JP2021114337A - 原因結果マトリックスから一組の監視及び結果ブロックを作成するためのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本特許出願は、2015年10月9日に出願された「A System and Method for Configuring Separated Monitor and Effect Blocks of a Process Control System」という名称の米国仮特許出願第62/239,657号の出願日に対する優先権及び利益を主張する、正規の特許出願であり、参照により明示的に本明細書に組み込まれる。
に、これらのアクションまたは結果は、安全デバイスを、プロセスプラント内の深刻なまたは危険な条件を防止するように設計された、トリップまたは「安全」動作モードに切り換えることを含む。
ることができる。またさらに、CEM(例えば、CEMの行及び/または列)を分析し、かつ再順序付けまたは再配設して、より良好な、より論理的な、より容易に実装される、等の、一組以上の原因結果ブロックとして実装されるCEM論理のグルーピングを提供するために、ツールを使用することができる。
のツールを含むことができる。システムナビゲータアプリケーション15は、プロセスプラントの安全要求及びデバイスに関する情報を提供する、ユーザインターフェースのインターリンクされたグループを提供するように実装することができる。原因結果分析器ツールは、原因結果マトリックス(CEM)を管理するように、及び/または既知の安全要求及び/または機能ブロックからリバースエンジニアリングすることによって原因結果マトリックスを作成するように実装することができる。さらに、プロセス制御構成アプリケーション19及び安全構成アプリケーション21は、ワークステーション18a及び/または20aを通してプロセスプラントのデバイスを管理する能力をユーザに提供する。構成データベース32は、ネットワーク30に接続することができ、また、ノード12、16、18、20にダウンロードされ、及び/または該ノード内に記憶されたときに、プロセスプラント10の現在の構成を記憶する、データヒストリアン及び/または構成データベースとして動作することができる。構成データベースはまた、CEMを再配設するための規則31、及び/または数値表現33を含むこともできる。
22、23は、センサ、弁、トランスミッタ、ポジショナ等の任意のタイプのデバイスとすることができ、I/Oデバイス24は、HART、Foundationフィールドバス、Profibus等の任意の所望の通信またはコントローラプロトコルに準拠する任意のタイプのI/Oデバイスとすることができる。
、及びMPD70に通信的に結合することができる。コントローラ12a及び16aはまた、ネットワーク30にも通信的に結合される。コントローラ12a及び16a、I/Oデバイス24、論理ソルバー50、MPD70は、ネットワーク30を介して、ノード18及び20と通信することができる。
、トラックボール、タッチスクリーン、ライトペン等のうちの1つ以上とすることができる。いくつかの実施形態において、揮発性メモリ104、不揮発性メモリ108、及びワークステーションI/Oデバイス112のうちの1つ以上は、別個のバスを介してアドレス/データバス116(図示せず)からプロセッサ100に結合することができ、または直接プロセッサ100に結合することができる。
表すことができる論理記述を提供することができる。原因結果マトリックス(CEM)は、単純な視覚的表現で安全システムによって提供される安全アクションの概要である。したがって、CEMは、安全論理によって実装される基本的な原因結果関係を定義し、また、安全論理を構成するためのベースである。
とし得る。したがって、CEMによって定義される論理は、「OR」論理(すなわち、結果列における任意の1つの原因の発生が、結果の開始をもたらす)に基づくことができ、または「AND」論理(すなわち、安全論理によって結果がトリガーされる前に、結果列にあらゆる原因が存在しなければならない)に基づくことができる。
