JP6648493B2 - プロセス制御システムならびにその構成のためのシステムおよび方法 - Google Patents

プロセス制御システムならびにその構成のためのシステムおよび方法 Download PDF

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Description

本開示は、産業プラントに対する産業オートメーションの分野に関し、特に、産業プラントに対するプロセス制御システムの構成に関する。
図1Aは石油、鉄鋼および化学プロセス産業向けの産業プラントのプロセス制御システム100を示す。産業プラントでは、センサ102およびバルブ装置、アクチュエータ104のようなフィールド装置が、プラント機器が実施する流体プロセスのようなプロセスを測定または制御する。センサ102の例には流量計や温度計がある。バルブ装置104は流量制御バルブおよび開閉バルブであり、アクチュエータ104はファンおよびモータである。フィールド装置102、104はフィールド・ネットワーク106に接続される。フィールド装置102、104は、入出力(I/O)ユニットを通じて、制御ネットワーク110内にあるコントローラ108に接続される。センサ102からの測定値に基づいて、コントローラ108は、当該アクチュエータを制御するための信号を生成するために使用される計算を実施する。コントローラ108内の各制御ロジックは機能ブロックにカプセル化される。当該機能ブロックは、フィールド装置ごとに定義された入力、出力パラメータを受信または生成するために定義され、当該パラメータを計算するためのアルゴリズムを含む。パラメータには、当該機能ブロックで生成されるプロセス変数および調節パラメータが含まれる。プロセス変数は、温度、圧力、力、供給、流量、化学組成、加重、位置および速度のような、測定値が存在する変数である。調節パラメータは、当該コントローラにおいて当該プロセスを制御するために適用される変数である。制御ロジックはコントローラ108のアルゴリズムである。
制御ネットワーク110内のヒューマン・マシン・インタフェース(HMI)端末112は、データを当該機能ブロックと交換し、プロセス制御システム100を動作させるための情報をオペレータに提供する。プロセス制御システム100は、当該交換されたデータに基づいて機器やフィールド装置のようなパーツに対して、当該機能ブロックからのコマンドを管理し発行する。当該発行されたコマンドは、設計データに従ってエンジニアリング・ツール120内で準備され修正される制御ロジックに基づく。当該制御ロジックは産業プラントの仕様である。当該制御ロジックは、当該コントローラおよびHMI端末で実行するためのバイナリ制御データに変換される。オペレータは、当該コントローラおよびHMI端末内のバイナリ制御データを適用することによって産業プラントを制御し操作する。HMI端末112のスクリーン定義はエンジニアリング・ツール120により準備される。当該機能ブロックは、センサからの測定値およびバイナリ制御データに基づいて、当該アクチュエータに対する信号を生成するための計算を実施する。オペレータはプロセス調整の間に調節パラメータの設計値を設定する。
図1Bは、プロセス制御システム100を設定または構成するためのエンジニアリング・ツール120を示す。ユーザは、エンジニアリング・ツール120内のエディタ122を使用して、産業プラントの設計データの変更に対して制御ロジックを準備し修正する。変更の例には、異なるフィールド装置のパラメータ値を異なるプロセスに設定し、または、異なる原材料を当該プロセスに設定するものがある。当該異なるプロセスは、異なる製品または同一の製品の異なるグレードのためのものである。当該準備され修正された制御ロジックはシリアル化された制御データ124として格納される。シリアル化された制御データ124は変換器126により読み取られる。変換器126は、シリアル化された制御データ124から、バイナリ・フォーマット内の制御データであるバイナリ制御データ128を生成する。バイナリ制御データ128はデータベース130に格納される。バイナリ制御データ128は、HMI端末112とコントローラ108で実行するためにプロセス制御システム100に送信される。
産業プラントでは、パラメータに関して多数のデータ・ファイルおよびデータ・セットがある。当該パラメータは、関連するデータ・セットが異なるタイプまたはソースであるとき、複雑なデータ関係を有する。例として、コントローラに関連する機能ブロック内のパラメータがある。当該パラメータは、当該機能ブロックにおいて第1のタイプとして定義され、アラーム管理システムのときは第2のタイプとして定義される。当該第1のタイプおよび第2のタイプの定義は異なる。パラメータまたはパラメータ関係が設計データにおいて変更されたとき、プロセス制御システム100の当該制御ロジックにおいて更新すべき対応するパラメータを特定するのは面倒である。
産業プラントの指示書、制御ロジック定義、および仕様のようなドキュメントは、エンジニアリング・ツールと別の異なるツールを用いて、図1Cに示すように手動で準備される。当該処理プラントに関するドキュメントは、制御ロジックから制御データまで、独立に準備される。
ドキュメントが手動で準備されるので、当該ドキュメントが産業プラントの制御ロジックまたは制御データと一貫していることを保証するのは面倒であり時間がかかる。石油処理プラントの例において、石油のような原材料の組成は生産国に依存する。したがって、当該処理プラントのプロセス制御システムにおける制御ロジックを異なる組成ごとに変更すべきである。原材料の異なる組成に関する異なる制御ロジックのドキュメントは手動で独立に準備される。この準備は面倒であり時間がかかる。
当該ドキュメントはユーザにより準備される。当該ユーザは、当該エンジニアリング・ツールまたはプロセス制御システムの顧客かベンダの何れかである。異なるユーザが制御ロジックを別々に準備し修正するので、当該ドキュメントは同じユーザにより準備または更新されなければならない。これは他のユーザにとって不都合であり厄介である。
さらに、制御ロジックは、産業プラントにおける連続的な運用上の改善に起因して絶え間なく変化している。理想的な状況では、ドキュメントは制御ロジックの変更ごとに更新される。しかし、現実には、制御ロジックが変更されるたびにドキュメントを更新するのは論理的に困難である。したがって、ドキュメントは通常、更新されない。幾つかのケースでは、ユーザは制御ロジックの変更を統合してドキュメントを定期的に更新する。ドキュメント化は手動プロセスであるので、誤りや見過ごしはドキュメントの準備または更新では一般的な事象である。定期的な更新は多くの矛盾を引き起こしうる。これは、制御ロジックとドキュメントの間の矛盾をもたらす。ドキュメントが正確性を欠くと、当該ドキュメントは処理プラントに対して信頼できるドキュメントではない。
典型的な産業プラントでは、仕様のドキュメントは何千ものページからなる。かかる膨大なドキュメントを手動で更新するのは面倒で時間がかかる。ドキュメントが制御ロジックと一貫しているのを保証するために、大量の追加の人的工数、時間およびコストが手動プロセスに必要である。これにより、プロセス制御システムを維持し更新するためのコストが増大する。制御ロジックの維持と更新のコストに加えて、プロセス制御システムを変更する必要があるとき、ドキュメント化が制御ロジックと一貫しているのを保証するために追加のコストが必要である。プロセス産業のコスト競争的な環境では、ドキュメント化を維持するためのコストは先延ばしされるかまたは完全に回避される。これらの状況では、ドキュメントは更新不足のため陳腐なものとなる。ドキュメントの準備と更新を改善する必要がある。
