JP5489857B2 - プラントの制御プログラム設計支援装置 - Google Patents

Description

この発明は、火力や水力発電プラントのプラント監視制御装置の制御プログラム設計支援装置に関するものであり、特にＩ／Ｏデータと制御ロジックの整合管理を可能とするプラントの制御プログラム設計支援装置に係るものである。

従来のプラント制御用プログラムを図形入力形式で生成する計算機システムにおいて、計算機本体内にタスク制御部、Ｉ／Ｏデータ登録部、ロジック編集部、Ｉ／Ｏデータ管理部を設け、タスク制御部に入力装置、ウィンドウ表示装置を接続し、このウィンドウ表示装置の画面上に処理および入力結果表示用のウィンドウを複数個同時に表示させ、Ｉ／Ｏデータ登録と制御プログラム編集作業を並行する技術が示されている（例えば、特許文献１）。

特開平０４−２８０３０１号公報

しかしながら、上記特許文献１に示された技術は、プログラム編集作業に使用するＩ／ＯデータがＩ／Ｏデータ登録部に登録されているか否かは、編集作業者が判断しなければならず、このためＩ／Ｏデータ登録内容とロジック登録内容とで不整合が発生していたとしても、編集作業者が気づかなければ欠陥のある制御用プログラムが編集されるという問題点がある。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであって、Ｉ／Ｏデータファイル登録内容とロジックデータファイル登録内容をチェックし、その登録内容の不整合を画面表示することにより、制御プログラム設計の作業効率およびプログラムの品質を向上させることを目的とする。

この発明に係るプラント制御プログラム設計支援装置は、計算機と入力装置と表示装置とを備え、
計算機は入力装置からの入力によってプラントの制御プログラムの編集を行うものであり、計算機にはタスク制御部、Ｉ／Ｏデータ登録部、Ｉ／Ｏデータ管理部、Ｉ／Ｏデータファイルと、ロジック編集部、ロジックデータ管理部、ロジックデータファイルおよびデータチェック部が設けられており、タスク制御部は、Ｉ／Ｏデータ登録部およびロジック編集部の実行を制御するとともに、外部からの割り込み信号を制御し、かつ入力装置からの信号によりＩ／Ｏデータ登録処理あるいはロジック編集処理のいずれかの処理に切り替える機能を有し、制御用プログラムの編集中にＩ／Ｏデータを登録する必要が生じた場合には、入力装置の信号により、Ｉ／Ｏデータ登録処理を選択し、Ｉ／Ｏデータ登録部によってＩ／Ｏデータの入力処理を行うものであり、
Ｉ／Ｏデータ登録部は、プラントとの入出力信号を定義し、Ｉ／Ｏデータファイルに登録、格納するものであり、Ｉ／Ｏデータ管理部は、Ｉ／Ｏデータファイルへの入出力信号を管理するものであり、ロジック編集部は、登録、格納されたＩ／Ｏデータを使用してプラントのロジックデータを編集するものであり、ロジックデータファイルは、編集されたロジックデータを格納するものであり、ロジックデータ管理部は、ロジックデータファイルへの入出力信号を管理するものであり、
データチェック部は、Ｉ／Ｏデータファイルに格納されているＩ／Ｏデータと、ロジックデータで使用されているＩ／Ｏデータとの整合性のチェックをするものであり、そのチェックされた情報をタスク制御部は表示装置の画面上に表示することによりプラントの制御プログラムの作成を行うものである。

この発明によれば、上記のような構成を採用しているので、Ｉ／Ｏデータファイルに登録されているＩ／Ｏデータと編集されたロジックデータとの整合性がチェックされ、不整合を検出した場合に画面上に表示されるので、不整合を容易に摘出可能となり、その結果、制御プログラム作成作業効率およびプログラムの品質を向上させることが出来る。

実施の形態１によるプラントの制御プログラム設計支援装置を示すブロック図である。 実施の形態１による動作を示すフローチャートである。 実施の形態２による動作を示すフローチャートである。 実施の形態３による動作を示すフローチャートである。 実施の形態４による動作を示すフローチャートである。 実施の形態４のロジック変換ルールの例を示す図である。

