JP2022130945A - プラント計装制御システムおよびプラント計装制御システムのプログラムの書換え方法 - Google Patents
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Abstract
Description
被制御装置を制御する制御系の制御装置と、前記制御系の制御装置と同じ構成のバックアップ装置としての待機系の制御装置とが二重化された二重化制御装置と、
前記二重化制御装置への入出力を行う入出力装置と、
前記二重化制御装置の2つの前記制御装置のプログラムの編集および前記制御装置が使用するデータのエンジニアリングを行うエンジニアリングツールと、
前記二重化制御装置と前記入出力装置と前記エンジニアリングツールと前記被制御装置の間を接続して通信を行う保守ネットワークとを備え、
それぞれの前記制御装置は、前記制御装置のプログラムを格納する第一プログラムメモリ領域および前記制御装置の前記プログラムを格納する第二プログラムメモリ領域と、
前記第一プログラムメモリ領域と前記第二プログラムメモリ領域とを同値化する同値化処理部と、
前記入出力装置からの入力データを読み込んで前記第一プログラムメモリ領域上及び前記第二プログラムメモリ領域上の前記プログラムを実行する演算処理部とを備え、
前記第一プログラムメモリ領域と前記第二プログラムメモリ領域は、
一方が前記被制御装置の制御を行う実行領域であるとき、他方は、前記被制御装置の制御を行わない非実行領域であり、前記実行領域と前記非実行領域は入れ替え可能であるものである。
また、本願に開示されるプラント計装制御システムのプログラムの書換え方法は、
前記待機系の制御装置の前記第二プログラムメモリ領域の前記プログラムを更新版プログラムに書換える第一書換工程と、
前記待機系の制御装置の前記第一プログラムメモリ領域を前記待機系の制御装置の前記第二プログラムメモリ領域と同値化させる第一同値化工程と、
前記制御系の制御装置を待機系の制御装置とし、前記待機系の制御装置を制御系の制御装置とする制待入替工程と、
現在の待機系の制御装置の前記第二プログラムメモリ領域の前記プログラムを更新版プログラムに書換える第二書換工程と、
現在の待機系の制御装置の前記第一プログラムメモリ領域を前記待機系の制御装置の前記第二プログラムメモリ領域と同値化させる第二同値化工程とを備えるものである。
待機系制御装置へ更新版プログラムを書込みし、更新前後の両プログラムの動作結果を比較検証した結果、プログラムに誤りがあることが判明し、更新前の状態に戻す必要がある場合容易に元に戻せる。
以下、実施の形態1によるプラント計装制御システムおよびプラント計装制御システムのプログラムの書換え方法を、図を用いて説明する。
図1は、プラント計装制御システム100の構成を示す図である。
図2、図3は、図1の要部拡大図である。
プラント計装制御システム100は、二重化され、図示しないプラントの被制御装置を制御する二重化制御装置10と、二重化制御装置10との間でデータの入出力を行う入出力装置20と、二重化制御装置10を構成する2つの制御装置10A、10Bの制御プログラム(以下、単にプログラムという)の編集および制御装置10A、10Bが使用する各種データのエンジニアリングを行うエンジニアリングツール30と、二重化制御装置10、入出力装置20、エンジニアリングツール30、および、上述の被制御装置間を接続して通信を行う保守ネットワーク50とを備える。
制御装置10Aは、同値化処理部11Aと、記憶装置12Aと、演算処理部13Aとを備える。
同値化処理部11Aは、プログラムメモリ領域12AP1と、プログラムメモリ領域12AP2の同値化を行う。演算処理部13Aは、入出力装置20からの入力データを読み込んでプログラムメモリ領域12AP1、12AP2上のプログラムを実行し出力データを入出力装置20へ出力する。
制御装置10Bは、同値化処理部11Bと、記憶装置12Bと、演算処理部13Bとを備える。
同値化処理部11Bは、プログラムメモリ領域12BP1と、プログラムメモリ領域12BP2の同値化を行う。演算処理部13Bは、入出力装置20からの入力データを読み込んでプログラムメモリ領域12BP1、12BP2上のプログラムを実行し出力データを入出力装置20へ出力する。