産業プラントは、30年以上の長い期間持続するように設計され構築されている。典型的な大規模産業プラントでは、プロセス制御システムは10,000個を超えるフィールド装置を制御する。プロセス制御システムには、多数の高度な機能がある。多数の複雑で高度な機能を有する産業プラントでは、多数のユーザが協働してプラント制御システムの制御ロジックを維持または更新する必要がある。ユーザは何年ものプラント動作にわたって変わっている可能性がある。制御ロジックを変更するためには、既存のユーザは制御ロジックに関する自己の理解をリフレッシュしなければならず、新規のユーザは制御ロジックを見つけ出して理解しなければならない。制御ロジックを理解する1つの方法はドキュメントからのものである。上述の理由のため、ドキュメントが制御ロジックと矛盾するとき、ドキュメントから理解することはできない。
プロセス制御システムを準備するには多数の技術的作業がある。1つの技術的作業は、制御ロジックまたはドキュメントを生成する方法である。制御ロジックが正確であることを保証するために、生成された制御ロジックに試験が実施される。当該制御ロジックは各コントローラ108に固有なデータを含むので、制御ロジックの技術的作業、設計、生成、および試験は繰返し実施される。これにより、産業プラントに対してプロセス制御システム100を準備するのに大量の工数と時間が必要となる。
異なるユーザは技術的作業を別々に実施する。ユーザが以前のユーザと異なるとき、保守を行うユーザには多数の作業が必要である。技術的作業の品質を改善し標準化する必要がある。これは、処理プラントのプロセス制御システムの理解の簡単さを高めることである。
ユーザは、全ての改訂を伴う仕様ドキュメントのような様々なタイプのドキュメントを用いて制御ロジックを解読し検証するために、追加の人的工数と時間を費やさなければならない。これは、プロセス制御システムの保守に追加のコストをもたらす。
必要な人的工数、時間、およびコストを削減することで、プロセス制御システムおよびそのドキュメント化を準備、修正、および保守するための効率を高める必要がある。さらに、制御ロジックおよびドキュメント化の一貫性を高める必要がある。連続的な保守と動作の改善を効率的に可能とするための機構が必要である。
本発明は、プロセス制御を実施するように構成されたプロセス制御システムに対する構成システムを含む。当該構成システムは、少なくとも1つのメモリと当該メモリに格納された1つまたは複数の定義モジュールとを含むリポジトリを備える。各定義モジュールは、関連付けられたコンポーネントを制御するための制御ロジックを含んでもよい。当該構成システムはまた、リポジトリ・コントローラを備える。当該リポジトリ・コントローラを、産業システム内の特定のコンポーネントの1つまたは複数のプロパティを識別するためのユーザ入力を受信するように構成してもよい。当該リポジトリ・コントローラがさらに、リポジトリ内から定義モジュールを選択できるようにしてもよい。当該選択された定義モジュールは、当該識別された1つまたは複数のコンポーネント・プロパティを有する関連付けられたコンポーネントを制御するための制御ロジックを備える。
当該リポジトリ・コントローラをさらに、特定のコンポーネントを制御するために、実装された定義モジュールのインスタンスを生成するように構成してもよい。当該実装されたインスタンスは、選択された定義モジュール内の制御ロジックに基づいて生成されたバイナリ制御ロジックを含む。
1実施形態では、リポジトリ・コントローラを、修正された制御ロジックに基づいてバイナリ制御ロジックを生成するように構成してもよい。当該修正された制御ロジックを、特定のコンポーネントに対応する設計仕様データに基づいて、選択された定義モジュール内の制御ロジックを修正することによって生成してもよい。当該選択された定義モジュールは、関連付けられたコンポーネントへの入力または当該関連付けられたコンポーネントからの出力のうち少なくとも1つを制御するための制御ロジックを含んでもよい。
リポジトリはさらに、1つまたは複数のプロセス・テンプレートを含んでもよい。各プロセス・テンプレートは、1組のコンポーネントの動作を制御するための処理データを含む。当該リポジトリ・コントローラを、産業システムのサブシステムと関連付けられた1つまたは複数のプロパティを識別するユーザ入力を受信し、当該リポジトリ内部からプロセス・テンプレートを選択できるようにするように構成してもよい。当該選択されたプロセス・テンプレートは、当該サブシステムに関連付けられた識別された1つまたは複数のプロパティを有する1組のコンポーネントを制御するための制御ロジックを含む。
当該リポジトリ・コントローラを、当該サブシステムを制御するためのバイナリ制御ロジックを生成するように構成してもよい。生成されたバイナリ制御ロジックは選択されたプロセス・テンプレート内部の処理データに基づく。
リポジトリはさらに、1つまたは複数のヒューマン・マシン・インタフェース(HMI)パーツを含んでもよい。各HMIパーツは、産業システムの少なくとも1つのコンポーネントに関連付けられたHMIを生成するための情報を含む。リポジトリ・コントローラを、(i)生成されることを意図したHMIに関連付けられた1つまたは複数のプロパティを識別するユーザ入力を受信し、(ii)当該リポジトリからHMIパーツを選択できるようにし、(iii)選択されたHMIパーツ内部の情報に基づいてHMIをユーザに表示するために描画するように構成してもよい。当該選択されたHMIパーツは、生成されることを意図したHMIに関連付けられた識別された1つまたは複数のプロパティを有するHMIを生成するための情報を含む。
リポジトリ内部のHMIパーツは、産業システムの少なくとも1つのコンポーネントのユーザ・インタフェース・ベースの制御を可能とするように構成された1つまたは複数のグラフィック・ウィンドウ・テンプレートを含んでもよい。当該リポジトリ内部のHMIパーツはまた、1つまたは複数のリンク・パーツを含んでもよい。各リンク・パーツは、HMIを生成するためのHMIサブコンポーネント、および1組の関連付けられたプロパティを含む。当該関連付けられたプロパティは、生成されたHMI内部に含まれるリンク・パーツの各インスタンスに伝達される。
リポジトリ・コントローラを、リンク・パーツの関連付けられたプロパティの何れかに対する修正が、各生成されたHMI内部のリンク・パーツの各インスタンスのプロパティの対応する修正をもたらすように構成してもよい。
1実施形態では、リポジトリ内部のHMIパーツが、1つまたは複数のカスタム・フェースプレートを含んでもよい。各カスタム・フェースプレートは特に、定義モジュールに関連付けられる。各カスタム・フェースプレートは、関連付けられた定義モジュールの実装されたインスタンスが必要とするユーザ入力を受信するために特に構成された1つまたは複数の要素を含んでもよく、または、当該関連付けられた定義モジュールの実装されたインスタンスにより生成された出力をユーザに提供するするために特に構成された1つまたは複数の要素を含んでもよい。
別の実施形態では、定義モジュールの実装されたインスタンスの生成に応答して、HMIは、当該定義モジュールに特に関連付けられたカスタム・フェースプレートに基づいて生成される。
リポジトリ・コントローラをさらに、(i)リポジトリ内部の既存の定義モジュールまたは既存のプロセス・テンプレート・モジュールをユーザ入力に基づいて修正するか、または(ii)既存の定義モジュールの実装されたインスタンスまたは既存のプロセス・テンプレートの実装されたインスタンスから情報を抽出し、当該追加された定義モジュールまたは追加されたプロセス・テンプレートを抽出された情報に基づいて生成するか、または、(iii)産業システム内部で実装されたバイナリ制御ロジックから情報を抽出し、当該追加された定義モジュールを当該抽出された情報に基づいて生成することによって、定義モジュールまたはプロセス・テンプレートのうち少なくとも1つを当該リポジトリに追加するように構成してもよい。
