JP4466859B2

JP4466859B2 - アラーム管理装置

Info

Publication number: JP4466859B2
Application number: JP2005139255A
Authority: JP
Inventors: 智岡田
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2005-05-12
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2025-05-12
Also published as: US20060255926A1; US7893824B2; JP2006318147A

Description

本発明は、プラントの機器からのアラームを収集して処理するアラーム管理装置に関する。

近年、分散型制御システム（以下、ＤＣＳ）のオープン化、フィールドバスネットワークの進化により、ＤＣＳ上でプラントのフィールド機器から通知される診断情報（メッセージやアラーム）を扱うことが可能となった。

これにより、ＤＣＳと通信可能に接続された統合機器管理装置に代表されるアラーム管理装置を用いて、フィールド機器異常の早期発見と対応、詳細ステータスの一括管理といったアラーム管理を実現することが可能となった。

図４は、従来のアラーム管理装置が接続されたＤＣＳの構成例を示す機能ブロック図である。１は、ＤＣＳにおいて操作・監視を実行する上位装置であり、制御バス２に接続されている。

３は制御ステーションであり、制御バス２に接続されて上位装置１と通信すると共に、プラント４に配置されているフィールド機器（図示せず）と通信し、アプリケーションプログラムに基づく制御を実行する。

５はゲートウェイであり、制御バス２と規格の異なるフィールドバス６間の通信を中継する。７はサブシステムを形成する制御ステーションであり、フィールドバス６及び制御バス２を介して上位装置１と通信すると共に、プラント４に配置されているフィールド機器（図示せず）と通信し、アプリケーションプログラムに基づく制御を実行する。

ＡＬ１は、プラント４より制御ステーション３を経由して制御バス２に渡されるアラーム、ＡＬ２は、プラント４より制御ステーション７を経由し、ゲートウェイ５を介して制御バス２に渡されるアラームである。

８は、制御バス２に接続されたＯＰＣ（OLE for Process Control）サーバであり、アラームＡＬ１，ＡＬ２を収集してＯＰＣ規格に準拠したデータをアラーム管理装置９に渡す。１０は、このアラーム管理装置９のオペレータである。

１１は、イーサネット（登録商標）で代表される汎用通信バスであり、アラーム管理装置９及び上位装置１に接続されている。１２はクライアントＰＣであり、汎用通信バス１１を介してアラーム管理装置からの配信情報を取得する。

必要に応じて、上位装置１も汎用通信バス１１を介してアラーム管理装置９からの配信情報を取得する。１３は、プラント４の巡回や保守を行なう保全員であり、携帯端末１４を介してアラーム管理装置９からの配信情報を取得する。１５は、上位装置１において操作・監視を行なう運転員である。

アラーム管理装置９において、９１はデータ収集・処理手段であり、ＯＰＣサーバ８から渡されるアラームＡＬ１，ＡＬ２を収集し、必要なデータ処理を実行してデータベース９２に保存する。

９３はアプリケーションプログラムであり、データベース９２に保存された所定期間のアラームを読み出し、故障原因等の解析処理を実行し、処理結果を表示装置９４でオペレータ１０に表示する。

９５は配信手段であり、データベース９２に保存されたアラームを所定の配信周期又は配信要求に基づいて読み出し、クライアントＰＣ１２、保全員１３の携帯端末１４、上位装置１に配信する。

特許文献１には、プロセスで発生するアラームのメッセージデータを収集し、アラームの挙動を解析するアラーム管理システムが記載されている。

特開２００５−８４７７４号公報

従来のアラーム管理装置では、ＤＣＳの機器から発生するアラーム（通信できない、一部故障した、動作していない等）のみを収集し、保全員やクライアントにそのままのフォーマットで配信していた。又、機器を診断するプログラムからの情報も収集していたが、それもそのままのフォーマットで配信していた。