図4~図7は、二重化制御装置10のプログラムの書換え方法を時系列に沿って説明する図である。
図4おいて、二重化制御装置10は、制御装置10Aが、制御系制御装置として動作し、制御装置10Bが待機系制御装置として動作している。
そして、万一、制御装置10Aに不具合が発生した場合に備えて、制御装置10Bが待機(プログラムは、動作しているが、出力は行わない状態)している。制御装置10Bが制御系の制御装置に切り替わった場合は、記憶装置12Bのプログラムメモリ領域12BP1上のプログラムが、制御系として動作する。
まず、オペレータは、エンジニアリングツール30のプログラムエディタ・モニタ部31を用いて二重化制御装置10の更新版プログラムNPを作成する。更新版プログラムNPの作成を完了後、最初に、現在の待機系制御装置である制御装置10Bの非実行領域のプログラムメモリ領域12BP2へ書込みを行う(図4中のP1:第一書換工程)。
まず、制御装置10Aの非実行領域のプログラムメモリ領域12AP2に更新版プログラムNPの書込みを行う(図6中のP6:第二書換工程)。その後、エンジニアリングツール30のプログラムエディタ・モニタ部31にて、現在の制御系の実行領域である制御装置10Bのプログラムメモリ領域12BP2の更新版プログラムNPと、待機系の非実行領域のプログラムメモリ領域12AP2の更新版プログラムNPのモニタリング結果を表示し(図6中のP7)、また、出力一覧表示部32にて、制御系のプログラムメモリ領域12BP2の更新版プログラムNPと、待機系のプログラムメモリ領域12AP2の更新版プログラムNPの演算の出力結果一覧を表示(図6中のP8)して、オペレータが、待機系のプログラムメモリ領域12AP2に書き込んだ更新版プログラムNPの健全性を確認する(第二比較工程)。
以下、実施の形態2によるプラント計装制御システムおよびプラント計装制御システムのプログラムの書換え方法を、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
実施の形態1では、更新版プログラムNPの健全性を確認した結果、更新版プログラムNPに問題が無い場合について述べたが、本実施の形態2では、二重化制御装置10への書込みキャンセル機能を備えることで、自動で書込み前の状態の戻すことができる。
図8に示すように、更新版プログラムNPを書込みし(図8のP1)、健全性を確認した結果(図8のP2、P3)、更新版プログラムNPに問題があった場合、オペレータが書込みキャンセル(図9のP24)することで、二重化制御装置10の図示しないキャンセル機能が動作する。
以下、実施の形態3によるプラント計装制御システムおよびプラント計装制御システムのプログラムの書換え方法を、実施の形態1、2と異なる部分を中心に説明する。
実施の形態2では、更新版プログラムNPの健全性を確認し、健全でない場合にオペレータにて書込みキャンセルを実行する場合について述べた。
本実施の形態では、更新版プログラムNPの問題ではなく、外乱等の他の事象によって、更新版プログラムNPの書換えを中止する必要がある場合について説明する。
図10に示すように、待機系の制御装置10Bのプログラムメモリ領域12BP2に更新版プログラムNPの書込み完了後(図10のP1)、オペレータによる更新版プログラムNPの動作検証が未確認の段階で、外乱などの要因によって制御系の制御装置10Aに異常が発生し、二重化制御装置10の制待切替えが行われた場合(図11のP2)、制御装置10Aが待機系の制御装置となり、制御装置10Bが、制御系の制御装置となるが、制御系の制御装置10Bは、プログラムメモリ領域12BP1の更新前のプログラムで演算することになる(図12のP3)。
以下、実施の形態4によるプラント計装制御システムおよびプラント計装制御システムのプログラムの書換え方法を、実施の形態1~3と異なる部分を中心に説明する。
実施の形態1~3では、待機系の制御装置10Bのプログラムメモリ領域12BP2に更新版プログラムNPを書込み後、オペレータが演算結果の出力などを目視で確認して、エンジニアリングツール30を都度操作し、更新版プログラムNPの書換え作業を実施する場合について述べた。
