JP2015185083A - 機器管理装置および機器管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで小型で可搬性に優れた機器管理装置を実現する。
【解決手段】機器管理装置は、ファウンデーションフィールドバス（ＦＦ）用のコントローラの機能をソフトウェアで実現したＦＦ通信コントローラ部１と、ＨＡＲＴ用のコントローラの機能をソフトウェアで実現したＨＡＲＴ通信コントローラ２と、ＦＦデバイス１０からＦＦ通信コントローラ部１が収集したアラート情報およびＨＡＲＴデバイス１２からＨＡＲＴ通信コントローラ２が収集したアラート情報を記憶するアラートデータベース３と、ＦＦ用のエンジニアリング情報を作成するエンジニアリング情報作成部４と、ＨＡＲＴ用のエンジニアリング情報を作成するエンジニアリング情報作成部５とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フィールド機器であるデバイスを監視し制御する機器管理装置および機器管理方法に関するものである。

従来より、プラント管理室からフィールド機器を監視し制御する技術として、ファウンデーションフィールドバス（Foundation Fieldbus、以下、ＦＦ）システムが知られている。ＦＦシステムでは、図３に示すように機器管理装置１００等のステーションとＦＦ通信コントローラ１０１とは、別々の機器上に構成されている。機器管理装置１００とＦＦ通信コントローラ１０１との間はイーサネット（登録商標）等のコントロールネットワーク１０２によって接続されている。

さらに、ＦＦ通信コントローラ１０１には、フィールド機器とＦＦ通信コントローラ１０１とを接続するインタフェースモジュールであるＦＦ通信インタフェース部１０３が接続され、ＦＦ通信インタフェース部１０３には、圧力発信機やポジショナ等のフィールド機器１０４が接続される。ＦＦ通信インタフェース部１０３とフィールド機器１０４との間はフィールドバス１０５によって接続されている。フィールド機器１０４を制御するコントローラであるＦＦ通信コントローラ１０１には、機器管理装置１００よりも高い信頼性が必要であり、ＦＦ通信コントローラ１０１と機器管理装置１００を別々の機器とするのが一般的な構成である（特許文献１参照）。

特開２０１２−２０８６９５号公報

一般的にシステムは、機器の数が増えると価格が上昇する傾向にある。高い信頼性は必要としないような場合、低コストでシステムを実現する場合、図３に示したような高信頼性のシステムでは過剰性能であり、コストが高いという問題点があった。また、従来のシステムは、機器管理装置とは別にコントローラであるＦＦ通信コントローラが必要なため、システム全体が大きくなり、持ち運びに適していないという問題点があった。なお、以上のような問題点はＦＦに限らず、別の通信プロトコルにおいても存在する。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、低コストで小型で可搬性に優れた機器管理装置を提供することを目的とする。

本発明は、フィールド機器であるデバイスを監視し制御する機器管理装置において、デバイスを制御するコントローラの機能をソフトウェアで実現したコントローラ部を備え、前記コントローラ部は、前記デバイスが接続されたインタフェースモジュールを介して前記デバイスから情報を取得することを特徴とするものである。
また、本発明の機器管理装置の１構成例は、さらに、前記コントローラ部が前記デバイスから取得した情報に基づいてエンジニアリング情報を作成するエンジニアリング情報作成部を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の機器管理装置の１構成例は、さらに、前記エンジニアリング情報を基に前記デバイスを検査する検査部を備えることを特徴とするものである。

また、本発明の機器管理方法は、フィールド機器であるデバイスを監視し制御する機器管理装置において、前記デバイスを制御するコントローラの機能をソフトウェアで実現したコントローラ部が、前記デバイスが接続されたインタフェースモジュールを介して前記デバイスから情報を取得する情報取得ステップを含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、従来のシステムにはあったコントローラの専用ハードウェアをなくし、機器管理装置の中にコントローラの機能をソフトウェアで実現することにより、低コストで小型で可搬性に優れた機器管理装置を実現することができる。