このような、アラームの収集及び配信形態では、次のような問題がある。
（１）自発的にアラームを発生できない、例えばＨＡＲＴ規格の機器からの情報が収集できない。

（２）機器から発生するアラームには、そのアラームが発生した現象しかなく、その現象が発生した原因や、あるいはその現象が発生した場合の対処情報がない。

（３）機器からのアラームに含まれる診断情報は、診断内容を説明する詳細情報がなく、そのままでは管理情報として利用ができない。

（４）保全員が巡回で発見した機器の状態に関する情報をアラームとして扱い、例えば、保全員全員に伝える、あるいは、運転員に伝える、あるいは、管理することができない。

（５）収集されたアラームのフォーマットは、機器のベンダ等により統一されていないので、その情報を利用するユーザが画面表示やフィルリング加工したい場合に、煩雑な処理を必要とする。

従って本発明が解決しようとする課題は、プラントの機器から収集されるアラームに加えて、機器管理に有効な情報を付加して配信可能なアラーム管理装置を実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明の構成は次の通りである。
（１）プラントの機器からのアラームを収集して処理するアラーム管理装置において、
前記機器から収集されるアラーム及びこのアラームには含まれない前記機器を管理するための支援情報を収集して処理するデータ収集処理手段と、オペレータが入力手段を介して入力した情報を、支援情報として前記データ収集処理手段に渡す手入力インターフェースと、前記機器に対する診断データを取得し、支援情報を生成して前記データ収集処理手段に渡す診断アプリケーションと、前記プラントの保全員から携帯端末を介して通知される前記機器の保全情報を、支援情報として前記データ収集処理手段に渡す保全員インターフェースと、前記データ収集処理手段に入力される前記アラーム及び前記支援情報を、共通のフォーマットに変換する正規化手段と、を備えることを特徴とするアラーム管理装置。

（２）前記正規化手段は、前記アラーム及び前記支援情報を、マークアップ言語で区切られた共通フォーマットに変換することを特徴とする（１）に記載のアラーム管理装置。

（３）前記正規化手段の出力に対して、条件付きのフィルタリング処理を実行するフィルタリング手段を備えることを特徴とする（１）または（２）に記載のアラーム管理装置。

以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
（１）自発的にアラームを発生できない、例えばＨＡＲＴ規格の機器に関する情報を手入力で付加することができる。

（２）機器から発生するアラームに加えて、そのアラームの現象が発生した原因や、現象が発生した場合の対処情報を手入力で付加することができる。

（３）機器の診断に関する詳細な説明情報を付加することができる。

（４）保全員が巡回で発見した機器の状態に関する情報をアラームとして扱い、保全員全員に伝える、あるいは、運転員に伝える、あるいは、管理することが可能となる。この機能は、自発的にアラームを発生できない、ＨＡＲＴ規格の機器に対しては唯一のアラーム管理手段になる。

（５）収集されたアラームや支援情報は、正規化手段により共通のフォーマットに変換されるので、その情報を利用するユーザが画面表示やフィルリング加工したい場合に、煩雑な処理を必要としない。

以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は、本発明を適用したアラーム管理装置が接続されたＤＣＳの一実施形態を示す機能ブロック図である。図４で説明した従来ＤＣＳと同一要素には同一符号を付して説明を省略する。以下、本発明の特徴部につき説明する。

図１において、１００は本発明を適用したアラーム管理装置である。データベース１０２、アプリケーションプログラム１０３、表示手段１０４、配信手段１０５は、図４で示した従来装置の要素９２乃至９５と同一機能である。

１０１はデータ収集・処理手段である。１０６はＤＣＳインターフェースであり、プラント４のフィールド機器から発生するアラームＡＬ１，ＡＬ２を取得してデータ収集・処理手段１０１に渡す。この機能は、従来装置のデータ収集・処理手段９１と同一であるが、メッセージの重要度、オブジェクト情報、現象，原因，対応、等の支援情報が付加される。

１０７は手入力インターフェースであり、オペレータ１０がキーボード等の入力手段１０８で支援情報を入力する。入力する情報は、自発的にアラームを発生できない機器の保全に関する情報、プラントから収集されるアラームにはない機器の保守や運転に必要な情報、保全員１３からオペレータ１０に通報される機器の状態情報等である。

