JP4985627B2 - マンマシンシステム、及び操作ログ収集用計算機 - Google Patents

Description

この発明は、プラント制御、監視等に用いられるマンマシンシステム、及び操作ログ収集用計算機に関するものである。

近年では、プラント制御、監視用のマンマシンシステムにおいては、セキュリティを強化することが重要視されており、正確な操作ログを確実に残すことが要求されている。
このようなマンマシンシステムは、実際に描画を行う描画用計算機とこの描画用計算機に対して描画要求を行う描画要求用計算機とに機能を分担して構成されていることがあるが、前者は描画処理に、後者はプラント機器の制御監視の処理に負担が大きいため、いずれの計算機において操作ログを残すにしてもその処理に影響を及ぼすことが問題となる。
そこで、上記計算機とは別個に操作ログ収集用計算機を設けることにより、描画用計算機、描画要求用計算機の双方に負荷をかけることなく、全操作ログの取得を行っていた。（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−３３３５１１号公報（７−８頁，図１０）

操作ログはプラント機器に事故等の何らかの異常が発生した場合に、ログ解析者が操作ログをプリントアウトすることにより、マンマシンシステムが異常な挙動をしていないかを確認するために使用するものであるが、従来の操作ログは描画要求用計算機から描画用計算機への描画要求データそのものであるため、数値の羅列に過ぎず、ログ解析者が見ても即座にどのような描画要求が出力されているか判然とせず、解析に時間を要すると同時に、ログ解析者が操作ログの内容を誤認しやすいため、マンマシンシステムの異常な挙動を看過する恐れがあるという問題があった。

この発明は，上記のような問題点を解決するためになされたものであり，マンマシンシステムを構成する描画用計算機、描画要求用計算機の処理に影響を与えることなく全操作ログが正確に取得でき、また、ログ解析者が短時間に解析することができ、誤認する恐れの少ない操作ログを取得することができるマンマシンシステムを提供することを目的とする。

この発明に係るマンマシンシステムは、ネットワークに接続された描画手段、描画要求手段、及び操作ログ収集手段を備えている。
ここで、描画手段は、モニタ及び入力デバイスが接続され、描画要求手段からネットワークに送信された描画要求を描画用データに変換する第１の要求解釈部を有し、描画要求手段からの描画要求を受信した場合には描画用データに基づいてモニタに描画を行い、入力デバイスからの操作入力を受信した場合には入力デバイスからの入力信号に基づき操作情報をネットワークに送信する。
また、描画要求手段は、プラント機器が接続され、プラント機器の監視制御を行い、プラント機器の状態に変化があった場合、又は操作情報を受信した場合に、ネットワークに描画要求を送信する。
更に、操作ログ収集手段は、第１の要求解釈部と同一の機能を備えた第２の要求解釈部を有しており、この第２の要求解釈部においてネットワーク上に送信された描画要求から作成した描画用データを、操作ログとして保存する。

この発明に係るマンマシンシステムによると、描画手段に描画要求又は操作情報を描画用データに変換する第１の要求解釈部を有しており、この第１の要求解釈部と同一の機能を備えた第２の要求解釈部が操作ログ収集手段にも備わっていて、第２の要求解釈部においてネットワーク上に送信された描画要求から作成した描画用データを、操作ログ収集手段において操作ログとして保存するため、正に描画手段において描画処理された正確な操作ログを取得できるとともに、操作ログは描画処理内容をそのまま表現した描画用データであるためログ解析者に容易に理解することができ、短時間にログ解析ができ誤認する恐れを少なくすることができる。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１におけるマンマシンシステムの構成を示し、１は描画用計算機、２は描画要求用計算機であり、これらの２つの計算機はネットワーク３によって接続されている。
描画用計算機１にはモニタ兼入力デバイス４が接続されており、描画要求用計算機２からの描画要求１０１を受けて描画を行う。モニタ兼入力デバイス４は、そのモニタ上に描画表示が行われると同時に、タッチパネル、マウス、キーボード等の入力デバイスを備えており、これらの入力デバイスからの入力信号に基づき、描画用計算機１は操作情報１０２をネットワーク３に送信する。尚、本実施の形態においては、モニタと入力デバイスとを兼用のものとしているが、これらは個別に用意されているものであってもかまわない。