当該追加された定義モジュールまたは当該追加されたプロセス・テンプレートを生成するためのユーザ入力または抽出された情報は、産業システム内部の1つまたは複数のコンポーネントに対応する制御ロジック、プロパティ定義または調節パラメータのうち少なくとも1つを含んでもよい。
リポジトリ・コントローラをさらに、リポジトリに追加された各定義モジュールまたは各プロセス・テンプレートに一意な識別子を割り当てるか、または、当該リポジトリ内部で修正された定義モジュールまたはプロセス・テンプレートの各々に対応するバージョン番号を割り当てるように構成してもよい。
当該リポジトリ・コントローラを、本発明の特定の実施形態において、以前に当該リポジトリからダウンロードしたデータを有するユーザとインタフェースし、当該ダウンロードしたデータに対する以降のリポジトリ更新に関する情報をかかるユーザに提供するように構成してもよい。
本発明はさらに、プロセス制御を実施するためのプロセス制御システムを構成するための方法を提供する。当該方法は、少なくとも1つのメモリを備えたリポジトリに1つまたは複数の定義モジュールを格納するステップを含む。各定義モジュールは関連付けられたコンポーネントを制御するための制御ロジックを含む。当該制御ロジックは、関連付けられたコンポーネントに対応する入力パラメータおよび出力パラメータのうち少なくとも1つに基づいて生成される。当該方法はさらに、産業システム内の特定のコンポーネントの1つまたは複数のプロパティを識別するためのユーザ入力を受信するステップと、リポジトリ内部の定義モジュールを選択するステップとを含む。当該選択された定義モジュールは、識別された1つまたは複数のコンポーネント・プロパティを有する関連付けられたコンポーネントを制御するための制御ロジックを含む。
当該方法はさらに、特定のコンポーネントを制御するために、定義モジュールの実装されたインスタンスを生成するステップを含んでもよい。当該定義モジュールの実装されたインスタンスは、選択された定義モジュール内の制御ロジックに基づいて生成されたバイナリ制御ロジックを含む。
当該方法がさらに、(i)リポジトリ内部の既存の定義モジュールまたは既存のプロセス・テンプレート・モジュールをユーザ入力に基づいて修正するか、または、(ii)既存の定義モジュールの実装されたインスタンスまたは既存のプロセス・テンプレートの実装されたインスタンスから情報を抽出し、当該追加された定義モジュールまたは追加されたプロセス・テンプレートを当該抽出された情報に基づいて生成するか、または、(iii)産業システム内部で実装されたバイナリ制御ロジックから情報を抽出し、当該追加された定義モジュールを当該抽出された情報に基づいて生成することによって、定義モジュールまたはプロセス・テンプレートのうち少なくとも1つをリポジトリに追加するステップを含んでもよい。
本発明の1実施形態では、当該方法は、当該リポジトリに追加された各定義モジュールまたは各プロセス・テンプレートに一意な識別子を割り当てるステップ、または、当該リポジトリ内部で修正された各定義モジュールまたは各プロセス・テンプレートに対応するバージョン番号を割り当てるステップを含んでもよい。
従来技術におけるプロセス制御構成システムを示す図である。 従来技術におけるエンジニアリング・ツールの図である。 従来技術におけるプラント・ドキュメントを準備するための手動ワークフローを示す図である。 例示的なプロセス制御の配管計装図である。 本発明の幾つかの実施形態に従って制御ロジックをコントローラに割り当てる例を示す図である。 本発明の幾つかの実施形態に従って制御ロジックをコントローラに割り当てる例を示す図である。 本発明の幾つかの実施形態に従う定義モジュールの図である。 本発明の幾つかの実施形態に従う定義モジュールの図である。 本発明の幾つかの実施形態に従う定義モジュールの図である。 例示的なエディタ400を示す図である。 定義モジュールとアプリケーション・モジュールの間で生成されたリンクと、アプリケーション・モジュールとコントローラの間で定義されたリンクの例を示す図である。 幾つかの実施形態に従う本発明の例示的なブロック図である。 本発明の幾つかの実施形態に従うワークフローの図である。 本発明の幾つかの実施形態に従うワークフローの図である。 本発明の幾つかの実施形態に従うワークフローの図である。 本発明の幾つかの実施形態に従うワークフローの図である。 本発明の幾つかの実施形態に従うモジュール生成器の例示的なディスプレイ画面を示す図である。 本発明の幾つかの実施形態に従う、生成されたリンクを表示するための例示的なディスプレイ画面を示す図である。 本発明の幾つかの実施形態に従うドキュメント・レイアウト構成器に対する例示的なディスプレイ画面の図である。 幾つかの実施形態に従うプラント・ドキュメントの例示的なコンテンツ・テーブルを示す図である。 本発明の幾つかの実施形態に従うエディタのワークフローを示す図である。 本発明の幾つかの実施形態に従うマスエディタのワークフローを示す図である。 本発明の幾つかの実施形態に従うプロセス制御構成システムを示す図である。 本発明に従って構成されたリポジトリのシステムの実施形態を示す図である。 産業プラント内部の例示的なサブシステムを示す図である。 本発明の1実施形態に従うリポジトリ・コントローラを示す図である。 本発明に従う例示的なワークフローの図である。 本発明に従う例示的なワークフローの図である。 プロセス制御構成システムのブロック図である。
プロセス制御システム
図2Aは、産業プラント230(図示せず)における機器210に対する例示的なプロセス制御システム200の図である。本例では、機器210は原油炉である。プロセス制御システム200は、機器210の異なるパーツを制御するためのパーツ220、222、224、226、228である。パーツ220、222、224、226、228はそれぞれサブパーツからなる。本例では、パーツ220はサブパーツ・フィールド装置202、204および制御ロジック206を有する。制御ロジック206は産業プラント230内のプロセス232(図示せず)を制御するためのコントローラ212(図9で示す)内で実施される。本例では制御ロジック206は産業プラント230に対する設計データ234(図示せず)に従ってフィールド装置202、204を制御するためのものである。
本例では、フィールド装置202は、センサ、入力パラメータをコントローラ212に送信する入力装置である。コントローラ212は、2つの機能ブロック、即ち、第1の機能ブロック205と第2の機能ブロック207において制御ロジック206を有する。機能ブロック205、207は、制御ロジック206を処理するためのコントローラ212内のソフトウェア・コンポーネントである。当該入力パラメータは、出力パラメータを生成するために第2の機能ブロック207で処理される前に第1の機能ブロック205で処理される。コントローラ212は次いで、第2の機能ブロック207からの出力パラメータをフィールド装置204、即ち、本例ではバルブに対するアクチュエータである出力装置に送信する。本例では、フィールド装置202、204は、入出力(I/O)カードまたはモジュールのようなハードウェア・インタフェース・コンポーネントに接続される。当該コンポーネントは次いでコントローラ内の第1の機能ブロック205と第2の機能ブロック207に接続される。
産業プラント230に対するプロセス制御システム200は、本発明の幾つかの実施形態に従う同一のまたは異なるタイプの機器210に対する複数のプロセス制御システム200からなる。