一般に、監視ブロック(MB)は、原因の抽象的表現であり、結果ブロック(EB)は、結果の抽象的表現である。そのため、システムは、1つ以上の結果ブロックにリンクまたは接続された1つ以上の監視ブロックによって、大きいCEMならびにその原因及び結果を表すことができる。例えば、一組の監視ブロックの出力は、1つ以上の結果ブロックへの入力としての役割を果たすことができ、故に、各結果ブロックの入力は、1つ以上の監視ブロックからの出力として起こり得る。一実施形態において、監視ブロックの出力は、代替的に、または加えて、1つ以上の他の監視ブロックへの入力としての役割を果たすことができる。その結果、監視ブロック及び/または結果ブロックは、最適に任意の所望のCEM論理を実装するために、所望に応じて、連鎖化、入れ子化、階層化、及び/またはレベル化することができる。さらに、CEMを複数のMB及びEBとして表す(及び実装する)ことは、安全システムのより簡単な実装及び保守を可能にし、さらに、より複雑なCEM関係を容易に表し、構成することを可能にする。
4、及び原因5)に関する情報を提供する。換言すれば、出力411は、(原因ブロックMB1の出力402を生成した論理によって定義される)原因2及び原因3、ならびに原因4及び原因5に関する情報を提供する。
応する結果ブロックは、1つ以上の「真」の入力を受信することができ、これは、結果ブロックの状態を高めることができ、及び/または結果ブロックをトリガーすることができる。負論理は、類似し得るが、原因が最初に「真」から始まり、原因が生じた場合に、「偽」に設定される。例示的な論理は、限定することを意図しておらず、論理タイプ506はまた、「AND」論理、「OR」論理、または監視及び結果ブロックを実装する際に有用であり得る任意の他の論理も含むことができる。
び504両方の論理タイプが正に設定されているときの、(ブロック502の)OUT_D1、(ブロック504の)IN_D2、及びOut_Dの各々の状態を例示する。この時点で、プロセスプラントにおいて(原因508のうちの)原因2が起こった場合は、原因2の状態が「偽」から「真」に変化し得る。したがって、MB1 502は、真として入力IN_D1を受信する。次いで、対応する出力OUT_1もまた、Logic_Typeの入力での正論理タイプ及びOUT_D1(出力1)の構成マスク、すなわち、CFG_MASK1に基づいて、真に変化する。この実施例において、構成マスク510が適用されられた後に、IN_D1は、出力(OUT_D1〜OUT_D3)514の各々の値を駆動または達成する。具体的には、OUT_D1は、「真」に設定されているIN_D1に基づいて、「真」に設定することができる。したがって、次いで、EB1 504が少なくとも1つの「真」の入力(IN_D1)を受信する。その結果、EB1 504の状態526は、「トリガー済」に変化し、結果ブロック504の出力524のOUT_Dは、図4の結果3がトリガー済または「真」となることを意味する、「真」に設定される。結果的に、結果がトリガーされ、任意の対応するアクション及び/またはアラームをプロセス制御プラントにおいてオフに設定することができる。
の出力を有するように示されているが、他の実施形態は、監視ブロックの機能に基づいて、任意の所望の数の必要な入力及び出力を含むことができる。1つの実施形態において、入力IN_Dx及び出力OUT_Dxの数は、一般に、再編成されたCEMの各論理ブロックの入力及び出力の数に対応する。さらに、システムは、1つの監視を実装して、複数の結果ブロック及び追加的な監視ブロックを駆動または達成することができるようにマスクを構成することができる。次に、CEMは、層化、ループ化、入れ子化、連鎖化等を行うことができる複数の監視及び結果ブロックに分けることができ、これは、従来の状態機械の実装よりも大きい、プロセス制御プラントのシステムを構成するための柔軟性をシステムに提供することができる。
