JP2013537671A

JP2013537671A - 技術的設備を制御する方法

Info

Publication number: JP2013537671A
Application number: JP2013524352A
Authority: JP
Inventors: ニコライ・エル・ファンタナ; クリストファー・ガンツ
Original assignee: アーベーベー・テクノロジー・アーゲー
Priority date: 2010-08-17
Filing date: 2010-08-17
Publication date: 2013-10-03
Also published as: DE112010005812T5; WO2012022358A1; US20130158678A1; CN103069451A

Abstract

本発明は、電子識別子としてタグまたはラベルがすべてに設けられている技術的設備またはプラントの状態を制御し、遠隔監視するための方法およびシステムに関し、ステップ1:ユーザは、現場にいながら装置/機械を識別し、ユニークID、タグにおける保存データ、さらにセンサデータも読み取ることが可能であり、ステップ2:モバイル機器アプリケーションが、識別される装置から制御リクエストを承認用の自動化システムに送信し、ステップ3:リクエストおよびデータは、以下の要点、すなわち、制御リクエストは、誤操作の可能性が全くないように許容/認可されているか、例えば構成についての表示のみ、プロセスからの値、経時的なグラフ/曲線、点検動作など、いずれの機能がモバイル機器を介して許容されているか、について中央自動化システムによって分析され、ステップ4:制御が許容されている場合、リクエストされる構成、動作などに関連するコマンドが、中央自動化/制御システムに送信され、この中央自動化/制御システムは、コマンドを制御/パスし、装置/機械についてのコマンドを実行することを特徴とする。

Description

本発明は、すべての設備が電子識別子または視覚識別子としてタグまたはラベルを備えており、一方、データ伝送が電子通信手段によって行われる、技術的設備またはプラントの状態を現場の人の代わりに制御および/または監視するための方法ならびにシステムに関する。

例えばプラントまたは複合設備など、最新の工業施設では、半自動化または自動化の製造手段を使用することは、かなり一般的である。多くの場合、中央操作ステーションが設けられ、また一部の設備に対する現場の制御パネルも存在する。

個々の装置もしくは機械または設備の制御は、例えばフェースプレートもしくはコマンドインターフェースを使用する中央操作ステーションにより、または設備の内蔵型パネルにより可能となっている。すべての設備が、ローカルな制御パネルを使用して制御可能とは限らず、中央介入が必要な場合もある。

したがって、現場にいながらの装置/機械の制御では、例えばコマンドおよび視覚化、構成手段、プロセス値に関する履歴情報、点検履歴などのためのフェースプレートによって中央ステーションで提供されるものと同じ機能および詳細な情報を有することは不可能である。

さらには、設備の前にいてそれを適切に制御している場合、安全の前提条件すべてを現場で知ることができるとは限らない。制御ステーションまたは制御ステーションのオペレータと連絡し、ならびに現場の人と調整して、安全に操作することは、やや煩雑であり、したがって、誤解および誤操作が生じる可能性がある。

さらには、現行の契約上の慣習によれば、個々の施設の保守および/または点検は、その製造者によって観察されるが、一般的に、その製造者は、制御および/または監視すべき施設と同じ場所にはなく、そこから離れたところにあり、すなわち、そのような業務を担っている外部の会社には、個々の設備についての情報が必要である。

これらのことに基づいて、こうした仕事を担当する人が現場にいながら、集中的制御ではないが、安全かつ相互協調的に技術的設備を制御することを可能にする方法を提供することが本発明の目的であり、これにより、中央制御ステーションまたはシステムによる承認が得られ、離れているプラントの場所で利用可能な設備操作のための実質的かつ効率的な監視力および能力が与えられる。

したがって、この目的は、保守、点検、および/または監視すべき個々の設備を、例えば、電子的にかつ/または視覚的に識別するための、ならびにこのような業務を担う個々の人を識別するための適切な機器によって、好ましい実施形態により解決される。

したがって、それぞれ個々の対象は、その場所、その使用率、その負荷および/または負荷サイクルについての関連データすべてを含むその特定のタグまたはラベルを読み取る電子機器によって識別され、個々の応答は、通信手段を介して中央制御ステーションまたは中央自動化システムに送信され、個々のデータを含む受信応答は、自動化システムにおいて処理され、自動化システムは、適切なコマンドを生成し、このコマンドは、通信手段を介して個々の電子識別子によって受信され、実行されている。