実施の形態１．
以下、この実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１は実施の形態１によるプラントの制御プログラム設計支援装置を示すブロック図である。図１において、制御プログラム設計支援装置は、計算機１０と表示装置であるウィンドウ表示装置１６と入力装置１５とで構成される。前記計算機１０には、タスク制御部１１、Ｉ／Ｏデータ登録部１２、ロジック編集部１３、Ｉ／Ｏデータ管理部１４、Ｉ／Ｏデータファイル１７、ロジックデータ管理部１８、データチェック部１９、ロジックデータファイル２０が設けられている。前記タスク制御部１１には、入力装置１５およびウィンドウ表示装置１６が接続されている。

入力装置１５は、例えばキーボード、ポインティングデバイス等により構成されており、Ｉ／Ｏデータ名などを入力するための英数字入力機能および処理選択のための各種ファクションキーなどを備えている。ウィンドウ表示装置１６は表示画面に複数のウィンドウを表示し、処理結果や入力値確認のための再表示（エコーバック）を行う。

次に計算機１０の各部構成を説明する。
タスク制御部１１は、後述するＩ／Ｏデータ登録部１２およびロジック編集部１３の実行を制御するとともに、計算機１０への外部からの割り込み信号を制御する。Ｉ／Ｏデータ登録部１２はＩ／Ｏデータを定義、登録する機能を有する。ロジック編集部１３はウィンドウ表示装置１６の表示画面上に制御演算処理を図形化した「要素」を配置し、この「要素」間をラインで結んで制御ロジックとして編集を行い、ロジックデータファイルを作成する。Ｉ／Ｏデータ管理部１４は、Ｉ／Ｏデータファイル１７内のデータの出入りを管理、制御する。Ｉ／Ｏデータファイル１７にはプラントとの入力信号に関する名称、登録番号、Ｉ／Ｏ点が位置するチャンネル番号などのデータが登録、格納される。ロジックデータ管理部１８は、ロジックデータファイル２０内のデータの出入りを管理、制御する。ロジックデータファイル２０は、ロジック編集部１３にて作成されたロジックデータファイルを格納する。

データチェック部１９は、前記Ｉ／Ｏデータ管理部１４を経由してＩ／Ｏデータファイル１７にアクセスし、また前記ロジックデータ管理部１８を経由してロジックデータファイル２０にアクセスして、Ｉ／Ｏデータファイル１７に登録、格納されているデータが、ロジックデータファイル２０に使用されているか否かを判定する。

次に動作について説明する。
まず、入力装置１５のファンクションキーによって、タスク制御部１１はロジック編集処理を選択し、ロジック編集部１３によって制御用プログラムのロジックデータ編集作業を開始する。前述したように、ロジック編集部１３はウィンドウ表示装置１６の表示画面上に制御演算処理を図形化した「要素」を配置し、要素間をラインで結んでロジックデータを編集していく。
ロジック編集部１３にて作成されたロジックデータは、ロジックデータ管理部１８により管理される。データチェック部１９はＩ／Ｏデータ管理部１４とロジックデータ管理部１８に問い合わせ、Ｉ／Ｏデータファイル１７とロジックデータファイル２０との整合性をチェックする。この詳細は、図２に基づいて後述する。
一方、制御用プログラムの編集中にＩ／Ｏデータを登録する必要が生じた場合には、入力装置１５のファンクションキーによりＩ／Ｏデータ登録処理を選択し、Ｉ／Ｏデータ登録部１２によってＩ／Ｏデータの入力処理も平行して実行する。但し、ここでいう平行とは見かけ上のもので、実際にはタスク制御部１１によって図示省略した中央演算処理装置（ＣＰＵ）を時分割で複数の処理手段が使えるように制御している。

次に、図２に示すフローチャートに基づく動作を説明する。
ＳＴ１にて入力装置１５の信号によりタスク制御部１１は、Ｉ／Ｏデータ登録処理あるいはロジック編集処理のいずれかに切り替えられる。Ｉ／Ｏデータ登録処理の場合、ＳＴ２にてＩ／Ｏデータ登録部１２は入力するＩ／Ｏデータを定義、登録する。ＳＴ３にてＩ／Ｏデータ管理部１４を介してＩ／Ｏデータファイル１７にデータを格納する。一方、ロジック編集処理の場合、ＳＴ４にてロジック編集部１３はロジックデータ管理部１８を介して、ロジックデータを入力し、ＳＴ５にてロジックデータファイルを生成する。