的な監視ブロックを組み込むことができ、追加的な監視ブロックの少なくとも1つの出力を、第1の監視ブロック、第2の監視ブロック、及び結果ブロックのうちの少なくとも1つへの入力としての役割を果たすように構成することができ、また、追加的な複数のセルのうちの少なくとも1つを、それぞれの追加的なセルのそれぞれの追加的な入力/出力対と関連付けられた、及びプロセスプラントの追加的な条件に対応する、追加的なトリガーに指定することができる。別の実施形態において、監視ブロック及び結果ブロックを構成するために、電子デバイスは、追加的な入力/出力対を定義する追加的な複数のセルを有する少なくとも1つの追加的な結果ブロックを組み込むことができ、追加的な結果ブロックの少なくとも1つの入力を、第1の監視ブロックまたは第2の監視ブロックのうちの1つの出力に対応する構成するように構成することができ、また、追加的な複数のセルのうちの少なくとも1つを、それぞれの追加的なセルのそれぞれの追加的な入力/出力対と関連付けられた、及びプロセスプラントの追加的な条件に対応する、追加的なトリガーに指定することができる。
及び/または結果のみを再編成するべきであること、またはこれらの原因及び結果を共に、またはグループとして再編成するべきであることを示す。同様に、一組の規則31は、CEMの原因及び結果の特定のサブセットのみを再編成するべきであることを示すことができる。分析器ツールはまた、特定の行及び/または列を「ロックする」一組の規則31を受信して、または発生させて、受信した行及び/または列が再編成中に移動することを防止することもできる。またさらに、分析器ツールは、一組の規則31を受信すること、または発生させることができ、該一組の規則は、正論理(すなわち、原因が「オン」である場合に結果を起動する)に対応する原因を共にグーループ化するべきであること、及び負論理(すなわち、原因が「オン」である場合に結果を起動しない)に対応する原因を共にグループ化するべきであることを示す。CEMセルにおいて定義される論理のタイプ(すなわち、実装されるべき論理のタイプ)に基づいてCEMの行及び列をグループ化または再編成する他の様態も、同様に使用することができる。
したときに、図9の3つの論理グルーピング901、902、及び903等の、再配設されたCEM内の論理ブロックまたは論理のグループを定義することができる。
表現33は、1つ以上の監視ブロックの構成マスクとして実装することができる。
レクトすることができる。例えば、システム構成1320は、CEMの選択された原因及び/または結果に関連するタンク、弁、トランスミッタ、ポンプ、パイプ、センサ等のシンボルを含むことができる。この実施例では、温度計アイコン1321が強調表示されており、選択された原因または結果が温度センサの示度に対応することを示す。
うちの1つの要素と関連付けられた一組の情報にアクセスすることができる。具体的には、サーバは、SRSから、選択された原因または選択された結果と関連付けられた一組の情報にアクセスすることができる。実施形態によれば、サーバは、SRSから、選択された要素と関連付けられた配管及び計装図(P&ID)、選択された要素と関連付けられた安全計装機能(SIF)の説明、または他の情報にアクセスすることができる。
因)まで横断することができる。ツール17は、次いで、数値表現に基づいて、監視ブロックの出力を監視ブロックの対応する入力まで追跡することができる。ツール17は、各原因結果の対の各関係が識別されるまで、各結果について反復的にMESを横断する、このプロセスを続けることができる。
全状態をエンジニアが迅速に監視し、アクセスすることを可能にしなかった。以前のシステムは、エンジニアにとって不都合であっただけでなく、緊急的な状況の間に、貴重な時間が失われ、一方で、エンジニアは、対象とする状態データを取得する、または見つけるために、多数のビューまたは試験の実行を切り抜けなければならない。
、(例えば、バッチプロセスの特定の段階中の)特定の条件または要因等によって、接近させて表示することができる。エンジニアは、表示ビューをマスクして、一見するだけで対象の特定の安全イベントを見ることができるようになり得る。
