JP3735754B2

JP3735754B2 - 設備制御監視方法及び設備制御監視装置

Info

Publication number: JP3735754B2
Application number: JP2001328984A
Authority: JP
Inventors: 正樹塩谷; 典泰相楽; 祐二坪田
Original assignee: Kajima Corp; Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Kajima Corp; Tokyo Electric Power Co Inc
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2021-10-26
Also published as: US20040193294A1; US7280877B2; WO2003036403A1; JP2003131733A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば空調機等の被制御対象機を運転する設備の制御を監視する設備制御監視方法及び設備制御監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば空調設備（空調システム）の自動制御は、空調設計者が基本仕様を設計する。この基本仕様には、通常、運転レベルにおける制御ロジックや設定パラメータは含んでいない。自動制御メーカは、この基本仕様に基づき、実際の運転レベルにおける制御ロジックを組み立て、制御フロー（動作制御手順）を作成している。この制御フローは、制御装置（コンピュータ等）内に格納されるソフトウエアやプログラマブルシーケンサー等に格納されるプログラムとして実行される。また、ＰＩＤパラメータ等の設定パラメータは、竣工引き渡し時に、一般的に自動制御メーカが、建物特性に合わせて試行錯誤を繰り返して最適となるものを設定する。そして、引き渡し後における空調設備の運転状態は、中央監視装置等を用いて運転管理者により動作監視を行うのが一般的となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
空調機、冷凍機、循環ポンプ、又は発電機等の被制御対象機を制御する一般的な制御システムは、中央監視装置によって自動制御の動作状況を監視している。ところで、例えば空調設備における自動制御の良否は、室内環境の形成やエネルギー消費に大きな影響を及ぼす。このことから、空調設備の自動制御は、より効率的な運転を実現させるために、きめ細かな動作監視や、発生した異常に対する迅速かつ容易な動作制御の追跡（トレース）が必要になる。
しかしながら、従来、例えば空調設備の自動制御は、上記したように、運転レベルにおける制御ロジックを自動制御メーカが組み立て、これらをプログラムとして実行し、また、設定パラメータも一般的に制御装置のＲＯＭに現場にて焼き付けるため、これら制御ロジックや設定パラメータが設計者や運転管理者にとって所謂ブラックボックスとなっていた。このため、空調設備の運転状態は中央監視装置によって監視してはいるものの、制御ロジックに起因する不具合の原因を特定することができなかった。また、仮に制御フローを中央監視装置の監視画面上に表示したとしても、時系列的に制御フローを表示できないため、制御ロジックを辿って追跡し、動作制御の妥当性を確認することができなかった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、制御ロジックを視覚的に追跡でき、制御ロジックに起因する動作不具合の原因究明が容易に可能となる設備制御監視方法及び設備制御監視装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る請求項１記載の設備制御監視方法は、被制御対象機と、該被制御対象機を動作制御する制御装置と、該制御装置に設定制御値を送出する設定機器と、前記制御装置へ前記被制御対象機の作動状態計測値を送出するセンサとを備えた設備における前記制御装置の行う制御を監視する設備制御監視方法であって、前記制御装置の行った制御の手順を記憶し、任意の日時を指定することで該指定日時以降または以前に遡って前記制御の手順の所定ステップを、流れ図によって表示装置に表示することを特徴とする。
【０００５】
この設備制御監視方法では、制御装置の行った制御の手順を記憶し、指定日時における制御手順の所定ステップを流れ図によって表示する。したがって、制御ロジックを視覚的に追跡できるよう（辿ることができるよう）になる。これにより、従来、ブラックボックスとなっていた制御ロジックや設定パラメータが把握できるようになり、かつ制御ロジックに起因する動作不具合の原因究明が容易となる。
