JP5138155B2 - 機械を監視し、診断する方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、一般に、測定パラメータの監視に関し、特に、機械を監視し、診断する方法及びシステムに関する。

周知の監視システムのうち、少なくともいくつかのシステムは、例えば、モータ及びタービンなどの機械駆動装置を監視するか、あるいは、ポンプ、圧縮機及びファンなどの被機械駆動構成要素を監視する。他の周知の監視システムは、例えば、配管系のようなプロセスのプロセスパラメータを監視する。そのような監視システムは、分散制御システム（ＤＣＳ）とは無関係に動作するか、又はＤＣＳを介して統合される。解析機能を実行するために、ユーザは、ＤＣＳを利用して、パラメータの様々な組み合わせを作成することができる。しかし、周知の分散制御システムの中では、それらの組み合わせや解析機能は、その分散制御システムが動作を実行しているＤＣＳプラットフォームに特有である。従って、一般に、複数の機械を監視するために、それらの組み合わせ及び解析機能を使用すること、又は他のＤＣＳシステムにおいて、それらの組み合わせ及び解析機能を使用することは、ソフトウェアコードを大幅に編集しない限り不可能である。

複雑な解析機能を作成し且つ／又は編集する作業は、相当に高いレベルの専門知識を必要とし、長い時間を要するプロセスである。例えば、アプリケーションエンジニアは、機械の多様な動作状態及び誤動作を検出する目的で、解析機能を使用するための知識を身につけているであろうが、その知識をコンピュータ読み取り可能なコードに翻訳するために必要とされる専門技術を有してはいないであろう。更に、アプリケーションエンジニアの専門知識は、多種多様な状況における、長年にわたる訓練と経験の賜物として獲得された知識であろう。この訓練と経験は、アプリケーションエンジニア及びその雇用主にとっては、貴重な知的財産となる。それは、アプリケーションエンジニア及びその雇用主が獲得し、顧客に対して販売することを望む知的財産である。周知のＤＣＳのうち、少なくともいくつかは、厳しいとはいえないレベルでアクセスから保護された環境におけるプログラミングを許可するにすぎない。そのようなＤＣＳでは、ＤＣＳの監視機能、解析機能及び制御機能のプログラミングにおいて実施される知的財産は、無許可の使用から保護されず、他のシステムにおいて、又は同じシステムの他の機械に対してコピーされ、編集され、使用されるおそれがある。更に、あるコードが１つの機械に適用可能であるとき、ＤＣＳにより監視されるべき他の機械に対して、そのコードを使用できるようにするために、大幅な編集が要求される場合もある。

通常、ソフトウェアアプリケーションに追加される特徴及び機能性の数が増すにつれて、アプリケーションの実行を制御する構成プロパティ及び設定プロパティの複雑さも増す。特に、モジュラー方式で設計されたアプリケーションにおいて、その傾向が強い。しかし、ユーザは、右クリックメニュー及び他のプロパティページに埋め込まれたプロパティページなどの、混乱を招くような各種メカニズムを通して、そのような構成設定及びプロパティ設定を利用することができるだけである。
特開２００３−５２５４８９号公報

１つの面においては、機械監視システムを管理する方法が提供される。機械監視システムは、少なくとも１つのルールセットのデータベースを含む。ルールセットは、リアルタイムデータ入力に対するリアルタイムデータ出力の関係式として表現される少なくとも１つのルールを含む。この関係式は、１つのプラント資産に特有の式である。方法は、１つのルールセットを表し、ルールセットフルオペランド相対パス情報を含むデータを、機械監視システムへインポートすることと、フルオペランド相対パス情報の少なくとも一部を使用してデータ入力をロケートするように構成された少なくとも１つのルールセットを、プラント監視制御システムにより監視される特定のプラント資産に適用することと、少なくとも１つの関係式及びデータ入力を使用して、少なくとも１つのルールセットのデータ出力を判定することと、機械監視システム及びプラント監視制御システムのうちの少なくとも一方へデータ出力を送信することとを含む。

別の面においては、プラントのネットワーク利用機械監視システムが提供される。システムは、ユーザインタフェース及びブラウザを含むクライアントシステムと、ルールセットを格納する集中データベースと、クライアントシステム及びデータベースに結合されるように構成されたサーバシステムとを含む。ルールセットは、リアルタイムデータ入力に対するリアルタイムデータ出力の関係式として表現される少なくとも１つのルールを含む。この関係式は、１つのプラント資産に特有の式である。サーバシステムは、更に、ユーザに、フルオペランド相対パス情報を含む少なくとも１つのルールセットをサーバシステムへインポートさせ、フルオペランド相対パス情報の少なくとも一部を使用して、データ入力をロケートするように構成されたインポート済ルールセットを、プラント監視制御システムにより監視される特定のプラント資産に適用させ、少なくとも１つの関係式及びデータ入力を使用して、インポートされたルールセットのデータ出力を判定させ、イベント型及びアクション可能な情報テキストセットのうちの少なくとも一方を実行させることができるように構成される。