描画要求用計算機２は、インターフェース６を介してプラント機器５と接続されており、プラント機器５の状態信号が入力され、プラント機器５への操作信号が出力される。なお、本実施の形態におけるプラント機器５とは、上記状態信号や操作信号を送受信できる制御装置類を含むものとして取り扱っている。プラント機器５の状態変化や、描画用計算機１からの操作情報１０２に基づいて、描画要求用計算機２において描画要求１０１が生成され、ネットワーク３に送信される。

描画要求用計算機２は、プラント機器５の状態を監視し制御するため、これらと常に情報を送受信しており、また、描画用計算機１は描画用要求用計算機２からの要求により、プラント機器５の最新の状態並びにモニタ兼入力デバイス４から入力操作をリアルタイムにモニタ兼入力デバイス４に表示する必要があるため、通常は両計算機とも非常に負荷が高い。
そこで、これら両計算機に負荷をかけないで操作ログを残すために、操作ログ収集用計算機７を別途設けており、これをネットワーク３に接続している。操作ログ収集用計算機７は、ネットワーク３上において描画要求用計算機２から送信される描画要求１０１や描画用計算機１から送信される操作情報１０２の信号を取得し、操作ログとして収集する。

次に、描画用計算機１、描画要求用計算機２、及び操作ログ収集用計算機７におけるソフトウェアの機能について説明する。
描画用計算機１には描画手段として、描画用ソフトウェア５１と描画用ソフトウェア５１を実行するＣＰＵ及びこれを記憶するメモリが存在し、この描画用ソフトウェア５１は、実際に描画を行う描画部５２と描画要求用計算機２からの描画要求１０１の解釈を行う第１の要求解釈部５３の２つの機能ブロックを備えている。ここで、描画要求信号１０１は図２（ａ）に示すようにバイナリデータであるが、第１の要求解釈部５３にて行う要求解釈とは、この描画要求信号１０１を読み取って図２（ｂ）に示すように具体的な描画用データ（例えば、描画する座標、図形の各寸法、色、等々）の形式に変換することを意味する。

描画要求用計算機２には描画要求手段として、描画要求用ソフトウェア５４と描画要求用ソフトウェア５１を実行するＣＰＵ及びこれを記憶するメモリが存在し、この描画要求用ソフトウェア５４は、プラント機器５の監視制御を行う監視制御部５５と描画要求信号１０１を生成しネットワーク３に送信する描画要求部５６の２つの機能ブロックを備えている。
操作ログ収集用計算機７には操作ログ収集手段として、操作ログ収集用ソフトウェア５７と操作ログ収集用ソフトウェア５７を実行するＣＰＵ及びこれを記憶するメモリが存在し、この操作ログ収集用ソフトウェア５７は、操作ログ収集部５８と第２の要求解釈部５９の２つの機能ブロックを備えているが、第２の要求解釈部５９は描画用ソフトウェア５１における第１の要求解釈部５３と同一の機能を備えている。

次に本実施の形態によるマンマシンシステムの動作について、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。
描画用計算機１の処理フローは図３（ａ）に示すが、ネットワーク３上、及びモニタ兼入力デバイス４からの何らかの要求がないか常に監視を行っており（ステップ２０１）、要求があった場合にはこの要求が描画要求用計算機２から送信される描画要求１０１であるかどうかを判断する（ステップ２０２）。この要求が描画要求１０１である場合には、この要求を第１の要求解釈部５３において要求解釈を行って描画用データを作成し（ステップ２０３）、描画部５２において描画更新を行う（ステップ２０４）。
ステップ２０２において、要求が描画要求１０１でなかった場合には、モニタ兼入力デバイス４から送信される操作入力であるかどうかの判断を行い（ステップ２０５）、操作入力である場合には操作情報信号１０２をネットワーク３に送信する（ステップ２０６）。

描画要求用計算機２の処理フローは図３（ｂ）に示すが、監視制御部５５においてプラント機器５の状態に変化がないかどうか常に監視を行っている（ステップ２０７）。モニタ兼入力デバイス４において表示すべき数値等、プラント機器５の状態に変化が観測された場合には、描画要求部５６において描画要求信号１０１を生成し、送信する（ステップ２０９）。また、描画用計算機１から送信された操作情報１０２を受信した場合にも（ステップ２０８）、描画要求１０１を送信する（ステップ２０９）。なお、この処理フローには示さないが、操作情報１０２がプラント機器５を制御すべき操作である場合であれば、制御監視部５５がインターフェース６を介してプラント機器５に操作信号を送信することになる。

