JP6222430B2 - 制御システム及びそのエンジニアリングに用いるプログラム - Google Patents

Description

本発明は、制御システム及びそのエンジニアリングに用いるプログラムに関する。

この種の制御システムには、監視対象から収集したデータに基づく信号を用いて、制御装置で動作する制御ロジックのプログラムをロジック表示画面において作成したり、或いは、信号のトレンドグラフを表示するトレンド表示画面に信号を登録したりするためのエンジニアリングツールを備えたものが知られている。
そして、例えば特許文献１には、入出力データを定義する入出力データ定義機能と、制御ロジックを作成する制御ロジック作成機能と、前記入出力データ定義機能により作成された入出力データのタグと前記制御ロジック作成機能により作成された制御ロジックのタグとを関連付けるタグ変換機能とを備えた計装制御システムが開示されている。

特開２００２−１３２５０１号公報

前記従来技術では、信号に割り当てた文字列からなるタグをタグ変換機能により制御ロジック用の文字列からなるタグに変換し、関連付けて使用する。すなわち、特定の信号の識別、選択、及び登録は、常に文字列からなるタグを介して行われるため、制御システムのユーザは信号に割り当てられたタグを頼りにトレンド登録を行うことになる。具体的には、トレンド登録作業において、ユーザは制御ロジックが表示されたロジック表示画面とは別画面に表示されたタグリストを参照して該当信号のタグナンバーを照会しなければならない。これでは、トレンド登録に時間を要するとともに、制御ロジックの何れの信号を選択し、トレンド登録したかが一目では分かりにくく、信号の誤登録を招くおそれがあった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジニアリングの作業性を向上することができる制御システム及びそのエンジニアリングに用いるプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の制御システムは、監視対象から収集したデータに基づく信号を用いて、制御装置で動作する制御ロジックのプログラムを作成するためのエンジニアリングツールを備えた制御システムであって、前記エンジニアリングツールは、前記プログラムを表示するロジック表示画面と、ロジック表示画面においてプログラムに用いられる信号に非文字列のアイコンを関連付けることで信号を選択し、登録する信号登録機能とを有し、ロジック表示画面は、アイコン毎に登録先の信号の表示及び収集周期に関するパラメータを設定するための設定部を有することを特徴とする。

また、本発明の制御システムのエンジニアリングに用いるプログラムは、監視対象から収集したデータに基づく信号を用いて制御ロジックを作成するためのエンジニアリングに用いるプログラムであって、前記制御ロジックを表示するロジック表示画面において、前記制御ロジックに用いられる信号に非文字列のアイコンを関連付けることにより、前記信号を選択し、登録する信号登録機能を実現させ、アイコン毎に登録先の信号の表示及び収集周期に関するパラメータを設定することを特徴とする。

本発明の制御システム及びそのエンジニアリングに用いるプログラムによれば、制御ロジックに用いられる信号を直感的な操作で選択し、短時間で登録することができるとともに、信号の誤登録を抑制することができるため、制御システムにおける信号登録に関するエンジニアリングの作業性を向上することができる。

本発明の一実施形態に係る制御システムの概略構成図である。 図１のエンジニアリングツールのモニタに表示される制御ロジックのロジック表示画面の一例である。 図２の制御ロジックの信号にトレンド登録用のアイコンを関連付けるとともに、パラメータ設定画面が表示された状態を示したロジック表示画面の一例である。 図３において登録された信号のトレンド表示画面の一例である。 図１のエンジニアリングツールで行うトレンド登録に係るエンジニアリング作業を時系列的に示したフローである。 図３においてアイテム選択画面が表示された状態を示したロジック表示画面の一例である。 図６において登録された信号のトレンド表示画面の一例である。

以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の制御システム１は、プラントなどに配置された監視対象である運転装置２、オペレーションルームに配置された制御装置４、及びエンジニアリングツール（信号登録機能）６から概略構成されている。
制御装置４では、運転装置２から収集したデータに基づく入力信号８が入力され、オペレータの操作や制御ロジックからの出力信号１０によって運転装置２の制御が行われ、入出力信号８，１０やこれらの中間信号のトレンド監視が行われる。

