal reader; receiving the process input / output signal from the process input / output device;
When the analog signal is received from the reference signal reader, a reference signal including the analog signal and second time information that is the time information output from the time synchronization device is generated,
When the time represented by the second time information of the reference signal matches the time represented by the first time information of the process input / output signal within a predetermined time,
The accuracy determination unit of the diagnostic device calculates the reference digital value and the error to generate the determination result;
The process input / output device diagnosis system according to claim 1, wherein the process input / output device diagnosis system is provided.
ことを特徴とする請求項4に記載のプロセス入出力装置診断システム。 The predetermined time is a time representing a least common multiple of the first period and the second period.
The process input / output device diagnosis system according to claim 4.
前記診断装置の前記取得部は、前記読取要求を前記プロセス入出力装置および前記参照信号読取器の一方に出力し、前記所定時間よりも短く、かつ、前記読取要求を出力するタイミングをずらすためのスリープ時間が経過したときに、前記読取要求を前記プロセス入出力装置および前記参照信号読取器の他方に出力する、
ことを特徴とする請求項4または請求項5に記載のプロセス入出力装置診断システム。 When the time represented by the second time information of the reference signal and the time represented by the first time information of the process input / output signal do not match within the predetermined time,
The acquisition unit of the diagnostic device outputs the read request to one of the process input / output device and the reference signal reader, and is shorter than the predetermined time and for shifting the timing of outputting the read request When the sleep time has elapsed, the read request is output to the other of the process input / output device and the reference signal reader.
6. The process input / output device diagnosis system according to claim 4 or 5, wherein:
前記診断装置の前記取得部は、再度、前記読取要求を出力して前記アナログ信号および前記プロセス入出力信号を受け取り、
前記参照信号の前記第2時刻情報が表す時刻と前記プロセス入出力信号の前記第1時刻情報が表す時刻とが所定回数連続して一致しない場合に、
前記診断装置の前記出力制御部は、時刻の同期ができない旨を表す同期異常情報を前記出力装置に出力する、
ことを特徴とする請求項4ないし請求項6のいずれか1項に記載のプロセス入出力装置診断システム。 When the time represented by the second time information of the reference signal and the time represented by the first time information of the process input / output signal do not match within the predetermined time,
The acquisition unit of the diagnostic device outputs the read request again to receive the analog signal and the process input / output signal,
When the time represented by the second time information of the reference signal and the time represented by the first time information of the process input / output signal do not coincide with each other a predetermined number of times,
The output control unit of the diagnostic device outputs synchronization abnormality information indicating that time synchronization cannot be performed to the output device.
7. The process input / output device diagnosis system according to claim 4, wherein the process input / output device diagnosis system is any one of claims 4 to 6.
前記プロセス入出力装置の実行時間および前記プロセス入出力装置から前記診断装置への配線による信号の遅延時間を足した時間を第2の遅延時間としたとき、
前記プロセス入出力装置、前記参照信号読取器および前記診断装置は、前記第1の遅延時間と前記第2の遅延時間とが一致するように設けられている、
ことを特徴とする請求項4ないし請求項7のいずれか1項に記載のプロセス入出力装置診断システム。 The time obtained by adding the execution time of the reference signal reader and the delay time of the signal due to wiring from the reference signal reader to the diagnostic device is defined as a first delay time,
When the time obtained by adding the execution time of the process input / output device and the signal delay time due to wiring from the process input / output device to the diagnostic device is the second delay time,
The process input / output device, the reference signal reader, and the diagnostic device are provided such that the first delay time and the second delay time coincide with each other.
8. The process input / output device diagnosis system according to claim 4, wherein the process input / output device diagnosis system according to claim 4 is used.
過去の判定結果が随時格納された診断結果データベースと、
前記診断結果データベースに格納された前記過去の判定結果と前記精度判定部により生成された前記判定結果との標準偏差値を算出し、前記標準偏差値が予め設定された設定値を超えるか否かを表す予測診断結果を生成する予測診断部と、
前記精度判定部により生成された前記判定結果を前記過去の判定結果として前記診断結果データベースに格納する書込部と、
をさらに具備し、
前記診断情報は、さらに、前記予測診断結果を含む、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載のプロセス入出力装置診断システム。 The diagnostic device comprises:
A diagnostic result database in which past judgment results are stored as needed;
A standard deviation value between the past determination result stored in the diagnosis result database and the determination result generated by the accuracy determination unit is calculated, and whether or not the standard deviation value exceeds a preset value A predictive diagnosis unit that generates a predictive diagnosis result representing
A writing unit that stores the determination result generated by the accuracy determination unit in the diagnosis result database as the past determination result;
Further comprising
The diagnostic information further includes the predicted diagnostic result,
9. The process input / output device diagnosis system according to claim 1, wherein the process input / output device diagnosis system is any one of claims 1 to 8.