更に別の面においては、ユーザインタフェースを含むクライアントシステム及びデータベースに結合されたサーバシステムを使用して、機械監視システムを管理するための、コンピュータ読み取り可能な媒体において実施されるコンピュータプログラムが提供される。プログラムは、ユーザに、ルールセットのライブラリから少なくとも１つのルールセットを選択することをプロンプトし、次に、フルオペランド相対パス情報を含む、選択された少なくとも１つのルールセットを、ユーザがサーバシステムへインポートすることを可能にし、フルオペランド相対パス情報の少なくとも一部を使用して、データ入力をロケートするように構成された、インポートされたルールセットを、プラント監視制御システムにより監視される特定のプラント資産に適用し、少なくとも１つの関係式及びデータ入力を使用して、インポートされたルールセットのデータ出力を判定し、イベント型及びアクション可能な情報テキストセットのうちの少なくとも一方を実行するコードセグメントを含む。

図１は、分散制御システム（ＤＣＳ）２０のような工業プラント監視制御システムのネットワークアーキテクチャ１０の一実施形態のブロック線図である。工業プラントは、ポンプ、モータ、ファン及びプロセス監視センサなどの複数のプラント機器を含む。プロセス監視センサは、連絡配管を介してＤＣＳ２０と流体連通状態で結合されると共に、１つ以上の遠隔入出力（Ｉ／Ｏ）モジュール及び相互接続ケーブル及び／又は無線通信を介してＤＣＳ２０と信号通信状態で結合される。この実施形態では、工業プラントは、ネットワークバックボーン２２を含むＤＣＳ２０を含む。ネットワークバックボーン２２は、例えば、ツイストペアケーブル、シールド同軸ケーブル又は光ファイバケーブルから製造されたハードワイヤードデータ通信経路であってもよく、あるいは、少なくとも部分的に無線であってもよい。ＤＣＳ２０は、プロセッサ２４を更に含んでいてもよい。プロセッサ２４は、工業プラントの構内又は遠隔場所に配置されたプラント機器に、ネットワークバックボーン２２を介して通信可能に結合される。ネットワークバックボーン２２に動作可能に接続される機械の数は限定されないことを理解すべきである。機械の一部は、ネットワークバックボーン２２にハード配線され、別の部分は、ＤＣＳ２０に通信可能に結合された基地局２６を介して、バックボーン２２に無線結合されていてもよい。工業プラントから遠く離れた場所に配置されるが、工業プラント内部の１つ以上のシステムに接続される機器又はセンサなどと共に、無線基地局２６は、ＤＣＳ２０の有効通信範囲を拡張するために使用されてもよい。

ＤＣＳ２０は、複数の機器と関連する複数の動作パラメータを受信し、表示するように構成されてもよい。更に、ＤＣＳ２０は、自動制御信号を発生し、工業プラントの機器の動作を制御するための手動操作制御入力を受信するように構成される。この実施形態では、ＤＣＳ２０で受信され、工業プラント機械のオンライン監視及び診断を可能にするデータを解析するために、ＤＣＳ２０は、プロセッサ２４を制御するように構成されたソフトウェアコードセグメントを含んでいてもよい。データは、ポンプ及びモータを含む各機械、関連するプロセスセンサ、更には、例えば、振動センサ、地震センサ、周囲温度センサ及び周囲湿度センサを含む局所環境センサから収集される。データは、局所診断モジュール又は遠隔入出力モジュールにより事前処理されてもよく、あるいは未処理形態でＤＣＳ２０へ送信されてもよい。

ＤＣＳ２０は、工業プラントを制御するために独立して動作してもよく、あるいは１つ以上の他の制御システム１１０に通信可能に結合されてもよい。各制御システム１１０は、互いに通信すると共に、ネットワークセグメント１１２を介してＤＣＳ２０と通信してもよく、あるいはネットワークトポロジー、例えば、スター（図示せず）を介して通信してもよい。

連続統合機械監視システム（ＣＩＭＭＳ）１１４は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などの別個のアドオンハードウェア装置であってもよい。ＣＩＭＭＳ１１４は、ネットワークバックボーン２２を介して、ＤＣＳ２０及び他の制御システム１１０と通信する。ＣＩＭＭＳ１１４は、ＤＣＳ２０及び／又は他の制御システム１１０のうちの１つ以上の制御システムで実行されるソフトウェアプログラムセグメントで実施されてもよい。従って、このソフトウェアプログラムセグメントの一部がいくつかのプロセッサで同時に実行されるように、ＣＩＭＭＳ１１４は、分散方式で動作してもよい。そのため、ＣＩＭＭＳ１１４は，ＤＣＳ２０及び他の制御システム１１０の動作に完全に統合されてもよい。ＣＩＭＭＳ１１４は、ＤＣＳ２０により受信されたデータを解析し、他の制御システム１１０は、工業プラントのグローバルビューを使用して、機械及び／又はそれらの機械を採用するプロセスの状態を判定する。