ガーされるべき結果について「オン」でなければならない。他の実施形態において、特定のイネーブラグループの原因の任意の組み合わせを組み合わせて、結果をトリガーすることができる。同様に、イネーブラの任意の組み合わせは、結果をトリガーすることを必要とし得る。
施形態は、図面に示され、本明細書に詳細に記載される。しかしながら、本発明を、開示される特定の形態に限定することは意図しておらず、それとは逆に、添付の特許請求の範囲によって定義されるような本開示の趣旨及び範囲の範囲内に入る全ての修正物、代替の構成物、及び均等物を網羅することを意図することを理解されたい。
Claims (20)
- 表示デバイス及び入力デバイスを有するコンピューティングデバイスを介して、プロセスプラントのプロセス制御システムと関連付けられた監視ブロック及び結果ブロックを構成するコンピュータ実装の方法であって、前記方法が、
前記表示デバイスに、グラフィカルユーザインターフェースを表示させることであって、前記グラフィカルユーザインターフェースが、第1の監視ブロック、第2の監視ブロック、及び結果ブロックを示し、前記第1の監視ブロック、前記第2の監視ブロック、及び前記結果ブロックの各々が、第1の次元及び第2の次元を有するマトリックスで配設された複数のセルを示し、前記第1の次元に沿った位置が、出力を示し、前記第2の次元に沿った位置が、入力に対応し、よって、前記複数のセルが、前記第1及び第2の次元に対する前記複数のセルの前記位置に基づいて、入力/出力対を定義する、表示させることと、
ユーザが、前記入力デバイスを介して、構成データを入力することを可能にすることであって、該可能にすることが、
前記第1の監視ブロックの前記出力のうちの1つを、前記第2の監視ブロックの前記入力のうちの1つとしての役割を果たすように構成することと、
前記第1の監視ブロックの前記出力のうちの追加的な1つ及び前記第2の監視ブロックの前記出力のうちの1つを、前記結果ブロックへの入力としての役割を果たすように構成することと、
前記第1の監視ブロック、前記第2の監視ブロック、及び前記結果ブロックの各々の前記複数のセルのうちの少なくとも1つを、前記それぞれのセルの前記それぞれの入力/出力対と関連付けられ、かつ前記プロセスプラントの条件に対応するトリガーに指定することと、を含む、可能にすることと、
前記構成データを、前記第1の監視ブロック、前記第2の監視ブロック、及び前記結果ブロックと関連付けられたコンピュータ可読媒体に記憶することと、を含む、コンピュータ実装の方法。 - 前記第1の監視ブロック、前記第2の監視ブロック、及び前記結果ブロックの各々の前記複数のセルを、前記表示デバイスに表示することと、
前記それぞれの複数のセル内の前記それぞれのトリガーを示すことと、をさらに含む、請求項1に記載のコンピュータ実装の方法。 - 前記ユーザが、前記入力デバイスを介して、前記構成データを入力することを可能にすることが、
追加的な入力/出力対を定義する追加的な複数のセルを有する少なくとも1つの追加的な監視ブロックを組み込むことと、
前記追加的な監視ブロックの少なくとも1つの出力を、前記第1の監視ブロック、前記第2の監視ブロック、及び前記結果ブロックのうちの少なくとも1つへの入力としての役割を果たすように構成することと、
前記追加的な複数のセルのうちの少なくとも1つを、前記それぞれの追加的なセルの前記それぞれの追加的な入力/出力対と関連付けられ、かつ前記プロセスプラントの追加的な条件に対応する追加的なトリガーに指定することと、をさらに含む、請求項1に記載のコンピュータ実装の方法。 - 前記ユーザが、前記入力デバイスを介して、前記構成データを入力することを可能にすることが、
追加的な入力/出力対を定義する追加的な複数のセルを有する少なくとも1つの追加的な結果ブロックを組み込むことと、
前記追加的な結果ブロックの少なくとも1つの入力を、前記第1の監視ブロックまたは前記第2の監視ブロックのうちの1つの出力に対応するように構成することと、