エンジニアリングツール６では、前記信号毎のタグリストの作成、制御装置４で動作する制御ロジック１２の作成、監視したい信号のトレンド登録などが行われる。エンジニアリングツール６は、例えばハードディスク、モニタ、マウス、及びキーボードなどを備えたコンピュータである。
図２に示すように、制御ロジック１２は、モニタのロジック表示画面１４に表示され、例えばファンクション・ブロック・ダイアグラム（ＦＢＤ）のプログラミング言語で作成されている。

運転装置２のオペレータを含むユーザは、モニタに表示されたロジック表示画面１４を見ながら、別画面に作成されたタグリストにて予めタグが割り当てられた信号を用いて、制御ロジック１２のプログラムを作成する。
ロジック表示画面１４の上部には表示バー１６が設けられ、表示バー１６には、表示画面の種別、表示された制御ロジック１２のシステム名、タイトル名、画面のページ番号などが表示されている。また、表示バー１６には、アイテムタブ１８やトレンドタブ２０，２２などが設けられている。

アイテムタブ１８は、ロジック表示画面１４において、ユーザが制御ロジック１２を作成する際に、信号ブロック（制御シンボル）２４、制御演算子（制御シンボル）２６、ファンクション・ブロック（制御シンボル）２８、及びこれらを接続する信号線（制御シンボル）３０などのアイテムを選択するために設けられている。アイテムタブ１８をマウスでクリックすることにより、後述するアイテム選択画面４６の小ウインドウがロジック表示画面１４に表示される。

トレンドタブ２０，２２は、ロジック表示画面１４において、制御ロジック１２に用いられている信号ブロック２４、ファンクション・ブロック２８、及び信号線３０などに用いられる信号を選択し、後述するトレンド表示画面４２に登録するために設けられている。トレンドタブ２０は、アナログ信号の後述するトレンドグラフ４０を模した絵柄や図形が描画されたアナログ信号のトレンド登録用のものであり、一方、トレンドタブ２２は、デジタル信号（ＯＮ・ＯＦＦ信号）のトレンドグラフ４０を模した絵柄や図形が描画されたデジタル信号のトレンド登録用のものである。

図３に示すように、トレンドタブ２０，２２をマウスでクリックすることにより、ロジック表示画面１４において、クリックしたトレンドタブ２０，２２と同様の絵柄の非文字列のトレンド登録用のアイコン３２がマウスのポインタに重なるようにして半透明に表示される。そして、制御ロジック１２を構成する信号ブロック２４、ファンクション・ブロック２８、信号線３０の近傍にマウスのポインタを合わせてクリックすると、アイコン３２がロジック表示画面１４に貼付され、アイコン３２と信号ブロック２４、ファンクション・ブロック２８、又は信号線３０との間に、実線の信号線３０とは異なる線種の例えば破線の接続線３４が自動生成される。

また、同じ絵柄となるアナログ信号トレンド登録用のアイコン３２をロジック表示画面１４に複数貼付した場合、各アイコン３２には、貼付された順に、例えば（１）、（２）、（３）・・といったマーク３６が自動表示され、ロジック表示画面１４に同じ絵柄のアイコン３２が複数存在しても個々を容易に識別することができる。
また、アイコン３２がファンクション・ブロック２８と関連付けられた場合には、ファンクション・ブロック２８に接続されたすべての入出力信号がトレンド表示画面４２に表示する信号として選択され、登録される。

一方、ロジック表示画面１４に貼付されたトレンド登録用のアイコン３２をマウスでクリックすると、ロジック表示画面１４において、トレンド表示画面４２に表示するトレンドグラフ４０のパラメータ設定画面（設定部）３８の小ウインドウが表示される。このパラメータ設定画面３８では、トレンドグラフ４０の表示に関するパラメータ（グラフの線種、色、線幅など）や、トレンドデータ収集の周期に関するパラメータを設定することができ、設定したパラメータはトレンド表示画面４２のトレンドグラフ４０に反映される。