前記出力装置が前記表示装置である場合に、前記診断装置の前記出力制御部は、前記診断情報の内容を文字表記にして前記表示装置に表示し、
前記出力装置が前記印刷装置である場合に、前記診断装置の前記出力制御部は、前記診断情報の内容を文字表記にして前記印刷装置に印刷し、
前記出力装置が前記警報装置である場合に、前記診断装置の前記出力制御部は、前記診断情報の内容を音声にして前記警報装置から出力する、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載のプロセス入出力装置診断システム。 The output device is at least one of a display device, a printing device, and an alarm device that outputs sound,
When the output device is the display device, the output control unit of the diagnostic device displays the contents of the diagnostic information in the character notation on the display device,
When the output device is the printing device, the output control unit of the diagnostic device prints the contents of the diagnostic information in the character notation on the printing device,
When the output device is the alarm device, the output control unit of the diagnostic device outputs the content of the diagnostic information from the alarm device as a voice,
10. The process input / output device diagnosis system according to claim 1, wherein the process input / output device diagnosis system is any one of claims 1 to 9.
前記診断装置の前記出力制御部は、前記診断情報に含まれる前記判定結果の表記に対して、前記誤差が前記基準範囲内にないことを表す結果異常情報をさらに表記する、
ことを特徴とする請求項10に記載のプロセス入出力装置診断システム。 When the output device is the display device or the printing device, the determination result generated by the accuracy determination unit indicates that the error is not within the reference range,
The output control unit of the diagnostic device further describes result abnormality information indicating that the error is not within the reference range with respect to the determination result included in the diagnosis information.
The process input / output device diagnosis system according to claim 10.
前記プロセス入出力装置は、自動補正部、をさらに具備し、
前記プロセス入力部は、前記読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取り、
前記A/D変換部は、前記アナログ信号が表す前記アナログ値をA/D変換により前記デジタル値に変換して、
前記自動補正部は、前記診断装置の前記補正指示部から出力された前記補正値に基づいて前記デジタル値を補正し、
前記プロセス出力部は、前記デジタル値を表す前記デジタル信号を前記診断装置に出力する、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載のプロセス入出力装置診断システム。 The diagnostic device further includes a correction instruction unit that outputs a correction value for the error with respect to the digital value to the process input / output device,
The process input / output device further includes an automatic correction unit,
The process input unit reads the analog signal from the plant equipment in response to the read request,
The A / D conversion unit converts the analog value represented by the analog signal into the digital value by A / D conversion,
The automatic correction unit corrects the digital value based on the correction value output from the correction instruction unit of the diagnostic device,
The process output unit outputs the digital signal representing the digital value to the diagnostic device;
12. The process input / output device diagnosis system according to claim 1, wherein the process input / output device diagnosis system is any one of claims 1 to 11.
参照信号読取器とプロセス入出力装置と診断装置とを具備し、
前記参照信号読取器は、読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取り、前記アナログ信号を出力し、
前記プロセス入出力装置は、
前記読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取るプロセス入力部と、
前記アナログ信号が表す前記アナログ値をアナログ/デジタル(A/D)変換によりデジタル値に変換するA/D変換部と、
前記デジタル値を表すデジタル信号を前記診断装置に出力するプロセス出力部と、
を具備し、
前記診断装置は、
前記読取要求を前記プロセス入出力装置および前記参照信号読取器に出力し、前記参照信号読取器から前記アナログ信号を受け取り、前記プロセス入出力装置から前記デジタル信号を受け取る取得部と、
前記アナログ信号が表す前記アナログ値から基準デジタル値を算出し、前記デジタル信号が表す前記デジタル値と前記基準デジタル値との誤差を算出し、判定結果を生成する精度判定部と、
前記誤差と前記判定結果と判定基準情報とを含む診断情報を出力装置に出力する出力制御部と、
を具備し、
前記判定結果は、前記誤差が予め設定された下限値から予め設定された上限値までの基準範囲内にあることを示す基準範囲内情報と、前記誤差が前記上限値以上であることを示す上限逸脱情報と、前記誤差が前記下限値以下であることを示す下限逸脱情報と、のいずれかを表し、
前記診断情報の前記判定基準情報は、前記下限逸脱情報と、前記基準範囲内情報と、前記上限逸脱情報と、を含む、
ことを特徴とするプロセス入出力制御装置。 A process input / output control device connected to plant equipment that outputs an analog signal representing an analog value,
A reference signal reader, a process input / output device and a diagnostic device;
The reference signal reader reads the analog signal from the plant equipment in response to a read request, and outputs the analog signal.