この実施形態では、ネットワークアーキテクチャ１０は、サーバシステム２０２と、１つ以上のクライアントシステム２０４とを含む。サーバシステム２０２は、データベースサーバ２０６と、アプリケーションサーバ２０８と、ウェブサーバ２１０と、ファックスサーバ２１２と、ディレクトリサーバ２１４と、メールサーバ２１６とを更に含む。サーバ２０６、２０８、２１０、２１２、２１４及び２１６は、それぞれ、サーバシステム２０２で実行されるソフトウェアで実施されてもよく、あるいはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）（図示せず）に結合された複数の別個のサーバシステムにおいて、サーバ２０６、２０８、２１０，２１２、２１４及び２１６の何らかの組み合わせが、単独又は組み合わせて実施されてもよい。ディスク記憶装置２２０は、サーバシステム２０２に結合される。更に、システム管理者のワークステーション、ユーザワークステーション及び／又はスーパーバイザのワークステーションなどのワークステーション２２２がネットワークバックボーン２２に結合される。あるいは、ワークステーション２２２は、インターネットリンク２２６を使用してネットワークバックボーン２２に結合されるか、又は無線接続を介して接続される。

各ワークステーション２２２は、ウェブブラウザを有するパーソナルコンピュータであってもよい。ワークステーションで実行される機能は、通常、それぞれ対応するワークステーション２２２で実行されるものとして示されるが、そのような機能は、ネットワークバックボーン２２に結合された多数のパーソナルコンピュータのうちの１つで実行可能である。ワークステーション２２２が例として挙げられる別個の機能と関連するように説明されるのは、単に、ネットワークバックボーン２２にアクセス可能である個人により実行可能である様々に異なる種類の機能の理解を容易にするためである。

サーバシステム２０２は、従業員２２８や、例えば、サービスプロバイダ２３０などの第三者を含む様々な個人に通信可能に結合されるように構成される。この実施形態における通信は、インターネットを使用して実行されるように示されているが、他の実施形態においては、他のどのようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）型通信でも利用可能である。すなわち、システム及びプロセスは、インターネットを使用する実施形態に限定されない。

この実施形態では、ワークステーション２３２を有する許可された個人は、誰でも、ＣＩＭＭＳ１１４にアクセスできる。クライアントシステムのうちの少なくとも１つは、遠隔場所に配置されたマネージャワークステーション２３４を含んでいてもよい。ワークステーション２２２は、ウェブブラウザを有するパーソナルコンピュータで実施されてもよい。また、ワークステーション２２２は、サーバシステム２０２と通信するように構成される。更に、ファックスサーバ２１２は、電話リンク（図示せず）を使用するクライアントシステム２３６を含めて、遠隔場所に配置されたクライアントシステムと通信する。ファックスサーバ２１２は、他のクライアントシステム２２８、２３０及び２３４とも通信するように構成される。

以下に更に詳細に説明されるように、サーバシステム２０２には、ＣＩＭＭＳ１１４の計算機化モデリング及び解析用ツールが格納されていてもよい。それらのツールは、クライアントシステム２０４のうちのいずれか１つにおいて、クライアントの要求に応じてアクセスされることが可能である。一実施形態では、クライアントシステム２０４は、ウェブブラウザを含むコンピュータである。従って、サーバシステム２０２は、インターネットを介して、クライアントシステム２０４にアクセス可能である。クライアントシステム２０４は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又はワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）などのネットワーク、ダイアルイン接続、ケーブルモデム及び特殊高速ＩＳＤＮ回線を含む多数のインタフェースを介して、インターネットに接続される。クライアントシステム２０４は、ウェブ利用電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）又は他のウェブ利用接続可能機器を含めて、インターネットに接続可能であるどのような装置であることも可能である。データベースサーバ２０６は、以下に更に詳細に説明されるように、工業プラント１０に関する情報を含むデータベース２４０に接続される。一実施形態では、集中データベース２４０は、サーバシステム２０２に格納され、クライアントシステム２０４のうちの１つにおいて、ユーザとなりうるクライアントにより、クライアントシステム２０４のうちの１つを介してサーバシステム２０２にログオンすることによってアクセス可能である。別の実施形態においては、データベース２４０は、サーバシステム２０２から離れた場所に格納され、集中データベースでなくてもよい。

他の工業プラントシステムは、ネットワークバックボーン２２への独立接続を介してアクセス可能であるデータを、サーバシステム２０２及び／又はクライアントシステム２０４に提供する。対話型電子技術マニュアルサーバ２４２は、各機械の構成に関連する機械データに対する要求をサービスする。そのようなデータは、ポンプ曲線、モータ馬力定格、絶縁クラス及びフレームサイズなどの動作能力、寸法、ロータバー又はインペラブレードの数などの設計パラメータ、機械に対する現場修正、発見時アライメント測定値及び放置時アライメント測定値、並びに機械に対して実行された、機械を当初の設計状態に復元させないような修理などの機械保守履歴を含んでもよい。