図４に示すように、図３のアナログ信号のトレンドグラフ用のマーク３６が（１）となるアイコン３２が制御ロジック１２の信号線３０と関連付けられた場合、タグナンバーがＡＩ０００１となるアナログ入力信号のトレンドグラフ４０が特定のトレンド表示画面４２に登録され、表示される。なお、トレンド表示画面４２の上部には、ロジック表示画面１４と同様の表示バー４４が設けられ、表示バー４４には、表示画面の種別、表示されたトレンドグラフ４０の信号が用いられるシステム名、タイトル名、画面のページ番号などが表示され、システム名及びタイトル名はロジック表示画面１４のものと一致している。

また、表示バー４４の表示画面の種別には、「トレンドグラフ（１）」と表示され、ロジック表示画面１４の該当アイコン３２のマーク３６である「（１）」と同じマークが付されている。また、トレンドグラフ４０の横には該当信号線３０の信号に付されたタグナンバー「ＡＩ０００１」が表示されている。従って、制御ロジック１２に貼付された複数のアイコン３２のうち、マーク３６が（１）となるアイコン３２が関連付けられたアナログ信号ＡＩ０００１の信号線３０のトレンドグラフ４０が、複数のトレンド表示画面４２のうちの「トレンドグラフ（１）」の表示画面に表示されていることを容易に識別することができる。

このように、本実施形態のエンジニアリングツール６は、ロジック表示画面１４において制御ロジック１２のプログラムに用いられる信号に非文字列のアイコン３２をソフトウェアにおいて識別可能に関連付け、文字列となるタグを介することなく信号を選択し、トレンド表示画面４２に表示する信号として登録する信号登録機能を備えている。

図５に示すように、エンジニアリングツール６では、信号毎のタグリストの作成（ステップＳ１）、制御装置４で動作する制御ロジック１２の作成（ステップＳ２）、信号登録機能によるトレンド登録用のアイコン３２と制御ロジック１２の信号線３０（又は信号ブロック２４、ファンクション・ブロック２８）との関連付け（ステップＳ３）、パラメータ設定画面３８におけるトレンドのパラメータ設定（ステップＳ４）の順にユーザによるエンジニアリング作業が行われ、最終的にトレンド登録が完了する（ステップＳ５）。

一方、図６に示すように、アイテムタブ１８をマウスでクリックすると、ロジック表示画面１４において、アイテム選択画面（選択部）４６の小ウインドウが表示される。
アイテム選択画面４６には、制御ロジック１２の作成に使用する制御演算子（ＡＮＤ、ＯＲなど）、信号線（ＬＩＮＥ）、ファンクション・ブロック（ＢＬＯＣＫ）などのアイコンの他、更に、前述したアナログ及びデジタル信号トレンド登録用のアイコン３２と同様の絵柄が描画されたトレンドアイテム４８（ＴＲＥＮＤ）、及びこれらトレンドアイテム４８を制御ロジック１２の信号ブロック２４、ファンクション・ブロック２８、又は信号線３０に接続するための接続線アイテム５０（ＬＩＮＥ）がアイテムとして選択可能に設けられている。

すなわち、トレンドの登録は、トレンドタブ２０、２２のみならず、アイテムタブ１８からアイテム選択画面４６を表示させ、制御ロジック１２を作成するのと同じ要領で行うことも可能である。
具体的には、先ず、アイテム選択画面４６からトレンドアイテム４８をマウスでクリックして選択し、マウスのポインタに重なるようにして半透明に表示させ、ロジック表示画面１４の適当な位置にマーク３６が（３）となるアイコン３２として貼付する。

