JP2016024480A

JP2016024480A - プロセスデータ処理システムおよびプロセスデータ処理方法

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Publication number: JP2016024480A
Application number: JP2014145842A
Authority: JP
Inventors: 剛志飯田; Tsuyoshi Iida; 淳一田畑; Junichi Tabata
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba System Technology Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba System Technology Corp
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2014-07-16
Publication date: 2016-02-08
Anticipated expiration: 2034-07-16
Also published as: JP6271359B2

Abstract

【課題】下位計算機更新時に上位計算機を変更せずにプロセスデータ処理を行う。
【解決手段】実施形態によれば、プロセスデータ処理システム２００は、プロセスデータを収集する下位計算機１２１と、このプロセスデータを第１のデータ様式で保存する上位計算機１００とを有する。上位計算機１００は、プロセスデータを第２のデータ様式で保存する新たな下位計算機１２１が導入された場合に第１のデータ様式に基づくプロセスデータ項目と第２のデータ様式に基づく更新後プロセスデータ項目を照合し同一プロセスデータ同士を対応付けるデータ照合部１１と、これらを統合して更新前プロセスデータ項目と更新後プロセスデータ項目とを対応付ける対応データ統合リストを作成する統合リスト作成部１２と、これに基づいて第１のデータ様式の内容を新たな下位計算機１２１の内容とするデータ書き換え部１３とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、プロセスデータ処理システムおよびプロセスデータ処理方法に関する。

施設が複数あるような大規模プラントにおいては、通常、下位計算機がそれぞれの施設のプロセスデータを収集し、上位計算機は各下位計算機が収集したデータをまとめて収集保存する。下位計算機が老朽化しこれを更新する場合、必ずしも更新対象の計算機の製造者と同一の製造者の計算機に更新されるとは限らない。

製造者が異なる場合、一般的には、プロセスデータの伝送や構成に差異が生じるため、その差分の反映を上位計算機で行う作業が生じる。これを解決するために、たとえば入出力データのモジュールへの割付作業を自動化する手法が知られている（特許文献１）。また、たとえば、過去の任意事象からプロセスデータを読み出して画面表示する手法が知られている（特許文献２、３）。

特開平５−３１４２７５号公報特開平８−７６８３３号公報特許第３１２４６４４号公報

前述のような入出力データのモジュールへの割付作業を自動化する手法では、下位計算機タグの自動割付のみで上位計算機との連携は無い。また、任意事象から過去のプロセスデータを読み出すような技術では、過去と現在のプロセスデータが同一であることが前提である。

下位計算機の更新においては、既設の計算機の製造者と異なる製造者により製造された計算機に更新する場合、プラントとしての大まかなタグ割付体系は規定されているものの、細部については製造者ごとにプロセスデータの伝送データの構成や内容が異なる。そのため、更新の都度、上位計算機が収納するデータ様式の一部を変更、あるいは改造する必要が生じる。

また、上位計算機は、更新前の過去のプロセスデータと更新後のプロセスデータを連続して提供する必要があるが、更新前の下位計算機と更新後の下位計算機でデータ構成や内容が異なるため、同じデータとして扱えず連続性を維持できない。

本発明の実施形態は、上述した課題を解決するためになされたものであり、下位の計算機の更新の場合でも、上位計算機での変更や改造の必要のないプロセスデータ処理システムを得ることを目的とする。

上述の目的を達成するため、本実施形態に係るプロセスデータ処理システムは、プラント施設の複数のプロセスのプロセスデータを収集する下位計算機と、前記下位計算機が収集した前記プロセスデータを当該下位計算機から受け入れて第１のデータ様式で保存する上位計算機と、を備え、前記上位計算機は、前記下位計算機が更新され前記プロセスデータを前記第１のデータ様式と異なる第２のデータ様式で保存する新たな下位計算機が導入された場合に、前記第１のデータ様式に基づくプロセスデータ項目と、前記第２のデータ様式に基づく更新後プロセスデータ項目とを照合し同一プロセスデータ同士を対応付けるデータ照合部と、前記データ照合部によって対応関係が確認された前記第１のデータ様式に基づくプロセスデータ項目と前記第２のデータ様式に基づく更新後プロセスデータ項目とを統合して更新前プロセスデータ項目と更新後プロセスデータ項目とを対応付ける対応データ統合リストを作成する統合リスト作成部と、前記対応データ統合リストに基づいて前記第１のデータ様式に基づく各属性の内容を前記新たな下位計算機の保存する対応する属性の内容とするデータ書き換え部と、を有することを特徴とする。