したがって、新たな方法は、4つのステップを特徴とする。
ステップ1:ユーザは、現場にいながら装置/機械を識別する。ユニークID、タグにおける保存データ、さらにセンサデータも読み取ることが可能である。
ステップ2:モバイル機器アプリケーションが、承認用の自動化システムに、現場における装置を識別するためのデータ、および任意選択で識別された装置の他のデータを含む制御リクエスト、ならびにこれらの動作を実行することを担う人に関するデータを送信する。したがって、モバイル機器を身に着けており、現場で業務している人を識別するためのデータも送信される。
ステップ3:リクエストおよびデータは、以下の基準、すなわち、
- 制御リクエストは、誤操作の可能性が全くないように許容/認可されているか、
- 例えば構成についての表示のみ、プロセスからの値、経時的なグラフ/曲線、点検動作、またはさらに制御動作など、いずれの機能がモバイル機器を介して許容されているか、
について中央自動化システムによって分析される。
ステップ4:制御が許容されている場合、リクエストされる構成、動作などに関連するコマンドが、中央自動化/制御システムに送信され、この中央自動化/制御システムは、コマンドを制御/パスし、装置/機械についてのコマンドを実行する。

上述のステップを簡単にすれば、
操作または監視のリクエストを行うこと、
中央システムによる照合を行うこと、
確認を行うこと、
現場からの制御を可能にすること、モバイル機器のフェースプレートに依拠する。
ユーザがコマンドを出すこと、
検査し/監視し、現場の設備に対して実行すべきコマンドを中央ステーションに送信すること
である。

好ましくは、上に示した簡単バージョンは、モバイル機器において作成される操作フェースプレートを使用する際に重要であり、したがって、対応する承認は、このフェースプレートから操作するために与えられる。

基本的には、前述した、個々の設備もしくは個々の人に固定されている識別目的のタグまたはラベルは、一般的な受動的なRFID(無線周波数識別)タグまたはラベルだけに限らず、バーコード(1D、2D)でもあり得、またNFC(近距離無線通信)タグ、能動的なRFIDタグ、ワイヤレスセンサノード、または視覚的に表示可能な情報として電子的に保存されたデータおよび情報をも含むハイブリッドタグもしくはラベルでもあり得る。

好ましい実施形態によれば、個々の識別子から読み取られるべきデータは、ケーブル通信手段を介して伝送されており、このケーブル通信手段は、ローカルエリアネットワークであっても、広域ネットワークであっても、または電話通信回線であってもよい。

別の有利な実施形態は、個々の識別子から読み取られるべきデータが、ワイヤレス通信手段によって伝送されており、個々の識別子から読み取られたデータを伝送するためのワイヤレス通信手段が、WLANまたはBluetooth(登録商標)を使用していることを特徴とする。

具体的には、好ましくは、ワイヤレス通信手段には、プラントのエリアをカバーするアクセスポイントならびにリピータが設けられている。

また、前述の方法により操作されるシステムを提供することが、本発明のさらなる目的である。

したがって、電子通信手段を使用して、電子識別子としてのタグまたはラベルがすべてに設けられている技術的設備またはプラントの状態を制御し、遠隔監視するためのそのようなシステムは、
個々の対象には、個々の対象の場所、使用率、負荷、および負荷サイクルについての関連するデータすべてを含む、識別用の特定のタグまたはラベルが設けられていることと、
通信手段が、通信手段を介して中央自動化システムに送信されるべき特定のデータを伝送するために設けられていることと、
自動化システムは、個々のデータを含む受信応答を処理していることと、
自動化システムは、適切なコマンドを生成し、このコマンドは、通信手段を介して個々の電子識別子によって受信され、実行されていることと
を特徴とする。

このシステムの好ましい実施形態によれば、識別用の特定のタグまたはラベルには、例えばバーコードなど、電子的に読み取られるべき印刷された情報が設けられている。

このシステムの別の好ましい実施形態は、識別用の特定のタグまたはラベルには、例えば能動的または受動的のRFIDなど、電子識別子が設けられ、一方、電子識別子はまた、受動的または能動的なRFIDの代わりに、バーコード、NCFタグ、またはワイヤレスセンサノードであり得ることを特徴とする。さらに、ハイブリッドタグは、1つのタグまたはラベル内のRFIDとしてバーコードによって視覚的情報をも提供する電子識別子として使用可能である。

視覚的識別の利点は、内蔵型カメラを備えた通常のスマートフォンを使用することができ、したがって、RFIDリーダがもはや必要でないということに基づいている。

また、このシステムの好ましい実施形態として、ケーブル手段は、監視および/または制御されるエリアから自動化システムに、特定のタグまたはラベルに含まれる情報を伝送するのに使用される。このような実施形態は、広域ネットワーク(WAN)または電話通信回線とすることができる。

