JP2014154070A - プラント制御監視システム設計支援ツール - Google Patents

Abstract

【課題】効率よくプラントのシステム構成図の作成ができる、プラント制御監視システム設計支援ツールを提供する。
【解決手段】入力装置９２と、表示装置９１と、プラントのシステム構成図を保存するシステム構成図データベース６と、プラントで使用する機器、装置、部品の制限事項を記録するシステム構成定義ファイル７と、入力装置９２から得た要求を基に、システム構成図データベース６から、所望のシステム構成図を呼び出して表示装置９１にシステム構成図を表示する描画部１と、描画部１から表示装置９１に描画されている機器、装置、部品の情報を抽出する描画部品情報抽出部２と、描画部品情報抽出部２が抽出した機器、装置、部品の制限事項をシステム構成定義ファイル７から呼び出してシステム構成の整合性を照合する描画部品情報照合部３とを備えたプラント監視制御システム設計支援ツール１００を提供する。
【選択図】図１

Description

この発明は、プラント監視制御システムを構成する機器、装置、部品及びそれらの設定の整合性を照合し、プラントのシステム構成図の作成を支援する、プラント制御監視システム設計支援ツールに関するものである。

二重化された信頼性の高いシステム構成までを考慮しながら、冗長性の少ないシステム構成図面を作成でき、更に、部品を集約化して作業時間の短縮し、生産性の向上に寄与するシステム構成設計・表示装置として特許文献１に示す技術が提案されている。

特開２００３−６２４７号公報

従来の設計支援ツールでは、二重化された結線を作画する二重線自動作画機能等を備えることによって、二重化された信頼性の高いプラントのシステム構成図の作成の入力時間を短縮することができる。
しかし、システム構成上、ある機器、装置、部品（以下、部品等という）が、どこに配置できるか不明瞭な場合や、その部品等が他の部品等に影響を与える可能性がある場合は、設計支援ツールの使用者が事前に設計図面や部品等の仕様書等を用いてそれらを調べる必要があった。
そのために、システム構成図の作成時間以上の調査時間を要する場合が多いという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、効率よくプラントのシステム構成図の作成ができる、プラント制御監視システム設計支援ツールを提供することを目的とする。

この発明に係るプラント監視制御システム設計支援ツールは、
入力装置と、表示装置と、
プラントのシステム構成図を保存するシステム構成図データベースと、
プラントで使用する機器、装置、部品の制限事項を記録するシステム構成定義ファイルと、
入力装置から得た要求を基に、システム構成図データベースから、所望のシステム構成図を呼び出して表示装置にシステム構成図を表示する描画部と、
描画部から表示装置に描画されている機器、装置、部品の情報を抽出する描画部品情報抽出部と、
描画部品情報抽出部が抽出した機器、装置、部品の制限事項をシステム構成定義ファイルから呼び出してシステム構成の整合性を照合する描画部品情報照合部とを備えたものである。

この発明に係るプラント監視制御システム設計支援ツールによれば、
システム構成図データベースに記録された情報を元に、システム構成図が使用している部品等を抽出し、これらの部品等をシステム構成定義ファイルと照合することによって、使用者が部品等毎の属性を意識することなく、使用されている部品等に矛盾がないかどうかを自動的に判断することができる。

この発明の実施の形態１に係るプラント制御監視システム設計支援ツールの構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２に係るプラント制御監視システム設計支援ツールの構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態３に係るプラント制御監視システム設計支援ツールの構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態４に係るプラント制御監視システム設計支援ツールの構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態５に係るプラント制御監視システム設計支援ツールの構成を示すブロック図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係るプラント制御監視システム設計支援ツールを、図を用いて説明する。
図１は、プラント制御監視システム設計支援ツール１００（以下、設計支援ツール１００という）の構成を示すブロック図である。
図１において、設計支援ツール１００は、プラントを構成する機器、装置、部品（以下、部品等という）のシステム構成を図面で描画し、それらの配置関係を明らかにするとともに、部品等の定義情報を設定する機能を提供する。
設計支援ツール１００は、描画部１、描画部品情報抽出部２、描画部品情報照合部３、描画部品情報選定部４、表示装置９１、入力装置９２およびシステム構成図データベース６、システム構成定義ファイル７を備える。
システム構成図データベース６が、設計支援ツール１００の描画部１と接続され、システム構成定義ファイル７が、描画部品情報照合部３と接続されている。

次に、設計支援ツール１００の動作について説明する。
システム構成図データベース６は、作成した複数のシステム構成図を保存しておくためのデータベースである。
まず、表示装置９１、入力装置９２を使用して、システム構成図データベース６から任意のシステム構成図を呼び出して描画部１により展開し、表示装置９１に表示する。
描画部品情報抽出部２は、描画部１により展開したデータからそのシステム構成図が使用している部品等の情報の抽出を行う。