また、本実施形態は、下位計算機および前記下位計算機が収集したプロセスデータを当該下位計算機から第１のデータ様式で受け入れる上位計算機とから構成されるプロセスデータ処理システムにおいて前記下位計算機が更新されて前記プロセスデータを前記第１のデータ様式と異なる第２のデータ様式で保存する新たな下位計算機が導入された場合のプロセスデータ処理方法であって、データ照合部が、前記第１のデータ様式に基づく前記上位計算機のプロセスデータベース内データと前記第２のデータ様式に基づく前記新たな下位計算機のプロセスデータとの対応づけを行う対応付けステップと、統合リスト作成部が、前記データ照合部によって対応関係が確認された前記第１のデータ様式に基づくプロセスデータ項目と前記第２のデータ様式に基づく更新後プロセスデータ項目とを統合して更新前プロセスデータ項目と更新後プロセスデータ項目とを対応付ける対応データ統合リストを作成する統合リスト作成ステップと、前記対応データ統合リストに基づいて前記第１のデータ様式に基づく各属性の内容を前記新たな下位計算機の保存する対応する属性の内容とするデータ書き換えステップと、を有することを特徴とする。

本発明の実施形態によれば、下位の計算機の更新の場合でも、上位計算機での変更や改造の必要のないプロセスデータ処理システムを得ることができる。

第１の実施形態に係るプロセスデータ処理システムの構成を示す概念的なブロック図である。第１の実施形態に係るプロセスデータ処理システムにおける上位計算機および下位計算機の更新前の例を示す概念的なブロック図である。第１の実施形態に係るプロセスデータ処理システムにおける上位計算機および下位計算機におけるプロセスデータの形式の処理を示す概念的な流れ図である。第１の実施形態に係るプロセスデータ処理方法の全体ステップを示すフロー図である。第１の実施形態に係るプロセスデータ処理方法のプロセスデータの対応付けのステップ内の手順を示すフロー図である。第１の実施形態に係るプロセスデータ処理システムにおける対応付けの検証を説明するグラフであり、（ａ）は更新前の時間変化データ、（ｂ）は更新後の時間変化データである。第１の実施形態に係るプロセスデータ処理方法の対応付けの検証のステップ内の手順を示すフロー図である。第２の実施形態に係るプロセスデータ処理方法における対応付けのステップ内の手順を示すフロー図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るプロセスデータ処理システムおよびプロセスデータ処理方法について説明する。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。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係るプロセスデータ処理システム２００の構成を示す概念的なブロック図である。プロセスデータ処理システム２００は、上位計算機１００と、複数の下位計算機１１１ａ〜１１１ｎを有する。下位計算機１１１ａ〜１１１ｎはそれぞれ、図示しないプラントのそれぞれの施設の複数のプロセスデータを収集し、収集したそれぞれ複数のプロセスデータ１１２ａ〜１１２ｎを保存する。

上位計算機１００は、複数の下位計算機１１１が収集した各時刻の情報、すなわちプロセスデータをそれぞれの下位計算機１１１ａ〜１１１ｎから受け入れて、下位計算機１１１ａ〜１１１ｎそれぞれの各時刻におけるプロセスデータ１１２ａ〜１１２ｎをプロセスデータベース２１に保存する。すなわち、下位計算機１１１ａ〜１１１ｎはそれぞれ短期のプロセスデータを収集し、上位計算機１００は、長期にわたるプロセスデータをプロセスデータベース２１に集積する。

上位計算機１００は、演算部１０、プロセスデータベース２１、データ入力部３２、外部からの入力を受け入れる外部入力部３１および外部へ出力する出力部３３を有する。データ入力部３２は、下位計算機１１１および後述する下位計算機１２１からのプロセスデータを受け入れる。演算部１０は、データ照合部１１、統合リスト作成部１２、データ書き換え部１３およびデータ検証部１４を有する。

図１では、複数の下位計算機１１１ａ〜１１１ｎ、および下位計算機１２１を有する。下位計算機１２１は、更新する下位計算機に代わって導入されたもので、上位計算機１００のプロセスデータベース２１のデータの形式である第１のデータ様式とは異なる第２のデータ様式に基づくプロセスデータ１２２を有する。図１内に示した矢印は、上位計算機１００とこの新たに導入された下位計算機１２１との関係のみを示しており、上位計算機１００と残りの下位計算機１１１ａ〜１１１ｎとの関係については、表示を省略している。

また、新たに導入された下位計算機１２１のプロセスデータ１２２と整合をとるために、上位計算機１００のプロセスデータベース２１のプロセスデータ２１ａは、下位計算機１２１の導入以降のデータが書き換えられる。すなわち、他の下位計算機１１１ａ〜１１１ｎについては、従来通りであるが、下位計算機１２１と対応する部分が書き換えられてプロセスデータ２１ｂとなる。

データ照合部１１は、プロセスデータベース２１内のプロセスデータ２１ａと、データ入力部３２で受け入れた下位計算機１２１のプロセスデータ１２２を照合する。すなわち、データ照合部１１は、プロセスデータベース２１内のプロセスデータ２１ａのそれぞれが、下位計算機１２１のプロセスデータ１２２のどのデータに対応するものかをサーベイし、対応付けを行う。