１０９は、診断アプリケーションであり、フィールド通信サーバ（図示せず）に要求してデバイスパトロールデータやアドバンスト診断データを取得し、ＤＣＳからのアラームに含まれる診断データでは得られない診断内容に関する支援情報を生成してデータ収集・処理手段１０１に渡す。

ここで、デバイスパトロール機能の概要を説明する。プラントの機器がファウンデーションフィールドバス規格（ＦＦ−Ｈ１）に準拠している場合に、機器が自ら発報する診断データには、診断データの意味を示す情報が含まれておらず、その詳細な説明は機器の種類毎に異なっている。

そこで、ＦＦ−Ｈ１が発報した診断データの詳細を調査する場合に、デバイスパトロールサービスを利用することができる。このサービスは、ＦＦ−Ｈ１のフィールド通信サーバに対してデバイススキャン依頼を出し、機器から発報される診断データに対して、メッセージの重要度、オブジェクト情報、現象，原因，対応、等の情報をＦＦ−Ｈ１機器自身が備えるファイルから取得して付加する。

デバイススキャンには、要求に応じて行なうオンデマンド型とあらかじめ設定された条件で巡回する定周期型があり、定周期型のスキャンについては、アラーム管理装置の画面上で機器が持つオブジェクトの重要度単位でのスキャン周期、及び機器単位でのスキャンのＯＮ／ＯＦＦが指定できる。

１１０は、保全員インターフェースであり、保全員１３の携帯端末１４と通信し、携帯端末１４に入力された保全情報を取得し、データ収集・処理手段１０１に渡す。通信手段としては、携帯端末１４を、制御バス２，フィールドバス６，汎用通信バス１１に接続したバス経由、電話接続、無線接続、無線ＬＡＮ接続等がある。尚、アラーム管理装置の配信手段１０５から携帯端末１４への配信手段についても同様である。

データ収集・処理手段１０１は、ＤＣＳインターフェース１０６，手入力インターフェース１０７，診断アプリケーション１０９，保全員インターフェース１１０を介してアラーム及びその支援情報を収集して正規化手段１１１に渡す。

本発明では、データ収集・処理手段１０１が収集するアラーム及び支援情報の取得先は多岐にわたり、収集されるデータは発生源によりそのフォーマットが異なる。そこで、正規化手段１１１は、データ収集・処理手段１０１から渡されたアラーム及び支援情報を、マークアップ言語（以下、ＸＭＬ）等の標準化された言語で区切られた共通フォーマットに変換する。

図２は、ＸＭＬを用いて共通フォーマット化されたアラームメッセージのデータ構造を示すイメージ図である。各情報源からのメッセージから、共通項目である発生日付，発生時刻，重要度，発生元，本文を抽出し、ＸＭＬのタグやプロパティに対し、各項目を夫々対応させるマッピングを実行することによってメッセージを共通フォーマット変換している。

１１２は、ユーザのニーズに応じて設けることができるフィルタリング手段であり、正規化手段１１１とデータベース１０２との間に設けられ、共通フォーマット変換されたデータ及び支援情報の特定のタグ又は全体の状態に対して、ｉｆ／ｔｈｅｎルールによる条件付けフィルタリングにより、配信停止，重要度の変更，メッセージの追加等の処理を実行する。

１１３は、フィルタリング手段１１２が参照するフィルタ条件定義ファイルであり、このファイル内容をオペレータ１０が入力手段１０８を介してカスタマイズすることにより、ユーザが自由にフィルタリング条件を設定することができる。

図３は、アラームの発生から配信までのデータ遷移を説明するイメージ図である。図３（Ａ）はデータ変換の流れ、（Ｂ）は各変換段階でのデータの形態を示す。一般に、アラームを発生しうる物理的なものをオブジェクトと呼ぶ。