本発明の実施の形態に係る機器管理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る機器管理装置の動作を示すフローチャートである。 従来のファウンデーションフィールドバスシステムの構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係る機器管理装置の構成を示すブロック図である。機器管理装置は、ＦＦ通信コントローラの機能をソフトウェアで実現したＦＦ通信コントローラ部１と、ハート（Highway Addressable Remote Transducer、以下ＨＡＲＴ）通信コントローラの機能をソフトウェアで実現したＨＡＲＴ通信コントローラ２と、ＦＦデバイス１０からＦＦ通信コントローラ部１が収集したアラート（alert）情報およびＨＡＲＴデバイス１２からＨＡＲＴ通信コントローラ２が収集したアラート情報を記憶するアラートデータベース３と、ＦＦ用のエンジニアリング情報を作成するエンジニアリング情報作成部４と、ＨＡＲＴ用のエンジニアリング情報を作成するエンジニアリング情報作成部５と、ＦＦデバイス１０やＨＡＲＴデバイス１２を検査する検査部６とを備えている。

エンジニアリング情報作成部４は、デバイスパラメータ読込部４１と、エンジニアリング情報作成処理部４２とから構成される。
エンジニアリング情報作成部５は、アラート取得部５０と、脱着アラート解析部５１と、デバイスパラメータ読込部５２と、エンジニアリング情報作成処理部５３とから構成される。

圧力発信機やポジショナ等のフィールド機器であるＦＦデバイス１０は、フィールドバス１４を介してインタフェースモジュールであるＦＦ通信インタフェース部１１と接続される。
同じく圧力発信機やポジショナ等のフィールド機器であるＨＡＲＴデバイス１２は、ＨＡＲＴ通信線１５を介してインタフェースモジュールであるＨＡＲＴ通信インタフェース部１３と接続される。ＦＦ通信インタフェース部１１とＨＡＲＴ通信インタフェース部１３は、コントロールネットワーク１６を介して機器管理装置と接続される。

本実施の形態の機器管理装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置およびインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って以下のような処理を実行する。

以下、本実施の形態の機器管理装置の動作を説明する。図２は機器管理装置の動作を示すフローチャートである。ここでは、ＦＦデバイス１０またはＨＡＲＴデバイス１２を機器管理装置に接続してデバイス１０，１２の検査を行う例について接続する。

まず、作業員がＦＦデバイス１０をＦＦ通信インタフェース部１１に接続するか、ＨＡＲＴデバイス１２をＨＡＲＴ通信インタフェース部１３に接続すると（図２ステップＳ１）、ＦＦ通信コントローラ部１は、接続されたデバイスがＦＦデバイスの場合、ＦＦ通信インタフェース部１１を介してＦＦデバイス１０からアラート情報を受け取り、受け取ったアラート情報をアラートデータベース３に格納する（図２ステップＳ２）。エンジニアリング情報作成部４は、接続されたデバイスがＦＦデバイスの場合、ＦＦデバイス用のエンジニアリング情報を作成する（図２ステップＳ３）。エンジニアリング情報作成部４の動作については後述する。なお、本実施の形態では、エンジニアリング情報作成部４は、ＦＦ通信コントローラ部１が受け取った情報からエンジニアリング情報を直接作成することができるので、ＦＦ用のアラート情報をアラートデータベースに格納することは本実施の形態において必須の構成ではない。

ＨＡＲＴ通信コントローラ２は、接続されたデバイスがＨＡＲＴデバイスの場合、ＨＡＲＴ通信インタフェース部１３を介してＨＡＲＴデバイス１２からアラート情報を受け取り、受け取ったアラート情報をアラートデータベース３に格納する（図２ステップＳ４）。エンジニアリング情報作成部５は、接続されたデバイスがＨＡＲＴデバイスの場合、ＨＡＲＴデバイス用のエンジニアリング情報を作成する（図２ステップＳ５）。エンジニアリング情報作成部５の動作については後述する。

検査部６は、機器管理装置にＦＦデバイス１０が接続された場合、エンジニアリング情報作成部４が作成したエンジニアリング情報を基にＦＦデバイス１０を検査し、機器管理装置にＨＡＲＴデバイス１２が接続された場合、エンジニアリング情報作成部５が作成したエンジニアリング情報を基にＨＡＲＴデバイス１２を検査する（図２ステップＳ６）。
検査終了後、作業員は検査が終わったＦＦデバイス１０またはＨＡＲＴデバイス１２を機器管理装置から取り外す（図２ステップＳ７）。

