JP5056881B2 - フィールド機器管理装置およびコンピュータプログラム - Google Patents

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Description

本発明は、フィールド機器管理装置に係り、特に、同一の作業を多数のフィールド機器に対して行なう作業者の負荷を軽減することができるフィールド機器管理装置に関する。
近年のプラントは、フィールド機器と総称されるプラント各部に設けられた温度センサ・流量センサ等の計測機器やバルブ開閉器や火力調整器等の調整機器などの計測装置によって収集された各種データに基づき運転制御されている。
これらフィールド機器の保全等に用いられるツールとしてフィールド機器管理装置が知られている。フィールド機器管理装置は、例えば、ＰＣ（Personal Computer）上において機器調整／設定用アプリケーションソフトウェアを動作させることで構築される。
フィールド機器管理装置は、プラントに各フィールド機器を設置するための初期設定、プラント操業中の保全作業、機器交換作業等を行なうことができる。また、フィールド機器における業界標準プロトコルである、ＢＲＡＩＮ（商標）、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮフィールドバス（商標）、ＨＡＲＴ（商標）等をサポートしており、他種類のプロトコルのフィールド機器情報を一元管理することができる。
例えば、プラント内に設置されているフィールド機器を交換する場合、図６に示すように、作業者が、フィールド機器管理装置３００と交換対象のフィールド機器２００とを接続する。すると、フィールド機器管理装置３００の機器通信部３１０が、接続されたフィールド機器２００との通信を開始して、機器情報取得要求をフィールド機器２００に送信し、機器情報を取得する。取得したフィールド機器２００の機器情報は、機器情報表示部３２０に表示される。
作業者が、機器情報表示部３２０に表示された機器情報を選択し、機器設定調整部３３０の機器設定／調整機能を起動すると、フィールド機器の種類毎に用意されたＤＴＭ（Device Type Manager）と呼ばれるＧＵＩ（Graphical User Interface）コンポーネント上に機器パラメータが表示され、作業者は、初期パラメータの設定を行なうことができる。
また、フィールド機器管理装置３００の機器情報管理部３４０は、機器パラメータなどフィールド機器２００の保全に関する情報を、データベース３５０に保存／読み出すことができる。この機能を利用して、交換対象のフィールド機器２００の機器設定をデータベース３５０に保存しておき、新たなフィールド機器２００に書き込むことでフィールド機器２００の交換作業が行なえるようになっている。
このように、従来のフィールド機器管理装置３００は、フィールド機器２００との通信機能、ＤＴＭを利用したフィールド機器のパラメータ設定／調整機能、そして、機器パラメータや保全に関する情報を管理する機能を備えている。
特開２００５−１５８０２６号公報
ところで、プラントでは、同種のフィールド機器２００を一度に多数設置／交換することがある。このような場合、作業者は、上述の一連の操作をフィールド機器２００毎に機器台数分繰り返す必要があるため、作業に多くの時間を要する。
また、近年、フィールド機器２００はインテリジェント化が進み、パラメータ情報の設定や参照等を可能にする情報処理機能化の拡大が図られている。これに伴い、各フィールド機器２００が有するパラメータ情報の種類および数が増加している。このため、ＤＴＭ画面には、より多種の数多い機器パラメータが表示されるようになっている。
この結果、作業者がフィールド機器２００のパラメータの設定や参照をする際に、ＤＴＭ画面のなから対象のパラメータを見つけ出すのに時間を要してしまい、作業効率が低下するおそれがある。
そこで、本発明は、同一の作業を多数のフィールド機器に対して行なう作業者の負荷を軽減することができるフィールド機器管理装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明のフィールド機器管理装置は、フィールド機器と接続する機器通信部と、前記フィールド機器に対する操作を受け付ける操作受付部と、受け付けた操作を示す記録情報である自動操作プログラムを生成する自動操作プログラム生成部と、生成された前記自動操作プログラムを格納する記憶部と、前記記憶部に格納された前記自動操作プログラムを実行する自動操作プログラム実行部と、を備えたことを特徴とする。
ここで、前記自動操作プログラム生成部は、記録開始指示および記録終了指示に基づいて前記自動操作プログラムを生成することができる。
また、前記自動操作プログラム生成部は、受け付け可能な操作と操作プログラムとを対応させたテーブルを参照して、前記自動操作プログラムを生成するようにしてもよい。
さらに、前記自動操作プログラム生成部は、前記フィールド機器からアラーム情報を取得すると、取得した前記アラーム情報を関連付けて前記自動操作プログラムを生成することができる。このとき、前記自動操作プログラム実行部は、前記アラーム情報が再度発せられると、そのアラーム情報に関連付けられている自動操作プログラムを読み出して実行するようにしてもよい。
