JP6382735B2 - 監視制御システム及びコントローラ - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、監視制御システム及びコントローラに関する。

一般的に、プラントの監視制御システムにおいては、監視対象のプラントで発生した機器の故障や水位異常等のプロセス値の異常状態を、監視画面上に警報（アラーム）という形で表示・表現する。この過程において、監視対象のプロセス値が異常であるという判定を行う処理や、異常と判定した場合にアラームを生成する処理が必要となる。それらの処理を行う方法の一つに、機器の制御を行うコントローラが収集したプロセス値を、サーバ機能を有する監視装置に送信し、監視装置においてプロセス値を基に異常状態判定処理（アラーム判定処理）を実施し、その判定結果からアラームを生成する方法がある。一般的に、サーバ機能を有し、監視装置として動作するコンピュータはコントローラよりも高性能であることから、複雑かつ高度な処理が可能である。そのため、この方法は、コントローラにおいて異常状態判定処理を行う場合と比較して、複雑かつ多量のプロセス信号を処理することが可能となる。

しかしながら、コントローラが行うプラント機器の制御処理においては、プロセス値のアラーム状態を制御動作に組み入れることがある。上述した方法では、監視装置においてアラーム情報を保持していることから、コントローラがアラーム情報を利用することが困難な場合があった。コントローラは数百ミリ秒などの高速な制御周期で機器の制御を行うことも多い。たとえ監視装置がコントローラにアラーム情報を送信したとしても、コントローラが監視装置から受信したアラーム情報を、プラント機器の制御処理において参照可能なメモリに展開するまでには、その制御周期を超えた時間がかかってしまう可能性があった。また、コントローラは、プラント機器の制御処理に特化した機能を有しており、サーバ機能を有する監視装置と比較して性能が劣る。従って、コントローラにおいてアラーム判定処理を実装すると、処理内容や処理量が制限されてしまう可能性があった。

特開２００１−４２９２８号公報

本発明が解決しようとする課題は、コントローラへの負荷を抑えながら、コントローラにおいてアラーム情報を利用してプラントの機器を制御することができる監視制御システム及びコントローラを提供することである。

実施形態の監視制御システムは、コントローラと、監視装置とを持つ。コントローラは、第一アラーム判定部と、制御処理部と、プロセス値送信部とを持つ。第一アラーム判定部は、監視対象の機器における状況を表すプロセス値のうち所定の種類のプロセス値に基づいて異常状態が発生していると判定した場合に、異常状態の発生を表すアラーム情報を生成する。制御処理部は、アラーム情報を参照して制御対象の機器を制御する。プロセス値送信部は、所定の種類とは異なる種類のプロセス値を監視装置に送信する。監視装置は、プロセス値受信部と、第二アラーム判定部とを持つ。プロセス値受信部は、コントローラからプロセス値を受信する。第二アラーム判定部は、プロセス値受信部が受信したプロセス値に基づいて異常状態が発生していると判定した場合に、異常状態の発生を表す監視用のアラーム情報を生成する。

第１の実施形態の監視制御システムの構成を示す機能ブロック図。 第１の実施形態の監視制御システムの動作を示すフロー図。 第１の実施形態の監視制御システムの動作を示すフロー図。 第２の実施形態の監視制御システムの構成を示す機能ブロック図。 第２の実施形態の監視制御システムの動作を示すフロー図。 第３の実施形態の監視制御システムの構成を示す機能ブロック図。 第３の実施形態の監視制御システムの動作を示すフロー図。 第３の実施形態の監視制御システムの動作を示すフロー図。

以下、実施形態の監視制御システム及びコントローラを、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の監視制御システムの構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。同図に示すように監視制御システムは、プラント機器１と、コントローラ２と、監視装置３と、監視端末４とを備える。同図においては、プラント機器１を１つのみ示しているが、現実には複数のプラント機器１がコントローラ２と接続される。また、同図においては、コントローラ２と監視端末４をそれぞれ１台のみ示しているが、それぞれ複数台が監視装置３に接続され得る。監視装置３と、コントローラ２及び監視端末４とは、例えば、ＩＰ（Internet Protocol）を用いた通信ネットワークにより接続される。