次に、エンジニアリング情報作成部４の動作について説明する。ＦＦデバイス１０やＨＡＲＴデバイス１２などの高機能デバイスは自己診断機能を備え、アラートを通知する機能を有している。アラートとしては、例えばデバイスに設定されている何らかのパラメータが変化したときに発生し、どのパラメータが変化したかを通知する変化アラートや、デバイスに何らかの異常が起きたときに発生し、どのような異常が発生したかを通知するデバイス異常アラートなどがある。

ＦＦデバイス１０からのアラート情報には、アラート種別、アラートを検出したブロックなどの情報が含まれる。ＦＦ通信インタフェース部１１は、ＦＦデバイス１０からのアラート情報に、自身のアドレス情報とＦＦデバイス１０から読み込んだデバイス情報などを付加して機器管理装置に送信する。デバイス情報としては、デバイスタイプ（例えば圧力発信機、ポジショナといったデバイスの種類）と、デバイスタグ（デバイスの名前）がある。ＦＦ通信コントローラ部１は、ＦＦデバイス１０からＦＦ通信インタフェース部１１を介して取得したアラート情報に自身のアドレス情報を付加する。その結果、ＦＦデバイス１０のアラート情報がＦＦ通信コントローラ部１に到着した時点で、アラート種別、アラートを検出したブロック、デバイスタイプ、デバイスタグ、ＦＦ通信インタフェース部アドレス、ＦＦ通信コントローラアドレスといった情報が取得できることになる。

エンジニアリング情報作成処理部４２は、エンジニアリング情報の作成に必要な情報、すなわちアラート種別、アラートを検出したブロック、デバイスタイプ、デバイスタグ、ＦＦ通信インタフェース部アドレス、ＦＦ通信コントローラアドレスといった情報をＦＦ通信コントローラ部１を通じて取得する。

デバイスパラメータ読込部４１は、ＦＦデバイス１０に設定されているパラメータをＦＦ通信コントローラ部１を通じて取得し、取得したパラメータをエンジニアリング情報作成処理部４２に渡す。パラメータとしては、例えばポジショナの例であれば流量特性データなどがある。
こうして、エンジニアリング情報作成処理部４２は、アラート情報（アラート種別、アラートを検出したブロック）と、機器構成情報（デバイスタイプ、デバイスタグ、ＦＦ通信インタフェース部アドレス、ＦＦ通信コントローラアドレス）と、パラメータとを含むエンジニアリング情報を作成することができる。

次に、エンジニアリング情報作成部５の動作について説明する。ＨＡＲＴデバイス１２からのアラート情報には、アラート種別などの情報が含まれる。ＨＡＲＴ通信インタフェース部１３は、ＨＡＲＴデバイス１２からのアラート情報に、自身のアドレス情報と接続チャンネルの情報などを付加して機器管理装置に送信する。ＨＡＲＴ通信コントローラ２は、ＨＡＲＴデバイス１２からＨＡＲＴ通信インタフェース部１３を介して取得したアラート情報に自身のアドレス情報とＨＡＲＴデバイス１２から読み込んだデバイス情報などを付加する。その結果、ＨＡＲＴデバイス１２のアラート情報がＨＡＲＴ通信コントローラ２に到着した時点で、アラート種別、デバイスタイプ、デバイスタグ、ＨＡＲＴ通信インタフェース部アドレス、接続チャンネル、ＨＡＲＴ通信コントローラアドレスといった情報が取得できることになる。

アラート取得部５０は、アラートデータベース３に格納されているアラート情報を取得する。脱着アラート解析部５１は、アラート取得部５０が取得したアラート情報を解析した結果、機器管理装置にＨＡＲＴデバイス１２が接続されたことを知ると、ＨＡＲＴデバイス１２が接続されたことをデバイスパラメータ読込部５２とエンジニアリング情報作成処理部５３に通知する。エンジニアリング情報作成処理部５３は、エンジニアリング情報の作成に必要な情報、すなわちアラート種別、デバイスタイプ、デバイスタグ、ＨＡＲＴ通信インタフェース部アドレス、接続チャンネル、ＨＡＲＴ通信コントローラアドレスといった情報をＨＡＲＴ通信コントローラ２から取得する。