携帯型振動モニタ２４４は、直接に、あるいはワークステーション２２２又はクライアントシステム２０４に含まれるポートのようなコンピュータ入力ポートを介して、ＬＡＮに間欠的に結合されてもよい。通常、振動データは、所定の機械リストから定期的に、例えば、月に１回又は他のペースでデータを収集するルートで収集される。振動データは、トラブルシューティング、保守及びコミッションアクティビティと関連して収集されてもよい。そのようなデータは、ＣＩＭＭＳ１１４のアルゴリズムに対して新たなベースラインを提供する。プロセスデータも、同様に、ルートベースで収集されるか、又はトラブルシューティング、保守及びコミッションアクティビティの間に収集されればよい。いくつかのプロセスパラメータは永久的に計測されるわけではなく、プロセスパラメータデータを収集するために、携帯型プロセスデータ収集器データ収集器２４４が使用されてもよい。収集されたプロセスパラメータデータは、ＣＩＭＭＳ１１４に対してアクセス可能になるように、ワークステーション２２２を介してＤＣＳ２０にダウンロードされる。プロセス流体化学解析装置及び汚染物質放出解析装置などの他のプロセスパラメータデータは、複数のオンラインモニタ２４を介して、ＤＣＳ２０に提供される。

様々な機械に供給される電力、又は工業プラントと共に発電機により発生される電力は、各機械と関連するモータ保護リレー２４６により監視されてもよい。通常、そのようなリレー２４６は、監視される機器から遠く離れたモータ制御センター（ＭＣＣ）又は機械に給電する開閉装置２５０に配置される。保護リレー２４６に加えて、開閉装置２５０は、監視制御データ収集システム（ＳＣＡＤＡ）を含んでいてもよい。このシステムは、ＣＩＭＭＳ１１４に、電源を提供するか、あるいは工業プラント、例えば、開閉所に配置されるか、又は遠く離れた場所にある送電線遮断器及び送電線パラメータに配置される送電システム（図示せず）を提供する。

図２は、ＣＩＭＭＳ１１４（図１に示される）と共に使用できるルールセット２８０の一例を示すブロック線図である。ルールセット２８０は、１つ以上のカスタムルールと、カスタムルールの挙動及び状態を定義する一連のプロパティとの組み合わせであってもよい。ルールとプロパティはバンドリングされ、ＸＭＬストリングのフォーマットで格納されてもよい。ＸＭＬストリングは、ファイルに格納されるときに２５文字英数字キーに基づいて暗号化されてもよい。ルールセット２８０は、１つ以上の入力２８２と、１つ以上の出力２８４とを含むモジュラー知識セルである。入力２８２は、ＣＩＭＭＳ１１４の特定の場所からルールセット２８０へデータを誘導するソフトウェアポートであってもよい。例えば、ポンプ外部振動センサからの入力は、ＤＣＳ２０のハードウェア入力端へ送信される。ＤＣＳ２０は、その入力端で信号をサンプリングし、信号を受信する。その後、信号は処理され、ＤＣＳ２０に対してアクセス可能であり且つ／又はＤＣＳ２０と一体であるメモリの記憶場所に格納される。ルールセット２８０の第１の入力２８６は、メモリの記憶場所にマッピングされる。それにより、メモリのその記憶場所のコンテンツは、ルールセット２８０に対して、入力として利用可能になる。同様に、出力２８８も、ＤＣＳ２０に対してアクセス可能であるメモリの別の記憶場所、又は別のメモリにマッピングされてもよく、それにより、メモリのその記憶場所は、ルールセット２８０の出力２８８を含む。

この実施形態では、ルールセット２８０は、例えば、発電所、精錬所及び化学処理設備などの工業プラントにおいて稼働中である機器と関連する特定の問題の監視及び診断に関連する１つ以上のルールを含む。ルールセット２８０は、１つの工業プラントと共に使用されるものとして説明されるが、任意の知識を獲得するために、ルールセット２８０は適切に構成されてもよく、また、どのような分野においても、解決策を判定するために、ルールセット２８０が使用されてよい。例えば、ルールセット２８０は、経済的行動、財政活動、気象現象、設計プロセス及び医療条件に関連する知識を含んでいてもよい。その場合、ルールセット２８０は、そのような分野における問題の解決方法を判定するために使用される。ルールセット２８０が適用されるどのようなシステムにも知識が伝送されるように、ルールセット２８０は、１つ又は多数の情報源からの知識を含む。入力２８２及び出力２８４の特定化によって、ルールセット２８０をＣＩＭＭＳ１１４に適用することが可能になるように、知識は、出力２８４を入力２８２に関連付けるルールの形態で獲得される。ルールセット２８０は、ある特定のプラント資産に特有のルールのみを含んでいてもよく、その特定のプラント資産と関連して起こりうる唯一の問題を指向していてもよい。例えば、ルールセット２８０は、モータ又はモータ／ポンプの組み合わせに適用可能であるルールのみを含んでいてもよい。ルールセット２８０は、振動データを使用して、モータ／ポンプの組み合わせの状態を判定するルールのみを含んでいてもよい。また、ルールセット２８０は、一連の診断ツールを使用して、モータ／ポンプの組み合わせの状態を判定するルールを含んでいてもよく、それらの診断ツールは、振動解析技法の他に、例えば、モータ／ポンプの組み合わせの性能計算ツール及び／又は財政計算ツールを更に含んでいてもよい。