【０００６】
請求項２記載の設備制御監視方法は、前記表示装置の一つの表示画面に、異なる指定日時の複数系統の前記流れ図を同時に表示することを特徴とする。
【０００７】
この設備制御監視方法では、表示装置の一つの表示画面に、異なる指定日時の複数系統の流れ図を同時に表示できる。例えば空調設備において、ある部屋が高温異常となったとき、その制御ロジックと近似する正常運転を行った過去の空調制御手順の流れ図を同時に表示することで、動作制御の手順や計測値（結果）が比較可能となり、制御ロジックや設定制御値（設定パラメータ）の良否判定が迅速かつ容易に行える。
【０００８】
請求項３記載の設備制御監視方法は、前記表示装置の一つの表示画面に、前記流れ図と、該流れ図の制御を行った時の前記設定制御値及び前記計測値を同時に数値表示することを特徴とする。
【０００９】
この設備制御監視方法では、表示装置の一つの表示画面に、流れ図と、この流れ図の制御を行った時の設定制御値及び計測値を同時に数値表示できる。すなわち、流れ図による動作制御の視覚的な把握と、数値による設定パラメータや結果の数量的な把握とが同時に行え、動作制御の容易かつ的確な追跡が可能となる。
【００１０】
請求項４記載の設備制御監視方法は、前記流れ図の制御を行った時の前記設定制御値及び前記計測値の推移を、前記表示装置の表示画面にグラフ表示することを特徴とする。
【００１１】
この設備制御監視方法では、ある日時における動作制御を流れ図によって表示したとき、その動作制御を行った時の設定制御値及び計測値の推移をグラフによって表示する。この場合のグラフは、例えば折れ線グラフ、棒グラフ、円グラフ等の一般的なグラフを用いることができる。これにより、動作制御に伴う設定制御値及び計測値の推移が視覚的に把握可能になり、制御ロジックの良否判断を迅速かつ容易に行うことができる。
【００１２】
請求項５記載の設備制御監視装置は、被制御対象機と、該被制御対象機を動作制御する制御装置と、該制御装置に設定制御値を送出する設定機器と、前記制御装置へ前記被制御対象機の作動状態計測値を送出するセンサとを備えた設備における前記制御装置の行う制御を監視する設備制御監視装置であって、前記制御装置が前記被制御対象機及び諸制御機器へ送出したそれぞれの動作制御値に加え、該動作制御値の送出時間に並行して推移した前記設定制御値及び前記計測値を所定時間ごとに記憶する記憶部と、表示装置及び入力装置と、該入力装置に入力した該入力時点に至るまでの任意の日時を指定する日時指定入力値に基づいて、前記記憶部から当該日時指定入力値に対応する日時の前記制御動作値を検索して、該制御動作値の所定ステップを制御手順の流れ図として前記表示装置に表示させる制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１３】
この設備制御監視装置では、被制御対象機の動作履歴を動作制御値として記憶部に蓄積する。そして、記憶部に記憶した動作制御値データの中から所望の日時における動作制御値データ（すなわち、動作履歴）を、制御手段によって抽出する。制御手段は、この抽出データを流れ図として表示装置に表示させる。これにより、任意の日時における制御ロジックが視覚的に追跡可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る設備制御監視方法及び設備制御監視装置の好適な実施の形態例を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る設備制御監視方法によって表示させた表示画面の説明図、図２は図１に示した流れ図の拡大図、図３は本発明に係る設備制御監視方法を実施する設備制御監視装置のブロック図、図４は制御ロジックを構成する制御パラメータ設定値を表示した表示画面の説明図、図５は制御パラメータの設定値を表示した表示画面の説明図、図６は時系列データを表示した表示画面の説明図である。
【００１５】
本実施の形態では、図３に示す空調システム１を監視対象の設備として説明するが、本発明に係る設備制御監視方法及び設備制御監視装置は、その他の設備、例えば冷凍機、循環ポンプ、又は発電機等の被制御対象機を制御する設備等に対しても好適に用いることができる。以下、本実施の形態では、本発明を空調設備に適用した場合を例に説明する。
【００１６】