プロセス制御システム200は複数のプロセッサと複数のHMI端末218(図示せず)を備える。各HMI端末218はHMIスクリーン217(図示せず)と入力装置からなる。HMIスクリーン217はパーツ220を表示し、したがってサブパーツに対してはフィールド装置202、204を表示する。HMIスクリーン217は、本発明の幾つかの実施形態に従う全てのパーツ220、222、224、226、228とそのサブパーツ・フィールド装置202、204、制御ロジック206を表示する。
プロセス232は、機器210におけるプロセスと各パーツ220、222、224、226、228におけるプロセスを含むがこれらに限られない。あるいは、機器210は、パーツ220、222、224、226、228からなるパーツである。この代替では、機器210におけるプロセスはパーツ220、222、224、226、228におけるプロセスからなる。
パーツ
「産業プラントの一部」というフレーズの状況における「パーツ」という用語は、「全体ではない」、産業プラントを構成する部分の1つを意味する。産業プラントの一部としてのプロセス制御ターゲットというフレーズの状況での「パーツ」という用語は、プロセス制御システムにより実施されるプロセス制御を受けるターゲットを意味する。当該「パーツ」または当該「プロセス制御ターゲット」はハードウェア単体、ソフトウェア単体、またはその両者を組み合わせたものでありうる。「パーツ」または「プロセス制御ターゲット」の幾つかの例示的な例は、フィールド装置、機能ブロック、コネクタ、コントローラ、HMIスクリーンを含んでもよいがこれらに限られない。「パーツ関連データ」という用語は上述のパーツまたは「プロセス制御ターゲット」に関連するデータを意味する。「パーツ」がフィールド装置である場合、パーツ関連データは当該フィールド装置に関連する1組のデータを意味する。
全体として考えた産業プラント230に対して、全体の産業プラント230の分割をパーツと称する。本発明では、パーツは産業プラント230の構成要素または領域である。構成要素はセンサおよびアクチュエータ、制御ロジック206、コントローラ212および機器210のようなフィールド装置202、204を含むがこれらに限られない。コントローラ212は、本発明の幾つかの実施形態に従う、機能ブロック205、207、関連する機能ブロック205、207の間のコネクタ209を含む。当該コンポーネントが他のコンポーネントから構成されるとき、当該パーツは複数のサブパーツからなる。例えば、パーツ220は、機能ブロック205、207のような非常に基本ブロックおよび機能ブロック205、207に対するコネクタ209から成る組立品である。
通常、産業プラント230は事実上異なる管理領域に分割される。例えば、領域とは、特定のプロセスに対するコンポーネントの集合であるか、または、物理的位置にあるコンポーネントの集合である。当該領域は、特定、参照、または構成の簡単さのためセル、ユニットにさらに分割される。
全体として考えたグラフィカル・ユーザ・インタフェースに対して、HMIスクリーン上に示すべきグラフィカル・ユーザ・インタフェースに対して構成するために使用されるコンポーネントは部品と称される。例えば、部品は、数値データ部品、バー・グラフ部品、テキスト部品、画像部品のようなデータ・アクセス部品である。別の例では、部品は、ラベル部品およびリンク部品のような非データ・アクセス部品である。
部品は、本発明の幾つかの実施形態に従う少なくとも1つの入力パラメータと1つの出力パラメータを含む。本発明の幾つかの実施形態によれば、当該入力パラメータまたは出力パラメータのうち1つは固定され、操作できない。
プロセス制御システム要素とはプロセス制御システムの部分を意味し、全体を意味しない。
設計データ
設計データ234は産業プラント230の設計仕様であり、プロセス232向けのプロセス制御システム200の構成に関するデータを含む。設計データ234は、フィールド装置202、204、制御ロジック206、機器210、コントローラ212、機能ブロック205、207、コネクタ209および各コンポーネントに固有なデータのようなコンポーネントに関するデータを含む。
定義モジュール
プロセス制御システム200およびその構成システムは複数のハードウェアとソフトウェア・コンポーネントを備える。定義モジュール300は、メモリに存在する追加のソフトウェア・コンポーネントである。定義モジュール300は、プロセス制御システム200での使用に適している。定義モジュール300は、本発明の幾つかの実施形態に従うプロセス制御システム200に対する構成システムでの使用に適している。あるいは、アプリケーション・モジュール440は、定義モジュール300のインスタンスであり、メモリ上のソフトウェア・コンポーネントである。アプリケーション・モジュール400は、プロセス制御システム200およびプロセス制御システム200の構成システムのうち少なくとも1つのソフトウェア・コンポーネントである。
図3Aは、本発明の幾つかの実施形態に従う定義モジュール300を示す。定義モジュール300は、産業プラント230内のプロセス制御システム200のパーツ220を表すように定義されている。
あるいは、図3Bはさらに、それぞれ、サブパーツ・フィールド装置202、204および制御ロジック206に対する定義モジュール302、304、306を示す。この代替では、定義モジュール300は、本発明の幾つかの実施形態に従う定義モジュール302、304、306からなる。定義モジュール306は制御ロジック206に対して定義される。制御ロジック206は、機能ブロック205、207、および、機能ブロック205、207の間の接続209からなる。機能ブロック205、207はさらに、本発明の幾つかの実施形態に従う別々の定義モジュールで定義される。
図3Cは、本発明の幾つかの実施形態に従う定義モジュール300を示す。定義モジュール300は、プロパティ・ファイル310、制御ロジック・ファイル定義320およびデータ定義ファイル330のうち1つを含む。定義モジュール300はさらに、本発明の幾つかの実施形態に従う、複数の制御ロジック定義ファイル320、複数のデータ定義ファイル330を含む。当該複数の各ファイル・タイプ、制御ロジック定義ファイル320およびデータ定義ファイル330は、本発明の幾つかの実施形態に従う別々の定義ファイルに格納される。
定義モジュール300は、パーツ220に関連する設計データ234に基づいて構成される。定義モジュール300は、同一のまたは異なる産業プラント230において類似のパーツ222、224、226、228に再利用可能である。これにより、異なるパーツ222、224、226、228に対して同様な定義モジュール300を定義するための不必要な繰返し作業が削減される。
定義モジュール300は、本発明の幾つかの実施形態に従うパーツのタイプに基づいて構成される。1例では、定義モジュール300は汎用設計データ234に基づいて汎用パーツに対して構成される。汎用設計データ234は、制約を有さず、プロセス制御システム200から独立している。定義モジュール300は次いで、パーツ220に対する設計データ234で更新されることによりパーツ220に対して定義される。1例として、定義モジュール300がパーツ220に対する設計データ234でインスタンス化される。
有利なことに、定義モジュール300は汎用設計データ234で生成され、後に実際の設計データ234で更新される。これにより、プロセス制御システム200の構成がさらに好都合になる。
プロパティ・ファイル
プロパティ・ファイル310は、定義モジュール300のモジュール・プロパティを含む。プロパティ・ファイル310は、ユーザおよび定義モジュール300の利用を検索して特定するために使用される。当該プロパティの例には、定義モジュール300に一意な識別子、定義モジュール300の修正に必要なアクセス許可、定義モジュール300の外部検索を容易にするための少なくとも1つのキーワード、および、直近の更新を示すかまたは次の保守をスケジュールするための参照として作用する最終更新日がある。