次にこの発明の特徴とする構成のデータチェック部１９の動作をＳＴ６〜ＳＴ１２で説明する。
ＳＴ６において、データチェック部１９はロジックデータ管理部１８からロジックデータファイル２０を読み込む。このロジックデータファイル２０は、１実行単位である複数のロジックシートで構成されている。ＳＴ７で前記ロジックシートを構成する各ロジックシート内に入力使用している信号を抽出する。ＳＴ８で各ロジックシートの前記入力信号（入力データ）をキーとして、ロジックデータファイル２０内より前記ロジックシートの出力信号（出力データ）を検索する。ＳＴ９でいずれのロジックシートからも出力信号として生成されていない入力信号を未生成入力信号リストとして作成、出力する。
次にＳＴ１０で、データチェック部１９は、Ｉ／Ｏデータ管理部１４を介し、Ｉ／Ｏデータファイル１７を読み込み、ＳＴ１１でＩ／Ｏデータファイル１７に登録されている信号と前記未生成入力信号リストとを対比する。ＳＴ１２で未生成入力信号リスト中のＩ／Ｏデータ番号をＩ／Ｏデータファイル１７に色替え等でマーキングし、その情報をタスク制御部１１経由、ウィンドウ表示装置１６に送信、ウィンドウ表示装置１６はＩ／Ｏデータ番号を表示する。

このようにこの実施の形態１によれば、Ｉ／Ｏデータファイル１７に登録されているにもかかわらず、ロジックデータ作成でそのＩ／Ｏデータを使用していない場合に、自動的にプログラムの不整合を検出し、Ｉ／Ｏデータ番号にマーキングして、ウィンドウ表示装置１６に表示されるので、制御プログラムの品質を向上させることができるとともに、制御プログラム作成の作業効率が向上する。

実施の形態２．
次に、実施の形態２を図３に基づいて説明する。
前述した実施の形態１では、Ｉ／Ｏデータファイル１７にＩ／Ｏデータが登録されているにもかかわらず、ロジックデータ作成にてそのＩ／Ｏデータが使用されていないという不整合を検出して、対応するＩ／Ｏデータ番号をウィンドウ表示装置１６に表示するものであったが、この実施の形態２は、ロジックデータ作成が漏れているという前記不整合を検出して、対応するロジックデータをウィンドウ表示装置１６に表示するものであり、さらにロジックデータファイル２０に格納されているロジックデータが未使用のものも合わせて表示するものである。

図３に示すフローチャートで、データチェック部１９の動作を説明する。なお、前述した実施の形態１の図２のＳＴ１〜ＳＴ５は、この実施の形態２においても同様であるので、図３において図２に示したＳＴ１〜ＳＴ５の記載を省略する。また図３においてＳＴ６〜ＳＴ８は、前述した図２と同様であるので説明を省略する。
ＳＴ９でいずれのロジックシートからも出力信号として生成されていない入力信号と、ロジックシート番号とを未生成入力信号リストとして出力する。ＳＴ１０において、ロジックシートの出力信号をキーとして、いずれのロジックシートの入力信号にも使用されてない信号を、未使用信号リストとして出力する。ＳＴ１１でＩ／Ｏデータ管理部１４を介しＩ／Ｏデータファイル１７を読み込み、ＳＴ１２において、入力信号リストをキーとして、Ｉ／Ｏデータファイル１７を検索する。ＳＴ１３において、前記検索したＩ／Ｏデータファイル１７の中に、定義した入力信号が見つからなかった前記未生成入力信号および未使用信号をロジックシート上に表示するとともに、ウィンドウ表示装置１６に表示する。

このようにこの実施の形態２によればロジックデータファイル２０にて入力信号が定義されていない場合、つまりＩ／Ｏデータが使用されていない場合やロジック出力信号が使用されていない場合などのプログラム不整合が画面上に表示されるので、制御プログラムの品質と作業効率を向上させる。