監視対象の設備である空調システム１は、空調機（被制御対象機）５と、制御装置７と、設定機器９と、センサ１１とを主な構成要素として有している。空調機５は、送風機、冷熱機器に接続したヒーティングコイル及びクーリングコイル、変風量ユニット（ＶＡＶ）、加湿器等をさらに構成要素として有している。制御装置７は、これら冷熱機器、変風量ユニット、加湿器等に制御配線によって接続し、空調機５を全体として動作制御するようになっている。
【００１７】
この制御装置７は、複数の制御リレー、タイマー等を組み合わせて空調動作の制御ロジックを実行可能とした制御盤や、上記空調機５の諸構成機器とインターフェースを介して接続し、制御フローを予め作成したプログラムによって実行することで上記諸構成機器を動作制御するプログラマブルシーケンサーや、制御フローをソフトウエアとして記憶させて上記諸構成機器を動作制御するコンピュータ等を用いることができる。
【００１８】
設定機器９は、この制御装置７に対して設定パラメータである設定制御値Ｓを送出する。この設定機器９としては、室内等に設置した温度スイッチ（サーモスタット）、湿度スイッチ（ヒューミディスタット）等が挙げられる。
センサ１１は、制御装置７に対して温度、湿度、風量等の計測値Ｋを送出する。このセンサ１１は、空調対象の各部屋の他、空調機５、送風ダクト、空調関連機器（クーリングタワー、冷水循環ポンプ等）等に設けるものも含む。
【００１９】
空調システム１は、これら設定機器９、センサ１１からの制御値を判断しながら、制御装置７に格納した制御ロジックに基づき、動作が制御される。
【００２０】
この制御装置７は、本実施の形態による設備制御監視装置３に信号線１３によって接続している。設備制御監視装置３は、記憶部１５と、出力装置の表示部１７及び入力装置１９と、制御手段２１とを主な構成要素として有している。記憶部１５は、空調システム１の制御装置７が空調機５及び諸制御機器へ送出するそれぞれの動作制御値Ｄに加え、設定機器９による設定制御値Ｓ及びセンサ１１による計測値Ｋを所定時間ごとに記憶するようになっている。この記憶部１５としては、記憶の書き込み、読み出し、修正が可能なＲＡＭの他、後述の制御手段２１によって読み書き制御が可能な磁気ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ）読み書き装置等の記憶装置を用いることができる。
【００２１】
出力装置の表示部１７は、ＣＲＴや液晶の表示画面に、任意な画像をカラー表示可能としたものを用いる。
入力装置１９は、例えばキー入力装置、ポインティングデバイスとしてのマウス等によって構成している。
【００２２】
制御手段２１は、空調システム１の制御装置７から送られた設定制御値Ｓ及び計測値Ｋを、記憶部１５の所定の記憶領域に記憶する処理を行う。また、制御手段２１は、入力装置１９から、この入力時点に至るまでの任意の日時を指定する日時指定入力値を受け取ると、記憶部１５から当該日時指定入力値に対応する日時の制御動作値を検索する。これと同時に、制御手段２１は、この制御動作値を、空調制御手順の所定ステップの流れ図として出力装置の表示部１７に表示するようになっている。
【００２３】
さらに、制御手段２１は、空調システム１の制御装置７から送られた異常信号を受けると、その異常信号をトリガー信号として処理動作を開始し、出力装置の表示部１７に異常発生を表示すると共に、この異常発生時点と、当該異常と同種の過去の異常の制御履歴とを自動的に所定ステップの流れ図として出力装置の表示部１７に表示するようになっている。
【００２４】
上記した記憶部１５、出力装置の表示部１７、入力装置１９、制御手段２１とからなる設備制御監視装置３は、例えば記憶部１５としてのハードディスク、出力装置の表示部１７としてのディスプレイ、入力装置１９としてのキーホードやマウス、制御手段２１としてのＣＰＵを備えたパーソナルコンピュータを用いることができる。
【００２５】
すなわち、空調制御手順の所定ステップは、予め記憶部１５に格納したソフトウエアを制御手段２１が実行することにより、流れ図として出力装置の表示部１７に表示することができる。この流れ図は、情報処理用流れ図の図記号である処理、判断、入出力、端子等の記号を用いて表示する。
【００２６】
制御手段２１は、出力装置の表示部１７の図１に示した一つの表示画面に、異なる指定日時の、同一系統全体の流れ図もしくは同一日時の複数系統の流れ図を同時に表示する処理を可能としている。
また、制御手段２１は、出力装置の表示部１７の一つの表示画面に、流れ図と、この流れ図の空調制御を行った時の設定制御値Ｓ及び計測値Ｋに対応するデータを図１に示す設定・計測データ表示部３３に同時に数値表示する処理を可能としている。
さらに、制御手段２１は、流れ図の空調制御を行った時の設定制御値Ｓ及び計測値Ｋに対応するデータの推移を、出力装置の表示部１７の図４に示した表示画面のデータ表示部３９にグラフ表示する処理を可能としている。