プラント機器１は、監視制御対象のプラントを構成する各種機器である。プラント機器１は、例えば、ポンプ、ブロア、各種センサ（温度計、水位計、電力計、電圧計など）であるが、これらに限定されない。プラント機器１は、プロセス値を表す信号をコントローラ２へ送信する。プロセス値は、監視対象のプラント機器１における状況を表す値である。例えば、プロセス値は、温度、水位、流入水量、流出水量、特定の物質の濃度、電力、電圧などの計測値や、プラント機器１の稼働状態（ｏｎ／ｏｆｆ状態、回転数、送風量など）等を表す値であるが、これらに限定されない。なお、プラント機器１には、プロセス値を送信するが、コントローラ２による制御対象ではない機器や、プロセス値を送信しないがコントローラ２の制御対象である機器も含まれ得る。

コントローラ２は、プラント機器１を制御する機器制御装置である。コントローラ２は、プロセス値送信部２１と、アラーム判定部２２（第一アラーム判定部）と、アラーム情報記憶部２３（第一アラーム情報記憶部）と、アラーム情報送信部２４と、制御処理部２５とを備える。

プロセス値送信部２１は、プラント機器１から受信したプロセス値がコントローラ２における異常状態判定（アラーム判定）対象外の種類のプロセス値である場合、受信したプロセス値を監視装置３に送信する。プロセス値送信部２１は、監視装置３に送信するプロセス値に、プロセス値の種類の情報を付加する。プロセス値の種類は、プロセス値の通知元のプラント機器１に対応してもよく、プロセス値の通知元のプラント機器１と、どのような意味を持つプロセス値であるかの種別との組み合わせに対応してもよい。種別には、例えば、温度、水位、流入水量、流出水量、特定の物質の濃度、電力、電圧、ｏｎ／ｏｆｆ状態、回転数、送風量などを用いることができるが、これらに限定されない。プロセス値の種類が、プロセス値の通知元のプラント機器１と、プロセス値の種別との組み合わせに対応している場合、例えば、あるプラント機器１の水位の情報は異常状態判定対象とし、他のプラント機器１の水位の情報は異常状態判定対象外とすることができる。また、例えば、同一のプラント機器１が送信元であっても、ｏｎ／ｏｆｆ状態の情報は異常状態判定対象とし、回転数の情報は異常状態判定対象外とすることもできる。

アラーム判定部２２は、判定基準記憶部２２１と、変換部２２２と、判定部２２３と、アラーム情報生成部２２４とを備える。
判定基準記憶部２２１は、コントローラ２における異常状態判定対象のプロセス値の種類ごとに、正常状態と判定すべきプロセス値の条件又は異常状態と判定すべきプロセス値の条件を示す判定基準情報を記憶する。
変換部２２２は、プラント機器１から受信したプロセス値がコントローラ２における異常状態判定対象の種類のプロセス値である場合、受信したプロセス値を工学的な意味も持つ値（工学値）のプロセス値、すなわち、物理量により表したプロセス値に変換する。例えば、変換部２２２は、プラント機器１から受信したプロセス値がカウント値や電圧値で表されている場合、そのプロセス値を、メートルを単位とした水位の値などに変換する。なお、プラント機器１から受信したプロセス値が工学値である場合、変換部２２２は変換を行わない。
判定部２２３は、変換部２２２による変換後のプロセス値と、判定基準記憶部２２１に記憶されているそのプロセス値の種類に対応した判定基準情報とを比較し、異常状態が発生しているか否かを判定する。
アラーム情報生成部２２４は、判定部２２３により異常状態が発生していると判定された場合、アラーム情報を生成してアラーム情報記憶部２３に書き込む。例えば、アラーム情報は、プロセス値の異常状態が判定された時刻の情報と、プロセス値の送信元のプラント機器１を特定する情報と、プロセス値の種別を示す情報と、変換後のプロセス値を示す情報と、どのような異常状態であるかの情報とを含む。

アラーム情報記憶部２３は、例えば、制御処理部２５からダイレクトメモリアクセスが可能なメモリであり、アラーム判定部２２が生成したアラーム情報を蓄積する。
アラーム情報送信部２４は、アラーム情報記憶部２３に書き込まれたアラーム情報を監視装置３に送信する。
制御処理部２５は、監視装置３から受信した制御指示信号に従って、制御対象のプラント機器１を制御する。プラント機器１の制御のために、制御処理部２５は、プラント機器１から受信したプロセス値、アラーム情報記憶部２３に記憶されているアラーム情報が示すプラント機器１の異常状態、判定基準記憶部２２１に記憶されている判定基準情報を利用する。