前記追加的な複数のセルのうちの少なくとも1つを、前記それぞれの追加的なセルの前記それぞれの追加的な入力/出力対と関連付けられ、かつ前記プロセスプラントの追加的な条件に対応する追加的なトリガーに指定することと、をさらに含む、請求項1に記載のコンピュータ実装の方法。 - 前記ユーザが、前記入力デバイスを介して、前記構成データを入力することを可能にすることが、
前記第1の監視ブロック及び前記第2の監視ブロックの各々の前記入力を構成することをさらに含む、請求項1に記載のコンピュータ実装の方法。 - 前記第1の監視ブロック及び前記第2の監視ブロックの各々の一組の入力が、プロセス制御システム、プロセス制御システムのシミュレーション、安全システム、及び安全システムのシミュレーションのうちの少なくとも1つと関連付けられる、請求項1に記載のコンピュータ実装の方法。
- 前記ユーザが、前記入力デバイスを介して、前記構成データを入力することを可能にすることが、
前記第1の監視ブロック及び前記第2の監視ブロックのうちの少なくとも1つの入力マスクを構成することであって、前記入力マスクが、前記第1の監視ブロック及び前記第2の監視ブロックのうちの前記少なくとも1つの前記入力と論理的に関連付けられる、構成することをさらに含む、請求項1に記載のコンピュータ実装の方法。 - 前記ユーザが、前記入力デバイスを介して、前記構成データを入力することを可能にすることが、
前記トリガーのうちの少なくとも1つを、前記関連付けられた結果を時間遅延を伴って起動させるために、時間遅延トリガーに指定することをさらに含む、請求項1に記載のコンピュータ実装の方法。 - 前記ユーザが、前記入力デバイスを介して、前記構成データを入力することを可能にすることが、
前記トリガーのうちの少なくとも1つを、許容トリガーに指定することをさらに含む、請求項1に記載のコンピュータ実装の方法。 - 前記ユーザが、前記入力デバイスを介して、前記構成データを入力することを可能にすることが、
前記第1の監視ブロック及び前記第2の監視ブロックのうちの少なくとも1つの論理タイプを構成することをさらに含む、請求項1に記載のコンピュータ実装の方法。 - プロセスプラントと関連付けられたプロセス制御システムの監視ブロック及び結果ブロックを構成するためのシステムであって、
ユーザインターフェースと、
一組のコンピュータ実行可能命令を記憶する構成されたメモリと、
前記ユーザインターフェース及び前記メモリとインターフェースされたプロセッサであって、前記一組のコンピュータ実行可能命令を実行して、前記プロセッサに、
前記ユーザインターフェースに、第1の監視ブロック、第2の監視ブロック、及び結果ブロックを表示させ、前記第1の監視ブロック、前記第2の監視ブロック、及び前記結果ブロックの各々が、第1の次元及び第2の次元を有するマトリックスで配設された複数のセルを示し、前記第1の次元に沿った位置が、出力を示し、前記第2の次元に沿った位置が、入力に対応し、よって、前記複数のセルが、前記第1及び第2の次元に対する前記複数のセルの前記位置に基づいて、入力/出力対を定義し、
ユーザが、前記ユーザインターフェースを介して、構成データを入力することを可能にし、該可能にすることが、
前記ユーザが、前記第1の監視ブロックの前記出力のうちの1つを、前記第2の監視ブロックの前記入力のうちの1つとしての役割を果たすように構成することを可能にすることと、
前記ユーザが、前記第1の監視ブロックの前記出力のうちの追加的な1つ及び前記第2の監視ブロックの前記出力のうちの1つを、前記結果ブロックへの入力としての役割を果たすように構成することを可能にすることと、
前記ユーザが、前記第1の監視ブロック、前記第2の監視ブロック、及び前記結果ブロックの各々の前記複数のセルのうちの少なくとも1つを、前記それぞれのセルの前記それぞれの入力/出力対と関連付けられ、かつ前記プロセスプラントの条件に対応するトリガーに指定することを可能にすることとを含む、可能にすることと、
前記構成データを前記メモリに記憶させる、プロセッサと、を備える、システム。 - 前記プロセッサが、