【００２７】
次に、このように構成した設備制御監視装置３による設備制御監視方法の例を説明する。
この例では、変風量ユニットの制御ロジックを時系列データを用いて追跡（トレース）する場合を示すが、本発明に係る設備制御監視方法によって表示する流れ図は、制御対象、制御ロジック、流れ図形式、データ表示形式が本実施の形態によって限定されるものではない。
空調制御フローは、図１に示す表示画面に表示する。この表示画面は、流れ図を表示する制御フロー表示部３１と、設定・計測データ表示部３３と、日時及び対象項目等を設定するトレースコントローラ３５とを有している。
【００２８】
流れ図は、処理、判断、入出力、端子等を意味する記号、３７ａ〜３７ｄを、制御ロジックにしたがって線で結合して表示する。
従来技術では、流れ図全体を表示するだけであるが、本発明に係る設備制御監視方法では、図１に示したトレースコントローラ３５で任意の日時を指定することで、図５に示す制御パラメータの設定値と、図６に示す時系列データとを制御手段２１が記憶部１５から読み込む。そして、制御手段２１は、その時点での制御手順を表す流れ図Ｆ１と、過去の制御手順を表す流れ図Ｆ２とを同時に、図１に示した制御フロー表示部３１に表示する。
【００２９】
この場合の表示は、例えば流れ図の特定箇所をなぞることにより表示を行う。すなわち、なぞった流れ図上にある記号及び線の色彩や線種を、他の部分と変えることにより視覚的に識別可能にして表示する。例えば、黄色の記号と太字の黒線で現時点の制御履歴を示し、赤字の記号と赤線で１０分前の制御履歴を示す。
【００３０】
また、図４に示したデータ表示部３９の時系列グラフ４１と連動させて、図１に示した流れ図表示時点での計測データを同時に表示することで、制御装置７の制御履歴を把握することができる。
なお、制御フローが複数あった場合には、制御ロジックのトレースを行いたい流れ図を、図４に示した制御ロジック表示対象設定部４３に入力することで、流れ図の選定を可能にする。但し、入力手段はこれに限定されるものではなく、例えばトレースコントローラ３５でも入力可能である。
また、制御ロジックのトレースを行う日時は、図１に示したトレースコントローラ３５の他、図４に示したデータ表示部３９の時系列グラフ上でも指定できるようにしている。なお、グラフの表示方法、表示場所は図４に限定されるものではない。
【００３１】
さらに、設備制御監視装置３は、空調システム１に異常が発生し、空調システム１の制御装置７から制御手段２１が異常信号を受けると、その異常信号をトリガー信号として自動で処理動作を開始する。すなわち、設備制御監視装置３は、制御手段２１によって異常発生を出力装置の表示部１７に表示すると共に、必要に応じてこの異常発生時点と、当該異常と同種の過去の異常の制御履歴とを所定ステップの流れ図として出力装置の表示部１７に同時に表示する。この場合、例えば、黄色の記号と太字の黒線で現時点の異常の制御履歴を示し、赤字の記号と赤線で過去の異常の制御履歴を示す。
【００３２】
この設備制御監視方法によれば、制御装置７の行った空調制御の手順を記憶部１５に記憶し、指定日時における空調制御手順の所定ステップを流れ図によって表示する。したがって、制御ロジックを視覚的に追跡できるよう（辿ることができるよう）になる。これにより、従来、ブラックボックスとなっていた制御ロジックや設定パラメータが把握できるようになり、かつ制御ロジックに起因する動作不具合の原因究明が容易となる。
【００３３】
また、出力装置の表示部１７の一つの表示画面に、異なる指定日時の同一系統の流れ図Ｆを表示できる。更に、ある部屋が高温異常となったとき、その制御ロジックと近似する正常運転を行った過去の空調制御手順の流れ図Ｆ’も同時に表示することで、動作制御の手順や計測値Ｋ（結果）が比較可能となり、制御ロジックや設定制御値Ｓ（設定パラメータ）の良否判定が迅速かつ容易に行える。
【００３４】
さらに、出力装置の表示部１７の一つの表示画面に、流れ図と、この流れ図の空調制御を行った時の設定制御値Ｓ及び計測値Ｋに対応するデータを設定・計測データ表示部３３に同時に数値表示できる。すなわち、流れ図による動作制御の視覚的な把握と、数値による設定パラメータや結果の数量的な把握とが同時に行え、動作制御の容易かつ的確な追跡を可能にすることができる。
【００３５】