統合リスト作成部１２は、データ照合部１１によって対応付けられたそれぞれのデータについて、それぞれに該当するプロセスデータベース２１内のプロセスデータ２１ａと下位計算機１２１のプロセスデータ１２２とをそれぞれ１つのデータにまとめる。統合リスト作成部１２は、これをすべてのデータについて行い対応データ統合リスト１２ａ（図３）を作成する。

データ書き換え部１３は、統合リスト作成部１２が作成した対応データ統合リスト１２ａに基づいて、プロセスデータベース２１内のプロセスデータ２１ａを書き換えて、プロセスデータ２１ｂを作成する。具体的には、書き換え後のプロセスデータ２１ｂは、書き換え前のプロセスデータ２１ａと同様に第１のデータ様式である。この第１のデータ様式に基づくプロセスデータ２１ｂの各属性の内容に、対応する下位計算機１２１のプロセスデータ１２２にそれぞれ対応する属性が直接読み込まれるようにする。すなわち、各データの各属性に入るべき内容として、下位計算機１２１のプロセスデータ１２２との対応関係を決定する。

データ検証部１４は、データ書き換え部１３により書き換えられたプロセスデータベース２１内のプロセスデータ２１ｂと、対応付けられた下位計算機１２１のプロセスデータ１２２との対応の決定が正しくなされたかについて検証を行う。

図２は、上位計算機および下位計算機の更新前の例を示す概念的なブロック図である。施設１ａ内の各計測器から出力されたプロセスデータはそれぞれプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）を経由して下位計算機１１１ａに取り込まれる。なお、ＰＬＣは例示であって他の方式でもよい。

この際、下位計算機１１１ａにおいては、プロセスデータは下位計算機１１１ａについて規定された形式で取り込まれる。たとえば、プロセスデータの属性である識別子は、図２に示すように、識別子Ｂｍ１、識別子Ｂｍ２、・・・、識別子Ｂｍｘの順に並んでいる。識別子Ｂｍ１はプロセス量の単位、識別子Ｂｍ２は測定値、・・・、識別子Ｂｍｘがそれぞれのプロセス量を計測する計測器に付されたタグ番号となっている。

同様に、施設１ｎ内の各計測器から出力されたプロセスデータはそれぞれプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）を経由して下位計算機１１１ｎに取り込まれる。この際、下位計算機１１１ｎにおいては、プロセスデータは下位計算機１１１ｎについて規定された形式で取り込まれる。たとえば、プロセスデータの属性である識別子は、図２に示すように、識別子Ｃｍ１、識別子Ｃｍ２、・・・、識別子Ｃｍｘの順に並んでいる。識別子Ｃｍ１は測定値、識別子Ｃｍ２はそれぞれのプロセス量を計測する計測器に付されたタグ番号、・・・、識別子Ｃｍｘはプロセス量の単位となっている。

上位計算機１００においては、プロセスデータの属性である識別子は、図２に示すように、識別子Ａｎ１、識別子Ａｎ２、・・・、識別子Ａｎｘの順に並んでいる。識別子Ａｎ１はそれぞれのプロセス量を計測する計測器に付されたタグ番号、識別子Ａｎ２は測定値、・・・、識別子Ａｎｘはプロセス量の単位となっている。

このように、各下位計算機１１１ａ〜１１１ｎ、および上位計算機１００のそれぞれが有するプロセスデータの形式は、互いに一致せずに相違点を有することが多かった。従来は、設計者や調整者が、対応関係を確認して、上位計算機１００の各データの各属性を示す識別子について、下位計算機１１１ａ〜１１１ｎ内のプロセスデータと対応付けを行っていた。

図３は、上位計算機および下位計算機におけるプロセスデータの形式の処理を示す概念的な流れ図である。すなわち、下位計算機の更新により新たな下位計算機１２１が導入された場合を示している。

新たに導入された下位計算機１２１においては、プロセスデータの属性である識別子は、図３に示すように、識別子Ｄｍ１、識別子Ｄｍ２、・・・、識別子Ｄｍｘの順に並んでいる。識別子Ｄｍ１はプロセス量の単位、識別子Ｄｍ２は測定値、・・・、識別子Ｄｍｘはそれぞれのプロセス量を計測する計測器に付されたタグ番号となっている。

一方、上位計算機１００においては、図２に示したように、識別子Ａｎ１はそれぞれのプロセス量を計測する計測器に付されたタグ番号、識別子Ａｎ２は測定値、・・・、識別子Ａｎｘはプロセス量の単位となっている。したがって、上位計算機１００のプロセスデータベース２１のデータの属性ごとに、識別子Ａｎ１はタグ番号であり下位計算機１２１のデータの識別子Ｄｍｘに対応している。また、識別子Ａｎ２は測定値であり下位計算機１２１のデータの識別子Ｄｍ２に対応している。また、識別子Ａｎｘはプロセス量の単位であり下位計算機１２１のデータの識別子Ｄｍ１に対応している。