動作中、ルールセット２８０は、入力２８２と出力２８４の関係をユーザにプロンプトするソフトウェア開発ツールにおいて作成される。入力２８２は、例えば、デジタル信号、アナログ信号、波形、手動操作により入力されるパラメータ及び／又は構成パラメータ、及び他のルールセットからの出力などを表現するデータを受信してもよい。ルールセット２８０中のルールは、論理的ルール、数値アルゴリズム、波形及び信号処理技法の適用、エキスパートシステム及び人工知能アルゴリズム、統計ツール、並びに出力２８４を入力２８２と関連付ける他のあらゆる式を含む。出力２８４は、各出力２８４を受信するように予約され、構成された、メモリ内のそれぞれ対応する記憶場所にマッピングされてもよい。そこで、ＣＩＭＭＳ１１４及びＤＣＳ２０は、メモリ内の記憶場所を使用して、ＣＩＭＭＳ１１４及びＤＣＳ２０が実行するようにプログラムされたあらゆる監視機能及び／又は制御機能を実行する。入力２８２は、直接又は介在する装置を介して間接的にルールセット２８０に供給されてもよく、出力２８４は、直接に又は介在する装置を介して間接的にルールセット２８０に供給されてもよいが、ルールセット２８０のルールは、ＣＩＭＭＳ１１４及びＤＣＳ２０とは無関係に動作する。

図３は、ルールセット２８０（図２に示される）のライフサイクルの一例を示す流れ図３００である。ルールセット２８０の作成中、開発モード３０２において、ルールセット２８０を作成する分野の専門家は、開発ツールを使用して、１つ以上のルールをオーサリングすることにより、特定の資産に特有なその分野の知識を明らかにする。ルールの符号化が不必要であるように、出力２８４と入力２８２との関係の式を作成することにより、ルールは作成される。オペランドは、図形方法、例えば、開発ツールに組み込まれたグラフィカルユーザインタフェースにおいてドラッグアンドドロップを使用して、オペランドのライブラリから選択されてもよい。画面表示（図示せず）のライブラリ部分から、オペランドの図形表現が選択され、ルール作成部分へドラッグアンドドロップされる。入力２８２とオペランドとの関係は、論理的表示方式で配列され、特定のオペランドと、入力２８２のうち選択される特定の入力とに基づいて、定数などの値が、ユーザに適宜プロンプトされる。専門家の知識を獲得するために必要とされるだけの数のルールが作成される。従って、ルールセット２８０は、顧客が課する必要条件及びルールセット２８０が関連する特定の分野における技術水準に基づいて、診断ルール及び／又は監視ルールのロバストセットを含むか、あるいは相対的にロバストではない診断ルール及び／又は監視ルールのセットを含む。入力２８２の様々な組み合わせ及び値が、出力２８４において、予測される出力を生成することを保証するために、開発ツールは、開発の試験モード３０４の間にルールセット２８０を試験するための資源を提供する。ルールセット２８０において獲得された知識又は知的財産を保護するために、ルールセット２８０が暗号キーを所有している者以外の者により変更されるのを防止するように、開発暗号コードが使用されてもよい。例えば、ルールセット２８０の作成担当者は、ルールセット２８０のエンドユーザをロックアウトするために暗号キーを保持する。あるいは、作成担当者は、エンドユーザ又は第三者に対して暗号キーを販売してもよく、ある期間にわたり暗号キーの使用を許可してもよい。第三者が暗号キーを獲得した場合、第三者は、エンドユーザに対してサービスを提供することになる。