デバイスパラメータ読込部５２は、ＨＡＲＴデバイス１２に設定されているパラメータをＨＡＲＴ通信コントローラ２を通じて取得し、取得したパラメータをエンジニアリング情報作成処理部５３に渡す。
こうして、エンジニアリング情報作成処理部５３は、アラート情報（アラート種別）と、機器構成情報（デバイスタイプ、デバイスタグ、ＨＡＲＴ通信インタフェース部アドレス、接続チャンネル、ＨＡＲＴ通信コントローラアドレス）と、パラメータとを含むエンジニアリング情報を作成することができる。

以上のように、本実施の形態では、従来のシステムにはあったコントローラの専用ハードウェアをなくし、機器管理装置の中にＦＦ通信コントローラ、ＨＡＲＴ通信コントローラの機能をソフトウェアで実現した。デバイスの生産時にデバイスが正常に動作していることを確認したり、実際に使用された後のデータと生産時のデータとを比較してデバイスの動作の変化を確認したりするシステムを図３に示した従来のシステムで構築すると、高価になり、またシステム全体が大きくなって不向きであった。

これに対して、本実施の形態では、機器管理装置の中にＦＦ通信コントローラ、ＨＡＲＴ通信コントローラの機能をソフトウェアで実現することにより、低コストで小型で可搬性に優れた機器管理装置を実現することができるので、デバイスの生産や検査に適したシステムを実現することができる。本実施の形態では、プラントの運転が主たる目的ではなく、デバイスの生産や検査などが主たる目的なので、従来のシステムのようにコントローラが高い信頼性を有している必要がない。したがって、ＦＦ通信コントローラ、ＨＡＲＴ通信コントローラの機能をソフトウェアで実現することが可能である。また、本実施の形態では、機器管理装置でエンジニアリング情報を自動的に作成することができる。

なお、本実施の形態では、通信プロトコルの例として、ＦＦ、ＨＡＲＴを例に挙げて説明しているが、これに限るものではなく、他の通信プロトコルに本発明を適用してもよい。また、本実施の形態では、デバイスから情報を読み込む場合についてのみ説明しているが、コントローラとしての機能を有するＦＦ通信コントローラ部１やＨＡＲＴ通信コントローラ２は、必要に応じて（例えば作業員からの設定に応じて）、ＦＦデバイス１０やＨＡＲＴデバイス１２にパラメータを書き込むことができることは言うまでもない。

本発明は、フィールド機器であるデバイスと接続して情報を取得する技術に適用することができる。

１…ＦＦ通信コントローラ部、２…ＨＡＲＴ通信コントローラ、３…アラートデータベース、４，５…エンジニアリング情報作成部、６…検査部、１０…ＦＦデバイス、１１…ＦＦ通信インタフェース部、１２…ＨＡＲＴデバイス、１３…ＨＡＲＴ通信インタフェース部、１４…フィールドバス、１５…ＨＡＲＴ通信線、１６…コントロールネットワーク、４１，５２…デバイスパラメータ読込部、４２，５３…エンジニアリング情報作成処理部、５０…アラート取得部、５１…脱着アラート解析部。

Claims (6)

1. フィールド機器であるデバイスを監視し制御する機器管理装置において、
   デバイスを制御するコントローラの機能をソフトウェアで実現したコントローラ部を備え、
   前記コントローラ部は、前記デバイスが接続されたインタフェースモジュールを介して前記デバイスから情報を取得することを特徴とする機器管理装置。
2. 請求項１記載の機器管理装置において、
   さらに、前記コントローラ部が前記デバイスから取得した情報に基づいてエンジニアリング情報を作成するエンジニアリング情報作成部を備えることを特徴とする機器管理装置。
3. 請求項２記載の機器管理装置において、
   さらに、前記エンジニアリング情報を基に前記デバイスを検査する検査部を備えることを特徴とする機器管理装置。
4. フィールド機器であるデバイスを監視し制御する機器管理装置において、前記デバイスを制御するコントローラの機能をソフトウェアで実現したコントローラ部が、前記デバイスが接続されたインタフェースモジュールを介して前記デバイスから情報を取得する情報取得ステップを含むことを特徴とする機器管理方法。
5. 請求項４記載の機器管理方法において、
   さらに、前記コントローラ部が前記デバイスから取得した情報に基づいてエンジニアリング情報を作成するエンジニアリング情報作成ステップを含むことを特徴とする機器管理方法。
6. 請求項５記載の機器管理方法において、
   さらに、前記エンジニアリング情報を基に前記デバイスを検査する検査ステップを含むことを特徴とする機器管理方法。

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