このように、上位計算機１００のプロセスデータベース２１のプロセスデータの属性を示す各識別子と、新たに導入した下位計算機１２１のプロセスデータの属性を示す各識別子との対応関係がとられている。すなわち、上位計算機１００のプロセスデータベース２１のデータの識別子と、新たに導入した下位計算機１２１のデータの識別子とを比較すれば、最終的には上位計算機１００のどのデータが下位計算機１２１のどのデータと同一かの判別をつけることができる。したがって、図３に示す識別子照合判定処理を行うことが可能であり、データ間の同一性を決定することができる。

この結果を用いて、図３に示すように対応データ統合リスト１２ａを作成する。対応データ統合リスト１２ａは、プロセスデータが各行に配列されている。すなわち、各行のプロセスデータＡｎについて、対応する下位計算機１２１のプロセスデータＤｍ、上位計算機１００の識別子Ａｎ１、Ａｎ２、・・・、Ａｎｘのように配列されている。

今、識別子照合判定処理の結果、上位計算機１００のプロセスデータＡ１、Ａ２、ＡＸのそれぞれについて、下位計算機１２１のプロセスデータＤ１、ＤＸ、Ｄ２が対応する同一プロセスデータと対応付けられたとする。この場合、対応データ統合リスト１２ａにおいて、上位計算機１００のプロセスデータＡ１には下位計算機１２１のプロセスデータＤ１が対応し、プロセスデータＡ１の識別子Ａ１１、Ａ１２、Ａ１ｘの欄にはそれぞれ下位計算機１２１のプロセスデータＤ１ｘ、Ｄ１２、Ｄ１１の内容が入る。

同様に、対応データ統合リスト１２ａにおいて、上位計算機１００のプロセスデータＡ２には下位計算機１２１のプロセスデータＤＸが対応し、プロセスデータＡ２の識別子Ａ２１、Ａ２２、Ａ２ｘの欄にはそれぞれ下位計算機１２１のプロセスデータＤｘｘ、Ｄｘ２、Ｄｘ１の内容が入る。また、上位計算機１００のプロセスデータＡ３には下位計算機１２１のプロセスデータＤ２が対応し、プロセスデータＡＸの識別子ＡＸ１、ＡＸ２、ＡＸｘの欄にはそれぞれ下位計算機１２１のプロセスデータＤ２ｘ、Ｄ２２、Ｄ２１の内容が入る。

この結果、上位計算機１００のプロセスデータベース２１のプロセスデータＡ１、Ａ２、・・・、ＡＸのそれぞれの属性を示す各識別子の欄に入るべき内容を、下位計算機１２１のプロセスデータのどこから引用すればよいかという対応関係が明確となり、データ書き換え部１３は、この引用関係をプロセスデータベース２１内のプロセスデータ２１ｂに書き込む、すなわち、従来の書き込みを書き換えることができる。

図４は、本実施形態に係るプロセスデータ処理方法の全体ステップを示すフロー図である。まず、下位計算機の一つが更新され、上位計算機１００と異なるデータ様式によってプロセスデータを収集する下位計算機１２１が導入される（ステップＳ１０）。

新たな下位計算機１２１の導入に伴って、上位計算機１００のデータ照合部１１は、上位計算機１００のプロセスデータベース２１に収納されたプロセスデータ２１ａと、更新後の、すなわち新たに導入された下位計算機１２１のプロセスデータ１２２とを照合する。データ照合部１１は、照合を行うことによって、プロセスデータ２１ａのそれぞれと、プロセスデータ１２２のそれぞれとを１対１に対応付ける（ステップＳ２０）。

次に、統合リスト作成部１２は、データ照合部１１によって対応付けられたプロセスデータベース２１内のプロセスデータ２１ａと下位計算機１２１のプロセスデータ１２２とをそれぞれ１つのデータにまとめる。統合リスト作成部１２は、これをすべてのデータについて行い対応データ統合リスト１２ａを作成する（ステップＳ３０）。

次に、データ書き換え部１３は、統合リスト作成部１２が作成した対応データ統合リスト１２ａに基づいて、プロセスデータベース２１内のプロセスデータ２１ａを書き換えて、プロセスデータ２１ｂを作成する。すなわち、第１のデータ様式に基づくプロセスデータ２１ｂの各属性の内容に、対応する下位計算機１２１のプロセスデータ１２２のそれぞれ対応する属性が直接読み込まれるようにする（ステップＳ４０）。すなわち、各データの各属性に入るべき内容として、下位計算機１２１のプロセスデータ１２２との対応関係を決定する。

データ検証部１４は、データ書き換え部１３により書き換えられたプロセスデータベース２１内のプロセスデータ２１ｂと、対応付けられた下位計算機１２１のプロセスデータ１２２との対応の決定が正しくなされたかについて検証を行う（ステップＳ５０）。

図５は、プロセスデータの対応付けのステップＳ２０内の手順を示すフロー図である。まず、上位計算機１００のプロセスデータベース２１内の対象データの各属性を表す識別子ごとの重み付けを設定する（ステップＳ２１）。次に、上位計算機１００の対象データを選択する（ステップＳ２２）。上位計算機１００の対象データについては、後述するステップＳ２７までの各ステップを行い、これを上位計算機１００の全データについて繰り返す。