開発後、ルールセット２８０は、配信モードに入る。そこで、ルールセット２８０は、送信可能な形態、例えば、Ｅメール、ＣＤ‐ＲＯＭ、インターネットのサイトへのリンク、又はコンピュータ読み取り可能なファイルを送信するための他の何らかの手段などを介して顧客へ送信できるＸＭＬファイルに変換される。ルールセット２８０は、配信暗号コードによって暗号化されてもよい。配信暗号コードは、例えば、配信暗号キーを購入するなどの方法により、エンドユーザが作成担当者により許可されない限り、ルールセット２８０の使用を阻止する。ルールセット２８０は、コンピュータ読み取り可能なファイルを送信できる何らかの手段を介して、エンドユーザにより受信される。ルールセットマネージャ３０６は、ＣＩＭＭＳ１１４の一部を形成するソフトウェアプラットフォームであってもよい。ルールセットマネージャ３０６は、配信可能な形態のルールセット２８０を受信し、それをＣＩＭＭＳ１１４により使用可能なフォーマットに変換する。ルールセットマネージャ３０６は、エンドユーザに、１つ以上のルールセット２８０をオブジェクトとして操作させるグラフィカルユーザインタフェースであってもよい。ルールセットマネージャ３０６は、入力２８２及びそれらに対応するメモリ内の記憶場所が正確にマッピングされ、且つ出力２８４及びそれらに対応するメモリ内の記憶場所が正確にマッピングされるように、ルールセット２８０を適用するために使用されてもよい。最初にルールセット２８０が適用されるとき、ルールセット２８０は、試行モード３０８に入る。試行モード３０８において、ルールセット２８０により検出される異常挙動の通知が配信されないか、又は限られた範囲内で配信されることを除いて、ルールセット２８０は、作成された通りに動作する。試行モード３０８の間、ルールセット２８０が動作環境の中で正しく動作することを保証するために、品質認証が実行される。品質認証が完了すると、ルールセット２８０は、コミッションモード３１０に入る。コミッションモード３１０において、ルールセット２８０は、ルールセット２８０中のルールの全機能を伴って、ＣＩＭＭＳ１１４で動作する。別の実施形態では、ルールセット２８０のライフサイクルは２つのモード、すなわち、試行モード及びライブモードのみを含む。試行モードにおいては、イベントが生成されず、通知も送信されないことを除いて、ルールは通常通りに実行される。ライブモードは、コミッションモード３１０とほぼ同様である。

図４は、モニターサポートマネージャ（Monitoring Support Manager：ＭＳＭ）４０１のエントリ画面のツリービューを表示するユーザインタフェース４００の一実施形態である。ユーザは、ＣＩＭＭＳ１１４（図１に示される）を実行しているＰＣのディスプレイに配置されたツールバーから、例えば、アイコン、ドロップダウンメニュー、ホットキーシーケンス、又はＭＳＭ４０１をメモリにロードし、ＭＳＭ４０１の実行を開始することをプロセッサ２４に報知する他の入力を使用して、ＭＳＭ４０１の実行を選択できる。ＭＳＭ４０１のエントリページのコンテンツ管理モジュールは、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）Explorer（登録商標）におけるユーザの経験に非常に類似するように設計されてもよい。これは、フォルダ４０２及びファイル４０４の構造環境を使用する。フォルダは、ルールセット２８０、Microsoft （登録商標）Word、Excel（登録商標）、Power point（登録商標）、ＰＤＦ、ＨＴＭＬ、ＸＭＬなどの様々な種類のファイルを編成するためのコンテナである。ＭＳＭ４０１を使用するコンテンツ管理によって、エンドユーザは、同じプラントシステム内の機器、プラントの同じ場所、又は同じ型の機器に適用されるルールセット２８０、あるいはエンドユーザが判定する他の何らかの編成基準を編成するために、フォルダ、フォルダ内フォルダを作成することができる。１つのフォルダの中に、更に多くのフォルダ又はファイルを格納できる。

ＭＳＭ４０１は、監視支援タスクを実行する際の中心となる場所を提供することにより、様々な監視支援能力を容易に使用できるようにする。そのようなタスクには、ルールセット２８０をルールセットライブラリへインポートすること、ルールセット２８０を企業、例えば、多数の現場を有する会社の中の１つ以上の資産に適用すること、資産からルールセット２８０を除去すること、ルールセット２８０の様々に異なるバージョンを管理すること、ルールセットを更新すること、適用されたルールセット２８０の中のルールに対してオペランドを解くこと、ルールセットのライフサイクルを管理すること、ルールセット２８０中のルールのコミッション前試験を実行すること、ルールセットセキュリティを強化すること、カスタムルールを作成し、適用すること、アクションプラン及びアクション可能な情報テキストセットを作成／修正すること、通知プランを作成／修正すること、及びカスタム条件型（イベント型）を作成／修正することが含まれるであろう。

図５は、フォルダリスト５０４においてルールセットマネージャ（Rule Set Manager）フォルダ５０２を選択した後に表示されるユーザインタフェース５００の一実施形態を示す図である。ルールセットマネージャアプリケーションを選択すると、このアプリケーションは、ルールセット２８０のインポートを可能にし、ルールセットテンプレート（図示せず）をプラント資産に適用させる。ルールセットマネージャは、ルールセットテンプレートのインポートの管理を容易にする。Rule Set Managerフォルダ５０２は、フォルダリスト５０４のツリービューにおける１つのノードを表す。ノードであるRule Set Managerフォルダ５０２が拡張される場合、Rule Set Managerフォルダ５０２のサブフォルダがフォルダリスト５０４に表示されてもよい。また、Rule Set Managerフォルダ５０２が消失した場合には、サブフォルダは表示されないか、又は隠蔽されてもよい。Rule Set Managerフォルダ５０２より下位であるか、又はその中に含まれるフォルダ及びファイルは、ユーザインタフェース３００のルールセット及びフォルダ部分５０６に表示される。各レベルのフォルダの子は、親を選択し且つ／又はフォルダリスト５０４を拡張することにより表示される。

