JP5907857B2 - ロジック図面及び試験テーブル作成装置 - Google Patents

Description

本発明は、監視制御システム等において制御ロジックが記述されるロジック図面を作成するとともにロジック図面を試験するための試験テーブルを作成する装置に関するものである。

監視制御システムは、温度、圧力、位置、その他各種センサーにより、監視の対象となる装置からの情報を運転・監視員に提示するとともに、運転・監視員の操作によりモーター、弁、開閉器、油圧装置など各種装置を制御するシステムであり、発電プラント、化学プラント、受配電設備、上下水道など、幅広い分野で用いられている。
図１０は、この種の一般的な監視制御システムの概要を示すもので、図において、監視の対象となる装置１ａ，１ｂと、これらの装置１ａ，１ｂと信号の送受信を行うモジュール２ａ，２ｂと、運転・監視員３との情報のやり取りを行うモジュール２ｃと、これらの情報をもとに計算等を行うモジュール２ｄ等から構成されている。なお、これらのモジュール２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、通信経路４によって結合されている。

ところで、このような監視制御システムの各モジュールの処理内容は、回路図のような有向グラフで表されることが広く行われており、信号の処理はノードで、信号の流れはノードをつなぐリンクで表現される。以下では、信号処理を行うノードを演算素子と呼び、演算素子をつなぐリンクを信号線と呼ぶ。これらのモジュールの処理内容は、デジタル計算機上で動作を模擬して処理を実現する、つまりデジタル計算機上のプログラムとして実装することが多い。ここでは、信号線とそれらを処理する演算素子から構成される図面をロジック図面と呼ぶ。

通常、ロジック図面で記述されたプログラムが正しく動作するかどうかを検証するために、これらに対する試験が一般的に行われている。これは、抽出した試験項目に対して、具体的に入力点と入力する値、その入力が与えられたときの出力点と出力される値（期待値）などを記載した試験テーブルに従い、試験が実施されることになる。
近年、システムが大規模化し、ロジック図面の枚数や複雑さが増大しつつあることを背景に、ロジック図面の試験テーブルの生成を自動化したり、試験作業を効率化したりする試みがいくつか提案されている。

特許文献１では、対象機器と同じ機器特性を有する類似機器を特定し、特定した類似機器の試験テーブルを雛形として、対象機器の試験テーブルを自動生成する手法が開示されている。また、特許文献２では、ロジック図面の入力仕様とロジック図面解析部が解析した結果に基づいて、アナログ値である入力値と処理の出力の期待値を含む試験テーブルを生成する手法が開示されている。さらに、特許文献３では、プログラム中の別名定義を抽出し試験テーブルにも記載可能とすることで、プログラムが部分的に修正されたり、試験処理が変更された場合等の再試験時に、試験作業の効率化を図る手法が開示されている。

また、制御ロジック、制御プログラムの作成を自動化したり支援したりする試みについてもいくつか提案されている。特許文献４では、取得された図面データから制御ロジックを構成する図形データを選択し、さらに所定の演算要素として認識し、認識された演算要素の図形データを制御ロジックデータに変換する制御ロジックデータ検証装置について開示されている。特許文献５では、プラント制御に係る制御ロジックを作成し、制御ロジックに係る制御パラメータを設定する保守ツールと、設定された制御パラメータの設定経緯情報に基づいて、設定値の信頼度を評価する運転支援装置について開示されている。特許文献６では、ロジック図、プラント毎の固有情報を入力すると、入力されたロジック図を分析して生成すべきプラントテーブル（表形式の制御プログラム）の種類と順序を決定し、その結果に基づいてプラントテーブルを生成する手法が開示されている。

以上のような、ロジック図面と、それを試験するための試験テーブルは、互いに整合性が取れていなければならない。例えば、試験テーブルに記載された入力点及び出力点は、対象となるロジック図面になければならず、もし、無ければ試験の実施が不可能となる。また、ロジック図面に記載された入力点及び出力点は、原則として試験テーブルにも記載がなければならず、もし、無ければその入力点及び出力点に関しては試験が行われないこととなる。

すなわち、上記特許文献１、２に記載の手法によれば、ロジック図面から試験テーブルを生成することができ、これらは生成時には整合性の取れたものであるが、ロジック図面の編集または試験テーブルの編集によって整合性が崩れていくことがある。さらに、ロジック図面を編集したときは、再度試験テーブルを生成し、試験テーブルを編集したときは、必要に応じてロジック図面も変更しなければならない。これらの作業を忘れると、整合性は保てなくなる。しかも、変更に伴う作業性もきわめて効率の悪いものとなっていた。