The process input / output device includes:
In response to the read request, a process input unit that reads the analog signal from the plant equipment,
An A / D converter that converts the analog value represented by the analog signal into a digital value by analog / digital (A / D) conversion;
A process output unit for outputting a digital signal representing the digital value to the diagnostic device;
Comprising
The diagnostic device comprises:
An output unit that outputs the read request to the process input / output device and the reference signal reader, receives the analog signal from the reference signal reader, and receives the digital signal from the process input / output device;
Calculating a reference digital value from the analog value represented by the analog signal, calculating an error between the digital value represented by the digital signal and the reference digital value, and generating a determination result;
An output control unit that outputs diagnostic information including the error, the determination result, and determination criterion information to an output device;
Comprising
The determination result includes reference range information indicating that the error is within a reference range from a preset lower limit value to a preset upper limit value, and an upper limit indicating that the error is greater than or equal to the upper limit value. Represents any of deviation information and lower limit deviation information indicating that the error is not more than the lower limit value,
The determination criterion information of the diagnostic information includes the lower limit deviation information, the reference range information, and the upper limit deviation information.
A process input / output control device.
前記参照信号読取器が、読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取り、前記アナログ信号を前記診断装置に出力するステップと、
前記プロセス入出力装置が、前記読取要求に応じて、前記プラント機器からの前記アナログ信号を読み取るステップと、
前記プロセス入出力装置が、前記アナログ信号が表す前記アナログ値をアナログ/デジタル(A/D)変換によりデジタル値に変換するステップと、
前記プロセス入出力装置が、前記デジタル値を表すデジタル信号を前記診断装置に出力するステップと、
前記診断装置が、前記読取要求を前記プロセス入出力装置および前記参照信号読取器に出力し、前記参照信号読取器から前記アナログ信号を受け取り、前記プロセス入出力装置から前記デジタル信号を受け取るステップと、
前記診断装置が、前記アナログ信号が表す前記アナログ値から基準デジタル値を算出し、前記デジタル信号が表す前記デジタル値と前記基準デジタル値との誤差を算出し、判定結果を生成するステップと、
前記診断装置が、前記誤差と前記判定結果と判定基準情報とを含む診断情報を出力装置に出力するステップと、
を具備し、
前記判定結果は、前記誤差が予め設定された下限値から予め設定された上限値までの基準範囲内にあることを示す基準範囲内情報と、前記誤差が前記上限値以上であることを示す上限逸脱情報と、前記誤差が前記下限値以下であることを示す下限逸脱情報と、のいずれかを表し、
前記診断情報の前記判定基準情報は、前記下限逸脱情報と、前記基準範囲内情報と、前記上限逸脱情報と、を含む、
ことを特徴とするプロセス入出力装置診断方法。 A process input / output controller connected to a plant device that outputs an analog signal representing an analog value, and comprising a process input / output device, a reference signal reader, and a diagnostic device, diagnoses the process input / output device,
The reference signal reader reads the analog signal from the plant equipment in response to a read request, and outputs the analog signal to the diagnostic device;
The process input / output device reading the analog signal from the plant equipment in response to the read request;
The process input / output device converts the analog value represented by the analog signal into a digital value by analog / digital (A / D) conversion;
The process input / output device outputting a digital signal representing the digital value to the diagnostic device;
The diagnostic device outputs the read request to the process input / output device and the reference signal reader, receives the analog signal from the reference signal reader, and receives the digital signal from the process input / output device;
The diagnostic device calculates a reference digital value from the analog value represented by the analog signal, calculates an error between the digital value represented by the digital signal and the reference digital value, and generates a determination result;
The diagnostic device outputs diagnostic information including the error, the determination result, and determination criterion information to an output device;
Comprising
The determination result includes reference range information indicating that the error is within a reference range from a preset lower limit value to a preset upper limit value, and an upper limit indicating that the error is greater than or equal to the upper limit value. Represents any of deviation information and lower limit deviation information indicating that the error is not more than the lower limit value,
The determination criterion information of the diagnostic information includes the lower limit deviation information, the reference range information, and the upper limit deviation information.
And a process input / output device diagnosis method.
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2012
- 2012-02-16 JP JP2012031732A patent/JP2013168859A/en active Pending
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