監視装置３は、１台以上のコンピュータサーバにより実現される。監視装置３は、プロセス値受信部３１と、アラーム判定部３２（第二アラーム判定部）と、アラーム情報受信部３３と、アラームインタフェース部（アラームＩ／Ｆ）３４と、アラーム管理部３５と、制御指示部３６とを備える。監視装置３がネットワークにより接続される複数台のコンピュータサーバにより実現される場合、いずれの機能部をいずれのコンピュータ装置により実現するかは任意とすることができる。

プロセス値受信部３１は、コントローラ２からプロセス値を受信する。
アラーム判定部３２は、判定基準記憶部３２１と、変換部３２２と、判定部３２３と、アラーム情報生成部３２４とを備える。
判定基準記憶部３２１は、監視装置３における異常状態判定対象のプロセス値の種類ごとに、正常状態と判定すべきプロセス値の条件又は異常状態と判定すべきプロセス値の条件を示す判定基準情報を記憶する。
変換部３２２は、コントローラ２から受信したプロセス値を、そのプロセス値に付加されている種類の情報に応じて工学的な意味も持つ値（工学値）に変換する。なお、コントローラ２から受信したプロセス値が工学値である場合、変換部３２２は変換を行わない。
判定部３２３は、変換部３２２による変換後のプロセス値と、判定基準記憶部３２１に記憶されているそのプロセス値の種類に対応した判定基準情報とを比較し、異常状態が発生しているか否かを判定する。
アラーム情報生成部３２４は、判定部３２３により異常状態が発生していると判定された場合、監視用のアラーム情報を生成し、アラームインタフェース部３４に出力する。監視用のアラーム情報は、例えば、プロセス値の異常状態が判定された時刻の情報と、そのプロセス値の送信元のプラント機器１を特定する情報と、プロセス値の種別を示す情報と、変換後のプロセス値を示す情報と、どのような異常状態であるかの情報とを含む。

アラーム情報受信部３３は、コントローラ２からアラーム情報を受信し、アラームインタフェース部３４に出力する。なお、プロセス値受信部３１によるプロセス値の受信と、アラーム情報受信部３３によるアラーム情報の受信とに、異なるソケット（ポート番号）を用いることができる。

アラームインタフェース部３４は、アラーム判定部３２が生成したアラーム情報をアラーム管理部３５が備えるアラーム情報記憶部３５１（第二アラーム情報記憶部）に書き込む。また、アラームインタフェース部３４は、コントローラ２から受信したアラーム情報のデータフォーマットを、アラーム情報記憶部３５１に記憶されるアラーム情報が使用するデータフォーマットに変換した後、アラーム情報記憶部３５１に書き込む。
アラーム管理部３５は、監視端末４から指示されたアラーム情報をアラーム情報記憶部３５１から読み出して監視端末４に出力する。
制御指示部３６は、監視端末４からプラント機器１に対する制御指示を受信する。制御指示部３６は、監視端末４から受信した制御指示に従ってプラント機器１を制御するよう指示する制御指示信号を、制御対象のプラント機器１を制御するコントローラ２に送信する。

監視端末４は、例えば、ワークステーションなどのコンピュータ端末により実現される。監視端末４は、監視員による操作に従って、プラント機器１に対する制御指示を監視装置３に送信する。また、監視端末４は、監視員が表示を指示したアラーム情報を監視装置３に要求し、要求に応じて監視装置３から受信したアラーム情報を画面に表示する。

次に、図１に示す監視制御システムの動作を説明する。
コントローラ２がプラント機器１から収集したプロセス値は、以下に示す２つのルートにて処理される。
１つめのルートの場合、コントローラ２は、収集したプロセス値をプロセス値送信部２１に出力する。
２つめのルートの場合、コントローラ２は、収集したプロセス値をアラーム判定部２２に出力する。
いずれのルートに出力されるかは、プロセス値の種類によって予め決められている。例えば、コントローラ２は、各プラント機器１との間で電気信号を送受信するため、それぞれ異なる信号線により接続される。従って、いずれの種類のプロセス値であるかは、そのプロセス値を示す信号を受信した信号線や物理ポートにより識別することができる。また、プロセス値を電気信号以外の信号により送受信する場合、コントローラ２は、プロセス値を示す信号に付加されている他の情報（例えば、ＩＰ信号のアドレスの情報やペイロードに設定されている種別の情報）を用いてプロセス値の種類を識別してもよい。