図14は、図13の要部拡大図である。
エンジニアリングツール30は、自動判定処理部33と正常範囲設定ファイル34とを備える。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
10A,10B 制御装置、11A,11B 同値化処理部、
12A,12B 記憶装置、
12AP1,12AP2,12BP1,12BP2 プログラムメモリ領域、
13A,13B 演算処理部、20 入出力装置、30 エンジニアリングツール、
31 プログラムエディタ・モニタ部、32 出力一覧表示部、33 自動判定処理部、
34 正常範囲設定ファイル、50 保守ネットワーク。
Claims (5)
- 被制御装置を制御する制御系の制御装置と、前記制御系の制御装置と同じ構成のバックアップ装置としての待機系の制御装置とが二重化された二重化制御装置と、
前記二重化制御装置への入出力を行う入出力装置と、
前記二重化制御装置の2つの前記制御装置のプログラムの編集および前記制御装置が使用するデータのエンジニアリングを行うエンジニアリングツールと、
前記二重化制御装置と前記入出力装置と前記エンジニアリングツールと前記被制御装置の間を接続して通信を行う保守ネットワークとを備え、
それぞれの前記制御装置は、前記制御装置のプログラムを格納する第一プログラムメモリ領域および前記制御装置の前記プログラムを格納する第二プログラムメモリ領域と、
前記第一プログラムメモリ領域と前記第二プログラムメモリ領域とを同値化する同値化処理部と、
前記入出力装置からの入力データを読み込んで前記第一プログラムメモリ領域上及び前記第二プログラムメモリ領域上の前記プログラムを実行する演算処理部とを備え、
前記第一プログラムメモリ領域と前記第二プログラムメモリ領域は、
一方が前記被制御装置の制御を行う実行領域であるとき、他方は、前記被制御装置の制御を行わない非実行領域であり、前記実行領域と前記非実行領域は入れ替え可能であるプラント計装制御システム。 - 前記エンジニアリングツールは、
前記待機系の制御装置の前記第二プログラムメモリ領域の前記プログラムによる前記演算処理部の出力値の正常範囲を設定する正常範囲設定ファイルと、
前記待機系の制御装置の前記演算処理部の出力値と前記正常範囲設定ファイルに記載の出力値とを比較し、前記待機系の制御装置の前記第二プログラムメモリ領域の前記プログラムの書換え作業を続行するか否かを判定する自動判定処理部とを備える請求項1に記載のプラント計装制御システム。 - 前記待機系の制御装置の前記第二プログラムメモリ領域の前記プログラムを更新版プログラムに書換える第一書換工程と、
前記待機系の制御装置の前記第一プログラムメモリ領域を前記待機系の制御装置の前記第二プログラムメモリ領域と同値化させる第一同値化工程と、
前記制御系の制御装置を待機系の制御装置とし、前記待機系の制御装置を制御系の制御装置とする制待入替工程と、
現在の待機系の制御装置の前記第二プログラムメモリ領域の前記プログラムを更新版プログラムに書換える第二書換工程と、
現在の待機系の制御装置の前記第一プログラムメモリ領域を前記待機系の制御装置の前記第二プログラムメモリ領域と同値化させる第二同値化工程とを備える請求項1又は請求項2に記載のプラント計装制御システムのプログラムの書換え方法。 - 前記第一書換工程の後に、現在の制御系の前記制御装置の実行領域のプログラムの出力結果と、現在の待機系の前記制御装置の前記第二プログラムメモリ領域の更新版プログラムの出力結果を比較する第一比較工程と、
前記第二書換工程の後に、現在の制御系の前記制御装置の実行領域のプログラムの出力結果と、現在の待機系の前記制御装置の前記第二プログラムメモリ領域の更新版プログラムの出力結果を比較する第二比較工程とを備える請求項3に記載のプラント計装制御システムのプログラムの書換え方法。 - 前記第一書換工程と前記第二書換工程の後に、
前記実行領域と前記非実行領域を入れ替える実行領域入替工程を備える請求項4に記載のプラント計装制御システムのプログラムの書換え方法。
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