また、上記課題を解決するため、本発明のコンピュータプログラムは、フィールド機器と接続する機器通信部と、前記フィールド機器に対する操作を受け付ける操作受付部と、受け付けた操作を示す記録情報である自動操作プログラムを記録開始指示および記録終了指示に基づいて生成する自動操作プログラム生成部と、生成された前記自動操作プログラムを格納する記憶部と、前記記憶部に格納された前記自動操作プログラムを実行する自動操作プログラム実行部として情報処理装置を機能させ、前記自動操作プログラム生成部は、前記フィールド機器からアラーム情報を取得すると、取得した前記アラーム情報を関連付けて前記自動操作プログラムを生成することを特徴とする。
本発明によれば、同一の作業を多数のフィールド機器に対して行なう作業者の負荷を軽減することができるフィールド機器管理装置が提供される。
本実施形態のフィールド機器管理装置にフィールド機器を接続した状態を示すブロック図である。 フィールド機器管理装置が自動操作プログラムを生成し、データベースに格納する処理動作について説明するフローチャートである。 操作情報／操作プログラム変換テーブルの例を示す図である。 フィールド機器管理装置が自動操作プログラムを実行する処理動作について説明するフローチャートである。 本実施形態の変形例を示すブロック図である。 従来のフィールド機器管理装置にフィールド機器を接続した状態を示すブロック図である。
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態のフィールド機器管理装置１００にフィールド機器２００を接続した状態を示すブロック図である。
本図に示すように、フィールド機器管理装置１００は、機器通信部１１０、機器情報表示部１２０、機器設定調整部１３０、機器情報管理部１４０、記憶部として機能するデータベース１５０、自動操作プログラム生成部１６０、自動操作プログラム実行部１７０、作業者からの各種操作を受け付ける操作受付部１８０を備えている。
フィールド機器管理装置１００は、例えば、汎用的なＰＣ（Personal Computer）を用いて構成することができる。この場合、ＰＣは、上記の各機能部を実現させるために開発されたプログラムを実行することで、フィールド機器管理装置１００として機能することができるようになる。もちろん、フィールド機器管理装置１００は、専用装置として構成してもよい。
機器通信部１１０は、接続されたフィールド機器２００との通信処理を行なう。具体的には、機器情報取得要求をフィールド機器２００に送信し、機器情報を取得する等の処理を行なう。機器情報表示部１２０は、取得したフィールド機器２００の機器情報を表示する等の処理を行なう。
機器設定調整部１３０は、機器設定／調整機能を有している。作業者が、機器情報表示部１２０に表示された機器情報を選択し、機器設定調整部１３０の機器設定／調整機能を起動すると、フィールド機器の種類毎に用意されたＤＴＭ（Device Type Manager）と呼ばれるＧＵＩ（Graphical User Interface）コンポーネント上に機器パラメータが表示され、作業者は、初期パラメータの設定を行なうことができる。機器情報管理部１４０は、機器パラメータなどフィールド機器２００の保全に関する情報を、データベース１５０に保存／読み出すことができる。
上記の従来の機能に加え、本実施形態の機器通信部１１０、機器設定調整部１３０、機器情報管理部１４０は、作業者から操作受付部１８０を介して受け付けた操作の内容を操作情報として操作情報ファイル１６１に記録する。また、機器通信部１１０、機器設定調整部１３０、機器情報管理部１４０は、自動操作プログラム実行部１７０の制御にしたがった処理動作を行なう。
自動操作プログラム生成部１６０は、操作情報ファイル１６１に記録された操作情報を、自動操作プログラム１６３に変換して、データベース１５０に格納する。操作情報ファイル１６１から自動操作プログラム１６３への変換処理は、操作情報／操作プログラム変換テーブル１６２を参照して行なう。
自動操作プログラム実行部１７０は、データベース１５０から自動操作プログラム１６３を読み出して、実行する。自動操作プログラム１６３の実行時においては、自動操作プログラム１６３にしたがって、機器通信部１１０、機器設定調整部１３０、機器情報管理部１４０に対する制御を行なう。
次に、上記構成のフィールド機器管理装置１００の処理動作について説明する。まず、フィールド機器管理装置１００が自動操作プログラム１６３を生成し、データベース１５０に格納する処理動作について図２のフローチャートを参照して説明する。
本処理動作は、操作受付部１８０が、作業者から自動操作プログラム１６３の作成開始指示を受け付けることで開始する（Ｓ１０１）。このため、フィールド機器管理装置１００の操作受付部１８０は、作業者から自動操作プログラム１６３の作成開始指示を受け付けるためのインタフェース、例えば、操作キー、メニュー等を用意しておく。