図２は、コントローラ２が、コントローラ２による異常状態判定対象外の種類のプロセス値を受信した場合の監視制御システムの動作を示すフロー図である。
上述した１つめのルートの場合、コントローラ２は、プラント機器１からコントローラ２による異常状態判定対象外の種類のプロセス値を例えば電気信号により受信する（ステップＳ１０５）。プロセス値送信部２１は、プラント機器１から受信した電気信号のプロセス値を示す情報と、プロセス値の種類を示す情報とをプロセス値通知信号に設定し、通信ネットワークを介して監視装置３に送信する（ステップＳ１１０）。

監視装置３のプロセス値受信部３１は、プロセス値通知信号を、通信ネットワークを介してコントローラ２から受信し、アラーム判定部３２に出力する（ステップＳ２０５）。アラーム判定部３２の変換部３２２は、受信したプロセス値通知信号に設定されているプロセス値を、プロセス値の種類に応じて工学値に変換する（ステップＳ２１０）。判定部３２３は、変換後のプロセス値と、判定基準記憶部３２１に記憶されているそのプロセス値の種類に応じた判定基準情報とを比較し（ステップＳ２１５）、異常状態が発生しているか否かを判定する（ステップＳ２２０）。

判定部３２３により異常状態が発生していないと判定された場合（ステップＳ２２０：ＮＯ）、アラーム判定部３２は、処理を終了する。一方、判定部３２３により異常状態が発生していると判定された場合（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）、アラーム情報生成部３２４は、関連するアラーム情報を生成し、アラームインタフェース部３４に出力する（ステップＳ２２５）。アラームインタフェース部３４は、アラーム判定部３２から受信したアラーム情報を、アラーム管理部３５に出力する。アラーム管理部３５は、アラームインタフェース部３４から受信したアラーム情報を、アラーム情報記憶部３５１に書き込んで保持する（ステップＳ２３０）。

図３は、コントローラ２が、コントローラ２による異常状態判定対象の種類のプロセス値を受信した場合の監視制御システムの動作を示すフロー図である。
上述した２つめのルートの場合、コントローラ２は、プラント機器１からコントローラ２による異常状態判定対象の種類のプロセス値を受信する（ステップＳ３０５）。コントローラ２が受信したプロセス値は、アラーム判定部２２に出力される。

アラーム判定部２２の変換部２２２は、プラント機器１から受信したプロセス値を、そのプロセス値の種類に応じて工学値に変換する（ステップＳ３１０）。判定部２２３は、変換後のプロセス値と、判定基準記憶部２２１に記憶されているそのプロセス値の種類に応じた判定基準情報とを比較し（ステップＳ３１５）、異常状態が発生しているか否かを判定する（ステップＳ３２０）。例えば、判定部２２３は、プロセス値に対して、上限異常や下限異常等の異常状態の判定処理を行う。

判定部２２３により異常状態が発生していないと判定された場合（ステップＳ３２０：ＮＯ）、アラーム判定部２２は、処理を終了する。一方、判定部２２３により異常状態が発生していると判定された場合（ステップＳ３２０：ＹＥＳ）、アラーム情報生成部２２４は、関連するアラーム情報を生成する（ステップＳ３２５）。アラーム情報生成部２２４は、生成したアラーム情報をアラーム情報記憶部２３に書き込んで保持する（ステップＳ３３０）。アラーム情報送信部２４は、ステップＳ３３０においてアラーム情報記憶部２３に書き込まれたアラーム情報を、通信ネットワークを介して監視装置３に送信する（ステップＳ３３５）。

監視装置３のアラーム情報受信部３３は、コントローラ２から送信されたアラーム情報を、通信ネットワークを介して受信する（ステップＳ４０５）。アラーム情報受信部３３は、受信したアラーム情報をアラームインタフェース部３４に出力する。アラームインタフェース部３４は、アラーム情報受信部３３から受信したアラーム情報を、監視装置３が管理するアラーム情報に用いられるデータフォーマットに成型し、アラーム管理部３５に出力する（ステップＳ４１０）。アラーム管理部３５は、アラームインタフェース部３４から受信したアラーム情報を、監視装置３において異常状態を判定して生成したアラーム情報と同様のデータとしてアラーム情報記憶部３５１に書き込み、保持する（ステップＳ４１５）。