そのオブジェクトの異常状態を示すデータをエラーデータと呼ぶ。エラーデータは、一般的にバイナリのデータであり、そのままでは人が解読できない形式である。オブジェクトから発生したエラーデータは、それを検出する者とそれを伝える手段によって、人間が解読できる情報に変換される。それをメッセージと呼ぶ。

メッセージは、次の要素により構成される。これらの順位はエラーデータ毎に異なっている。
（１）メッセージＧＵＩＤ
（２）親メッセージＧＵＩＤ
（３）検出パターンＩＤ
（４）分類Ｎｏ．
（５）発生時刻
（６）発生オブジェクト名
（７）発生オブジェクトＩＤ
（８）オブジェクト重要度
（９）初期メッセージ重要度
（１０）初期メッセージ

正規化手段では、これら要素を前記（１）乃至（１０）の順位に規制し、ＸＭＬで区切られたデータに変換する。フィルタリング手段では、前記要素の（１）乃至（８）を変更できない書誌的なデータとしてそのままコピーし、（９）の初期メッセージ及び（１０）重要度初期メッセージついて、重要度変更及びメッセージ追加、配信停止等の条件付き処理を実行して配信手段にデータを渡す。

このような正規化処理により、共通フォーマットによるユニークなＩＤをつけアラームのメッセージの管理、更にあるアラームに関連して別のアラームが連鎖して発生した場合には、それらの親子関係を容易に認識できるアラームのメッセージの管理を容易に実現することができる。

以上説明した本発明のアラーム管理装置の適用対象は、ＰＲＭに限定されるものではなく、アラームを管理するシステム一般に適用することができる。図１の実施形態では、アラーム管理装置１００内に保存データを利用するアプリケーションプログラム１０３を備える構成を示したが、アプリケーションプログラムはもっぱらクライアントＰＣ１２側に持ち、アラーム管理装置１００をアラーム管理データのサーバとする利用形態であってもよい。

本発明を適用したアラーム管理装置が接続されたＤＣＳの一実施形態を示す機能ブロック図である。ＸＭＬを用いて共通フォーマット化されたアラームメッセージのデータ構造を示すイメージ図である。アラームの発生から配信までのデータ遷移を説明するイメージ図である。従来のアラーム管理装置が接続されたＤＣＳの構成例を示す機能ブロック図である。

符号の説明

１上位装置
２制御バス
３，７制御ステーション
４プラント
５ゲートウェイ
６フィールドバス
８ＯＰＣサーバ
１０オペレータ
１１汎用通信バス
１２クライアントＰＣ
１３保全員
１４携帯端末
１５運転員
１００アラーム管理装置
１０１データ収集・処理手段
１０２データベース
１０３アプリケーションプログラム
１０４表示手段
１０５配信手段
１０６ＤＣＳインターフェース
１０７手入力インターフェース
１０８入力手段
１０９診断アプリケーション
１１０保全員インターフェース
１１１正規化手段
１１２フィルタリング手段
１１３フィルタ条件定義ファイル

Claims

プラントの機器からのアラームを収集して処理するアラーム管理装置において、
前記機器から収集されるアラーム及びこのアラームには含まれない前記機器を管理するための支援情報を収集して処理するデータ収集処理手段と、
オペレータが入力手段を介して入力した情報を、支援情報として前記データ収集処理手段に渡す手入力インターフェースと、
前記機器に対する診断データを取得し、支援情報を生成して前記データ収集処理手段に渡す診断アプリケーションと、
前記プラントの保全員から携帯端末を介して通知される前記機器の保全情報を、支援情報として前記データ収集処理手段に渡す保全員インターフェースと、
前記データ収集処理手段に入力される前記アラーム及び前記支援情報を、共通のフォーマットに変換する正規化手段と、
を備えることを特徴とするアラーム管理装置。
前記正規化手段は、前記アラーム及び前記支援情報を、マークアップ言語で区切られた共通フォーマットに変換することを特徴とする請求項１に記載のアラーム管理装置。
前記正規化手段の出力に対して、条件付きのフィルタリング処理を実行するフィルタリング手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のアラーム管理装置。