次に、アイテム選択画面４６から接続線アイテム５０をマウスでクリックして選択し、マウスのポインタに重なるようにして半透明に表示させ、マーク３６が（３）となるアイコン３２と３つの信号ＡＩ０００２、ＡＩ０００３、ＡＩ０００４の各信号線３０とを接続線アイテム５０で繋ぐ。これにより、これら３つの信号とアイコン３２とがソフトウェアにおいて関連付けられ、３つの信号線３０の信号を一括して選択し、トレンド表示画面４２に登録することができる。

図７に示すように、マーク３６が（３）となるアイコン３２を制御ロジック１２の前述した３つの信号線３０と関連付けたことにより、タグナンバーがＡＩ０００２、ＡＩ０００３、ＡＩ０００４となる各アナログ中間信号のトレンドグラフ４０が特定の１つのトレンド表示画面４２に一括して登録され、表示される。なお、このトレンド表示画面４２の表示バー４４のシステム名及びタイトル名は図６のロジック表示画面１４のものと一致している。

また、表示バー４４の表示画面の種別には「トレンドグラフ（３）」と表示され、ロジック表示画面１４の該当アイコン３２のマーク３６である「（３）」と同じマークが付されている。また、トレンドグラフ４０の横には該当信号線３０に接続された信号のタグナンバーであるＡＩ０００２、ＡＩ０００３、ＡＩ０００４が表示される。
以上説明したように本実施形態によれば、エンジニアリングツール６のソフトウェアには、前述したトレンド登録に関する信号登録機能が組み込まれている。これにより、ロジック表示画面１４において、制御ロジック１２に用いられる信号を文字列のタグを介することなく直感的な操作で選択し、短時間でトレンド登録することができるとともに、トレンド表示画面４２への信号の誤登録を抑制することができる。従って、制御システム１におけるトレンド登録に関するエンジニアリングの作業性を向上することができる。

また、アイテム選択画面４６にトレンドアイテム４８が配され、トレンドアイテム４８を選択することにより、アイテム選択画面４６から信号にアイコン３２を関連付けることにより、ロジック表示画面１４においてプログラムの作成と同じ要領で信号の選択及びトレンド登録を行うことができる。従って、制御システム１におけるトレンド登録に関するエンジニアリングの作業性を更に向上することができる。

また、トレンドタブ２０、２２やアイテム選択画面４６においてロジック表示画面１４に貼付されるアイコン３２にアナログ信号用、及びデジタル信号用が用意される。また、アイコン３２毎に信号のデータ収集周期に関するパラメータを設定するためのパラメータ設定画面３８が表示される。これにより、例えば、トレンド登録したアナログ信号の監視周期と、別途トレンド登録したデジタル信号の前記アナログ信号とは異なる監視周期とをロジック表示画面１４において識別可能に設定することができる。

また、パラメータ設定画面３８では、信号毎にトレンドグラフ４０の表示に関するパラメータを設定することができる。これにより、信号の登録先のトレンド表示画面４２において信号のデータ収集周期に関するパラメータやトレンド表示に関するパラメータを設定する場合に比して、表示画面の遷移に係る操作及び時間を削減することができる。従って、制御システム１におけるトレンド登録に関するエンジニアリングの作業性を更に向上することができる。

また、ロジック表示画面１４において複数の信号にそれぞれアイコン３２が関連付けられたとき、各アイコン３２に互いを識別するためのマーク３６を表示する。これにより、制御ロジック１２に用いられる複数の信号を選択し、トレンド登録したとき、信号の登録先のトレンド表示画面４２にアイコン３２のマーク３６を表示すれば、トレンド表示画面４２において信号の識別を容易に行うことができる。従って、トレンド表示画面４２に文字列のタグを表示して信号を識別する場合に比して、より直感的に信号を識別することができるため、トレンド表示画面４２における信号の誤登録を更に効果的に抑制し、エンジニアリングツール６ひいては制御システム１の更なる利便性の向上を図ることができる。

また、ロジック表示画面１４において複数の信号に１つのアイコン３２を関連付けたとき、或いは、複数の信号が入出するファンクション・ブロック２８にアイコン３２を関連付けたとき、複数の信号を一括して選択し、トレンド登録することができる。これにより、信号毎に個々にアイコン３２を関連付けて登録する場合に比して、ユーザのトレンド登録に係る操作回数を低減することができる。従って、制御システム１におけるトレンド登録に関するエンジニアリングの作業性を更に向上することができる。

