JP5187638B2 - オンラインメンテナンス装置 - Google Patents

Description

本発明は、制御バスを介して上位の操作監視装置及びエンジニアリング装置と通信する制御装置に実装されている制御タスクが、入出力装置を介してフィールド機器へのデータの書込みと読返しを実行すると共に、前記制御装置に実装されているオンラインメンテナンス手段が、前記エンジニアリング装置からの要求に基づいてロードデータを前記フィールド機器にロードしてオンラインメンテナンスを実行する、オンラインメンテナンス装置に関するものである。

図２は、従来のオンラインメンテナンス装置の構成例を示す機能ブロック図である。分散型制御システムにおける制御装置１０は、制御バス２０を介して上位の操作監視装置３０及びエンジニアリング装置４０と通信すると共に、プラントのフィールド機器５０と通信する。

制御装置１０に実装されている制御タスク１１は、入出力装置１２を介してフィールド機器５０に対するデータ書き込みと読み込みを実行する。入出力装置１２は、フィールド機器５０からの読返しデータＲＤの読込み手段１２ａ及びフィールド機器５０への書込みデータＷＤの書込み手段１２ｂよりなる。

制御装置１０に実装されているオンラインメンテナンス手段１３は、システムがオンラインで稼動中にフィールド機器５０に対するメンテナンスを実行する。オンラインメンテナンスは、特定の機器のファンクションブロックの処理手順の変更や制御パラメータの変更等であり、システム全体を停めることなく、特定機器のメンテナンスを局部的に実行することができる。

オンラインメンテナンス手段１３は、上位のエンジニアリング装置４０よりオンラインのメンテナンス開始要求Ｓ１を受信すると、オンラインメンテナンス中情報Ｓ１及びＳ２を入出力装置１２及び操作監視装置３０に通知し、メンテナンスの内容を示すロードデータＬＤをエンジニアリング装置４０より取得し、メンテナンス対象のフィールド機器５０に送信する。

一方、ロードデータＬＤの送信中でも定周期処理を実行する入出力装置１２の読込み手段１２ａは、フィールド機器５０から出力される読返しデータＲＤを定周期で読み込み、制御タスク１１に渡す処理を継続する。

このとき、読込み手段１２ａは、オンラインメンテナンス手段１３からのオンラインメンテナンス中情報Ｓ１チェックし、「オンラインメンテナンス中」の場合は、読返しデータＲＤのステータスをデータ値不良エラー(ＢＡＤ)にして制御タスク１１に渡す。

制御タスク１１は、入出力装置１２からデータ値不良エラー(ＢＡＤ)を受信した場合には、出力開放（ＯＯＰ：output open）異常を示すデータ不良アラームＡＬを操作監視装置３０に送信する。

同時に、制御タスク１１は、自己の制御機能を手動モードとするマニュアルフォールバックし、入出力装置１２のデータ書込み手段１２ｂへの出力データＷＤの書込み要求は行なわない。従って、データ書込み手段１２ｂからフィールド機器５０へのデータ書き込みは停止される。

フィールド機器５０へのロードデータＬＤの送信が完了し、フィールド機器５０が定常動作に復帰すると、入出力装置１２の読込み手段１２ａは、オンラインメンテナンス手段１３からのオンラインメンテナンス中情報Ｓ２をクリアする。

オンラインメンテナンスの終了後は、フィールド機器５０から読込み手段１２ａ経由で制御タスク１１へ出力読み返し（出力トラッキング）が行われる。その後、制御タスク１１は、書込み手段１２ｂに出力データの書込み要求を行い、書込み手段１２ｂ経由でフィールド機器５０へ出力データを書き込みが復帰する。このとき、制御タスク１１の状態はマニュアルフォールバックのままなので、制御タスク１１による自動制御は継続されない。

特開２００８−５２３１５号公報

従来のオンラインメンテナンス装置の構成では、次のような問題がある。
（１）フィールド機器５０のオンラインメンテナンス時に、制御タスク１１からのデータ読み返し要求に対し、読込み手段１２ａが、読返しデータＲＤのステータスをＢＡＤにしてデータ値不良エラーを返しているので、制御タスク１１はこのエラーを検出して、自身の機能をマニュアルフォールバックしてしまう。

（２）このため、フィールド機器５０のオンラインメンテナンス終了後にフィールド機器に対するデータの入出力が復帰しても、マニュアルフォールバックした制御タスク１１については、オペレータの操作により自動運転モードに切替えないと自動制御が継続しない。