上述したように、コントローラ２のアラーム判定部２２は、コントローラ２における異常状態判定対象の種類のプロセス値に対して異常状態の判定処理を行う。アラーム判定部２２は、対象のプロセス値が異常状態となっていると判定した場合には、関連するアラーム情報を生成してメモリ上（アラーム情報記憶部２３）に保持する。そして、監視装置３の制御指示部３６は、監視端末４からプラント機器１に対する制御指示を受信すると、受信した制御指示に従ってプラント機器１を制御するよう指示する制御指示信号を、制御対象のプラント機器１を制御するコントローラ２に送信する。コントローラ２の制御処理部２５は、監視装置３から受信した制御指示信号に従って、制御対象のプラント機器１を制御する。制御処理部２５は、プラント機器１の制御処理において、プラント機器１から受信したプロセス値や、アラーム情報、判定基準情報などを利用する。制御処理においてアラーム情報を利用する場合、制御処理部２５は、アラーム情報記憶部２３に保持されているアラーム情報を参照する。アラーム情報が、制御処理部２５が設けられているコントローラ２内にあることから、制御処理部２５から容易にアラーム情報にアクセス可能である。

また、監視端末４は、監視員が表示を指示したアラーム情報を監視装置３に要求する。監視装置３のアラーム管理部３５は、要求された種別のアラーム情報をアラーム情報記憶部３５１から読み出して返送する。監視端末４は、監視装置３から受信したアラーム情報を画面に表示する。

上述実施形態によれば、監視端末４のように、アラーム情報全体を利用する端末・機能において、監視装置３が保持するアラーム情報を、そのアラーム情報が監視装置３により生成されたのか、コントローラ２により生成されたのかの別なく扱うことが可能となる。
また、上述した２つ目のルートにより、コントローラ２において異常判定処理（アラーム判定処理）を実施するプロセス値の種類を、コントローラ２の制御処理部２５がプラント機器１の制御のために利用するアラーム情報に関するプロセス値に限定している。これにより、性能が劣るコントローラ２の処理量を抑えながらも、コントローラ２の性能の制約を大きく受けることなく、複雑かつ多量のプロセス値を監視制御システム全体で扱うことが可能となる。

コントローラ２が生成したアラーム情報を監視装置３に送信せず、コントローラ２における異常状態判定対象の種類のプロセス値を監視装置３に送信し、監視装置３において異常状態判定対象を行い、アラーム情報を生成する構成も考えられる。しかし、この構成の場合、コントローラ２と監視装置３との間で、プロセス値の種類毎に、プロセス値を工学値へ変換する規則やアラーム判定に用いる判定基準情報を常に同期させなくてはならない。上記実施形態によれば、コントローラ２と監視装置３との間で、工学値への変換規則や判定基準情報を同期させる必要がなく、これらの同期がとれていないことにより生じ得るトラブルを避けることもできる。

（第２の実施形態）
コントローラは、例えば、数百ミリ秒などの制御周期でプラント機器を制御するが、制御周期が比較的長い（例えば、数秒単位以上）プラント機器があり得る。第２の実施形態では、そのようなプラント機器の制御に用いるアラーム情報については、監視装置において生成し、コントローラに送信する。コントローラは、受信したアラーム情報を用いてプラント機器を制御する。以下では、第１の実施形態との差分を中心に説明する。

図４は、第２の実施形態の監視制御システムの構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。同図において、図１に示す第１の実施形態による監視制御システムと同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。同図に示すように監視制御システムは、プラント機器１と、コントローラ２ａと、監視装置３ａと、監視端末４とを備える。

コントローラ２ａは、プロセス値送信部２１と、アラーム判定部２２と、アラーム情報記憶部２３と、アラーム情報送信部２４と、制御処理部２５と、アラーム情報受信部６１とを備える。アラーム情報受信部６１は、監視装置３ａから受信したアラーム情報をアラーム情報記憶部２３に書き込む。

監視装置３ａは、プロセス値受信部３１と、アラーム判定部３２と、アラーム情報受信部３３と、アラームインタフェース部３４と、アラーム管理部３５ａと、制御指示部３６と、フォーマット変換部５１と、アラーム情報送信部５２とを備える。
アラーム管理部３５ａは、第１の実施形態のアラーム管理部３５と同様の機能を有する。さらに、アラーム管理部３５ａは、アラーム判定部３２が生成したアラーム情報のうち、コントローラ２ａへ通知する対象のアラーム情報をフォーマット変換部５１に出力する。フォーマット変換部５１は、アラーム管理部３５ａから受信したアラーム情報を、コントローラ２ａが使用するアラーム情報のデータフォーマットに変換する。アラーム情報送信部５２は、データフォーマットが変換されたアラーム情報をコントローラ２ａへ送信する。