以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、エンジニアリングツール６は、スマートデバイスなどの携帯端末であっても良いし、モニタはマウスを要しないタッチパネルであっても良い。これらの場合には、プラント内の運転装置２の近くでロジック表示画面１４を指でタップしてアイコン３２を貼付し、簡単にトレンド登録を行うことが出できるため、エンジニアリングツール６、ひいては制御システム１の更なる利便性の向上を図ることができる。

また、制御ロジック１２は、ラダー図やアセンブリ言語などの他のプログラミング言語で作成しても良く、これらの場合であっても、ロジック表示画面１４においてトレンド登録用のアイコン３２を貼付し制御シンボルに関連づけ、トレンド表示画面４２にトレンドグラフ４０を登録できるようにすれば、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、文字列ではなくアイコン３２を利用した信号登録機能は、トレンド登録のみならず、制御システム１における他の種々のエンジニアリング作業に利用することができる。

また、前述した信号登録機能を実現させるためにエンジニアリングに用いるプログラム制御装置４自体に組み込んでも良いし、或いは、他の信号登録用途の装置に使用しても良い。
また、本発明は、前述した信号登録機能のプログラムを記憶媒体に有する場合を含むものである。

１ 制御システム
２ 運転装置（監視対象）
４ 制御装置
６ エンジニアリングツール（信号登録機能）
１２ 制御ロジック
１４ ロジック表示画面
２４ 信号ブロック（制御シンボル）
２６ 制御演算子（制御シンボル）
２８ ファンクション・ブロック（制御シンボル）
３０ 信号線（制御シンボル）
３２ アイコン
３６ マーク
３８ パラメータ設定画面（設定部）
４０ トレンドグラフ
４２ トレンド表示画面
４６ アイテム選択画面（選択部）

Claims (7)

1. 監視対象から収集したデータに基づく信号を用いて、制御装置で動作する制御ロジックのプログラムを作成するためのエンジニアリングツールを備えた制御システムであって、
   前記エンジニアリングツールは、
   前記プログラムを表示するロジック表示画面と、
   前記ロジック表示画面において前記プログラムに用いられる前記信号に非文字列のアイコンを関連付けることで前記信号を選択し、登録する信号登録機能と
   を有し、
   前記ロジック表示画面は、前記アイコン毎に登録先の前記信号の表示及び収集周期に関するパラメータを設定するための設定部を有することを特徴とする制御システム。
2. 前記アイコンは、異なる種別の前記信号の登録を識別して行うべく複数種用意されることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
3. 前記ロジック表示画面は、前記プログラムの作成に使用される制御シンボルが配された選択部を有し、この選択部から前記信号に前記アイコンが関連付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御システム。
4. 前記信号登録機能は、前記ロジック表示画面において複数の前記信号にそれぞれ前記アイコンが関連付けられたとき、これら各アイコンに互いを識別するためのマークを表示することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の制御システム。
5. 前記信号登録機能は、前記ロジック表示画面において複数の前記信号に１つの前記アイコンが関連付けられたとき、これら複数の信号を一括して選択し、登録することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の制御システム。
6. 前記エンジニアリングツールは、前記信号登録機能により選択して登録した信号を前記信号のトレンドグラフに関連付けて表示するトレンド表示画面を備えることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の制御システム。
7. 監視対象から収集したデータに基づく信号を用いて制御ロジックを作成するためのエンジニアリングに用いるプログラムであって、
   前記制御ロジックを表示するロジック表示画面において、前記制御ロジックに用いられる信号に非文字列のアイコンを関連付けることにより、前記信号を選択し、登録する信号登録機能を実現させ、前記アイコン毎に登録先の前記信号の表示及び収集周期に関するパラメータを設定する、エンジニアリングに用いるプログラム。

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