本発明によるシステムの別の好ましい実施形態によれば、ワイヤレス通信手段は、監視および/または制御されるエリアから自動化システムに、特定のタグまたはラベルに含まれる情報を伝送するために設けられる。

有利には、ワイヤレス通信手段を有するシステムは、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)またはBluetooth(登録商標)を使用している。

また、本発明によるシステムは、モバイル電話通信の使用によるワイヤレス通信手段を備えることが可能である。

本発明のこれらのおよびさらなる有利な実施形態ならびに改良形態は、従属請求項の主題である。

本発明を縮尺比通りには示していない添付の図面に示す本発明の実施形態の概略図によって、本発明の有利な設計および修正形態、ならびに本発明の改良形態および具体的な利点を例示し、より詳細に説明することとする。

制御および/または監視されるべき設備を含むプラントエリアを示す概略図である。

図1では、例えば伝送用モバイル機器12、個々のプラント構成要素18に固定されている個々の電子タグ16の評価用電子リーダ/ライタ14など、個々の機器によって制御および/または監視されるべき設備18を備えたプラントエリア10の概略図を示している。

モバイル機器12は、例えばノードブック型もしくはラップトップ型のモバイルパーソナルコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント、またはスパートフォンとすることができ、これらは、補正および/または必要な測定値を評価し、決定するために設けられる中央自動化システム20に相互接続するように備えられている。

複数のセンサ(図示せず)と通信し、機械の個々の部分の状態についてのデータを受信している個々の電子タグに保存されているデータは、通信回線24を介して電子リーダによって取り込まれ、通信回線22を介してモバイル機器12に転送される。

モバイル機器12は、通信回線26を介して電子リーダから受信したデータを中央自動化システム20に送信している。本発明によれば、通信回線26は、例えばローカルエリアネットワークもしくは広域ネットワークまたは電話回線など、ケーブルとすることができ、一方、モバイル機器12は、人28によって操作される。

しかし、通信回路26はまた、例えば、それぞれ無線周波数伝送によるBluetooth(登録商標)接続またはワイヤレスローカルエリアネットワークなど、ワイヤレス接続とすることもできる。

さらに、以下の態様は、より優れた特徴および機能をもたらす。

装置/機械の識別子、センサデータ、装置/機械に保存されているデータを含んだリクエストは、制御リクエストモジュール32に伝えられ、この制御リクエストモジュール32は、例えば規則ベースのエキスパートシステムまたは事例ベースのシステムなどの自身のインテリジェンスを用いるソフトウェアシステムとすることができる。モジュール32は、リクエストからの入力データ、およびシステム20で利用可能なすべてのデータ、ならびに必要に応じて、他の企業システムからの、導入済みのベースに関して点検システムから取り込まれたデータを使用しており、制約事項としての安全規則も順守されている。

データの評価から得られた許容される機能は、モジュール34に送られ、モジュール34は、モバイル機器12においておよびユーザ28について許容される制御および視覚化機能を用いて、モバイル機器に後に示されることになるユーザインターフェースの機能/レイアウト記述を作成する。この情報、例えばxmlファイルなど、専用記述ファイルは、モバイル機器12に送り返される。

モバイル機器における機能/レイアウト記述は、インターフェースジェネレータエンジンに送られ、このインターフェースジェネレータエンジンは、すべての機能を備えたインターフェースを生成し、それをユーザ28に対して表示する。

ユーザに利用可能になり得る要素は、例として、
- 例えば装置18からの、また装置18の近接域における他のソースからのプロセスデータおよびセンサデータを有するモバイル機器における設備制御パネル(フェースプレート、制御プレート)、
- パラメータ設定のための構成インターフェース、
- 例えばオン/オフ、高速/低速、上に/下に、乾/湿などのコマンドインターフェース、
- 例えばOPC UAサーバからの操作パラメータ履歴、
(OPCは、プロセス制御(Process Control)のためのOLE(OLE for Process Control:OPC)の頭字語であり、プロセス制御のためのオブジェクトのリンクと埋込み(Object Linking and Embedding:OLE)を意味する。OPC UAは、OPCの統一アーキテクチャ(OPC Unified Architecture)の頭字語であり、最新のOPC仕様である。OPCは、文献および他のオブジェクトに対する埋込みおよび/またはリンクを可能にし、したがって、異なるアプリケーションと異種合成文献の生成との間の伝達をもたらす技術(システムおよびプロトコル)である。例えば、サーバ、オブジェクト、ノードなど、例えば必要なOPC UAの詳細は、RFIDタグの中に保存され、データの読取り後、取り込まれ、モバイル機器に示される。したがって、例えば履歴、警告などのすべての機能が、利用可能である。)
- 例えばサービスシステムからのサーバ履歴、
- 例えば識別される装置に近接した設備における導入済みのベース詳細
である。