次に、本の実施形態の監視制御システムの動作を説明する。
コントローラ２ａが、コントローラ２ａによる異常状態判定対象外の種類のプロセス値を受信した場合の監視制御システムの動作は、図２に示す第１の実施形態と同様である。また、コントローラ２ａが、コントローラ２ａによる異常状態判定対象の種類のプロセス値を受信した場合の監視制御システムの動作は、図３に示す第１の実施形態と同様である。

図５は、監視装置３ａからコントローラ２ａへアラーム情報を通知するときの監視制御システムの動作を示すフロー図である。同図に示す動作は、図２のステップＳ２３０において監視装置３ａのアラーム管理部３５ａが、コントローラ２ａへ通知する対象のアラーム情報をアラーム情報記憶部３５１に書き込んだ後に実行される。

監視装置３ａのアラーム管理部３５ａは、コントローラ２ａへ通知する対象のアラーム情報をアラーム情報記憶部３５１に書き込むと、そのアラーム情報をアラーム情報記憶部３５１から読み出してフォーマット変換部５１に出力する（ステップＳ５０５）。フォーマット変換部５１は、アラーム管理部３５ａから受信したアラーム情報を、コントローラ２ａが使用するアラーム情報のデータフォーマットに変換してアラーム情報送信部５２へ出力する（ステップＳ５１０）。アラーム情報送信部５２は、フォーマット変換部５１によりデータフォーマットが変換されたアラーム情報を、通信ネットワークを介してコントローラ２ａへ送信する（ステップＳ５１５）。

コントローラ２ａのアラーム情報受信部６１は、監視装置３ａから通信ネットワークを介して、アラーム情報を受信する（ステップＳ６０５）。アラーム情報受信部６１は、受信したアラーム情報をアラーム情報記憶部２３に書き込む（ステップＳ６１０）。
これにより、コントローラ２ａの制御処理部２５は、プラント機器１の制御処理においてアラーム情報を利用する場合には、アラーム情報記憶部２３に保持されているアラーム情報を、コントローラ２ａにより生成されたか、監視装置３ａにより生成されたかの区別なく参照する。

なお、監視装置３ａのアラーム情報記憶部３５１から読み出されたアラーム情報のデータフォーマットの変換をコントローラ２ａにおいて行ってもよいが、サーバ機能を有し、処理能力が高い監視装置３ａにおいて行うことが望ましい。

本実施形態によれば、プラント機器１の制御のためにコントローラ２ａが参照するアラーム情報であっても、制御周期が長い場合には監視装置３ａにおいてアラーム情報を生成する。従って、コントローラ２ａの処理能力を極力低下させないようにすることができる。

（第３の実施形態）
本実施形態では、監視装置においてプロセス値を管理する。以下では、第１の実施形態との差分を中心に説明するが、第２の実施形態に適用することもできる。

図６は、第３の実施形態の監視制御システムの構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。同図において、図１に示す第１の実施形態による監視制御システムと同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。同図に示すように監視制御システムは、プラント機器１と、コントローラ２ｂと、監視装置３ｂと、監視端末４とを備える。

コントローラ２ｂは、プロセス値送信部２１と、アラーム判定部２２と、アラーム情報記憶部２３と、アラーム情報送信部２４と、制御処理部２５と、変換プロセス値送信部８１とを備える。変換プロセス値送信部８１は、アラーム判定部２２の変換部２２２により変換されたプロセス値を監視装置３ｂに送信する。

監視装置３ｂは、プロセス値受信部３１と、アラーム判定部３２と、アラーム情報受信部３３と、アラームインタフェース部３４と、アラーム管理部３５と、制御指示部３６と、プロセス情報生成部７１と、プロセス管理部７２と、変換プロセス値受信部７３とを備える。プロセス情報生成部７１は、工学値に変換されたプロセス値の情報と、プロセス値の種類の情報に基づいてプロセス情報を生成し、プロセス管理部７２が備えるプロセス情報記憶部７２１に書き込む。プロセス管理部７２は、監視端末４から要求されたプロセス情報をプロセス情報記憶部７２１から読み出して監視端末４に出力する。変換プロセス値受信部７３は、工学値に変換されたプロセス値の情報と、プロセス値の種類の情報とをコントローラ２ｂから受信し、プロセス情報生成部７１に出力する。

