JP2017033609A - 設定装置及びプロセス制御システムの構築方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)工場内立会検査(FAT:Factory Acceptance Test)
プロセス制御システムを構成する各種機器(上述のフィールド機器、I/Oモジュール、コントローラ等)が工場から出荷される前に行われるハードウェアやソフトウェアについての立会検査ある。
プラント等に納入された上記の各種機器が、要求される機能や性能等を有しているか否かを確認する検査である。具体的には、上記の各種機器の据付、設置、及び配線を行い、接続が正しく行われているか否かのチェック、各種機器の設定や調整、及びI/Oモジュールとフィールド機器との間の信号チェック等が行われる。
プラント等に構築されたプロセス制御システムが、全体として設計通り連携して動作するか否かを確認する試験である。具体的には、コントローラの上位に設けられた監視操作端末とI/Oモジュールとの間の信号チェック、及び監視操作端末とフィールド機器との間の信号チェック等が行われる。
また、本発明のI/Oモジュールは、前記設定部が、前記第3インターフェイスを介して入力される前記設定装置からの設定指示に基づき、前記タグ情報を用いて、前記接続部の入出力に係る設定を行うことを特徴としている。
また、本発明のI/Oモジュールは、前記接続部が、前記設定装置からの設定指示に基づき、前記フィールド機器からのアナログ信号の入力、前記フィールド機器へのアナログ信号の出力、前記フィールド機器からのディジタル信号の入力、及び前記フィールド機器へのディジタル信号の出力の何れかを行うように設定されることを特徴としている。
また、本発明のI/Oモジュールは、前記設定部が、前記第3インターフェイスを介して入力される前記設定装置からの設定指示に基づき、前記タグ情報を用いて、設定が行われた前記接続部に接続された前記フィールド機器の設定を行うことを特徴としている。
また、本発明のI/Oモジュールは、前記第3インターフェイスを介して入力される前記設定装置からの確認指示に基づき、前記タグ情報を用いて、設定が行われた前記フィールド機器の状態の確認を行う試験部(25)を備えることを特徴としている。
また、本発明のI/Oモジュールは、前記第2インターフェイスを介して入力される前記コントローラからの指示、或いは前記第3インターフェイスを介して入力される前記設定装置からの指示に基づいて、前記第3インターフェイスを介して入力される前記設定装置からの指示、或いは前記第2インターフェイスを介して入力される前記コントローラからの指示を遮断する遮断部(26、27、28)を備えることを特徴としている。
或いは、本発明のI/Oモジュールは、前記第2インターフェイスと前記設定部及び前記試験部との間を開状態又は閉状態にする第1スイッチ(26)と、前記第3インターフェイスと前記設定部及び前記試験部との間を開状態又は閉状態にする第2スイッチ(27)と、前記第2インターフェイスを介して入力される前記コントローラからの指示、或いは前記第3インターフェイスを介して入力される前記設定装置からの指示に基づいて、前記第1,第2スイッチの何れか一方を閉状態に設定し、何れか他方を開状態に設定する開閉設定部(28)とを備えることを特徴としている。
また、本発明のI/Oモジュールは、前記接続部の各々に設定された前記タグ情報を記憶する記憶部(M)を備えることを特徴としている。
本発明の設定装置は、上記の何れかに記載のI/Oモジュール(12)に接続される設定装置(17)であって、前記I/Oモジュールの前記第3インターフェイスに接続される下位インターフェイス(32)と、前記フィールド機器と前記I/Oモジュールとの間の入出力に係る設定情報(L1、L2)を格納する格納部(33)と、前記格納部に格納された前記設定情報を用いて、前記I/Oモジュール及び前記フィールド機器の少なくとも一方に対する前記設定指示を、前記下位インターフェイスを介して行う指示部(34a)とを備えることを特徴としている。
また、本発明の設定装置は、前記下位インターフェイスを介して、前記I/Oモジュールに接続された前記フィールド機器の状態の確認を行うチェック部(34c)を備えることを特徴としている。
また、本発明の設定装置は、前記格納部が、前記フィールド機器について確認すべき項目及び手順を規定するチェック情報(DB3)を格納しており、前記チェック部が、前記格納部に格納された前記チェック情報に基づいて、前記フィールド機器の状態の確認を行うことを特徴としている。
また、本発明の設定装置は、前記チェック部が、前記フィールド機器の状態の確認を行って得られた確認情報に、前記フィールド機器の状態の確認を行った時刻を示す時刻情報を加えて履歴情報(DB2)として前記格納部に格納することを特徴としている。
また、本発明の設定装置は、前記チェック部が、前記フィールド機器の状態の確認状況を示す進捗情報を、表示させ或いは外部に通知させることを特徴としている。