次に、新たに導入された下位計算機１２１内複数のプロセスデータ１２２から対象とするプロセスデータを選択する（ステップＳ２３）。下位計算機１２１の対象とするプロセスデータについては、後述するステップＳ２７までの各ステップを行い、これを下位計算機１２１の全プロセスデータ１２２について繰り返す。

次に、選択された上位計算機１００の対象データの識別子のそれぞれと、下位計算機１２１内複数のプロセスデータ１２２から選択された対象データの識別子のそれぞれとの、全組み合わせについて識別子照合を行う（ステップＳ２４）。識別子照合では、識別子どうしの不一致率を算出しその結果を一時記憶する。この、上位計算機１００のプロセスデータベース２１内のｍ番目の対象データのｉ番目の識別子と、新たに導入された下位計算機１２１内のｎ番目の対象プロセスデータのｊ番目の識別子との不一致率Ｃｍｎを、ｉ番目の識別子とｊ番目の識別子との全組み合わせについて、たとえば、次の式（１）によって算出する。
Ｃｍｎｉｊ＝ｗｉ（Ａｎｉ―Ｄｍｊ）^２ …（１）

ただし、ｉは上位計算機１００のプロセスデータベース２１内の対象とするプロセスデータ２１ａの属性すなわち識別子の順位番号、Ａｎｉは上位計算機１００のプロセスデータベース２１内のｍ番目のプロセスデータ２１ａのｉ番目の属性すなわち識別子の値、ｊは新たに導入された下位計算機１２１内のプロセスデータ１２２の属性の順位番号、Ｄｍｊは新たに導入された下位計算機１２１内のｎ番目のプロセスデータ１２２のｊ番目の属性を表す識別子の値、ｗｉは重み係数を示す。

不一致率Ｃｍｎを算出する式は式（１）には限らない。たとえば、差の二乗の和の代わりに差の絶対値であってもよい。あるいは、次の式（２）のように各項を無次元化して後に重み係数を乗じたものとしてもよい。
Ｃｍｎｉｊ＝ｗｉ（（Ａｎｉ―Ｄｍｊ）／Ａｎｉ）^２ …（２）

ここで、属性を表す識別子の値を、属性の性格に応じて定義する必要がある。たとえば、測定値については測定値そのもので演算可能である。単位については、文字データとしてたとえばそれぞれの文字数で数値化することが考えられる。ＴＡＧ番号、名称についても、同様に行うことが可能である。

ただし、名称のようなものは、系統名称や施設名称が冠せられているものとそうでないものとを比較する場合もあり得るので、測定値のような元々数値であったものに比べると、同一性を図る上での重要度は低くなる。したがって、名称等のようなものは、重み係数を小さくすることを考慮する。重み係数は性格の異なる属性を演算上同じレベルで取り扱うために相対関係を調整するためのものである。

この識別子照合を順次行い、全ての組合せについて終了したか否かを判定する（ステップＳ２５）。すべてについて終了はしていないと判定された場合（ステップＳ２５ＮＯ）はステップＳ２４の識別子照合を継続する。すべての識別子の組合せについての照合を終了したと判定された場合（ステップＳ２５ＹＥＳ）には、全ての識別子の組合せについて算出されたＣｍｎｉｊを一時記憶する（ステップＳ２６）。この上位計算機１００のプロセスデータベース２１内のｍ番目の対象データと、新たに導入された下位計算機１２１内のｎ番目の対象プロセスデータについて算出されたＣｍｎｉｊに基づいて、一致度の高い、すなわち不一致率の低い識別子どうしの対応関係が明確となってくる。

次に、新たに導入された下位計算機１２１の全プロセスデータについて終了したか否かの判定を行う（ステップＳ２７）。全プロセスデータについて終了していないと判定された場合（ステップＳ２７ＮＯ）は、ステップＳ２３に戻り、新たに導入された下位計算機１２１の次の対象データについて以上のステップを繰り返す。

全プロセスデータについて終了したと判定された場合（ステップＳ２７ＹＥＳ）は、上位計算機１００のプロセスデータベース２１内の全データについて終了したか否かの判定を行う（ステップＳ２８）。全データについて終了したと判定された場合（ステップＳ２８ＹＥＳ）は、上位計算機１００のプロセスデータベース２１内のｍ番目の対象データと、新たに導入された下位計算機１２１内のｎ番目の対象プロセスデータとの対応関係を決定する（ステップＳ２９）。

すなわち、上位計算機１００のプロセスデータベース２１内のｍ番目の対象データと、新たに導入された下位計算機１２１内のｎ番目の対象プロセスデータとの不一致率Ｓｍｎは、次の式（３）で与えられる。
Ｓｍｎ＝ΣΣＣｍｎｉｊ …（３）
ここで、ΣΣは、ｉについての和をとりその結果をさらにｊについて和をとった結果であることを示す。