図７は、コントローラ２ｂが、コントローラ２ｂによる異常状態判定対象外の種類のプロセス値を受信した場合の監視制御システムの動作を示すフロー図である。同図において、図２に示す第１の実施形態と同様の処理には同一の符号を付し、その説明を省略する。
コントローラ２ｂの動作は、図２に示す第１の実施形態のコントローラ２の動作と同様である。また、監視装置３ｂのステップＳ２０５からステップＳ２１０の動作は、図２に示す第１の実施形態の監視装置３の動作と同様である。

監視装置３ｂの変換部３２２は、工学値への変換後のプロセス値と、プロセス値通知信号から読み出したプロセス値の種類を示す情報を、プロセス情報生成部７１に出力する。プロセス情報生成部７１は、プロセス値の受信時刻の情報と、変換部３２２から受信したプロセス値及びプロセス値の種類を示す情報とを設定したプロセス情報を生成し、プロセス管理部７２に出力する（ステップＳ７０５）。プロセス管理部７２は、プロセス情報生成部７１から受信したプロセス情報をプロセス情報記憶部７２１に書き込む（ステップＳ７１０）。

ステップＳ２１５以降の監視装置３ｂの処理は、第１の実施形態と同様である。なお、監視装置３ｂは、ステップＳ７０５及びステップＳ７１０の処理を、ステップＳ２１５以降に行ってもよい。

図８は、コントローラ２ｂが、コントローラ２ｂによる異常状態判定対象の種類のプロセス値を受信した場合の監視制御システムの動作を示すフロー図である。同図において、図２に示す第１の実施形態と同様の処理には同一の符号を付し、その説明を省略する。また、監視装置３ｂは、図３のステップＳ４０５〜ステップＳ４１５の処理を行うが、図示を省略している。

コントローラ２ｂのステップＳ３０５〜ステップＳ３３５の動作は、図２に示す第１の実施形態のコントローラ２と同様である。コントローラ２ｂの変換プロセス値送信部８１は、ステップＳ３１０において変換部２２２により変換された工学値のプロセス値と、プロセス値の種別の情報を設定した変換プロセス値通知信号を、通信ネットワークを介して監視装置３ｂに送信する（ステップＳ８０５）。

監視装置３ｂの変換プロセス値受信部７３は、通信ネットワークを介して変換プロセス値通知信号をコントローラ２ｂから受信する（ステップＳ９０５）。変換プロセス値受信部７３は、受信した変換プロセス値通知信号をプロセス情報生成部７１に出力する（ステップＳ９１０）。プロセス情報生成部７１は、プロセス値の受信時刻の情報と、変換プロセス値通知信号から読み出したプロセス値及びプロセス値の種類を示す情報とを設定したプロセス情報を生成し、プロセス管理部７２に出力する（ステップＳ９１０）。プロセス管理部７２は、プロセス情報生成部７１から受信したプロセス情報をプロセス情報記憶部７２１に書き込む（ステップＳ９１５）。

監視端末４は、監視員が表示を指示したプロセス情報を監視装置３ｂに要求する。監視装置３ｂのプロセス管理部７２は、要求されたプロセス情報をプロセス情報記憶部７２１から読み出して返送する。監視端末４は、監視装置３ｂから受信したプロセス情報を画面に表示する。

本実施形態によれば、コントローラ２ｂにおける異常状態判定対象の種類のプロセス値に基づくプロセス状態についても、監視装置３ｂにおいて管理することができる。
また、仮に、コントローラ２ｂにおいて異常状態判定対象の種類のプロセス値を監視装置３ｂに通知し、監視装置３ｂにおいてプロセス値を工学値に変換した場合、コントローラ２ｂと監視装置３ｂとの間で、プロセス値の種類に応じた変換規則を常に同期させなくてはならない。上記実施形態によれば、コントローラ２ｂにおいて工学値に変換したプロセス値については、変換後の値を監視装置３ｂに通知するため、そのような同期が不要となる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、コントローラがアラーム判定部及びプロセス値送信部を持つことにより、異常状態判定処理の実装場所を基本的には監視装置としながら、コントローラにおいてアラーム情報を利用する特定のプロセス値については異常状態判定処理をコントローラにおいて行うことができる。これにより、監視制御システムにおける処理点数を極力落とさずに、アラーム情報をコントローラにおいて利用しやすくすることができる。