実施の形態３．
次に、実施の形態３を図４に基づいて説明する。
この実施の形態３はロジックデータファイル２０中で入力信号として使用されているにもかかわらず、Ｉ／Ｏデータファイル１７中に登録されていない入力信号をＩ／Ｏデータファイル１７に自動的に登録する例である。図４に示すフローチャートでデータチェック部１９の動作を説明する。なお、この図４も前述した図３と同様に、図２に示したＳＴ１〜ＳＴ５の説明を省略する。
図４において、ＳＴ６〜ＳＴ１２は実施の形態２の図３と同様であるので説明を省略する。ＳＴ１３にて、Ｉ／Ｏデータファイル１７中に入力信号が見つかった場合、入力信号リストに入力シート番号とともにＩ／Ｏデータ番号を記録し、前記入力信号リストを出力する。ＳＴ１４において、検索したＩ／Ｏデータファイル１７の中に定義した入力信号が見つからなかった入力信号をロジックデータファイル２０に記録するとともに、ウィンドウ表示装置１６に表示する。なおこの際合わせてＳＴ１０で生成した未使用信号リストも表示する。
ＳＴ１５において、入力信号リストを参照してＩ／Ｏデータ番号が未定義の入力信号を検出し、Ｉ／Ｏデータファイル１７に追加登録する。

このように、この実施の形態３によれば、Ｉ／Ｏデータファイル１７にＩ／Ｏデータを登録することなく、ロジックデータを作成した場合でも、データチェック部１９が記録されてないＩ／Ｏデータを検出してＩ／Ｏデータファイル１７に追加登録するので、プログラムの不整合を自動修復することができる。

実施の形態４．
次に、実施の形態４を図５に基づいて説明する。
図５は、実施の形態４による制御プログラム設計支援装置を示すブロック図である。この制御プログラム設計支援装置は、予めロジックデータのひな形となる基本パターンと、Ｉ／Ｏデータファイルとの関連付けとを変換ルールとして登録することにより、Ｉ／Ｏデータファイル１７からロジックデータを自動生成することが可能な点が、前述した実施の形態１〜３と相違する。このような機能を発揮するため、図５に示す計算機１０ａは、前述した実施の形態１の図１に示す制御プログラム設計支援装置の計算機１０に、ロジックデータ変換ルール登録部３１、ロジックデータ変換ルールファイル３２およびＩ／Ｏデータ／ロジックデータ変換処理部３３が追加して設けられたものである。従って、この追加された部分以外の説明は省略する。

前記ロジックデータ変換ルール登録部３１は、あらかじめロジックデータのひな形となる基本パターンと、Ｉ／Ｏデータファイルとの関連付けを変換ルールとして登録し、ロジックデータ変換ルールファイル３２を生成する。Ｉ／Ｏデータ／ロジックデータ変換処理部３３は、ロジックデータ変換ルールファイル３２を参照し、Ｉ／Ｏデータファイル１７からＩ／Ｏデータを入力、ロジックデータを自動生成し（Ｉ／Ｏデータ／ロジックデータ変換と記す）、その結果がロジックデータ管理部１８を経由してロジックデータファイル２０に格納される。図６は、開閉器の操作ロジックの変換例を、ロジックデータ変換ルール登録部３１内の変換ルールとして登録されたロジックデータ変換テーブルと共に示している。
以上のように、この実施の形態４によれば、変換ルールを登録することによって、Ｉ／Ｏデータファイルを作成するのみでロジックデータの自動生成を行うことができるので、比較的単純なロジックデータ生成の場合には作業効率が向上する。

１０，１０ａ 計算機、１１ タスク制御部、１２ Ｉ／Ｏデータ登録部、
１３ ロジック編集部、１４ Ｉ／Ｏデータ管理部、１７ Ｉ／Ｏデータファイル、
１８ ロジックデータ管理部、１９ データチェック部、
２０ ロジックデータファイル、３１ ロジックデータ変換ルール登録部、
３２ ロジックデータ変換ルールファイル、
３３ Ｉ／Ｏデータ／ロジックデータ変換処理部。

Claims (5)

