JP2015162139A - プラント情報通信装置及び方法、プラント監視制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワークの回線状況に応じて、プラント情報の通信量を抑える。【解決手段】プラントの監視制御に用いるプラント情報を、ネットワークを介して監視制御サーバに送信するプラント情報通信装置において、プラント情報ごとの送信周期及び重要度を格納するプラント値情報データベースと、ネットワークの通信速度を含む回線状況を取得する回線状況取得部と、回線状況に応じて許容される通信速度を所定の範囲で区分する通信カテゴリーを格納する通信速度データベースと、重要度及び前記通信カテゴリーに基づいて規定した送信周期の調整度を格納した送信周期データベースと、回線状況に応じて許容される通信速度を求め、通信速度から決定する前記通信カテゴリー及び前記重要度に基づいて、送信周期を前記調整度に応じて調整し、監視制御サーバに前記プラント情報を送信するプラント値選択送信部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、プラントとその監視制御サーバが広域ネットワークを通じて接続されており、当該監視制御に係るプラント情報の通信手段に関するものである。

従来、プラントの監視制御を遠隔地から行う手段として、例えば特許文献１に提案されている。これは、水処理プラントの監視制御において、プラントデータの受信や運転操作指令の作成・送信等を、広域ネットワークに繋がった遠隔Ｗｅｂ端末で行うものである。これにより、プラントの監視制御をプラントより離れた場所から可能としている。

特開２０１０−２４４４８５号

しかしながら上記特許文献１に示されるシステムは、プラントと遠隔Ｗｅｂ端末を広域ネットワークでつなげているため、その通信状況の影響を受けやすい。特に帯域幅に対してデータ量が多い場合、プラントデータや運転指令を適切に受送信できず、プラント監視制御に影響を及ぼす可能性があった。

一方で、通信量を削減する為に送信するプラントデータを制限すると重要な当該データを送信できない可能性がある。

そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ネットワークの回線状況に応じて、プラント監視制御によって生じる影響を最低限にしつつ、プラント情報の通信量を抑えることを目的としている。

上記課題を解決する為に本発明は、プラントの監視制御に用いるプラント情報を、ネットワークを介して監視制御サーバに送信するプラント情報通信装置において、前記プラント情報ごとの送信周期及び重要度を格納するプラント値情報データベースと、前記ネットワークの通信速度を含む回線状況を取得する回線状況取得部と、前記回線状況に応じて許容される通信速度を所定の範囲で区分する通信カテゴリーを格納する通信速度データベースと、前記重要度及び前記通信カテゴリーに基づいて規定した送信周期の調整度を格納した送信周期データベースと、前記回線状況に応じて許容される通信速度を求め、前記通信速度から決定する前記通信カテゴリー及び前記重要度に基づいて、前記送信周期を前記調整度に応じて調整し、前記監視制御サーバに前記プラント情報を送信するプラント値選択送信部と、を備えることを特徴とする。

また、本装置発明と対応する方法発明、及び本装置発明と連係する監視制御サーバを含むシステム発明も含まれる。

本発明により、ネットワークの回線状況に応じて、プラント監視制御によって生じる影響を最小限にしつつ、プラント情報の通信量を抑えることで、通信データの欠落や通信速度の遅延を防ぐことができ、システム信頼性が向上する。

本発明の実施形態に係るプラント監視制御システムの全体構成図を示す。 プラント値情報DB110で格納するデータ形式例を示す。 送信周期DB113で格納するデータ形式例を示す。 通信速度DB114で格納するデータ形式例を示す。 プラント現在値111で格納するデータ形式例を示す。 プラント値選択送信部107の動作のフロー図である。 プラント値更新部106の動作のフロー図である。 回線状況取得部109の動作のフロー図である。 プラント値更新処理部119の動作のフロー図である。 制御指令処理部108の動作のフロー図である。 各種制御監視処理部118の動作のフロー図である。

本発明の実施形態の例を、図１乃至１１に基づいて説明する。尚、下記はあくまでも実施の例に過ぎず、下記具体的内容に発明自体が限定されることを意図する趣旨ではない。

図１は本発明の実施形態に係るプラント監視制御システムの全体構成図を示すものである。プラント側に置く入出力サーバ103は、制御対象101からプラント値を受け取り、広域ネットワーク122を通じて、監視制御サーバ115に送る。監視制御サーバ115はプラント値に基づいて各種監視制御指令を作成し、入出力サーバ103に送る。入出力サーバ103はそれに基づいて制御対象101を運転させる。