また、特許文献３、４、５、６に記載の手法により、監視制御システムの開発効率を上げることが可能であるが、特許文献４、５、６は試験テーブルとは関係がなく、また、特許文献３は再試験時の試験作業の効率化を図るものであって、ロジック図面と試験テーブルの整合性について何らかの効果を発揮するものではない。

特開２０１２−１１３５３８号公報 特開２０１１−１２８９５１号公報 特開２００３−２８０９４４号公報 特開２００１−９２５０４号公報 特開２００６−２０２２２６号公報 特開平１０−２０７６９８号公報

この発明は、これらの課題を解決するためなされたもので、ロジック図面と試験テーブルの作成を互いに整合性の取れた状態で進めることができ、不整合の発生を未然に防ぎ、不整合による実施不可能な試験の発生、具体的には、入出力点に対する試験の漏れ等を効率よく防止することができるロジック図面及び試験テーブル作成装置を提供するものである。

この発明にかかるロジック図面及び試験テーブル作成装置は、ロジック図面を格納するロジック図面格納装置、このロジック図面格納装置から記録されたロジック図面を取り出し、取り出したロジック図面に追加、削除、変更等の編集を行うことが可能なロジック図面編集装置、ロジック図面に対応する試験テーブルを格納する試験テーブル格納装置、この試験テーブル格納装置から記録された試験テーブルを取り出し、取り出した試験テーブルに追加、削除、変更等の編集を行うことが可能な試験テーブル編集装置、ロジック図面編集装置からロジック図面の変更部分を抽出し、試験テーブル編集装置に編集コマンドを与えるロジック図面変更部分抽出装置、試験テーブル編集装置から試験テーブルの変更部分を抽出し、ロジック図面編集装置に編集コマンドを与える試験テーブル変更部分抽出装置を備え、前記ロジック図面と前記試験テーブルを互いに整合性の取れた状態とするように、前記ロジック図面変更部分抽出装置の出力コマンドに基づき、前記試験テーブル編集装置上の試験テーブルに変更を加えるとともに、前記試験テーブル変更部分抽出装置の出力コマンドに基づき、前記ロジック図面編集装置上のロジック図面に変更を加えるようにしたものである。

この発明によれば、ロジック図面変更部分抽出装置は、ロジック図面編集装置においてロジック図面に加えられた変更を抽出し、試験テーブルに加えるべき変更を計算して、試験テーブル編集装置に編集コマンドを与え、試験テーブルに変更を加える。また、試験テーブル変更部分抽出装置は、試験テーブル編集装置において試験テーブルに加えられた変更を抽出し、ロジック図面に加えるべき変更を計算して、ロジック図面編集装置に編集コマンドを与え、ロジック図面に変更を加える。この結果、ロジック図面と試験テーブルが常に整合性の取れた状態に保たれるため、不整合による実施不可能な試験の発生、具体的には、入出力点に対する試験の漏れ等を効率よく防止することが可能となる。

この発明の実施の形態１に係るロジック図面及び試験テーブル作成装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１及び２を説明するためのロジック図面の例を示す図である。 この発明の実施の形態１を説明するためのロジック図面の記述ルールの例を示す図である。 この発明の実施の形態１及び２を説明するための試験テーブルの例を示す図である。 この発明の実施の形態１及び２を説明するためのロジック図面の例を示す図である。 この発明の実施の形態１及び２を説明するための試験テーブルの例を示す図である。 この発明の実施の形態３に係るロジック図面及び試験テーブル作成装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態３を説明するためのロジック図面の例を示す図である。 この発明の実施の形態３を説明するための試験テーブルの例を示す図である。 従来の一般的な監視制御システムの構成を示すブロック図である。