次に、描画部品情報照合部３は、システム構成定義ファイル７からシステムを構成する部品等の定義情報を読み出す。
システム構成定義ファイル７には、プラントシステムを構成する際の各部品等の制限事項を記載する項目を設けている。
例えば、ある機器は、１つの制御ネットワーク当たり、１台のみ配置できる事や、ある機器は、制御装置内にのみ配置できる事などの情報である。
描画部品情報照合部３は、これらの情報から、すでに配置されている各部品等に矛盾がないかどうか照合を行う。
例えば、制御装置内にのみ配置できるはずの部品が他の装置内に配置されていた場合は、その部品の配置に矛盾があることが照合できる。
描画部品情報選定部４は、描画部品情報照合部３による照合結果を踏まえて、すでに配置されている部品等に関して定義情報と矛盾が生じている部品等を選定する。

本発明の実施の形態１に係るプラント制御監視システム設計支援ツール１００によれば、システム構成図データベース６に記録された情報を元に、システム構成図が使用している部品等を抽出し、これらの部品等をシステム構成定義ファイルと照合することによって、使用者が部品等毎の属性を意識することなく、使用されている部品等の整合性に矛盾がないかどうかを自動的に判断することができる。

実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２を図２に基づいて実施の形態１と異なるところを中心に説明する。
図２は、プラント制御監視システム設計支援ツール２００（以下、設計支援ツール２００という）の構成を示すブロック図である。
設計支援ツール２００の構成は、データベースとして描画部品データベース８を備え、描画部品情報照合部２０３が追加部品照合機能２３１を有する点、更に描画部品情報選定部２０４が追加部品選択機能２４１を有する点を除いて実施の形態１の設計支援ツール１００と同様である。

次に、設計支援ツール２００の動作について説明する。
まず、表示装置９１、入力装置９２を使用して、システム構成図データベース６から任意のシステム構成図を呼び出して描画部１により展開し、表示装置９１に表示する。
描画部品情報抽出部２は、描画部１により展開したデータからそのシステム構成図が使用している部品等の情報の抽出を行う。

次に、システム構成定義ファイル７からシステムを構成する部品等の定義情報を読み出す。システム構成定義ファイルには、プラントシステムを構成する際の制限を記載する。
例えば、ある機器は制御装置内にのみ配置できるなどである。
次に、描画部品情報照合部２０３に備えた追加部品照合機能２３１は、システム構成図中に新たに追加して描画可能な部品等があるかどうかを、描画部品データベース８を用いて照合する。
例えば、すでに配置されている制御装置内に空きスロットがあれば、この照合によって制御装置内にのみ配置できる部品等が有り得ることが分かる。
この追加部品等の照合結果を踏まえて、描画部品情報選定部２０４に設けた追加部品選択機能２４１により追加部品等の選定を実施し、描画部１によってシステム構成図を再描画する。

本発明の実施の形態２に係るプラント制御監視システム設計支援ツール２００によれば、システム構成図データベースにある任意のシステム構成図をもとに、新規に配置可能な部品等の選定を自動的に行うことができる。
また、追加部品選択機能２４１により該当部品等を明示することによって、プラント制御監視システム設計支援ツール２００の使用者が、部品等毎の属性を意識することなく、システム構成図に部品等を追加、修正することができる。

実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３を図３に基づいて実施の形態１と異なるところを中心に説明する。
図３は、プラント制御監視システム設計支援ツール３００（以下、設計支援ツール３００という）の構成を示すブロック図である。
設計支援ツール３００の構成は、システム構成装置依存関係定義ファイル１１が付加され、描画部３０１が部品情報変更機能３１１を有し、描画部品情報照合部３０３が依存関係照合機能３３１を有する点を除いて実施の形態１の設計支援ツール１００と同様である。

次に、設計支援ツール３００の動作について説明する。
まず、表示装置９１、入力装置９２を使用して、システム構成図データベース６から任意のシステム構成図を呼び出して描画部３０１により展開し、表示装置９１に表示する。
ここで、部品情報変更機能３１１により、このシステム構成図の特定の部品等を選択し、部品等の構成情報の変更を実施する。
次に、描画部品情報抽出部２は、描画部３０１により展開したデータからそのシステム構成図が使用している、変更後の部品等の情報の抽出を行う。