定義モジュール300のプロパティ・ファイル310に追加される追加のプロパティにはパーツ220に関連する情報が含まれる。プロパティ・ファイル310に追加される情報の例には、パーツ220のHMI端末218の操作と監視のためのHMIスクリーン217設定、ソース・コード、バージョン、サイズ、タイムスタンプのような制御ロジック情報、パーツ220のファームウェア・バージョン、設定、改訂履歴、物理位置、パーツ220の媒体、速度、ハードウェアおよびソフトウェア・インタフェース設定、外部接続端末、ファイアウォール情報のようなネットワーク情報、パーツ220の論理接続情報および物理接続情報、パーツ220が使用するシミュレーション・モデル、パーツ220に対する配管計装図のバージョン番号、プロセス・フロー図のようなプラント情報がある。
本発明の幾つかの実施形態によれば、定義モジュール300に対する複数のプロパティ・ファイル310がある。複数のプロパティ・ファイル310の各々は、パーツ220が修正されたときに、異なるプロパティが定義モジュール300の準備の容易さを向上させるためのものである。
1例では、HMIスクリーン217が、パーツ220、したがって、サブパーツ・フィールド装置202に対して1つまたは複数のHMI端末218に表示される。HMIスクリーン217がパーツ220に対するプロセス条件またはユーザ嗜好とともに変化するとき、HMI端末218に表示される複数のHMIスクリーン217がある。HMIスクリーン217の変化ごとの夫々のHMIスクリーン217設定は、別々のプロパティ・ファイル310内にある。これにより、HMIスクリーン217がパーツ220に対するプロセス条件またはユーザ嗜好と関連するかどうかの判定の容易さが向上する。
制御ロジック定義ファイル
制御ロジック定義ファイル320は、パーツ220に対する制御ロジック定義322、アラーム定義326のうち1つを含む。制御ロジック定義322は制御ロジック206からなり、これは入出力(I/O)信号の処理アルゴリズムである。フィールド装置202からの入力信号は、制御ロジック206に対する制御ロジック定義322に適用されるように定義され、制御ロジック206はフィールド装置204に対する出力信号を生成するように定義される。I/O信号の例には、センサ202から受信した値と制御バルブ204に送信された値のようなプロセス変数がある。プロセス変数は、温度、圧力、力、供給、流量、化学組成、加重、位置および速度のような測定値が存在する変数である。
追加の制御ロジック定義322は、制御ロジック206が利用可能であるかまたは外部ソースからインポートされるときに、制御ロジック定義ファイル320に含まれる。これは、定義モジュール300にインポートされた任意のフォーマットで制御ロジック定義322を含めるのに好都合である。
制御ロジック定義ファイル320は、幾つかの実施形態に従うパーツ220に対するアラーム定義326ファイルを含む。同様に、アラーム定義326は、サブパーツ、フィールド装置202、204からの入出力(I/O)信号に対するアラーム制御ロジックまたはアルゴリズムからなる。例えば、所定の範囲外のI/O信号のような、フィールド装置202からの入力信号またはフィールド装置204への出力信号に基づいてアラームが起動される。定義モジュール300はさらに、別のアラーム通知ツールを用いずにアラーム管理機能を提供するように改善される。アラーム管理機能を有するプロセス制御システム200を構成し維持するためのリソースにより、別々の独立なアラーム管理ツールの使用と比較して設計データ234との一貫性がさらに改善する。
制御ロジック定義322に加えて、サブパーツ、フィールド装置202、204に対するパラメータ設定324(図示せず)値が制御ロジック定義ファイル320で定義され、アラーム設定325値(図示せず)がアラーム定義ファイルで定義される。パラメータ設定324値は、タグ名、タグ・コメント、範囲を含むがこれらに限られない。
調節パラメータ
制御ロジック定義322内の処理アルゴリズムはさらに調節パラメータを含む。調節パラメータとは、プロセス232を制御するために制御ロジック206内で生成され適用される変数である。制御ロジックに対する以下の汎用アルゴリズムを有する比例積分微分(PID)コントローラの1例を用いると、
である。ここで、
は比例利得、即ち、調節パラメータであり、Kは積分利得、即ち、調節パラメータであり、Kは微分利得、即ち、調節パラメータであり、eは、誤差=セットポイント−プロセス変数であり、tは時刻または瞬時(現時点)であり、Tは積分変数であり、時刻0から現時点tまでの値をとる。
PIDコントローラに関する上述の制御ロジックにおいて、K、K、Kは調節パラメータの例である。プロセス制御システムの当業者は、当該制御ロジックを処理する機能ブロックで生成される他の調節パラメータがあることを理解する。
調節パラメータにはアラーム・セットポイントが含まれる。当該アラーム・セットポイントは、プロセス制御システム200内のアラーム管理に対するアラーム定義326で定義された調節パラメータである。
当該調節パラメータの使用例は、定義モジュール300を最初に使用したときのプロセス232の調整である。当該調節パラメータ、機能ブロック・データ項目は、制御ロジック206の機能ブロック205、207で生成される。したがって、当該調節パラメータは、プロセス制御システム200が動作しているときにのみ利用可能である。調節パラメータが最初の調整に必要なときは、デフォルト値またはユーザ入力値が使用される。
定義モジュール300の構成中に、パーツ220に対する制御ロジック206において固定値を定義して必要な特定の機能を実現する。当該固定値は、本発明の幾つかの実施形態に従う設計値、初期値またはユーザ定義値である。当該固定値の使用例としては、プロセス制御システム200のランタイム中がある。ランタイムとは実行である。当該固定値は制御ロジック206の調整段階中に割り当てられる。
プロセス制御システム200の動作中に、機能ブロックで生成された現在値が当該固定値との比較のために取り出される。当該比較を使用してプロセス232を監視または制御する。これにより、調節パラメータ、即ち、固定値が定義モジュール300に提供されたとき、プロセス制御システム200の操作と設定中のユーザの効率が向上する。当該ユーザの経験に依存する必要はなく、当該固定値に対する参照ソースを調べる必要もない。さらに、現在値が制御ロジック206の調整に好適な値であると判定されたとき、当該機能ブロックで生成された現在値が更新された固定値として格納される。
生成マネージャ500のような変換ツールが、定義モジュール300内の制御ロジック定義322を制御プログラムまたは制御データ510に変換する。制御データ510が、プロセス制御システム200内のコントローラ212に送信またはロードされ、異なるプロセス232または産業プラント230ごとに異なる。コントローラ212は制御データ510を実行する。制御データ510は当該定義を読み取って産業プラント230を制御する。
1例では、制御ロジック定義ファイル320がパーツ220に対して構成される。コントローラ212に対する制御ロジック206は機能ブロック205、207にカプセル化される。コントローラ212は制御データ510内の制御ロジック206を読み取り、入力プロセス変数を特定し、機能ブロック205、207内のアルゴリズムを実施して出力プロセス変数を生成し、出力プロセス変数に対する宛先と特定する。当該宛先の例には、別のコントローラ、フィールド装置がある。幾つかの例では、制御ロジック206は、処理アルゴリズムに適用して処理するため、プロセス変数のような入力パラメータをフィールド装置202から受け取るか、または、ユーザ入力をHMI端末218から受け取って、フィールド装置204を制御するための出力パラメータを生成する。幾つかの例では、制御ロジック206は所定の入力パラメータを有する。フィールド装置204の振舞いは当該入力パラメータおよび当該処理アルゴリズムに依存する。