また、以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、監視装置がアラームインタフェース部を持つことにより、監視装置が生成したアラーム情報とコントローラが生成したアラーム情報をシームレスに処理・管理することができる。

上述した実施形態におけるコントローラ２、２ａ、２ｂ及び監視装置３、３ａ、３ｂの一部または全ての機能をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、コントローラ２、２ａ、２ｂ及び監視装置３、３ａ、３ｂの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…プラント機器、２…コントローラ、２ａ…コントローラ、２ｂ…コントローラ、３…監視装置、３ａ…監視装置、３ｂ…監視装置、４…監視端末、２１…プロセス値送信部、２２…アラーム判定部、２３…アラーム情報記憶部、２４…アラーム情報送信部、２５…制御処理部、３１…プロセス値受信部、３２…アラーム判定部、３３…アラーム情報受信部、３４…アラームインタフェース部、３５…アラーム管理部、３５ａ…アラーム管理部、３６…制御指示部、５１…フォーマット変換部、５２…アラーム情報送信部、６１…アラーム情報受信部、７１…プロセス情報生成部、７２…プロセス管理部、７３…変換プロセス値受信部、８１…変換プロセス値送信部、２２１…判定基準記憶部、２２２…変換部、２２３…判定部、２２４…アラーム情報生成部、３２１…判定基準記憶部、３２２…変換部、３２３…判定部、３２４…アラーム情報生成部、３５１…アラーム情報記憶部、７２１…プロセス情報記憶部

Claims (7)

1. コントローラと監視装置とを有する監視制御システムであって、
   前記コントローラは、
   監視対象の機器における状況を表すプロセス値のうち予め決められた種類の前記プロセス値に基づいて異常状態が発生していると判定した場合に、前記異常状態の発生を表すアラーム情報を生成する第一アラーム判定部と、
   前記アラーム情報を参照して制御対象の機器を制御する制御処理部と、
   前記予め決められた種類とは異なる種類の前記プロセス値を前記監視装置に送信するプロセス値送信部とを備え、
   前記監視装置は、
   前記コントローラから前記プロセス値を受信するプロセス値受信部と、
   前記プロセス値受信部が受信した前記プロセス値に基づいて異常状態が発生していると判定した場合に、前記異常状態の発生を表す監視用のアラーム情報を生成する第二アラーム判定部とを備える監視制御システム。
2. 前記コントローラは、
   前記第一アラーム判定部が生成した前記アラーム情報を前記監視装置に送信するアラーム情報送信部をさらに備え、
   前記監視装置は、
   前記コントローラから受信した前記アラーム情報のデータフォーマットを変換するアラームインタフェース部をさらに備える請求項１に記載の監視制御システム。
3. 前記第一アラーム判定部及び前記第二アラーム判定部は、前記プロセス値を前記プロセス値の種類に応じて変換し、変換後の前記プロセス値と前記種類に対応した異常状態の判定基準とを比較して、異常状態が発生しているか否かを判定する請求項１又は請求項２に記載の監視制御システム。
4. 前記制御処理部は、前記判定基準及び前記アラーム情報を参照して制御対象の前記機器を制御する請求項３に記載の監視制御システム。
5. 前記コントローラは、変換後の前記プロセス値を前記監視装置に送信する送信部をさらに備える請求項３または請求項４に記載の監視制御システム。
6. 監視対象の機器における状況を表すプロセス値のうち予め決められた種類の前記プロセス値に基づいて異常状態が発生していると判定した場合に、前記異常状態の発生を表すアラーム情報を生成するアラーム判定部と、
   前記アラーム情報を参照して制御対象の機器を制御する制御処理部と、
   前記予め決められた種類とは異なる種類の前記プロセス値を、前記異なる種類のプロセス値に基づいて異常状態が発生していると判定した場合に、前記異常状態の発生を表す監視用のアラーム情報を生成する監視装置に送信するプロセス値送信部と、
   を備えるコントローラ。
7. 前記アラーム判定部が生成した前記アラーム情報を前記監視装置に送信するアラーム情報送信部をさらに備える請求項６に記載のコントローラ。

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