前記ユーザインターフェースに、(i)前記第1の監視ブロック、前記第2の監視ブロック、及び前記結果ブロックの各々の前記複数のセル、及び(ii)前記それぞれの複数のセル内の前記それぞれのトリガーを表示させるようにさらに構成される、請求項11に記載のシステム。 - 前記ユーザが、前記ユーザインターフェースを介して、前記構成データを入力することを可能にするために、
前記ユーザが、追加的な入力/出力対を定義する追加的な複数のセルを有する少なくとも1つの追加的な監視ブロックを組み込むことを可能にすることと、
前記ユーザが、前記追加的な監視ブロックの少なくとも1つの出力を、前記第1の監視ブロック、前記第2の監視ブロック、及び前記結果ブロックのうちの少なくとも1つへの入力としての役割を果たすように構成することを可能にすることと、
前記ユーザが、前記追加的な複数のセルのうちの少なくとも1つを、前記それぞれの追加的なセルの前記それぞれの追加的な入力/出力対と関連付けられ、かつ前記プロセスプラントの追加的な条件に対応する追加的なトリガーに指定することを可能にすることと、をさらに含む、請求項11に記載のシステム。 - 前記ユーザが、前記ユーザインターフェースを介して、前記構成データを入力することを可能にするために、
前記ユーザが、追加的な入力/出力対を定義する追加的な複数のセルを有する少なくとも1つの追加的な結果ブロックを組み込むことを可能にすることと、
前記ユーザが、前記追加的な結果ブロックの少なくとも1つの入力を、前記第1の監視ブロックまたは前記第2の監視ブロックのうちの1つの出力に対応するように構成することを可能にすることと、
前記ユーザが、前記追加的な複数のセルのうちの少なくとも1つを、前記それぞれの追加的なセルの前記それぞれの追加的な入力/出力対と関連付けられ、かつ前記プロセスプラントの追加的な条件に対応する追加的なトリガーに指定することを可能にすることと、をさらに含む、請求項11に記載のシステム。 - 前記ユーザが、前記ユーザインターフェースを介して、前記構成データを入力することを可能にするために、
前記ユーザが、前記第1の監視ブロック及び前記第2の監視ブロックの各々の前記入力を構成することを可能にすることと、をさらに含む、請求項11に記載のシステム。 - 前記第1の監視ブロック及び前記第2の監視ブロックの各々の前記一組の入力が、プロ
セス制御システム、プロセス制御システムのシミュレーション、安全システム、及び安全システムのシミュレーションのうちの少なくとも1つと関連付けられる、請求項11に記載のシステム。 - 前記ユーザが、前記ユーザインターフェースを介して、前記構成データを入力することを可能にするために、
前記ユーザが、前記第1の監視ブロック及び前記第2の監視ブロックのうちの少なくとも1つの入力マスクを構成することであって、前記入力マスクが、前記第1の監視ブロック及び前記第2の監視ブロックのうちの前記少なくとも1つの前記入力と論理的に関連付けられる、構成することを可能にすることをさらに含む、請求項11に記載のシステム。 - 前記ユーザが、前記ユーザインターフェースを介して、前記構成データを入力することを可能にするために、
前記ユーザが、前記トリガーのうちの少なくとも1つを、前記関連付けられた結果を時間遅延を伴って起動させるために、時間遅延トリガーに指定することを可能にすることをさらに含む、請求項11に記載のシステム。 - 前記ユーザが、前記入力デバイスを介して、前記構成データを入力することを可能にすることが、
前記ユーザが、前記トリガーのうちの少なくとも1つを、許容トリガーに指定することを可能にすることをさらに含む、請求項11に記載のシステム。 - 前記ユーザが、前記ユーザインターフェースを介して、前記構成データを入力することを可能にするために、
前記ユーザが、前記第1の監視ブロック及び前記第2の監視ブロックのうちの少なくとも1つの論理タイプを指定することを可能にすることをさらに含む、請求項11に記載のシステム。
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