パーツ220、222、224、226、228に対して構成された制御ロジック206を有する定義モジュール300は、パーツ220、222、224、226、228に対する制御ロジック206のコントローラ212への物理束縛または割当てとは独立である。図2Bおよび2Cの例を説明に用いると、パーツ220、222、224、226、228の制御ロジック206は、定義モジュール300において「FCS0101」として識別されるコントローラ212で定義される。図2Bの第1の割当てでは、パーツ220、222、224、226、228に対する制御ロジック206はコントローラ212「FCS0101」に割り当てられる。図2Cの代替的な第2の割当てでは、パーツ220、222、224に対する制御ロジック206は第1のコントローラ212「FCS0101」に割り当てられ、パーツ226、228の制御ロジック206は第2のコントローラ213(図示せず)「FCS0102」に割り当てられる。パーツ220、222、224、226、228内の制御ロジック206は両方のタイプの割当てに対して有効である。
制御ロジック定義ファイル320は、本発明の幾つかの実施形態に従う、パーツ220に対する制御ロジック定義322、アラーム定義326、パラメータ設定324およびアラーム設定325、当該サブパーツのフィールド装置202、204、制御ロジック206のうち任意の1つを含む。ルータ、ハブまたはスイッチのようなネットワーク装置208(図示せず)を含むパーツ220の1つの例示的な実施形態では、ネットワーク装置208に対する制御ロジック定義322、アラーム定義326、パラメータ設定324またはアラーム設定325が含まれる。
典型的な産業プラント230は、異なるベンダにより提供されるフィールド装置202、204からなる。制御ロジック定義322、アラーム定義326は、パーツ220およびサブパーツ、フィールド装置202、204に対するベンダ固有のフォーマットで準備される。あるいは、制御ロジック定義322は業界標準に基づく汎用フォーマットで準備される。
制御ロジック定義ファイル320が本発明の幾つかの実施形態に従うフォルダであるとき、制御ロジック定義ファイル320は上述のコンテンツを格納するための定義モジュール300内の位置を参照する。
データ定義ファイル
データ定義ファイル330は、パーツ220に対する制御ロジック定義322に関連する設計データ234を格納する。制御ロジック定義322は、設計データ234が更新されたときに更新される。これにより、プロセス232に対して実行された制御データ510が設計データ234と一貫することが保証される。
ルール定義ファイル
データ定義ファイル330は、本発明の幾つかの実施形態に従うルール定義328ファイルを含む。ルール定義328は、パーツ220または他のパーツ、フィールド装置202、204に関するパラメータ設定324値を更新または変更するために適用される。制御ロジック定義322内のパラメータ設定324値は、設計データ234に関連する被参照データの変更に従って変更される。被参照データは、顧客、ベンダからのような、ユーザが構成し編集可能なデータであり、特定の機器、プロセスまたは製品に固有である。当該被参照データは、フィールド装置に対する構成もしくは設定データであり、または、制御ロジック定義322、アラーム定義326内にある。
ルール定義328は、当該被参照データ内のパラメータを制御ロジック・パラメータに設定するための少なくとも1つの条件と1つの動作を含む。ルールの1例は、被参照データ内のフィールド装置に対する対応する構成「config_value」設定が「1」であるとき、フィールド装置に対する制御ロジック・パラメータ「param01」設定が「5」であるというものである。
被参照データは本発明の幾つかの実施形態に従うデータ・ソース内にある。「データ・ソース」という用語は、1つまたは複数の組のデータ、メモリまたはこれらのデータを非一時的に格納するように構成された記憶部に格納された、リポジトリまたはデータベースを意味する。当該データ・ソースは、本発明の幾つかの実施形態に従うリポジトリまたはデータベースのような1つまたは複数の組のデータを有するメモリまたは記憶部のようなハードウェアの組合せである。当該データ・ソースの例は、定義モジュール300と同一または異なるメモリに格納されたファイル構造内の入出力(I/O)リストである。I/Oリストの例には、全てのフィールド装置202、204とそれらのプロパティおよびパラメータが含まれる。当該I/Oリストは、当該パラメータが変更されたとき定期的に更新される。ルール定義328は定義モジュール300内のパラメータ変更を更新する。
ルール定義328ファイルを編集するためのアクセス権は、定義モジュール300の開発者または設計者のような経験または権限のあるユーザに制限される。他のユーザはルール定義328を参照し使用するためのアクセス権を有する。これは、パーツ220向けに定義された制御ロジック定義322とパーツ220向けに設計された設計データ234との間の誤差または矛盾を最小限にするためである。ルール定義328ファイルは、本発明の幾つかの実施形態に従う制御ロジック定義ファイル320内にある。これにより、編集権限なしに、ルール定義328ファイルが制御ロジック定義ファイル320内にあるときにルール定義328ファイルの参照と使用にアクセス権を設定する容易さが向上する。
ルール定義328は設計データ234内のパラメータの複雑な関係を解釈し提供する。ルール定義328が定義モジュール300に含まれるとき、定義モジュール300の設計データ234との一貫性が改善する。
ルール定義328ファイルは、本発明の幾つかの実施形態に従う複数のルール定義328を含む。ルール定義328は、本発明の幾つかの実施形態に従う、ユーザが制御ロジック定義またはパラメータごとにルール定義328を選択または選択解除するためのオプション・プロパティを含む。ルール定義328はさらに、ルール定義328に対して優先度列を定義するための順位プロパティを含む。これにより、設計データ234との一貫性がさらに高まる。
定義モジュール300に含まれているルール定義328は、従来のシステムと比べて、外部ルール・データベースへの、制御ロジックを有するオブジェクト内のリンクを含めるのにより好都合かつ効率的である。さらに、複雑なパラメータ関係の保守と可視性が、設計データ234との一貫性を保証するためにリンクと外部ルール・データベースの両方を維持しなければならない従来のシステムと比べて向上する。
ドキュメント定義ファイル331
データ定義ファイル330は、本発明の幾つかの実施形態に従う、ドキュメント・データ332を格納するドキュメント定義ファイル331(図示せず)を含む。ドキュメント・データ332は、プラント・ドキュメント530を生成するのに必要な設計データ234を含む。パラメータ設定324、アラーム設定325のようなドキュメント・データ332は実装中には使用されず、パーツ220、サブパーツのフィールド装置202、204、制御ロジック206、機能ブロック205、207、コネクタ209、ネットワーク装置208における直接的な設定または構成に対しては、ドキュメント・データ332は本発明の幾つかの実施形態に従う定義モジュール300のためのテスト手続きまたはテスト・データを含む。ドキュメント・データ332は、産業プラント230仕様、命令マニュアル、制御ロジック定義322仕様、アラーム定義326仕様および産業プラント230に関連する任意のかかるドキュメントのような、プラント・ドキュメント530を生成するために使用される。ドキュメント・データ332には、テスト機能データ、HMIスクリーン217の実際のまたは代表的な画像、パーツ220、サブパーツのフィールド装置202、204、制御ロジック206、ネットワーク装置208の実際のまたは代表的な画像、および他の任意の情報が含まれるがこれらに限られない。他の情報には、産業プラント230または制御ロジック定義322の説明または例示であるテキスト・ファイルまたはビデオが含まれる。