自動操作プログラム１６３の作成開始指示を受け付けた後は、機器通信部１１０、機器設定調整部１３０、機器情報管理部１４０が、作業者から操作受付部１８０を介して操作を受け付ける毎に（Ｓ１０２）、受け付けた操作の内容を示す操作情報を操作情報ファイル１６１に逐次記録する（Ｓ１０３）。このとき、作業者は、従来通りのフィールド機器２００に対する管理操作を行なえばよい。また、機器通信部１１０、機器設定調整部１３０、機器情報管理部１４０も、操作情報を記録しつつ、フィールド機器２００に対しては管理者から受け付けた操作にしたがって従来と同様の管理処理を行なう。
操作情報は、機器通信部１１０、機器設定調整部１３０、機器情報管理部１４０が受付け可能な操作内容とコマンドおよびパラメータとを対応させておくことで操作情報ファイル１６１に記録することができる。操作内容と対応させるコマンドおよびパラメータを、作業差が理解可能な構文体系としておくことで、後から編集、変更、確認等が可能となる。
以上の操作情報の記録処理を、作業者が記録終了指示を行なうまで、繰り返す（Ｓ１０４）。作業者が記録終了指示を行なうと（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、自動操作プログラム生成部１６０は、操作情報ファイル１６１に記録された操作情報を操作プログラムに変換する（Ｓ１０５）。
図３は、操作情報ファイル１６１から操作プログラムへの変換処理において自動操作プログラム生成部１６０が参照する操作情報／操作プログラム変換テーブル１６２の例を示す図である。
本図に示すように、操作情報／操作プログラム変換テーブル１６２は、操作情報毎に、操作プログラムを対応させたテーブルである。操作プログラムは、自動操作プログラム実行部１７０が解釈できる形式であれば足り、作業者が理解できない形式であってもよい。
操作情報ファイル１６１から操作プログラムへの変換は、操作情報単位で行ない、操作情報ファイル１６１に記録されたすべての操作情報を操作プログラムに変換すると、変換された一連の操作プログラムをまとめて、１つの自動操作プログラム１６３とする（Ｓ１０６）。
そして、生成された自動操作プログラムをデータベース１５０に格納する（Ｓ１０７）。このとき、作業者に任意のファイル名を付させるようにしてもよい。例えば、操作内容と対応したファイル名を付すことで、後に必要な自動操作プログラム１６３を呼び出すときの利便性が高まることになる。
次に、フィールド機器管理装置１００が自動操作プログラム１６３を実行する処理動作について図４のフローチャートを参照して説明する。自動操作プログラム１６３は、自動操作プログラム１６３の記録の際に行なったフィールド機器２００に対する一連の処理を、他のフィールド機器２００に対しても行なう場合に実行する。
まず、作業者は、操作対象となるフィールド機器２００を接続する（Ｓ２０１）。そして、フィールド機器管理装置１００は、データベース１５０に格納されている自動操作プログラム１６３のうち、接続されたフィールド機器２００に対して実行する自動操作プログラム１６３の指定を受け付ける（Ｓ２０２）。
自動操作プログラム１６３の指定を受け付けると、自動操作プログラム実行部１７０が、自動操作プログラム１６３を読み出し、読み出した自動操作プログラム１６３にしたがって機器通信部１１０、機器設定調整部１３０、機器情報管理部１４０を制御して、フィールド機器２００に対する管理処理を逐次実行する（Ｓ２０４）。
以上の処理を自動操作プログラム１６３が終了するまで繰り返し（Ｓ２０４）、自動操作プログラム１６３が終了すると（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、自動操作プログラム１６３の実行を終了したことを作業者に通知して（Ｓ２０５）、本処理を終了する。
このように、フィールド機器管理装置１００は、自動操作プログラム１６３にしたがって自動的にフィールド機器２００に対する管理処理を行なうため、同一の作業を多数のフィールド機器に対して行なう作業者の負荷が大幅に軽減されることになる。
以上説明したように、本実施形態のフィールド機器管理装置１００によれば、プラントにおいて、同一の作業を多数のフィールド機器２００に対して行なう場合、最初のフィールド機器２００に対して行なう作業を自動操作プログラム１６３に記録しておき、以降のフィールド機器２００については、自動操作プログラム１６３を実行することで、作業の自動化を実現することができる。
これにより、作業者は、例えば、フィールド機器２００の交換作業を行なう場合に、設定パラメータを記録したり、操作手順を覚えておく必要がなくなる。この結果、作業負荷が軽減されるのに加え、作業時間を大幅に削減することができる。
また、多数の種類および多数のパラメータを有するフィールド機器２００の管理において、頻繁に行なう作業について自動操作プログラム１６３を生成してデータベース１５０に格納しておくことで、必要に応じて自動操作プログラム１６３を随時実行することができるようになり、作業効率を大幅に高めることができるようになる。