（３）ユーザは、オンラインメンテナンス中に制御タスク１１から通知されるデータ不良アラームＡＬと、定常制御状態で発生する異常を示すエラーを識別する必要があり、オペレーションが煩雑になる。

本発明の目的は、フィールド機器のオンラインメンテナンス時にデータ不良アラームの発生を抑制すると共に、オンラインメンテナンス終了後に制御タスクの自動運転をバンプレスに継続させることを可能とするオンラインメンテナンス装置の実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）制御バスを介して上位の操作監視装置及びエンジニアリング装置と通信する制御装置に実装されている制御タスクが、入出力装置を介してフィールド機器へのデータの書込みと読込みを実行すると共に、前記制御装置に実装されているオンラインメンテナンス手段が、前記エンジニアリング装置からの要求に基づいてロードデータを前記フィールド機器にロードしてオンラインメンテナンスを実行する、オンラインメンテナンス装置において、
前記オンラインメンテナンス手段は、
前記エンジニアリング装置よりオンラインメンテナンス開始要求を受けたときに、前記入出力装置に対してオンラインメンテナンス中情報と共に、前記フィールド機器からの読返しデータに対するデータ値不良エラー扱いを抑制するエラー抑制指令を通知し、
前記入出力装置は、
前記オンラインメンテナンス中情報及び前記エラー抑制指令が通知されている期間中は、前記フィールド機器からの読返しデータのステータスを初期化手動要求として前記制御タスクに渡す、
ことを特徴とするオンラインメンテナンス装置。

（２）前記制御タスクは、前記入出力装置のから前記初期化手動要求を受けている期間中は、前記フィールド機器への書込みデータの送信を停止することを特徴とする（１）に記載のオンラインメンテナンス装置。

（３）前記制御タスクは、前記入出力装置に対する前記オンラインメンテナンス中情報及び前記エラー抑制指令が消滅したとき以降は、前記フィールド機器へのデータ書込みを、前記初期化手動要求直前の読返しデータ値からバンプレスに自動継続することを特徴とする（１）にまたは（２）に記載のオンラインメンテナンス装置。

（４）前記フィールド機器は、フィールドバス規格に準拠することを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載のオンラインメンテナンス装置。

本発明によれば、次のような効果を期待することができる。
（１）オンラインメンテナンス時に、制御タスクから操作監視装置に対するデータ不良アラームが発生せず、正常動作として見えるので、ユーザのオペレーションの混乱が回避される。

（２）オンラインメンテナンス終了後にフィールド機器に対する入出力が再開した後も、制御タスクのＰＩＤブロック等の機能がマニュアルフォールバックしないため、自動制御を継続させることが可能となる。

（３）入出力装置は、オンラインメンテナンス中は、フィールド機器からの読返しデータのステータスを初期化手動要求として制御タスクに渡すので、メンテナンス終了以降は、フィールド機器へのデータ書込みを、初期化手動要求直前の読返しデータ値からバンプレスに自動継続させることができる。

本発明を適用したオンラインメンテナンス装置の一実施例を示す機能ブロック図である。 従来のオンラインメンテナンス装置の構成例を示す機能ブロック図である。

以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明を適用したオンラインメンテナンス装置の一実施例を示す機能ブロック図である。図２で説明した従来装置と同一要素には同一符号を付す。

図１に示す本発明が適用された制御装置１００において、制御タスク１０１、入出力装置１０２、オンラインメンテナンス装置１０３の基本構成は、図２の制御装置１０における制御タスク１１、入出力装置１２、オンラインメンテナンス装置１３の構成と同一機能である。

図１において、図２の従来装置に付加された特徴の第１は、オンラインメンテナンス装置１０３から入出力装置の読込み手段１０２ａに通知されるオンラインメンテナンス中情報Ｓ１に追加してエラー抑制指令Ｓ４が通知される。

従来装置に付加された特徴の第２は、エラー抑制指令Ｓ４を受信した読込み手段１０２ａは、フィールド機器５０からの読出しデータＲＤのステータスを不良データ扱いとせず、初期化手動要求として制御タスク１０１に渡す。

本発明が適用された制御装置１００の動作を説明する。まず、オンラインメンテナンス手段１０３は、エンジニアリング装置４０からオンラインメンテナンス開始要Ｓ１を受信する。

オンラインメンテナンス手段１０３は、オンラインメンテナンス開始時にオンラインメンテナンス中情報Ｓ３を操作監視装置３０に通知すると共に、オンラインメンテナンス中情報Ｓ２及びエラー抑制指令Ｓ４を読込み手段１０２ａに通知する。