プラント・ドキュメント530は、プロセス制御システム200において、ドキュメント定義ファイル331から生成され、制御ロジック定義322と整合するように更新される。なぜならば、当該定義が同一のソース、設計データ234に基づくからである。
本発明の幾つかの実施形態に従う定義モジュール300には複数のドキュメント定義ファイル331がある。複数のドキュメント定義ファイル331の各々は、ドキュメント・データ332の異なるタイプのためのものである。例えば、複数の制御ロジック定義322、アラーム定義326、ルール定義328が定義モジュール300にあるとき、各ドキュメント定義ファイル331は、制御ロジック定義322、アラーム定義326、ルール定義328ごとに別々に準備される。これにより、ドキュメント・データ332の異なるタイプが複数のドキュメント・ファイル331で準備されるとき、プラント・ドキュメント530の準備の容易さが向上する。さらに、これにより、ドキュメント・ファイル331の保守の容易さが向上する。
各ドキュメント定義ファイル331は、本発明の幾つかの実施形態に従う、レイアウト・ファイル334、パラグラフ・ファイル336、セクション・ファイル338のようなドキュメント・ファイルからなる。レイアウト・ファイル334は、特定のプラント・ドキュメント530を生成するために使用されるドキュメント・データ332の配置および管理を定義する。パラグラフ・ファイル336は、データ部分または当該データ部分の説明ごとに1つのパラグラフまたはを準備することによるドキュメント・データ332の管理である。例えば、ドキュメント・データ332の1つのパラグラフが1つのテキスト・ファイルに格納される。したがって、レイアウト・ファイル334は、複数のパラグラフ・ファイル336があるとき、複数のパラグラフ・ファイル336のレイアウトを定義する。レイアウト・ファイル334とパラグラフ・ファイル336は本発明の幾つかの実施形態に従う1つの説明用ドキュメント・ファイルに結合される。しかし、レイアウト・ファイル334とパラグラフ・ファイル336が別々のドキュメント・ファイルで管理されると、管理と使用の容易さが向上する。
セクション・ファイル338は、セクション、サブセクション、またはセクション、サブセクションの集合であるチャプタに関する、テキストまたは画像でのドキュメント・データ332の定義である。
さらに、ドキュメント・データ332は、本発明の幾つかの実施形態に従う添付物を含む。添付物の例には、プラント・ドキュメント530を生成するかまたは制御データ510とともに含まれるために使用されるドキュメントまたはデータがある。当該添付物は、テキストおよび画像からなるドキュメント・データ332として添付ファイル340に個別または集合的に格納される。添付ファイル340は、複数の添付物を管理するためのドキュメント・ファイル、添付リスト・ファイル342からなる。当該複数の添付物は、添付すべきファイルが複数あるとき、定義モジュール300内のプラント・ドキュメント530で使用または添付される。添付すべき複数のかかるファイルは添付リスト・ファイル342で列挙される。
利用可能なドキュメント・データ332のタイプに基づいて、ドキュメント定義ファイル331、添付ファイル340が、プラント・ドキュメント530を生成するためのドキュメント・データ332を管理する容易さと効率を高めるように構築または構成される。設計ドキュメント332が構造化されたドキュメント定義ファイル331、添付ファイル340に配置されているとき、異なるユーザが、ドキュメント・データ332を更新し、任意のタイプのプラント・ドキュメント530を生成することができる。
ドキュメント定義ファイル331は、ドキュメント定義ファイル331が本発明の幾つかの実施形態に従うフォルダであるとき、上述のコンテンツを記憶するための定義モジュール300内の位置を指す。
リポジトリ
定義モジュール300、制御ロジック定義ファイル320、アラーム定義326ファイル、データ定義ファイル330、ルール定義328ファイル、ドキュメント定義ファイル331は、同一のパーツ220または異なるパーツ222、224、226、228に対して再利用または更新するために取り出すように構成した後、リポジトリ1300に格納される。リポジトリ1300は、定義モジュール300に対するエディタ・ツールとして同一のコンピュータ上にある。リポジトリ1300は、本発明の幾つかの実施形態に従う別々のサーバ、コンピューティング・クラウドのような安全な位置に配置される。これにより、多くのユーザがリポジトリ1300を安全に利用することができる。ユーザはリポジトリ1300にアクセスする。これにより、異なるパーツ222、224、226、228に対して同様な制御ロジック212を定義するための不要な反復作業が削減される。制御ロジック212を定義する作業は、機器210の定義モジュール300において5回ではなく1回だけ行われる。
リポジトリ1300は、リポジトリ1300内のコンテンツを管理するためのリポジトリ・ツールを備える。当該リポジトリ・ツールは、グローバル識別子および改訂番号、特に定義モジュール300およびアプリケーション・モジュール440のようなコンテンツにグローバル・プロパティを割り当てるための割当て機能を有する。定義モジュール300およびアプリケーション・モジュール440は、当該モジュールがユーザにライセンスされたときに当該割当て機能がライセンス・マークを割り当てるためのライセンス・マーク・プロパティを含む。
当該リポジトリ・ツールは、当該リポジトリ内のコンテンツを管理するために使用される内部データを含む。当該内部データは、レポート、ライセンスされたコンテンツ、ファイルを閲覧、アップロード、ダウンロード、および生成するためのアクセス権のようなユーザ情報と、インデックス閲覧および検索のための検索機能を含む。当該内部データは、利用統計値、利用履歴、例えば、最終ユーザ、最終ダウンロードのような、コンテンツの利用情報を含む。
改訂番号のようなグローバル・プロパティおよびユーザ・ライセンスされたコンテンツのような内部データに基づいて、当該リポジトリ・ツールは、グローバル・プロパティが変更されたときにユーザに通知を送信する通知機能を含む。1例では、当該通知機能は、新たな改訂が利用可能であるとき、更新されたコンテンツをライセンスされたユーザに送信する。
当該グローバル・プロパティおよび内部データに基づいて、リポジトリ1300の顧客のようなユーザは、プロセス制御システム200の構成またはセットアップのための有用なコンテンツを特定するために閲覧を行うことができる。
複数のユーザが利用できるようにコンテンツがアップロードされると、リポジトリ1300内のコンテンツを準備するための累積されたスキルや経験の利用が最大になる。ユーザがコンテンツをリポジトリ1300からダウンロードするとき、プロセス制御システム200を準備または修正するためのリソースは最小化される。
実装の概念
本発明は、オブジェクト指向プログラミングの概念を用いてエディタ・ツール400で実装される。定義モジュール300は、それが基底ジュールであるとき、親クラスである。定義モジュールは、子定義モジュールが親定義モジュール300を継承するとき、子クラスである。親クラスの変更は自動的に子クラスで更新される。したがって、子定義モジュール300が自動的に更新されるので、親定義モジュール300が変更されたとき、当該子定義モジュールは対応する手動の更新を必要としない。