描画部品情報照合部３０３において、システム構成定義ファイル７に加えて、システム構成装置依存関係定義ファイル１１も参照して、変更された構成情報と影響を受けうる部品等の情報を照合する。
これにより、システム構成情報の変更によって影響を受け、変更しなければならない他の部品等を洗い出す。
そして、描画部品情報選定部４により、変更すべき他の部品等の情報を明示する。
なお、システム構成装置依存関係定義ファイル１１には、機器、装置、部品等の構成情報の一つとして、例えば、機器のＩＰアドレス情報などの設定情報や、部品等の互換性に関する情報も含まれる。
これにより、１つの機器のＩＰアドレスが変更された影響を自動的に選定したり、交換する部品等の互換性の問題により間接的に交換の必要が発生する既設部品等を自動判定できる。

本発明の実施の形態３に係るプラント制御監視システム設計支援ツール３００によれば、部品等の定義情報を変更したことにより、他にも変更しなければならない部品等があるか否かを明示することができる。
これにより、予めシステムを構成する機器、装置、部品、これらの設定情報、互換性情報等の依存関係を調べておかなくても、その場で変更すべき部品等が選定されるので、１つの部品等の情報変更に関連して発生する作業時間を短縮することができる。

実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４を図４に基づいて実施の形態１と異なるところを中心に説明する。
図４は、プラント制御監視システム設計支援ツール４００（以下、設計支援ツール４００という）の構成を示すブロック図である。
設計支援ツール４００の構成は、システム構成装置制約定義ファイル１２が付加され、描画部４０１が部品情報変更機能４１１を有し、描画部品情報照合部４０３がシステム構成装置制約照合機能４３１を有する点を除いて実施の形態１の設計支援ツール１００と同様である。

次に、設計支援ツール４００の動作について説明する。
まず、表示装置９１、入力装置９２を使用して、システム構成図データベース６から任意のシステム構成図を呼び出して描画部４０１により展開し、表示装置９１に表示する。
ここで、部品情報変更機能４１１により、このシステム構成図の特定の部品等を選択し、部品等の構成情報の変更を実施する。
次に、描画部品情報抽出部２の機能により情報変更された描画部品情報の抽出を行う。

システム構成装置制約定義ファイル１２には、プラントごとのシステムの制約事項を記述する。
例えば、使用する制御装置の個数や制御用のネットワークの種類などを記載する。
描画部品情報照合部４０３において、システム構成定義ファイル７に加えて、システム構成装置制約定義ファイル１２も参照して、変更された部品等の構成情報と、制約を受け得る部品等の構成情報とを照合する。
先述のプラントの制約事項と、配置された部品等の構成情報とを比較することにより、システムの制約事項を逸脱している部品等を洗い出し、描画部品情報選定部４において、その部品等の情報を明示する。

本発明の実施の形態４に係るプラント制御監視システム設計支援ツール４００によれば、部品等の定義情報を変更した時に、システムの構成部品等で制約事項を逸脱している部品等があることを明示できる。
これにより、予めシステムを構成する部品等の制約事項を調べておかなくても、その場で逸脱した部品等が選定されるので、情報変更に必要な作業時間を短縮することができる。

実施の形態５．
以下、この発明の実施の形態５を図５に基づいて実施の形態１と異なるところを中心に説明する。
図５は、プラント制御監視システム設計支援ツール５００（以下、設計支援ツール５００という）の構成を示すブロック図である。
設計支援ツール５００の構成は、実施の形態２の追加部品照合機能２３１が拡張部品照合機能５３１に変更されている点、追加部品選択機能２４１が拡張部品選択機能５４１に変更されている点、プラント入出力装置拡張機能定義ファイル１４を備えている点を除いて、実施の形態２の設計支援ツール２００と同様である。

プラント入出力装置拡張機能定義ファイル１４には、拡張可能な部品等の種類と、各部品等の拡張後の情報を記載する。
例えば、拡張すると、ある機器が持つ空きスロットの数が２倍になるなどである。

次に、設計支援ツール５００の動作について説明する。
まず、表示装置９１、入力装置９２を使用して、システム構成図データベース６から任意のシステム構成図を呼び出して描画部５０１により展開し、表示装置９１に表示する。
ここで、部品情報変更機能５１１により、このシステム構成図の特定の部品等を選択し、部品等の構成情報の追加（拡張）を実施する。
次に、描画部品情報抽出部２の機能により情報変更された描画部品情報の抽出を行う。