操作ログ収集用計算機７の処理フローは図３（ｃ）に示すが、ネットワーク３上に描画要求１０１、又は操作情報１０２が通信されていないかどうかを常に監視している（ステップ２１０）。通信された信号が描画要求１０１又は操作情報１０２である場合には、ログ収集部５８においてこの信号の収集を行い、第２の要求解釈部５９において要求解釈を行った上で（ステップ２１１）、操作ログとして保存する（ステップ２１２）。

以上のとおり、本実施の形態に係るマンマシンシステムによると、描画用計算機１に描画用データとして出力する第１の要求解釈部５３を有しており、この第１の要求解釈部５３と同一の機能を備えた第２の要求解釈部５９が操作ログ収集用計算機７にも備わっており、操作ログ収集用計算機７においては描画用データとして操作ログが保存されるため、正に描画用計算機１において描画処理された正確な操作ログを取得できると同時に、操作ログは描画処理内容をそのまま表現した描画用データであるため操作ログはログ解析者に容易に理解することができ、短時間にログ解析ができ誤認する恐れを少なくすることができる。
また、操作ログ収集に当たっては描画用計算機１や描画要求用計算機２とは別個に設けた操作ログ収集用計算機７を用いて行うため、描画用計算機１や描画要求用計算機２に負荷をかけることなく操作ログを収集することができる。

実施の形態２．
図４は本発明の実施の形態２におけるマンマシンシステムの構成を示す。実施の形態１との相違点は、描画要求用計算機２内に描画要求手段として、第１のＤＢ（データベース）６０及び描画要求用ソフトウェア５４に第１のＤＢ解釈部６１を追加したこと、及び操作ログ収集用計算機７内に操作ログ収集手段として、第１のＤＢ６０と同一のデータを備えた第２のＤＢ６２、操作ログ収集用ソフトウェア５７に第１のＤＢ解釈部６１と同一の機能を備えた第２のＤＢ解釈部６３を追加したことであり、それ以外については実施の形態１と同じであるため説明を省略する。ここで、第１のＤＢ６０、及び第２のＤＢ６２には、画面上の各部品とプラント機器５の各機器との対応付けを行う情報（タグ情報）が格納されている。

次に本実施の形態によるマンマシンシステムの動作について、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、描画用計算機１についての処理フローは図３（ａ）に示す実施の形態１のものと同一であるため、説明を省略する。
描画要求用計算機２の処理フローは図５（ａ）に示すが、ステップ２０７、２０８、２０９については、図３（ｂ）に示す実施の形態１と同様である。本実施の形態においては、ステップ２０８と２０９の間にＤＢ解釈を実施するステップ２１３を追加し、このステップにおいて第１のＤＢ解釈部６１は状態変化のあったプラント機器５に対応するタグ情報を第１のＤＢ６０から読み取り、描画要求部５６はこのタグ情報及びプラント機器情報を描画要求信号１０１に付加している。

操作ログ収集用計算機７の処理フローは図５（ｂ）に示すが、ステップ２１０、２１１、２１２については、図３（ｃ）に示す実施の形態１と同様である。本実施の形態においては、ステップ２１１と２１２の間にＤＢ解釈を実施するステップ２１４を追加し、このステップにおいて描画要求用計算機２において行われるのと同様に、第２のＤＢ解釈部６３はプラント機器５に対応するタグ情報を第２のＤＢ６２から読み取り、操作ログに付加して保存している。
ここで、操作ログ収集用計算機７において収集されるログのイメージを図２（ｃ）に示すが、図２（ｂ）に示す実施の形態１の描画情報１０１と併せて、ＤＢ解釈を行うことによりタグ情報を介してプラント機器５への操作信号、状態変化等の情報も併せて保存されている。ここで、図２（ｃ）において描画情報の欄に、「画面呼び出し１」、「画面呼び出し２」、等とあるのは、同図（ｂ）に示されているような一連の描画処理（描画指示及びパラメータ）をまとめて表すものである。

以上、本実施の形態によると実施の形態１と同じ効果を奏することに加えて、プラント機器５への操作信号や、状態変化等の情報と関連付けて操作ログが保存されているため、これらと描画要求１０１又は操作情報１０２との因果関係が明確となり、ログ解析者が操作ログを誤認する恐れが更に低減されるという効果がある。