なお、式（３）は、ステップＳ２４において式（１）を用いた場合であり、ステップＳ２４において他の式を使用した場合は、その結果のｉおよびｊについて和をとった結果を用いればよい。

以上で、プロセスデータの対応付けステップ（ステップＳ２０）を終了し、次の対応データ統合リストの作成ステップＳ３０に進む。

図６は、対応付けの検証を説明するグラフであり、（ａ）は更新前の時間変化データ、（ｂ）は更新後の時間変化データである。これら更新前の時間変化データと更新後の時間変化データとが、同じプロセスデータのものであるか否かの同一性を確認する方法について以下に説明する。

プラント施設は、通常、起動および停止の運転がなされる。この通常の起動および停止の運転は、通常、運転上の基準に基づいてなされる。たとえば、起動時間、すなわち起動開始から所定の運転状態に至るまでの時間についても、最も厳しい個所の温度上昇率を規定値以内に収める等の条件を満たすために、目標とする起動時間が定められているのが通常である。したがって、通常の起動および停止におけるプラント施設の状態は、毎回、ほぼ同様に変化する。

この通常の起動および停止のサイクルにおいて、プラント施設のプロセスデータも変化する。その変化は、それぞれの通常の起動および停止においてほぼ同様である。したがって、過去の、すなわち上位計算機１００の下位計算機更新前のプロセスデータベース２１に格納されている複数の運転サイクルにおけるプロセスデータ２１ａは、ほぼ同様の変化を示す。

これらの運転実績のある更新前のプロセスデータと、下位計算機更新後のプロセスデータとの比較としては、プロセスデータの時間的変化の比較によって行う。たとえば液位を例にとると、先ず、互いに同様の変化をするはずの時刻ｔ１１およびｔ２１をそれぞれ選択する。更新前は、時刻ｔ１１からΔｔ後の時刻ｔ１２までの液位変化がΔＬ１の変化に対して、更新後は、時刻ｔ２１からΔｔ後の時刻ｔ２２までの液位変化がΔＬ２の変化であるとする。この場合、一致度を、たとえば次の式（４）のように定義することで、一致度εを算出し、比較することができる。
ε＝１／｜ΔＬ２／ΔＬ１−１｜ …（４）

なお、ΔＬ１とΔＬ２とが近い値であるほど、大きくなるような定義であれば、他の定義であってもよい。また、式（４）の値の対数をとることでもよい。

図７は、対応付けの検証のステップＳ５０内の手順を示すフロー図である。まず、検証対象とするプロセスデータに関連するプラント情報を抽出する（ステップＳ５１）。具体的には、どの機器のどのプロセス量について、判断基準時刻すなわちどの時点の変化をみるかという、機器、プロセス量、および判断基準時刻の組合せを検証対象として選定する。検証対象は、複数選定することが望ましい。

次に、ステップＳ５１で選定した検証対象から、１つずつ選択し一致度を算出するというステップを繰り返す。最初に、更新前プラント状態判断基準時刻（ｔ１１）を設定する（ステップＳ５２）。次に、データ検証部１４は、更新前判定時刻（ｔ１１）のプロセスデータ情報を抽出し、プロセス量変化を算出する（ステップＳ５３）。

次に、更新後プラント状態判断基準時刻（ｔ２１）を設定する（ステップＳ５４）。次に、データ検証部１４は、更新後判定時刻（ｔ２１）のプロセスデータ情報を抽出し、プロセス量変化を算出する（ステップＳ５５）。

次に、データ検証部１４は、ステップＳ５３で算出された更新前のプロセスデータの変化量と、ステップＳ５５で算出された更新後のプロセスデータの変化量とに基づいて、一致度εを算出する（ステップＳ５６）。また、繰り返しごとに、一致度の合計値に今回算出した一致度εを加える。

次に、更新後データについて全データが終了したか否かを判定する（ステップＳ５７）。更新後データについて全てのデータが終了したとは言えないと判定された場合（ステップＳ５７ＮＯ）、ステップＳ５４に戻り、以降のステップを繰り返す。更新後データについて全てのデータが終了したと判定された場合（ステップＳ５７ＹＥＳ）、更新前のデータについて全データが終了したか否かを判定する（ステップＳ５８）。更新前データについて全てのデータが終了したとは言えないと判定された場合（ステップＳ５８ＮＯ）、ステップ５２に戻り、以降のステップを繰り返す。更新前データについて全てのデータが終了したと判定された場合（ステップＳ５８ＹＥＳ）は、プロセスデータの一致度を集計し、一致度集計値Ｄを算出する。

一致度集計値Ｄを算出したら、規定値以下となっているか否かを判定する（ステップＳ６０）。一致度集計値Ｄが規定値以下であると判定された場合（ステップＳ６０ＹＥＳ）は、出力部３３は検証完了表示を行う（ステップＳ６１）。一致度集計値Ｄが規定値以下ではないと判定された場合（ステップＳ６０ＮＯ）は、出力部３３は検証不成立表示を行う（ステップＳ６２）。