描画部品情報照合部５０３の拡張部品照合機能５３１において、システム構成定義ファイル７に加えて、プラント入出力装置拡張機能定義ファイル１４も参照して追加（拡張）情報を照合する。
次に、描画部品情報選定部５０４の拡張部品選択機能５４１が、構成情報の追加（拡張）によって、拡張機能の設定が行われた拡張機能部品を描画部品データベース８より自動選定し、描画部５０１が描画する。
たとえば拡張すると空きスロットが２倍になる装置に拡張設定を行ったとする。
描画部品情報照合部５０３は、プラント入出力装置拡張機能定義ファイル１４の内容を参照し、拡張後の空きスロットが２倍になっている部品を描画部品データベース８から自動選定し、システム構成図の描画も空きスロットが２倍になった図に変更される。

本発明の実施の形態５に係るプラント制御監視システム設計支援ツール５００によれば、プラント入出力装置の部品等の追加、拡張設定をした場合でも、当該拡張機能に必要な構成部品等を描画部品データベース８より自動で選定、描画できるので、追加（拡張）による描画作業時間を短縮することができる。
なお、部品等のデータは、新設する部品等であっても、既設の部品等であっても対応できることは言うまでも無い。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１００，２００，３００，４００，５００ プラント制御監視システム設計支援ツール、
１，３０１，４０１ 描画部、３１１，４１１，５１１ 部品情報変更機能、
２ 描画部品情報抽出部、３，２０３，３０３，４０３，５０３ 描画部品情報照合部、２３１ 追加部品照合機能、３３１ 依存関係照合機能、
４３１ システム構成装置制約照合機能、５３１ 拡張部品照合機能、
４，２０４ 描画部品情報選定部、２４１ 追加部品選択機能、
５４１ 拡張部品選択機能、６ システム構成図データベース、
７ システム構成定義ファイル、８ 描画部品データベース、
１１ システム構成装置依存関係定義ファイル、
１２ システム構成装置制約定義ファイル、
１４ プラント入出力装置拡張機能定義ファイル、９１ 表示装置、９２ 入力装置。

Claims (7)

1. 入力装置と、表示装置と、
   プラントのシステム構成図を保存するシステム構成図データベースと、
   前記プラントで使用する機器、装置、部品の制限事項を記録するシステム構成定義ファイルと、
   前記入力装置から得た要求を基に、前記システム構成図データベースから、所望のシステム構成図を呼び出して前記表示装置に前記システム構成図を表示する描画部と、
   前記描画部から前記表示装置に描画されている前記機器、装置、部品の情報を抽出する描画部品情報抽出部と、
   前記描画部品情報抽出部が抽出した前記機器、装置、部品の前記制限事項を前記システム構成定義ファイルから呼び出してシステム構成の整合性を照合する描画部品情報照合部とを備えたプラント監視制御システム設計支援ツール。
2. 前記システム構成図に追加可能な前記機器、装置、部品の情報を記録する描画部品データベースと、
   前記描画部品情報照合部の照合結果を基に、前記システム構成図に追加可能な新たな前記機器、装置、部品を前記描画部品データベースから選定する追加部品選択機能とを備えた請求項１に記載のプラント監視制御システム設計支援ツール。
3. 前記描画部は、前記システム構成図の機器、装置、部品の構成を変更する部品情報変更機能を有し、
   前記プラントのシステムを構成する機器、装置、部品の相互依存関係を定義するシステム構成装置依存関係定義ファイルを備え、
   前記描画部品情報照合部は、前記部品情報変更機能によって変更された前記機器、装置、部品によって影響を受ける機器、装置、部品を前記システム構成装置依存関係定義ファイルから抽出する依存関係照合機能を有する請求項２に記載のプラント監視制御システム設計支援ツール。
4. 前記描画部は、前記システム構成図の機器、装置、部品の構成を変更する部品情報変更機能を有し、
   前記プラントのシステム構成上の制約を定義するシステム構成装置制約定義ファイルを備え、
   前記描画部品情報照合部は、前記部品情報変更機能によって変更された前記機器、装置、部品が、システム構成上の制約に反するか否かを前記システム構成装置制約定義ファイルを用いて照合するシステム構成装置制約照合機能を有する請求項２又は請求項３に記載のプラント監視制御システム設計支援ツール。
5. 前記プラントを構成する入出力装置の拡張性を定義するプラント入出力装置拡張機能定義ファイルを備え、
   前記描画部品情報照合部は、前記部品情報変更機能によって変更された前記機器、装置、部品が前記プラント入出力装置拡張機能定義ファイルに記載されているか否かを照合する拡張部品照合機能を有する請求項３又は請求項４に記載のプラント監視制御システム設計支援ツール。
6. 前記機器、装置、部品の情報には、前記機器、装置、部品の設定情報が含まれている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプラント監視制御システム設計支援ツール。
7. 前記機器、装置、部品には、新設および既設の前記機器、装置、部品を含む請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のプラント監視制御システム設計支援ツール。

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