実施の形態１．
図１は、本発明のロジック図面及び試験テーブル作成装置の構成を示すブロック図で、ロジック図面格納装置１１、ロジック図面編集装置１２、ロジック図面変更部分抽出装置１３、試験テーブル格納装置１４、試験テーブル編集装置１５、試験テーブル変更部分抽出装置１６を備えて構成されている。
なお、図２は、ロジック図面格納装置１１に格納されているロジック図面の例を示すものであり、このロジック図面は、図３に示すような記載ルールに従い記述されている。
すなわち、ＩＮは、各種センサーなど外部からの信号入力を表す演算素子、ＯＵＴは警報器など外部への信号出力を表す演算素子、ＡＮＤは、入力されるデジタル値に基づいて論理積を出力する演算素子、矢印は、０または１の状態を取る信号線を示している。
ここで、図３に示す記載ルールは、本願においてロジック図面を説明するための必要最小限のものであり、ロジック図面の記載内容をこれらに限定するものではない。
また、図４は、試験テーブル格納装置１４に格納されている、図２のロジック図面に対応する試験テーブルの例で、入力点Ａ，Ｂに加えられる入力条件に対して出力点Ｃに発生する期待値の例を示している。

図１において、ロジック図面編集装置１２は、ロジック図面格納装置１１に格納されているロジック図面を読み取る。ロジック図面の編集者は、ロジック図面編集装置１２を操作し、ロジック図面に含まれる図３のような構成要素の追加・変更・削除等を行う命令（以下、編集コマンドと称す）を与える。また、このような編集コマンドは、試験テーブル変更部分抽出装置１６からも与えられる。ロジック図面編集装置１２は、これらの編集コマンドに従い、ロジック図面に構成要素の追加・変更・削除等を行うとともに、ロジック図面変更部分抽出装置１３にこれらの編集コマンドを通知する。

一方、試験テーブル編集装置１５は、試験テーブル格納装置１４に格納されている試験テーブルを読み取る。試験テーブルの編集者は、試験テーブル編集装置１５を操作し、試験テーブルに含まれる行・列・値等の追加・変更・削除等を行う編集コマンドを与える。また、このような編集コマンドは、ロジック図面変更部分抽出装置１３からも与えられる。試験テーブル編集装置１５はこれらの編集コマンドに従い、試験テーブルに行・列・値等の追加・変更・削除等を行うとともに、試験テーブル変更部分抽出装置１６にこれらの編集コマンドを通知する。

このような構成のもとで、編集者がロジック図面編集装置１２を操作し、図２に示されたロジック図面を図５に示すように変更すると、ロジック図面変更部分抽出装置１３は、ロジック図面編集装置１２から通知された編集コマンドを解析し、演算素子ＩＮ(信号名Ｄ)が追加されたことを検出し、試験テーブル編集装置１５に入力Ｄに関する行を追加するように編集コマンドを送る。この結果、図４に示す試験テーブルは、試験テーブル編集装置１５により図６に示すように入力Ｄが追加されたものに変更される。

また、試験テーブル編集装置１５を用いて、編集者が図４に示すような試験テーブルを図６のように変更したとする。このとき、試験テーブル変更部分抽出装置１６は、入力Ｄに関する行が追加されたことを検出し、ロジック図面編集装置１２に、演算素子ＩＮ(信号名Ｄ)を追加するように編集コマンドを送る。この結果、図２に示すロジック図面は、ロジック図面編集装置１２により図５に示すように演算素子ＩＮ(信号名Ｄ)が追加されたものに変更される。
なお、上記では入力Ｄに関して変更がなされた場合の各装置の動作を説明したが、出力点に関しても同様である。

以上のように、この発明の実施の形態１によれば、ロジック図面編集装置１２または試験テーブル編集装置１５において加えられた変更をロジック図面変更部分抽出装置１３または試験テーブル変更部分抽出装置１６により逐一抽出し、試験テーブルまたはロジック図面に加えるべき変更を計算して試験テーブル編集装置１５またはロジック図面編集装置１２に試験テーブルまたはロジック図面の編集コマンドを与え、変更を加えることができ、この結果、ロジック図面と試験テーブル間での入出力点の不一致を未然に防ぎ、ロジック図面及び試験テーブルの作成を効率よく行わせることができる。

実施の形態２．
上記実施の形態１においては、ロジック図面の演算素子ＩＮ(信号名Ｄ)または試験テーブルの入力Ｄに関する行が追加されたことを検出し、試験テーブルまたはロジック図面を変更するように構成したが、ロジック図面格納装置１１に格納されているロジック図面を図５に示すものとし、図２のように変更された場合、あるいは、試験テーブル格納装置１４に格納されている試験テーブルを図６に示すものとし、図４のように変更された場合においても、試験テーブルの入力Ｄに関する行あるいはロジック図面の演算素子ＩＮ(信号名Ｄ)を削除するように編集コマンドを送ることによって同様に試験テーブルあるいはロジック図面を変更させることができる。