入出力サーバ103はプラント値の現在値を格納する記憶部105を有し、プラント値更新部106が制御対象から値を受け取ってプラント現在値111を更新する。プラント値の送信はプラント選択送信部107が行う。プラント値の送信はプラント値ごとに定まった送信周期に沿って行われる。送信周期の情報は送信周期DB113に格納されている。なお周期はカウンタ102によって制御される。

プラント選択送信部107から送信されたプラント値はプラント値更新処理部119が受け取り、プラント現在値121に格納される。その後各種制御監視処理部118が制御監視DB120, プラント現在値121の情報に基づいて監視制御指令を作成し、入出力サーバ103に送信する。受信した監視制御指令に基づき制御対象101を運転させる役割を制御指令処理部108が担う。

また回線状況に柔軟に対応するため、プラント値の送信周期は回線状況とプラント値情報DB110に格納されたプロセス値の重要度に基づいて自動で調整する。回線状況の取得は回線情報取得部109によって行われ、その状況は通信速度現在値112に格納される。その後プラント値選択送信部107が、プラント値情報DB110、プラント現在値111、通信速度現在値112、送信周期DB113及び通信速度DB 114の情報を利用し、送信周期を再計算する。

さらに各プラント値の上下限値の情報をプラント値情報DB110に格納し、現在値が上下限値を超えた場合は優先的に送信を行う。同様に各プラント値の前回値との差分の許容範囲をプラント値情報DB110、現在値と前回値との差分をプラント現在値111に格納し、差分が許容範囲を超えた場合も優先的に送信を行う。

さらに各プラント値に関連する警報の情報をプラント値情報DB110に格納し、その警報が発生した場合は、警報が復帰するまで優先的に送信を行う。

続いて入出力サーバ103に格納するデータ形式について、図２乃至図５に基づいて説明する。

図２はプラント値情報DB110で格納するデータ形式例を示す。プラント値の信号IDと信号を発信する装置IDが関連付けられている。また各プラント値に、重要度、上下限値、許容差分、関連警報信号ID、データの取得・送信周期等を指定することができる。

図３は送信周期DB113で格納するデータ形式例を示す。回線速度とプラント値の重要度によって、送信周期をどう調節するかを指定する調整度を格納するデータ形式である。このDBでは、重要度が高いほど、送信周期が早いものとなっている。

図４は通信速度DB114で格納するデータ形式例を示す。このDBでは、送信速度のカテゴリ定義しており、実際の通信速度がどのカテゴリに属するか区分している。

図５はプラント現在値111で格納するデータ形式例を示す。プラント現在値の他に、前回送信値及び現在値との差分を格納する。

以下に本発明のプラント制御監視システムの動作フローについて、図６乃至図１１に基づいて説明する。

図６はプラント値選択送信部107の動作のフロー図である。プラント値情報DB110に記憶された送信周期となったか確認し（S602）、まず回線状況と重要度から送信周期を再計算する(S603)。再計算された送信周期に達していた場合、信号が送信される。達していなかった場合も、更に現在値が上下限値を逸脱しているか(S605)、前回値との差分が所定の閾値を逸脱するか(S606)、関連する警報が発生しているか(S607)を確認し、条件を満たした場合は信号を監視制御サーバに対して送信する（S608）。条件を満たさなかった場合はそのまま、全計器に対してこの走査を繰り返す（S601,S609）。このフローにより、問題が発生している信号を優先して制御監視サーバに送信し制御指令を作成することで、通信量を増やさずに当該問題を迅速に解決できる。

図７はプラント値更新部106の動作のフロー図である。取得周期はプラント値情報DB110から取得し、取得周期に達した信号を制御対象101から取得する（S702）。その後プラント現在値111を更新する(S703)。取得周期に達していない場合は、全計器に対してこの走査を繰り返す(S701,S704)。