また、本発明の設定装置は、前記設定情報が、前記I/Oモジュールの前記第1インターフェイスに設けられた前記接続部の各々に設定される前記タグ情報(T1)と、前記接続部に接続される前記フィールド機器における入出力情報(J1)とが対応づけられた第1設定情報(L1)と、前記接続部の各々を論理的に識別するために前記コントローラで用いられるタグ情報(T2)と、前記接続部における入出力情報(J2)とが対応づけられた第2設定情報(L2)とを含むことを特徴としている。
また、本発明の設定装置は、前記第1設定情報に含まれる前記タグ情報と、第2設定情報に含まれる前記タグ情報との対応付けを行って、前記接続部における入出力情報と前記フィールド機器における入出力情報とを結合させる結合部(34d)を備えることを特徴としている。
また、本発明の設定装置は、上位装置(15)又はオフラインの装置に接続される上位インターフェイス(31)を備えており、前記格納部に格納される前記設定情報が、前記上位インターフェイスを介して前記上位装置から得られることを特徴としている。
本発明のプロセス制御システムの構築方法は、工業プロセスの制御を行うプロセス制御システム(1)の構築方法であって、上記の何れかに記載のI/Oモジュールと前記フィールド機器とを現場に設置して配線を行い、前記I/Oモジュールに接続された前記設定装置を用いて、前記I/Oモジュール及び前記フィールド機器の設定を行う第1工程(S32、S33、S35)を有することを特徴としている。
また、本発明のプロセス制御システムの構築方法は、前記第1工程が、前記フィールド機器が接続された複数の前記I/Oモジュールの各々に前記設定装置を接続し、複数の前記I/Oモジュール及び前記フィールド機器の設定を複数並列に又は個別に行う工程であることを特徴としている。
また、本発明のプロセス制御システムの構築方法は、前記第1工程とは独立して、前記I/Oモジュールの前記第1インターフェイスに設けられた前記接続部の各々を論理的に識別するタグ情報(T2)を用いて、前記フィールド機器を制御する前記コントローラの設計を行う第2工程(S41)と、前記第2工程で設計された前記コントローラを前記現場に設置して前記I/Oモジュールに接続し、前記コントローラで用いられるタグ情報(T2)と、前記I/Oモジュールで設定されたタグ情報(T1)との対応付けを行って、前記プロセス制御システムの試験を行う第3工程(S52、S54、S55、S61)とを有することを特徴としている。
図1は、プロセス制御システムの全体構成を示すブロック図である。図1に示す通り、プロセス制御システム1は、フィールド機器11、I/Oモジュール12、コントローラ13、操作監視端末14、エンジニアリング端末15、及び計装データベース16を備えており、操作監視端末14からの指示等に応じてコントローラ13がフィールド機器11を制御することによってプラント(図示省略)で実現される工業プロセスの制御を行う。尚、詳細は後述するが、プロセス制御システム1は、設定装置17によってI/Oモジュール12及びフィールド機器11に対する各種設定が行われつつ構築される。
図2は、本発明の一実施形態によるI/Oモジュールの要部構成を示すブロック図である。図2に示す通り、I/Oモジュール12は、I/Oポートインターフェイス21(第1インターフェイス)、制御層インターフェイス22(第2インターフェイス)、設定装置接続用インターフェイス23(第3インターフェイス)、機器設定部24(設定部)、試験部25、スイッチ26(遮断部、第1スイッチ)、スイッチ27(遮断部、第2スイッチ)、及び切替部28(遮断部、開閉設定部)を備える。
図3は、本発明の一実施形態による設定装置の要部構成を示すブロック図である。図3に示す通り、設定装置17は、上位層インターフェイス31(上位インターフェイス)、下位層インターフェイス32(下位インターフェイス)、格納部33、制御処理部34、及び操作表示部35を備える。このような設定装置は、例えばデスクトップ型或いはノート型のパーソナルコンピュータにより実現される。
図5は、図1に示すプロセス制御システムを構築する大まかな手順を示すフローチャートである。図5に示す通り、まず構築すべきプロセス制御システム1を含めたプラントの仕様設計であるプラント設計が行われる(工程S1)。次に、プラント設計によって仕様が決定されたプロセス制御システム1を構成する機器(フィールド機器11、I/Oモジュール12、コントローラ13等)の生産が行われる(工程S2)。
11 フィールド機器
12 I/Oモジュール
13 コントローラ
15 エンジニアリング端末
17 設定装置
21 I/Oポートインターフェイス
22 制御層インターフェイス
23 設定装置接続用インターフェイス
24 機器設定部
25 試験部
26,27 スイッチ
28 切替部
31 上位層インターフェイス
32 下位層居インターフェイス
33 格納部
34a 設定指示部
34d I/Oタグ結合部
DB2 履歴データベース
DB3 チェックリストデータベース
J1,J2 入出力情報