オンラインメンテナンスが開始されると、オンラインメンテナンス手段１０３は、エンジニアリング装置４０より受信したロードデータＬＤをフィールド機器５０に送信する。
一方、ロード中にも定周期に行われている読込み手段１０２ａの読み込み機能は、フィールド機器５０からの出力データの読み返しを行う。

読込み手段１０２ａは、オンラインメンテナンス中情報Ｓ２、エラー抑制指令Ｓ４をチェックし、「オンラインメンテナンス中」かつ「エラー抑制」の場合は、読み返しデータＲＤのステータスを「初期化手動（IMAN）要求」にし、「エラーなし」として制御タスク１０１へ渡す。

制御タスク１０１は、読込み手段１０２ａから「エラーなし」が返された場合、操作監視装置３０へデータ不良アラームＡＬを発生しない。また、読み返しデータＲＤのステータスが「初期化手動（IMAN）要求」の場合、制御タスク１０１はマニュアルフォールバックせず、書込み手段１０２ｂに対して出力データの書込み要求も行なわない。従って、書込み手段１０２ｂは、制御タスク１０１からの書込み要求がないため、フィールド機器５０への出力データの書込みは行わない。

エンジニアリング装置４０からフィールド機器５０へのロードが完了し、フィールド機器５０が復帰すると、読込み手段１０２ａは、オンラインメンテナンス手段１０３からのオンラインメンテナンス中情報Ｓ３及びアラーム抑制指令Ｓ４をクリアする。

オンラインメンテナンス終了後は、フィールド機器５０から読込み手段１０２ａ経由で制御タスク１０１へ出力読み返し（出力トラッキング）を行う。その後、制御タスク１０１は出力データの書込み要求を行い、書込み手段１０２ｂ経由でフィールド機器５０への出力データの書き込みが復帰する。

このとき、制御タスク１０１の状態はマニュアルフォールバックしていないので、制御タスク１０１の運転モードがＡＵＴ(自動運転モード)の場合は、フィールド機器へのデータ書込みを初期化手動要求直前の読返しデータ値からバンプレスに継続する自動制御が実行される。

以上説明した本発明によるオンラインメンテナンスは、一般的なフィールド機器及びPROFIBUSやFOUNDATION FIELDBUS等のフィールドバス規格に準拠するフィールド機器を対象とすることができる。

２０ 制御バス
３０ 操作監視装置
４０ エンジニアリング装置
５０ フィールド機器
１００ 制御装置
１０１ 制御タスク
１０２ 入出力装置
１０２ａ 読込み手段
１０２ｂ 書込み手段
１０３ オンラインメンテナンス手段

Claims (4)

1. 制御バスを介して上位の操作監視装置及びエンジニアリング装置と通信する制御装置に実装されている制御タスクが、入出力装置を介してフィールド機器へのデータの書込みと読込みを実行すると共に、前記制御装置に実装されているオンラインメンテナンス手段が、前記エンジニアリング装置からの要求に基づいてロードデータを前記フィールド機器にロードしてオンラインメンテナンスを実行する、オンラインメンテナンス装置において、
   前記オンラインメンテナンス手段は、
   前記エンジニアリング装置よりオンラインメンテナンス開始要求を受けたときに、前記入出力装置に対してオンラインメンテナンス中情報と共に、前記フィールド機器からの読返しデータに対するデータ値不良エラー扱いを抑制するエラー抑制指令を通知し、
   前記入出力装置は、
   前記オンラインメンテナンス中情報及び前記エラー抑制指令が通知されている期間中は、前記フィールド機器からの読返しデータのステータスを初期化手動要求として前記制御タスクに渡す、
   ことを特徴とするオンラインメンテナンス装置。
2. 前記制御タスクは、前記入出力装置のから前記初期化手動要求を受けている期間中は、前記フィールド機器への書込みデータの送信を停止することを特徴とする請求項１に記載のオンラインメンテナンス装置。
3. 前記制御タスクは、前記入出力装置に対する前記オンラインメンテナンス中情報及び前記エラー抑制指令が消滅したとき以降は、前記フィールド機器へのデータ書込みを、前記初期化手動要求直前の読返しデータ値からバンプレスに自動継続することを特徴とする請求項１にまたは２に記載のオンラインメンテナンス装置。
4. 前記フィールド機器は、フィールドバス規格に準拠することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のオンラインメンテナンス装置。

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