以上のように、本実施形態によれば、下位の計算機の更新の場合でも、上位計算機１００での変更や改造の必要のないプロセスデータ処理システムを得ることができる。

［第２の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態の変形であり、対応付けのステップの内容が異なる。第１の実施形態では、上位計算機１００のプロセスデータベース２１内の対象データと新たに導入された下位計算機１２１内の対象プロセスデータのそれぞれの属性の対応関係は自動的に探索する方式である。一方、本第２の実施形態においては、上位計算機１００のプロセスデータベース２１内の対象データと新たに導入された下位計算機１２１内の対象プロセスデータのそれぞれの属性の対応関係を、一部のデータ同士で比較してあらかじめ既知の状態としてから検索を行う方式である。

図８は、第２の実施形態に係るプロセスデータ処理方法における対応付けのステップＳ１２０内の手順を示すフロー図である。

まず、上位計算機１００のプロセスデータベース２１内の対象データを選択する（ステップＳ１２１）。上位計算機１００の対象データについては、後述するステップＳ１２７までの各ステップを行い、これを上位計算機１００の全データについて繰り返す。

次に、新たに導入された下位計算機１２１内の複数のプロセスデータ１２２から対象とするプロセスデータを選択する（ステップＳ１２２）。下位計算機１２１の対象とするプロセスデータについては、後述するステップＳ１２６までの各ステップを行い、これを下位計算機１２１の全プロセスデータ１２２について繰り返す。

スクリーニングの第１段階として、上位計算機１００のプロセスデータベース２１内の対象データと新たに導入された下位計算機１２１内の対象プロセスデータのそれぞれの第１の属性同士を照合し、両者の差異が規定値以内か否かを判定する（ステップＳ１２３）。ここで、第１の属性は、プロセスデータ同士が同じものであるか、すなわち対応するものであるか否かを判別する上で、最も効果的な属性、すなわち識別子である。たとえば、圧力、流量、温度、液位など、同じ範疇のプロセス量をまず抽出するとすれば識別子として単位を選択することが考えられる。

判定の結果、上位計算機１００のプロセスデータベース２１内の対象データの第１の属性と、新たに導入された下位計算機１２１内の対象プロセスデータの第１の属性との差異が、規定値以内であった場合（ステップＳ１２３ＹＥＳ）、次のステップＳ１２４に進む。両者の差異が規定値以上であった場合、すなわち、それぞれの第１の属性が異なると判定された場合（ステップＳ１２３ＮＯ）、新たに導入された下位計算機１２１内の次のプロセスデータを対象とする。具体的には、ステップＳ１２２以降を繰り返す。

次に、スクリーニングの第２段階として、上位計算機１００のプロセスデータベース２１内の対象データと新たに導入された下位計算機１２１内の対象プロセスデータのそれぞれの第２の属性同士を照合し、両者の差異が規定値以内か否かを判定する（ステップＳ１２４）。ここで、たとえば、第１の属性が単位という識別子であった場合は、第２の属性としてたとえば測定値という識別子を選択することが考えられる。この結果、同じ物理量を測定して近い値が得られた場合は、対応するデータの候補であると判断することができる。なお、測定値は、下位計算機１２１によって、表示の形式が、浮動小数点表示であったり、指数表示であったり、あるいは表示の桁数が異なったりする差異があり得るので、まったく一致している場合のみが同一とは限らない。

判定の結果、上位計算機１００のプロセスデータベース２１内の対象データの第２の属性と、新たに導入された下位計算機１２１内の対象プロセスデータの第２の属性との差異が、規定値以内であった場合（ステップＳ１２４ＹＥＳ）、次のステップＳ１２５に進む。両者の差異が規定値以上であった場合、すなわち、それぞれの第１の属性が異なると判定された場合（ステップＳ１２４ＮＯ）、新たに導入された下位計算機１２１内の次のプロセスデータを対象とする。具体的には、ステップＳ１２２以降を繰り返す。

次に、不一致率を算定しその結果を一時記憶する（ステップＳ１２５）。すなわち、上位計算機１００のプロセスデータベース２１内の対象データと、新たに導入された下位計算機１２１内の対象プロセスデータとの不一致率Ｓｍｎを式（３）等に基づいて算出する。

不一致率Ｓｍｎが、前回一時記憶した不一致率より小さい場合は、今回の結果と、今回対象とした下位計算機１２１内の対象プロセスデータの内容を、それまで一時記憶していたものに代えて一時記憶する。このようにして、下位計算機１２１内の対象プロセスデータについて、第１の属性および第２の属性についてスクリーニングされ残った下位計算機１２１内の対象プロセスデータについて、不一致率最小のものが抽出される。

次に、新たに導入された下位計算機１２１の全プロセスデータについて終了したか否かの判定を行う（ステップＳ１２６）。全プロセスデータについて終了していないと判定された場合（ステップＳ１２６ＮＯ）は、ステップＳ１２２に戻り、新たに導入された下位計算機１２１の次の対象データについて以上のステップを繰り返す。