次に、本実施形態の変形例について説明する。図５は、本実施形態の変形例であるフィールド機器管理装置１００ａを説明するためのブロック図である。上記実施形態と同じ機能部については同じ符号を用いて説明する。
上記の実施形態では、フィールド機器管理装置１００の操作に関する情報を操作情報ファイル１６１として記録し、自動操作プログラム１６３を生成する処理について説明した。変形例では、フィールド機器２００が発信するエラー情報と、エラーに対応するフィールド機器管理装置１００ａの操作内容について自動操作プログラムを生成するようにする。
この場合、本図に示すように、自動操作プログラム生成部１６０ａに、アラーム情報ファイル１６４とアラーム情報／操作プログラム変換テーブル１６５をさらに備えさせるようにする。
本変形例において、機器通信部１１０ａが、接続されたフィールド機器２００からエラーが発生した旨のアラーム情報を取得すると、取得したアラーム情報をアラーム情報ファイル１６４に記録する。また、機器通信部１１０ａ、機器設定調整部１３０、機器情報管理部１４０は、作業者がこのアラームに対応して行なった操作を、上記の実施形態と同様に操作情報ファイル１６１に記録する。
そして、自動操作プログラム生成部１６０ａは、操作情報ファイル１６１に記録された操作情報を、操作情報／操作プログラム変換テーブル１６２を参照して操作プログラムに変換し、アラーム情報ファイル１６４に記録されたアラーム情報を、アラーム情報／操作プログラム変換テーブル１６５を参照して、操作プログラム形式に変換する。次いで、変換された両操作プログラムを関連付けて自動操作プログラム１６３を生成し、データベース１５０に格納する。
これにより、フィールド機器２００で再度同じエラーが発生し、アラーム情報が発せられると、自動操作プログラム実行部１７０が、そのアラーム情報に関連付けられた自動操作プログラム１６３ａをデータベース１５０から読み出して、実行することで、フィールド機器管理装置１００ａが自動的にエラーに対応する自動保全処理を行なえるようになる。なお、自動操作プログラム１６３ａの実行は作業者の指示に基づいて開始するようにしてもよい。
また、上記の実施形態では、フィールド機器管理装置を例に説明したが、本発明を適用してプラント制御システムを構築することで、プラント全体を自動管理することも可能となる。また、定期的なテストを必要とするバルブのフルスストロークテストやパーシャルストロークへの適用も可能である。
１００…フィールド機器管理装置、１１０…機器通信部、１２０…機器情報表示部、１３０…機器設定調整部、１４０…機器情報管理部、１５０…データベース、１６０…自動操作プログラム生成部、１６１…操作情報ファイル、１６２…操作情報／操作プログラム変換テーブル、１６３…自動操作プログラム、１６４…アラーム情報ファイル、１６５…アラーム情報／操作プログラム変換テーブル、１７０…自動操作プログラム実行部、１８０…操作受付部、２００…フィールド機器、３００…フィールド機器管理装置、３１０…機器通信部、３２０…機器情報表示部、３３０…機器設定調整部、３４０…機器情報管理部、３５０…データベース

Claims (4)

  1. フィールド機器と接続する機器通信部と、
    前記フィールド機器に対する操作を受け付ける操作受付部と、
    受け付けた操作を示す記録情報である自動操作プログラムを記録開始指示および記録終了指示に基づいて生成する自動操作プログラム生成部と、
    生成された前記自動操作プログラムを格納する記憶部と、
    前記記憶部に格納された前記自動操作プログラムを実行する自動操作プログラム実行部と、を備え、
    前記自動操作プログラム生成部は、前記フィールド機器からアラーム情報を取得すると、取得した前記アラーム情報を関連付けて前記自動操作プログラムを生成することを特徴とするフィールド機器管理装置。
  2. 前記自動操作プログラム実行部は、
    前記アラーム情報が再度発せられると、そのアラーム情報に関連付けられている自動操作プログラムを読み出して実行することを特徴とする請求項１に記載のフィールド機器管理装置。
  3. 前記自動操作プログラム生成部は、受け付け可能な操作と操作プログラムとを対応させたテーブルを参照して、前記自動操作プログラムを生成することを特徴とする請求項１または２に記載のフィールド機器管理装置。
  4. フィールド機器と接続する機器通信部と、
    前記フィールド機器に対する操作を受け付ける操作受付部と、
    受け付けた操作を示す記録情報である自動操作プログラムを記録開始指示および記録終了指示に基づいて生成する自動操作プログラム生成部と、
    生成された前記自動操作プログラムを格納する記憶部と、
    前記記憶部に格納された前記自動操作プログラムを実行する自動操作プログラム実行部として情報処理装置を機能させ、
    前記自動操作プログラム生成部は、前記フィールド機器からアラーム情報を取得すると、取得した前記アラーム情報を関連付けて前記自動操作プログラムを生成することを特徴とするコンピュータプログラム。
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