1. 計算機と入力装置と表示装置とを備えたプラントの制御プログラム設計支援装置において、
   前記計算機は前記入力装置からの入力によってプラントの制御プログラムの編集を行うものであり、該計算機にはタスク制御部、Ｉ／Ｏデータ登録部、Ｉ／Ｏデータ管理部、Ｉ／Ｏデータファイルと、ロジック編集部、ロジックデータ管理部、ロジックデータファイルおよびデータチェック部が設けられており、前記タスク制御部は、前記Ｉ／Ｏデータ登録部および前記ロジック編集部の実行を制御するとともに、外部からの割り込み信号を制御し、かつ前記入力装置からの信号によりＩ／Ｏデータ登録処理あるいはロジック編集処理のいずれかの処理に切り替える機能を有し、制御用プログラムの編集中にＩ／Ｏデータを登録する必要が生じた場合には、前記入力装置の信号により、前記Ｉ／Ｏデータ登録処理を選択し、前記Ｉ／Ｏデータ登録部によって前記Ｉ／Ｏデータの入力処理を行うものであり、
   前記Ｉ／Ｏデータ登録部は、プラントとの入出力信号を定義し、前記Ｉ／Ｏデータファイルに登録、格納するものであり、前記Ｉ／Ｏデータ管理部は、前記Ｉ／Ｏデータファイルへの入出力信号を管理するものであり、前記ロジック編集部は、前記登録、格納されたＩ／Ｏデータを使用して前記プラントのロジックデータを編集するものであり、前記ロジックデータファイルは、前記編集されたロジックデータを格納するものであり、前記ロジックデータ管理部は、前記ロジックデータファイルへの入出力信号を管理するものであり、
   前記データチェック部は、前記Ｉ／Ｏデータファイルに格納されているＩ／Ｏデータと、前記ロジックデータで使用されているＩ／Ｏデータとの整合性のチェックをするものであり、そのチェックされた情報を前記タスク制御部は前記表示装置の画面上に表示することによりプラントの制御プログラムの設計支援を行うことを特徴とするプラントの制御プログラム設計支援装置。
2. 前記計算機にはさらに加えて、ロジックデータ変換ルール登録部と、Ｉ／Ｏデータ／ロジックデータ変換処理部と、ロジックデータ変換ルールファイルとが設けられており、前記ロジックデータ変換ルール登録部は、ロジックデータのひな形となる基本パターンと、前記Ｉ／Ｏデータとの関連付けを変換ルールとして登録して前記ロジックデータ変換ルールファイルを生成するものであり、
   前記Ｉ／Ｏデータ／ロジックデータ変換処理部は、前記ロジックデータ変換ルールファイルを参照して、前記Ｉ／ＯデータファイルからＩ／Ｏデータを取り込みロジックデータを生成するものであり、前記ロジックデータ管理部は、前記生成されたロジックデータを前記ロジックデータファイルに格納することを特徴とする請求項１に記載のプラントの制御プログラム設計支援装置。
3. 前記データチェック部は、前記Ｉ／Ｏデータファイルに登録、格納されたＩ／Ｏデータのうち、前記ロジックデータファイルで使用されてないＩ／Ｏデータをチェックして抽出するものであり、その使用されてないＩ／Ｏデータの情報が前記Ｉ／Ｏデータファイル上で示されて前記表示装置の画面上に表示されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラントの制御プログラム設計支援装置。
4. 前記データチェック部は、前記ロジックデータファイルで使用されているＩ／Ｏデータが、前記Ｉ／Ｏデータファイルに登録、格納されているか否かのチェックを行い、登録、格納されてない前記Ｉ／Ｏデータが前記ロジックデータファイル上で示されて前記表示装置の画面上に表示されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラントの制御プログラム設計支援装置。
5. 前記Ｉ／Ｏデータファイルに登録、格納されてない前記Ｉ／Ｏデータが、前記ロジックデータファイル上で示されて前記表示装置の画面上に表示されるとともに、前記Ｉ／Ｏデータ管理部は前記Ｉ／Ｏデータを前記Ｉ／Ｏデータファイルに登録、格納することを特徴とする請求項４に記載のプラントの制御プログラム設計支援装置。

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