実施の形態３．
図６は本発明の実施の形態３におけるマンマシンシステムの構成を示し、実施の形態１における描画用計算機１と描画要求用計算機２の替わりに、これらを共用化させた描画兼描画要求用計算機８によって構成されており、この計算機８は描画手段として描画用ソフトウェア５１、描画要求手段として描画要求用ソフトウェア５４、及びこれらのソフトウェアを実行するＣＰＵとこれらを記憶するメモリとを有している。また、この計算機８はネットワーク３によって操作ログ収集用計算機７に、インターフェース６を介してプラント機器５と各々接続されている。
なお、本実施の形態は、描画処理とプラント監視制御は１つの計算機で処理できるボリュームではあるものの、操作ログ取得がかなりの負荷でありこれも併せると１つの計算機での処理が困難となるような場合に有効な構成である。

描画兼描画要求用計算機８は、実施の形態１と同様に図３（ａ）（ｂ）に示された処理フローに従って、描画処理及びプラント機器５の監視制御を行う。また、操作ログ収集用計算機７は実施の形態１と同様に図３（ｃ）に示された処理フローに従って、ネットワーク３上に描画要求１０１又は操作情報１０２が通信されている場合には、ログ収集部５８においてこの信号の収集を行い、第２の要求解釈部５９において要求解釈を行った上で、操作ログとして保存する。

以上、本実施の形態によると実施の形態１と同じ効果を奏することに加えて、計算機１台を省略することができるので、マンマシンシステムの構成の簡素化、並びにシステム全体コストの低減を図ることができるという効果を奏する。

実施の形態４．
図７は本発明の実施の形態４におけるマンマシンシステムの構成を示し、実施の形態１における描画用計算機１と操作ログ収集用計算機７の替わりに、本実施の形態ではこれらのどちらかの機能を担う２台の切替計算機９ａ、９ｂから構成されている。この２台の切替計算機９ａ、９ｂは描画手段としての描画用ソフトウェア５１と操作ログ収集手段としての操作ログ収集用ソフトウェア５７の両方のソフトウェア、及びこれらのソフトウェアを実行するＣＰＵ及びこれらを記憶するメモリを内部に有しており、描画用ソフトウェア５１には第１の動作切替部６４が、操作ログ収集用ソフトウェア５７には第２の動作切替部６５が、各々含まれている。また、これらの２台の切替計算機９ａ、９ｂとモニタ兼入力デバイス４間は、１台の入出力切替手段１０を介して接続されており、入出力切替手段１０により選択されたどちらか１台の切替計算機９ａ又は９ｂとモニタ兼入力デバイス４との間で信号が送受信される。

次に本実施の形態におけるマンマシンシステムの動作について説明する。
切替計算機９ａが「描画用計算機１」として、９ｂが「操作ログ収集用計算機７」として各々動作していた場合、すなわち、９ａが描画モードで、９ｂがログ収集モードで動作していた場合を考える。
ここで、切替計算機９ａの描画用ソフトウェア５１が異常となった時は、同計算機９ａにおけるログ収集用ソフトウェア５７の第２の動作切替部６５において描画用ソフトウェア５１の異常を検知し、動作モードが描画モードからログ収集モードへ切り替えられる。これ以降同計算機９ａは「操作ログ収集用計算機７」として動作するようになる。

切替計算機９ｂは、ネットワーク３を経由して切替計算機９ａが描画モードからログ収集モードに切り替わったことを第１の動作切替部６４において検知し、９ｂの動作モードがログ収集モードから描画モードに切り替わり、これ以降同計算機９ｂは、「描画用計算機１」として動作するようになる。
入出力切替手段１０は、当初切替計算機９ａが描画モードにて動作していたため、切替計算機９ａと接続して信号の送受信を行っていたが、９ａと９ｂの動作モードが切り替わったことに伴い、以降は切替計算機９ｂと接続して信号の送受信を行うようになる。
以上の動作につき、切替計算機９ａ、９ｂの処理フロー図を図８に示すが、各切替計算機９ａ、９ｂはその内部に有する第１、第２の動作切替部６４、６５において、相手方の動作モードを常に監視しており（ステップ２１５）、自らの動作モードに対応する処理フローに従い処理を行っている。描画要求用計算機２の動作は図３（ｂ）と同一であるため省略する。

以上、本実施の形態によると実施の形態１と同じ効果を奏することに加えて、描画モードにて動作している切替計算機９ａ、９ｂの一方に描画に関する異常が発生した場合であっても、他方の切替計算機と機能を切り替えることにより継続して描画動作とログ収集モードを継続することが可能となる。このことによりマンマシンシステムの動作の稼働率を高めると同時に、信頼性を向上することが可能となる。