10 プラントエリア
12 モバイル機器
14 リーダ/ライタ
16 電子タグまたは電子ラベル
18 プラントまたは複合設備
20 自動化システム
22 例えば、Bluetooth(登録商標)またはWALNを介する、あるいはケーブル(USB)を介するワイヤレスの、リーダからモバイル機器への通信
24 リーダから電子タグへの通信
26 モバイル機器から自動化システムへの通信
28 モバイル機器を担当する人
30 モバイル機器アプリケーション
32 入力制御リクエストモジュール
34 評価/表示モジュール

Claims

電子識別子としてタグまたはラベルがすべてに設けられている技術的設備またはプラントの状態を制御し、遠隔監視するための方法において、
ステップ1:ユーザは、現場にいながら装置/機械を識別し、ユニークID、タグにおける保存データ、さらにセンサデータも読み取ることが可能であり、
ステップ2:モバイル機器アプリケーションが、識別される装置からの制御リクエストを承認用の自動化システムに送信し、
ステップ3:前記リクエストおよびデータは、以下の要点、すなわち、
制御リクエストは、誤操作の可能性が全くないように許容/認可されているか、
例えば構成についての表示のみ、プロセスからの値、経時的なグラフ/曲線、点検動作など、いずれの機能がモバイル機器を介して許容されているか、
について中央自動化システムによって分析され、
ステップ4:制御が許容されている場合、リクエストされる構成、動作などに関連するコマンドが、前記中央自動化/制御システムに送信され、当該中央自動化/制御システムは、コマンドを制御/パスし、装置/機械についてのコマンドを実行する
ことを特徴とする、方法。
前記個々の識別子から読み取られるべき前記データが、ケーブル通信手段を介して伝送されている、請求項1に記載の方法。
前記個々の識別子から読み取られるべき前記データが、ワイヤレス通信手段によって伝送されている、請求項1に記載の方法。
前記個々の識別子から読み取られたデータを伝送するための前記ワイヤレス通信手段が、WLANによって伝送されることである、請求項3に記載の方法。
前記個々の識別子から読み取られたデータを伝送するための前記ワイヤレス通信手段が、Bluetooth(登録商標)によって伝送ることである、請求項3に記載の方法。
前記個々の識別子から読み取られ、ワイヤレス通信手段によって伝送される前記データには、前記プラントのエリアをカバーするアクセスポイントならびにリピータが設けられている、請求項1から5のうちいずれか一項に記載の方法。
電子通信手段を使用して、電子識別子としてタグまたはラベルをすべてが備えている技術的設備またはプラントの状態を制御し、遠隔監視するためのシステムにおいて、
個々のオブジェクトには、個々のオブジェクトの場所、使用率、負荷および負荷サイクルについての関連データをすべて含む識別用の特定のタグまたはラベルが設けられており、
通信手段が、前記通信手段を介して中央自動化システムに送信されるべき前記特定のデータを伝送するために設けられており、
前記自動化システムが、前記個々のデータを含む受信応答を処理しており、
前記自動化システムが、適切なコマンドを生成し、当該コマンドは、前記通信手段を介して前記個々の電子識別子によって受信され、実行されている
ことを特徴とする、システム。
識別用の前記特定のタグまたはラベルには、例えばバーコードなど、電子的に読み取られるべき印刷された情報が設けられている、請求項7に記載のシステム。
識別用の前記特定のタグまたはラベルには、例えば能動的または受動的のRFIDなど、電子識別子が設けられている、請求項7に記載のシステム。
ケーブル手段が、LANまたは電話通信を介して、監視および/または制御されるエリアから前記自動化システムに、前記特定のタグまたはラベルに含まれる情報を伝送するために設けられている、少なくとも請求項7から9のうちいずれか一項に記載のシステム。
前記ケーブル通信手段が、LANまたは電話通信を使用している、請求項10に記載のシステム。
ワイヤレス通信手段が、監視および/または制御エリアから前記自動化システムに、前記特定のタグまたはラベルに含まれる情報を伝送するために設けられている、少なくとも請求項7から9のうちいずれか一項に記載のシステム。
前記ワイヤレス通信手段が、WLANを使用している、請求項12に記載のシステム。
前記ワイヤレス通信手段が、Bluetooth(登録商標)を使用している、請求項12に記載のシステム。
前記ワイヤレス通信手段が、モバイル電話通信を使用している、請求項12に記載のシステム。