全プロセスデータについて終了したと判定された場合（ステップＳ１２６ＹＥＳ）は、上位計算機１００のプロセスデータベース２１内の全データについて終了したか否かの判定を行う（ステップＳ１２７）。全データについて終了したと判定された場合（ステップＳ１２７ＹＥＳ）は、プロセスデータの対応付けステップ（ステップＳ１２０）を終了し、次の対応データ統合リストの作成ステップＳ３０に進む。

上位計算機１００のプロセスデータベース２１内の全データについて終了していないと判定された場合（ステップＳ１２７ＮＯ）は、ステップＳ１２１に戻り、上位計算機１００のプロセスデータベース２１内の次の対象データについて以上のステップを繰り返す。

以上のように本実施形態によれば、あらかじめ、代表的なデータに基づいて識別子どうしの対応関係を把握することによって、対応付けにあたっての比較の組合せを大幅に削減することができる。

［その他の実施形態］
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。また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。

さらに、これらの実施形態は、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、変更を行うことができる。

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同様に、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ものである。

１ａ、１ｎ…施設、１０…演算部、１１…データ照合部、１２…統合リスト作成部、１２ａ…対応データ統合リスト、１３…データ書き換え部、１４…データ検証部、２１…プロセスデータベース、２１ａ、２１ｂ…プロセスデータ、３１…外部入力部、３２…データ入力部、３３…出力部、１００…上位計算機、１１１、１１１ａ、１１１ｎ…下位計算機、１１２ａ、１１２ｎ…プロセスデータ、１２１…下位計算機、１２２…プロセスデータ、２００…プロセスデータ処理システム

Claims

プラント施設の複数のプロセスのプロセスデータを収集する下位計算機と、
前記下位計算機が収集した前記プロセスデータを当該下位計算機から受け入れて第１のデータ様式で保存する上位計算機と、
を備え、
前記上位計算機は、
前記下位計算機が更新され前記プロセスデータを前記第１のデータ様式と異なる第２のデータ様式で保存する新たな下位計算機が導入された場合に、前記第１のデータ様式に基づくプロセスデータ項目と、前記第２のデータ様式に基づく更新後プロセスデータ項目とを照合し同一プロセスデータ同士を対応付けるデータ照合部と、
前記データ照合部によって対応関係が確認された前記第１のデータ様式に基づくプロセスデータ項目と前記第２のデータ様式に基づく更新後プロセスデータ項目とを統合して更新前プロセスデータ項目と更新後プロセスデータ項目とを対応付ける対応データ統合リストを作成する統合リスト作成部と、
前記対応データ統合リストに基づいて前記第１のデータ様式に基づく各属性の内容を前記新たな下位計算機の保存する対応する属性の内容とするデータ書き換え部と、
を有することを特徴とするプロセスデータ処理システム。
前記データ照合部は、前記照合において、前記属性のうち選択されて対応付けの上での優先順位をつけられた主たる属性について順番にスクリーニングを行った上で、不一致度を算出して、不一致度が最小のデータを対応するデータとして対応付けを決定することを特徴とする請求項１に記載のプロセスデータ処理システム。
前記不一致度は、定量化された対応する属性の違いの絶対値に重みを乗じた値の和で表されることを特徴とする請求項２に記載のプロセスデータ処理システム。
前記不一致度は、定量化された対応する属性の違いの二乗の値に重みを乗じた値の和で表されることを特徴とする請求項２に記載のプロセスデータ処理システム。
下位計算機および前記下位計算機が収集したプロセスデータを当該下位計算機から第１のデータ様式で受け入れる上位計算機とから構成されるプロセスデータ処理システムにおいて前記下位計算機が更新されて前記プロセスデータを前記第１のデータ様式と異なる第２のデータ様式で保存する新たな下位計算機が導入された場合のプロセスデータ処理方法であって、
データ照合部が、前記第１のデータ様式に基づく前記上位計算機のプロセスデータベース内データと前記第２のデータ様式に基づく前記新たな下位計算機のプロセスデータとの対応づけを行う対応付けステップと、
統合リスト作成部が、前記データ照合部によって対応関係が確認された前記第１のデータ様式に基づくプロセスデータ項目と前記第２のデータ様式に基づく更新後プロセスデータ項目とを統合して更新前プロセスデータ項目と更新後プロセスデータ項目とを対応付ける対応データ統合リストを作成する統合リスト作成ステップと、
前記対応データ統合リストに基づいて前記第１のデータ様式に基づく各属性の内容を前記新たな下位計算機の保存する対応する属性の内容とするデータ書き換えステップと、
を有することを特徴とするプロセスデータ処理方法。
前記データ書き換えステップの後に、データ検証部が、前記上位計算機のプロセスデータと前記下位計算機のプロセスデータの一致を検証する検証ステップをさらに有することを特徴とする請求項５に記載のプロセスデータ処理方法。