ルールセットインポータアプリケーションは、ルールセットを発見し、そのルールセットを企業に追加するためのウィザード利用プロセスであり、ルールセットファイルの場所を特定するためのブラウズウィンドウを含む。暗号キーが要求される場合、ルールセット２８０がインポートされる前に暗号キーを入力することをユーザに要求するウィンドウが表示される。暗号キーは、ルールセットがエクスポートされた時点で自動的に生成され、キーが生成されるときにコピー／貼り付けされる。ルールセットインポータは、更に、ルールパックファイルを解釈してもよい。ルールセットインポータは、企業データベースにルールセット情報を入力し、ルールセットのリストを再生するために、ＭＳＭを起動してもよい。

ルールセットライブラリマネージャは、ツリービューにおいてルールセットライブラリノードが選択されたときにロードされるルールセットライブラリの詳細をリストアップし、インポートされた全てのルールセットのリストを表示し、各ルールセット２８０の名前、ルールセット２８０が適用される資産の型及びルールセット２８０のバージョンを表示するアプリケーションモジュールである。

ルールセットマネージャは、ツリービューにおいてルールセット２８０のノードが選択されたときにロードされるルールセット２８０のバージョンのリストを表示してもよい。ルールセットマネージャは、インポートされたルールセットが既に企業に存在するか否かを検査し、インポートされたルールセット２８０のバージョンに基づいて、所定のメッセージを表示する。インポートされたルールセットが既存のルールセット２８０とは異なるバージョンである場合、このルールセット２８０を使用する全ての資産が更新されてもよい。選択されたルールセットバージョンは削除されてもよい。

ルールセットバージョンマネージャは、ツリービューにおいてルールセット２８０のバージョンノードが選択されたときにロードされるルールセット２８０のバージョンの詳細のリストを表示してもよく、選択されたルールセットノードに関する情報を表示する。

ルールセットアプリケーションウィザードは、３つの部分から成るルールセットアプリケーションプロセスを管理する。ルールセットアプリケーションプロセスの３つの部分とは、資産選択、ルールセット一般プロパティ及びオペランドマッピングである。資産は、階層ビューを使用して、企業階層から選択される。ユーザは、階層ビューに基づいて、階層中の選択される資産までドリルダウンする。ルールセットは、選択された資産に適用され、活動状態にされ、ルールセットの名前及び／又はタグ名が変更される。オペランドマッピングダイアログは、ルールセット２８０中の全てのオペランドのうちの少なくとも一部のツリー型リストを含む。リスト中の各オペランドは、ルール名、オペランド記述、測定型、相対コンポーネントパス及びオペランド状態を含む。測定型及び相対コンポーネントパスは、「未知」であってもよい。それらが「未知」である場合、テキストは赤色で表示されてもよい。オペランドは「未解決」であってもよく、このテキストも赤色で表示されてよい。各ルールセットは、各々が特権のセットを有するユーザのリストを構成する能力を提供する。特権のセットは、例えば、ルールセットアドミニストレータ（Rule Set Administrator）（全特権）、オペランドマッピング（Map Operand）及びルールセット適用（Apply Rule Sets）を含む。それらの特権は、ルールセット又は他のルールに対するアクションを実行するときに、ＭＳＭ全体に適用される。現在ユーザが必要な特権を有していない場合、ＭＳＭは、アクションビューを阻止してもよい。

図６は、Rule Set Managerフォルダ５０２の中に含まれるフォルダを通してドリルダウンした後に、ユーザに対して表示されるユーザインタフェース６００の一実施形態を示す図である。フォルダリスト５０４は、複数のルールセット２８０を表示し、編成するように構成された様々なフォルダのツリーノードを表示する。ＭＳＭ４０１を使用して、どのような数のフォルダ及びサブフォルダでも、ユーザの設備に関連する論理的方式で作成でき、編成できる。フォルダリスト５０４において１つのルールセット２８０が選択されると、選択されたルールセット２８０の詳細がルールセットプロパティ表示６０２に表示される。この表示６０２は、各ルールセット２８０に関する情報を含む。例えば、この実施形態では、ルールセットプロパティ表示６０２は、縦列の形態で、ルールセットアクティビティ（Activity）フィールド６０４、ルールセットユーザネーム（User Name）フィールド６０６、ルールセットタグネーム（Tag Name）フィールド６０８、ルールセットバージョン（Version）フィールド６１０、及びルールセットアセットパス（Asset Path）フィールド６１２を含む。別の実施形態においては、ルールセットプロパティ表示６０２は、これより多い数又は少ない数のルールセットプロパティを示すように構成されてもよい。