図８は回線状況取得部109の動作のフロー図である。定めた処理周期毎（S801）に回線状況を取得（S802）し、通信速度現在値112に格納する。

図９はプラント値更新処理部119の動作のフロー図である。入出力サーバ103から信号を受け取る毎（S901）に、プラント現在値121を更新する（S902）。

図１０は制御指令処理部108の動作のフロー図である。監視制御サーバからの指令を受信し（S1001）、制御監視DB120,プラント現在値 121の情報を利用して指令を制御対象101に送信する(S1002)。

図１１は各種制御監視処理部118の動作のフロー図である。監視制御サーバ115から指令を送信する（S1102）前に、制御指令を計算する処理を行う（S1101）。

101 制御対象
102 カウンタ
103 入出力サーバ
104 処理部
105、117 記憶部
106 プラント値更新部
107 プラント値選択送信部
108 制御指令処理部
109 回線状況取得部
110 プラント値情報DB
111、121 プラント現在値
112 通信速度現在値
113 送信周期DB
114 通信速度DB
115 監視制御サーバ
116 処理部
118 各種制御監視処理部
119 プラント値更新処理部
120 制御監視DB
122 ネットワーク

Claims (7)

1. プラントの監視制御に用いるプラント情報を、ネットワークを介して監視制御サーバに送信するプラント情報通信装置において、
   前記プラント情報ごとの送信周期及び重要度を格納するプラント値情報データベースと、
   前記ネットワークの通信速度を含む回線状況を取得する回線状況取得部と、
   前記回線状況に応じて許容される通信速度を所定の範囲で区分する通信カテゴリーを格納する通信速度データベースと、
   前記重要度及び前記通信カテゴリーに基づいて規定した送信周期の調整度を格納した送信周期データベースと、
   前記回線状況に応じて許容される通信速度を求め、前記通信速度から決定する前記通信カテゴリー及び前記重要度に基づいて、前記送信周期を前記調整度に応じて調整し、前記監視制御サーバに前記プラント情報を送信するプラント値選択送信部と、を備えることを特徴とするプラント情報通信装置。
2. 請求項１記載のプラント情報通信装置において、
   前記プラント値情報データベースには、前記プラント情報ごとに送信可能な上下限値が含まれ、
   前記プラント値選択送信部において、前記上下限値を逸脱する前記プラント情報を優先して送信する処理を行うことを特徴とするプラント情報通信装置。
3. 請求項２記載のプラント情報通信装置において、
   前記プラント値情報データベースには、前記プラント情報ごとに、前回送信したプラント情報と今回送信するプラント情報の差分閾値が含まれ、
   前記プラント値選択送信部において、前記差分閾値を逸脱する前記今回送信するプラント情報を優先して送信することを特徴とするプラント情報通信装置。
4. 請求項３記載のプラント情報通信装置において、
   前記プラント値情報データベースには、前記プラント情報ごとに、警報情報を格納し、
   前記プラント値選択送信部は、前記警報情報に関する警報が発生した場合、前記プラント情報を優先して送信することを特徴とするプラント情報通信装置。
5. 請求項４記載のプラント情報通信装置において、
   前記プラント値選択送信部は、前記上下限値及び前記差分閾値を逸脱せず、かつ前記警報が発生しなかった前記プラント情報は、前記調整度に応じて調整した前記送信周期で前記監視制御サーバに送信することを特徴とするプラント情報通信装置。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載のプラント情報通信装置と、
   前記プラント情報通信装置から送信されたプラント情報に基づいて制御指令を作成し、前記プラント情報通信装置に前記制御指令を送信する監視制御サーバと、を備えるプラント監視制御システム。
7. プラントの監視制御に用いるプラント情報を、ネットワークを介して監視制御サーバに送信するプラント情報通信方法において、
   前記プラント情報ごとの送信周期及び重要度を格納するステップと、
   前記ネットワークの通信速度を含む回線状況を取得するステップと、
   前記回線状況に応じて許容される通信速度を所定の範囲で区分する通信カテゴリーを格納するステップと、
   前記重要度及び前記通信カテゴリーに基づいて規定した送信周期の調整度を格納するステップと、
   前記回線状況に応じて許容される通信速度を求め、前記通信速度から決定する前記通信カテゴリー及び前記重要度に基づいて、前記送信周期を前記調整度に応じて調整し、前記監視制御サーバに前記プラント情報を送信するステップと、を備えることを特徴とするプラント情報通信方法。