L1,L2 I/Oリスト
M メモリ
P I/Oポート
T1,T2 I/Oタグ
Claims (11)
- フィールド機器が接続される複数の接続部を有する第1インターフェイスと、前記フィールド機器を制御するコントローラが接続される第2インターフェイスと、外部装置が接続される第3インターフェイスと、前記第3インターフェイスを介して入力される前記外部装置からの設定指示に基づき、前記第1インターフェイスに設けられた前記接続部の各々に、前記接続部の各々を論理的に識別するタグ情報を設定する設定部とを備え、複数の前記フィールド機器を前記コントローラに接続するI/Oモジュールに前記外部装置として接続される設定装置であって、
前記I/Oモジュールの前記第3インターフェイスに接続される下位インターフェイスと、
前記フィールド機器と前記I/Oモジュールとの間の入出力に係る設定情報を格納する格納部と、
前記格納部に格納された前記設定情報を用いて、前記I/Oモジュール及び前記フィールド機器の少なくとも一方に対する前記設定指示を、前記下位インターフェイスを介して行う指示部と
を備えることを特徴とする設定装置。 - 前記下位インターフェイスを介して、前記I/Oモジュールに接続された前記フィールド機器の状態の確認を行うチェック部を備えることを特徴とする請求項1記載の設定装置。
- 前記格納部は、前記フィールド機器について確認すべき項目及び手順を規定するチェック情報を格納しており、
前記チェック部は、前記格納部に格納された前記チェック情報に基づいて、前記フィールド機器の状態の確認を行う
ことを特徴とする請求項2記載の設定装置。 - 前記チェック部は、前記フィールド機器の状態の確認を行って得られた確認情報に、前記フィールド機器の状態の確認を行った時刻を示す時刻情報を加えて履歴情報として前記格納部に格納することを特徴とする請求項2又は請求項3記載の設定装置。
- 前記チェック部は、前記フィールド機器の状態の確認状況を示す進捗情報を、表示させ或いは外部に通知させることを特徴とする請求項2から請求項4の何れか一項に記載の設定装置。
- 前記設定情報は、前記I/Oモジュールの前記第1インターフェイスに設けられた前記接続部の各々に設定される前記タグ情報と、前記接続部に接続される前記フィールド機器における入出力情報とが対応づけられた第1設定情報と、
前記接続部の各々を論理的に識別するために前記コントローラで用いられるタグ情報と、前記接続部における入出力情報とが対応づけられた第2設定情報と
を含むことを特徴とする請求項1から請求項5の何れか一項に記載の設定装置。 - 前記第1設定情報に含まれる前記タグ情報と、第2設定情報に含まれる前記タグ情報との対応付けを行って、前記接続部における入出力情報と前記フィールド機器における入出力情報とを結合させる結合部を備えることを特徴とする請求項6記載の設定装置。
- 上位装置又はオフラインの装置に接続される上位インターフェイスを備えており、
前記格納部に格納される前記設定情報は、前記上位インターフェイスを介して前記上位装置から得られる
ことを特徴とする請求項1から請求項7の何れか一項に記載の設定装置。 - 工業プロセスの制御を行うプロセス制御システムの構築方法であって、
フィールド機器が接続される複数の接続部を有する第1インターフェイスと、前記フィールド機器を制御するコントローラが接続される第2インターフェイスと、外部の設定装置が接続される第3インターフェイスと、前記第3インターフェイスを介して入力される前記設定装置からの設定指示に基づき、前記第1インターフェイスに設けられた前記接続部の各々に、前記接続部の各々を論理的に識別するタグ情報を設定する設定部とを備え、複数の前記フィールド機器を前記コントローラに接続するI/Oモジュールと前記フィールド機器とを現場に設置して配線を行い、前記I/Oモジュールに接続された前記設定装置を用いて、前記I/Oモジュール及び前記フィールド機器の設定を行う第1工程を有することを特徴とするプロセス制御システムの構築方法。 - 前記第1工程は、前記フィールド機器が接続された複数の前記I/Oモジュールの各々に前記設定装置を接続し、複数の前記I/Oモジュール及び前記フィールド機器の設定を複数並列に又は個別に行う工程であることを特徴とする請求項9記載のプロセス制御システムの構築方法。
- 前記第1工程とは独立して、前記I/Oモジュールの前記第1インターフェイスに設けられた前記接続部の各々を論理的に識別するタグ情報を用いて、前記フィールド機器を制御する前記コントローラの設計を行う第2工程と、
前記第2工程で設計された前記コントローラを前記現場に設置して前記I/Oモジュールに接続し、前記コントローラで用いられるタグ情報と、前記I/Oモジュールで設定されたタグ情報との対応付けを行って、前記プロセス制御システムの試験を行う第3工程と
を有することを特徴とする請求項9又は請求項10記載のプロセス制御システムの構築方法。
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