したがって、ロジック図面あるいは試験テーブルの要素を削除する場合も、ロジック図面と試験テーブル間での入出力点の不一致などを未然に防ぎ、ロジック図面及び試験テーブルの作成を効率よく行わせることができる。

実施の形態３．
図７は、この発明の他の実施の形態であるロジック図面及び試験テーブル作成装置の構成を示すブロック図で、図１と同一符号は同じ部分を示し、その説明を省略する。
図において、ロジック図面編集装置１２には、ロジック図面の記載不足部分を強調表示する強調表示部１２ａが設けられており、また、試験テーブル編集装置１５には、試験テーブルの記載不足部分を強調表示する強調表示部１５ａが設けられている。
ロジック図面の編集過程において、図５に示すようなロジック図面に対しては、入力Ｄを表す演算素子の出力点ＯＵＴが接続されていないため、強調表示部１２ａは、これを検出してロジック図面編集装置１２上で図８に示すようにマスキング表示や色変え表示等の強調表示を行なわせ、記載不足があることを明示する。
また、図６に示すような試験テーブルに対しては、入力Ｄに対応する入力値が記載されていないため、試験テーブル編集装置１５上で図９に示すように入力値記載部分にマスキング表示や色変え表示等の強調表示を行なわせ、記載不足があることを明示する。

このようなロジック図面及び試験テーブル作成装置によれば、整合性を保ちつつ、ロジック図面及び試験テーブルの記載不足部分を明示させることができ、この結果、これらの記載漏れを防止し、短時間で正確にロジック図面及び試験テーブルを作成することが可能となる。

以上説明したように、この発明によれば、ロジック図面に加えられた変更を抽出し、整合性を保つために試験テーブルに加えるべき変更を計算して試験テーブルに変更を加えるとともに、試験テーブルに加えられた変更を抽出し、整合性を保つためにロジック図面に加えるべき変更を計算してロジック図面に変更を加えることができ、この結果、ロジック図面と試験テーブル間での入出力点の不一致を未然に防ぎ、ロジック図面及び試験テーブルの作成を効率よく行わせることができる。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

本発明は、発電プラント、化学プラント、受配電設備、上下水道など、幅広い分野の監視制御システムとして適用することができる。

１１：ロジック図面格納装置 １２：ロジック図面編集装置
１３：ロジック図面変更部分抽出装置 １４：試験テーブル格納装置
１５：試験テーブル編集装置 １６：試験テーブル変更部分抽出装置

Claims (2)

1. ロジック図面を格納するロジック図面格納装置、このロジック図面格納装置から記録されたロジック図面を取り出し、取り出したロジック図面に追加、削除、変更等の編集を行うことが可能なロジック図面編集装置、前記ロジック図面に対応する試験テーブルを格納する試験テーブル格納装置、この試験テーブル格納装置から記録された試験テーブルを取り出し、取り出した試験テーブルに追加、削除、変更等の編集を行うことが可能な試験テーブル編集装置、前記ロジック図面編集装置からロジック図面の変更部分を抽出し、前記試験テーブル編集装置に編集コマンドを与えるロジック図面変更部分抽出装置、前記試験テーブル編集装置から試験テーブルの変更部分を抽出し、前記ロジック図面編集装置に編集コマンドを与える試験テーブル変更部分抽出装置を備え、
   前記ロジック図面と前記試験テーブルを互いに整合性の取れた状態とするように、前記ロジック図面変更部分抽出装置の出力コマンドに基づき、前記試験テーブル編集装置上の試験テーブルに変更を加えるとともに、
   前記試験テーブル変更部分抽出装置の出力コマンドに基づき、前記ロジック図面編集装置上のロジック図面に変更を加えるようにしたことを特徴とするロジック図面及び試験テーブル作成装置。
2. 前記ロジック図面編集装置は、ロジック図面上の記載不足部分を検出して強調表示する強調表示部を備え、前記試験テーブル編集装置は、試験テーブル上の記載不足部分を検出して強調表示する強調表示部を備えたことを特徴とする請求項１記載のロジック図面及び試験テーブル作成装置。

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