本発明の実施の形態１によるマンマシンシステムの構成図である。 操作ログの説明図である。 本発明の実施の形態１によるマンマシンシステムの処理フロー図である。 本発明の実施の形態２によるマンマシンシステムの構成図である。 本発明の実施の形態２によるマンマシンシステムの処理フロー図である。 本発明の実施の形態３によるマンマシンシステムの構成図である。 本発明の実施の形態４によるマンマシンシステムの構成図である。 本発明の実施の形態４によるマンマシンシステムの処理フロー図である。

符号の説明

１ 描画用計算機
２ 描画要求用計算機
３ ネットワーク
４ モニタ兼入力デバイス
５ プラント機器
７ 操作ログ収集用計算機
８ 描画兼描画要求用計算機
９ａ、９ｂ 切替計算機
５１ 描画用ソフトウェア
５３ 第１の要求解釈部
５４ 描画要求用ソフトウェア
５７ 操作ログ収集用ソフトウェア
５９ 第２の要求解釈部
６０ 第１のＤＢ（データベース）
６１ 第１のＤＢ解釈部
６２ 第２のＤＢ
６３ 第２のＤＢ解釈部
１０１ 描画要求
１０２ 操作情報

Claims (5)

1. ネットワークに接続された描画手段、描画要求手段、及び操作ログ収集手段を備えたマンマシンシステムであって、
   前記描画手段は、モニタ及び入力デバイスが接続され、前記描画要求手段から前記ネットワークに送信された描画要求を描画用データに変換する第１の要求解釈部を有し、前記描画要求手段からの前記描画要求を受信した場合には前記描画用データに基づいて前記モニタに描画を行い、前記入力デバイスからの操作入力を受信した場合には前記入力デバイスからの入力信号に基づき操作情報を前記ネットワークに送信し、
   前記描画要求手段は、プラント機器が接続され、このプラント機器の監視制御を行い、前記プラント機器の状態に変化があった場合、又は前記操作情報を受信した場合に、前記ネットワークに描画要求を送信し、
   前記操作ログ収集手段は、前記第１の要求解釈部と同一の機能を備えた第２の要求解釈部を有しており、この第２の要求解釈部において前記ネットワーク上に送信された前記描画要求から作成した描画用データを、操作ログとして保存する
   マンマシンシステム。
2. 描画要求手段は、プラント機器に関するタグ情報を有する第１のデータベースとこの第１のデータベースから前記タグ情報を読み取る第１のデータベース解釈部を有し、
   操作ログ収集手段は、前記第１のデータベースと同一のデータを備えた第２のデータベースと、前記第１のデータベース解釈部と同一の機能を備えた第２のデータベース解釈部を有し、前記第２のデータベースから読み取った前記タグ情報を操作ログに付加し、このタグ情報を介して前記プラント機器の制御情報と描画用データとを関連付けて操作ログとして保存することを特徴とする
   請求項１に記載のマンマシンシステム。
3. 描画手段と描画要求手段が１台の計算機に設けられたことを特徴とする
   請求項１又は２に記載のマンマシンシステム。
4. 描画手段と操作ログ収集手段の両方が設けられ、動作モードに応じて描画手段と操作ログ収集手段とが選択される計算機を少なくとも２台含み、
   前記計算機のうち１台において描画手段又は操作ログ収集手段が動作している場合には、前記１台以外の前記計算機において操作ログ収集手段又は描画手段が動作することを特徴とする
   請求項１又は２に記載のマンマシンシステム。
5. 描画手段を備えた描画用計算機、及び描画要求手段を備えた描画要求用計算機とネットワークを介して接続され、操作ログ収集手段を備えた操作ログ収集用計算機であって、
   前記描画手段は、モニタ及び入力デバイスが接続され、前記描画要求手段から前記ネットワークに送信された描画要求を描画用データに変換する第１の要求解釈部を有し、前記描画要求手段からの前記描画要求を受信した場合には前記描画用データに基づいて前記モニタに描画を行い、前記入力デバイスからの操作入力を受信した場合には前記入力デバイスからの入力信号に基づき操作情報を前記ネットワークに送信し、
   前記描画要求手段は、プラント機器が接続され、このプラント機器の監視制御を行い、前記プラント機器の状態に変化があった場合、又は前記操作情報を受信した場合に、前記ネットワークに描画要求を送信し、
   前記操作ログ収集手段は、前記第１の要求解釈部と同一の機能を備えた第２の要求解釈部を有しており、この第２の要求解釈部において前記ネットワーク上に送信された前記描画要求から作成した描画用データを、操作ログとして保存する
   操作ログ収集用計算機。

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