本発明の技術的効果は、アプリケーションの専門家によるソフトウェア符号化を必要とせずに作成及び修正可能な形態で、専門的知識を獲得することである。知識は、ソフトウェアルールのセットの出力をソフトウェアルールのセットの入力に関連付けるルールの形態で獲得される。その後、暗号キーの所有者のみがルールセットをインポートできるように、ルールセットは暗号化されてもよい。動作中、ルールセットは、データ入力を受信し、ルールセットにおいて作成された知識ルールにより入力に関連付けられるデータ出力を送信するブラックボックスとして動作する。ルールセットは、データネットワーク又はコンピュータ読み取り可能な媒体を介して、顧客、又は許可を受けた第三者サービスプロバイダなどの他のユーザへ容易に送信可能である形態に変換されてもよい。

本発明は、工業プラントに関連して説明されたが、他の数多くの適用用途も考えられる。商業施設、例えば、船舶、航空機及び列車などの車両、オフィスビル、又は建物の構内、並びに精錬所及び中流液体設備、及び工場のように、個別の製品出力を製造する設備などの設備を含めた、どのような制御システムにも本発明を適用可能である。

送信可能、遂行可能なモジュラー形態で知識を獲得する上述のシステム及び方法は、費用効率にすぐれ、設備の動作及び保守を監視し、管理する際の信頼性が高い。特に、ここで説明される方法及びシステムは、設備の機械の状態を判定するのに好都合である。その結果、ここで説明される方法及びシステムは、費用効率にすぐれ且つ信頼性の高い方法で、プラントの稼動コストを容易に低減できる。

リアルタイム機器監視システム及び方法の実施形態を先に詳細に説明した。システムは、ここで説明される特定の実施形態に限定されず、各システムの構成要素は、ここで説明される他の構成要素とは無関係に、別個に利用されてよい。各システム構成要素は、他のシステム構成要素と組み合わせても使用可能である。

なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。

工業プラント分散制御システム（ＤＣＳ）のネットワークアーキテクチャの一実施形態のブロック線図。 図１に示される連続統合機械監視システム（ＣＩＭＭＳ）と共に使用されるルールセットの一例を示すブロック線図。 図２に示されるルールセットのライフサイクルの一例を示す流れ図。 監視支援マネージャ（ＭＳＭ）エントリ画面のツリービューを表示するユーザインタフェースの一実施形態。 ユーザインタフェースのフォルダリストにおいてルールセットマネージャフォルダを選択した後に表示されるユーザインタフェースの一実施形態を示す図。 ルールセットマネージャフォルダの中に含まれるフォルダを介してユーザに対して表示されるユーザインタフェースの一実施形態を示す図。

符号の説明

１０…ネットワークアーキテクチャ、２０…分散制御システム（ＤＣＳ）、１１４…連続統合機械監視システム（ＣＩＭＭＳ）、２０２…サーバシステム、２０４…クライアントシステム、２４０…集中データベース、２８０…ルールセット、２８２…入力、２８４…出力

Claims (6)

1. １つのプラント資産に特有の関係式であり、リアルタイムデータ入力（２８２）に対するリアルタイムデータ出力（２８４）の関係式として表現される少なくとも１つのルールを含む少なくとも１つのルールセット（２８０）のデータベースを含む機械監視システムを管理する方法において、
   １つのルールセットへのアクセスを許可されたエンドユーザのリストを構成することと、
   前記許可されたエンドユーザによって前記機械監視システムへインポートされた、前記ルールセットに関連し、前記プラント資産の機器の動作パラメータ及びルールセットオペランド相対パス情報を含むデータ入力を、前記オペランド相対パス情報の少なくとも一部を使用して、ロケートするように構成された前記少なくとも１つのルールセットを、プラント監視制御システム（２０）により監視される特定のプラント資産に適用することと；
   前記少なくとも１つの関係式及び前記データ入力を使用して、前記少なくとも１つのルールセットのデータ出力を判定することと；
   前記機械監視システム及び前記プラント監視制御システムのうちの少なくとも一方へ前記データ出力を送信することと
   前記機械監視システム及び前記プラント監視制御システムのうちの少なくとも一方によって、前記データ出力に基づき前記プラント資産の状態を判定することと
   から成る方法。
2. ルールセットを表すデータをインポートすることは、前記ルールセットを拡張マークアップ言語（ＸＭＬ）ファイルとして受信することを含む請求項１記載の方法。
3. ルールセットを表すデータをインポートすることは、Ｅメール及びＣＤ‐ＲＯＭのうちの少なくとも一方を介して前記ルールセットを受信することを含む請求項１記載の方法。
4. ルールセットを表すデータをインポートすることは、前記ルールセットをルールセットライブラリへインポートすることを含む請求項１記載の方法。
5. 前記プラント監視制御システムは、１つの企業により動作される複数のプラント監視制御システムのうちの１つであり、前記ルールセットを表すデータをインポートすることは、
   特定のプラント資産型に基づいて基本ルールセットを作成することと；
   前記基本ルールセットを編集し、特定プラント資産向けルールセットを作成することと；
   前記ルールセットを前記機械監視システムへ送信することとを含む請求項１記載の方法。
6. ルールセットを表すデータをインポートすることは、プラント資産設計データ又はプラント資産保守履歴を使用して、前記特定プラント資産向けルールセットを試験することを更に含む請求項５記載の方法。