そして、ある日時における動作制御を流れ図によって表示したとき、その動作制御を行った時の設定制御値Ｓ及び計測値Ｋに対応するデータの推移をデータ表示部３９にグラフ表示することができる。この場合のグラフは、例えば折れ線グラフ、棒グラフ、円グラフ等の一般的なグラフを用いることができる。これにより、動作制御に伴う設定値及び計測値Ｋの推移が視覚的に把握可能になり、制御ロジックの良否判断を迅速かつ容易に行うことができるようになる。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る設備制御監視方法によれば、制御装置の行った制御の手順を記憶し、指定日時における制御手順の所定ステップを流れ図によって表示するので、制御ロジックを視覚的に追跡できるようになる。この結果、従来、ブラックボックスとなっていた制御ロジックや設定パラメータが把握できるようになり、制御ロジックに起因する動作不具合の原因を容易に究明できるようになる。
【００３７】
本発明に係る設備制御監視装置によれば、動作制御値、設定制御値及び計測値を所定時間ごとに記憶する記憶部と、表示装置及び入力装置と、指定日時における制御動作値の所定ステップを流れ図として表示する制御手段とを備えたので、被制御対象機の動作履歴を動作制御値として記憶部に蓄積し、その中から所望の日時における動作履歴を、制御手段によって抽出しかつ流れ図として表示装置に表示させることができる。この結果、任意の日時における制御ロジックを視覚的に追跡できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る設備制御監視方法によって表示させた表示画面例の説明図である。
【図２】図１に示した流れ図の拡大図である。
【図３】本発明に係る設備制御監視方法を実施する設備制御監視装置のブロック図の一例である。
【図４】制御ロジックを構成する制御パラメータ設定値を表示した表示画面例の説明図である。
【図５】制御パラメータの設定値を表示した表示画面例の説明図である。
【図６】時系列データを表示した表示画面例の説明図である。
【符号の説明】
１…空調システム（設備）、３…設備制御監視装置、５…空調機（被制御対象機）、７…制御装置、９…設定機器、１１…センサ、１５…記憶部、１７…出力装置の表示部、１９…入力装置、２１…制御手段、Ｄ…動作制御値、Ｆ１、Ｆ２…複数系統の流れ図、Ｋ…計測値、Ｓ…設定制御値

Claims

被制御対象機と、該被制御対象機を動作制御する制御装置と、該制御装置に設定制御値を送出する設定機器と、前記制御装置へ前記被制御対象機の作動状態計測値を送出するセンサとを備えた設備における前記制御装置の行う制御を監視する設備制御監視方法であって、
前記制御装置の行った制御の手順を記憶し、
任意の日時を指定することで、該指定日時以降における前記制御の手順の所定ステップを、流れ図によって表示装置に表示すると共に、
前記流れ図が表示された表示画面に、他の所定ステップの流れ図を同時に表示することを特徴とする設備制御監視方法。
前記表示装置の一つの表示画面に、正常運転時の流れ図と異常発生時の流れ図とを同時に表示することを特徴とする請求項１記載の設備制御監視方法。
前記表示装置の一つの表示画面に、同一日時の複数系統の各流れ図を同時に表示することを特徴とする請求項１記載の設備制御監視方法。
前記表示装置の一つの表示画面に、前記流れ図と、該流れ図の制御を行った時の前記設定制御値及び前記計測値を同時に数値表示することを特徴とする請求項１記載の設備制御監視方法。
前記流れ図の制御を行った時の前記設定制御値及び前記計測値の推移を、前記表示装置の表示画面にグラフ表示することを特徴とする請求項１記載の設備制御監視方法。
被制御対象機と、該被制御対象機を動作制御する制御装置と、該制御装置に設定制御値を送出する設定機器と、前記制御装置へ前記被制御対象機の作動状態計測値を送出するセンサとを備えた設備における前記制御装置の行う制御を監視する設備制御監視装置であって、
前記制御装置が前記被制御対象機及び諸制御機器へ送出したそれぞれの動作制御値に加え、該動作制御値の送出時間に並行して推移した前記設定制御値及び前記計測値を所定時間ごとに記憶する記憶部と、
表示装置及び入力装置と、
該入力装置に入力した該入力時点に至るまでの任意の日時を指定する日時指定入力値に基づいて、前記記憶部から当該日時指定入力値に対応する日時の前記制御動作値を検索して、複数の該制御動作値の所定ステップを各制御手順の流れ図として前記表示装置に対して複数同時に表示させる制御手段と、
を具備することを特徴とする設備制御監視装置。
前記制御手段は、前記表示装置の一つの表示画面に、正常運転時の流れ図と異常発生時の流れ図とを同時に表示させることを特徴とする請求項６記載の設備制御監視装置。
前記制御手段は、前記表示装置の一つの表示画面に、同一日時の複数系統の各流れ図を同時に表示させることを特徴とする請求項６記載の設備制御監視装置。