定義モジュール300はパーツ222、224、226、228に適用される。なぜならば、当該パーツはパーツ220と類似しているからである。図2Aから、パーツ220、222、224、226、228は2つの入力を有するので、同一の定義モジュール300がパーツ220、222、224、226、228に適用される。さらに、定義モジュール301(図示せず)が機器210に対して準備される。定義モジュール301は、本発明の幾つかの実施形態に従う5つの定義モジュール300からなる。定義モジュール301は、定義モジュール300がさらにサブパーツ202、204、206に対する定義モジュール302、304、306を含むとき、複数の入れ子レベルを有する。
アプリケーション・モジュール440は、本発明の幾つかの実施形態に従うパーツ220に対する定義モジュール300のインスタンスである。定義モジュール300が設計データ300またはデータ・ソースに基づく特定のパラメータを割り当てられたとき、アプリケーション・モジュール440が生成またはインスタンス化される。したがって、アプリケーション・モジュール442、444、446、448は、夫々のパーツ222、224、226、228に対するインスタンスである。アプリケーション・モジュール440は、本発明の幾つかの実施形態に従うインスタンス化されたオブジェクトである。
説明のための1例を用いると、定義モジュール300は汎用制御ロジックのような汎用情報を有する。本例では、当該汎用制御ロジックを、インスタンス化の間に特定の値を含めることで任意の制御ロジックに使用することができる。汎用制御ロジックを有する定義モジュールはテンプレートと類似する。アプリケーション・モジュール440はインスタンス化された定義モジュール300であり、これはアプリケーション・モジュール400内の制御ロジックが特定の値を有することを意味する。アプリケーション・モジュール440は、特定の値を有するので、もはやテンプレートではない。アプリケーション・モジュール440内の制御ロジックは特定のパーツ向けであり、汎用パーツ向けではない。アプリケーション・モジュール440の制御ロジックにおけるパラメータまたはデータはデータ定義ファイル330で定義されたデータに基づいて更新されている。アプリケーション・モジュール440では、データ定義ファイル330は定義モジュール300のものと同一である。
有利なことに、本発明では、本発明の幾つかの実施形態に従う機器210に使用される、5つの定義モジュールではなく1つのみの定義モジュール300の構成が必要である。したがって、定義モジュール300は他の同様なパーツに再利用される。これにより、パーツ220、222、224、226228を含む機器210に対する定義モジュール300の準備、保守、および更新中の効率が向上する。
全てのアプリケーション・モジュール440、442、444、446、448は、設計データ234におけるパラメータ変更が定義300で更新されたときに更新される。プロセス制御システム200の構成と設定の効率が本発明により向上する。
エディタ・ツール400
図4Aは図9のプロセス制御構成システム900における例示的なエディタ・ツール400を示し、図5はプロセス制御システム200に使用されるように構成されたエディタ・ツール400の例示的なブロック図を示す。エディタ・ツール400は、産業プラント230、プロセス232または機器210向けのプロセス制御システム200の設計仕様234に基づいて定義モジュール300を準備、保守、および修正するために使用される。準備された定義モジュール300はデータベース430のモジュール・ライブラリ432に格納される。データベース430は、本発明の幾つかの実施形態に従うエディタ・ツール400とは異なる。これらの実施形態では、エディタ・ツール400は、データベース430を含むリポジトリ1300と通信するように構成される。
計算制御コンポーネント410
エディタ・ツール400は計算制御コンポーネント410を備える。計算制御コンポーネント410は、本発明の幾つかの実施形態に従うシステム1000のプロセッサ1100に存在する。計算制御コンポーネント410は、エディタ・ツール400内の他の全てのコンポーネントを制御して定義モジュール300およびアプリケーション・モジュール440を操作する。当該操作は、アプリケーション・モジュール440を生成するための定義モジュール300の準備、保守、修正、およびインストール、ならびに、アプリケーション・モジュール440の修正を含む。
モジュール生成コンポーネント412
エディタ・ツール400はモジュール生成コンポーネント412を備える。モジュール生成コンポーネント412は、後述の1つまたは複数の機能を実施するように構成される。図6Aは、アプリケーション・モジュール440を生成するための機能に関するワークフロー610である。S612で、モジュール生成コンポーネント412は、モジュール・ライブラリ432に格納された定義モジュール300を取り出す。
S614で、モジュール生成コンポーネント412は、入力装置1200から受信したユーザ入力または入力信号のような入力を読み出す。当該入力は本発明の幾つかの実施形態に従うデータ・ソースである。定義モジュール300内のルール定義328は、データ・ソース・パラメータを設計データ234に基づく入力として定義する。
S616で、モジュール生成コンポーネント412が、当該入力と定義モジュール300に基づいて、定義モジュール300を生成または更新する。モジュール生成コンポーネント412は、本発明の幾つかの実施形態に従うアプリケーション・モジュール440を生成またはインスタンス化する。
図7Aは、エディタ・ツール400における、生成された定義モジュール300の例示的なディスプレイ画面450を示す。定義モジュール300およびその制御ロジック定義ファイル320、ドキュメント定義ファイル331、添付ファイル340がモジュール・ライブラリ・ウィンドウ452に表示される。プロパティ・ファイル310は、本発明の幾つかの実施形態に従って、同一のモジュール・ライブラリ・ウィンドウ452内または別々のモジュール・プロパティ・ファイル・ウィンドウ454内に表示される。定義モジュール300に対する制御ロジック定義322は、既知の制御ロジック・エディタまたは制御ロジック描画ビルダを用いて制御ロジック・エディタ・ウィンドウ456で編集される。制御ロジック定義322はパーツ220およびサブパーツ202、204、206を含む。固定されたプロパティ、および、当該プロパティの変数であるパラメータは、パーツ220およびサブパーツ202、204、206ごとに、パーツ・プロパティ・ウィンドウ458で列挙される。パーツ・プロパティ・ウィンドウ45に表示されたプロパティの例は、識別子または「Tag Name」、「Type」、「Rule」、「Tag Comment」である。プロパティごとに、パラメータのデフォルトまたはリストが選択用に提供され、ユーザ入力の妥当性がチェックされ、または、チェック・ボックスが適切な選択のために提供される。
モジュール・ライブラリ・ウィンドウ452、モジュール・プロパティ・ファイル・ウィンドウ454、制御ロジック・エディタ・ウィンドウ456およびパーツ・プロパティ・ウィンドウ458はディスプレイ画面450上の別々の領域である。当該ウィンドウは参照および使用の簡単さのためタイル表示で配置される。
アプリケーション・モジュール440はオブジェクト指向プログラミングにおけるインスタンスと等価である。オブジェクト指向プログラミングでは、インスタンスはクラス・モジュールをインスタンス化することで生成される。これは、実際の値をクラス・モジュール内で適用または使用するものである。本発明では、当該実際の値は、入力装置1200から受信したユーザ入力または入力信号に基づく。
モジュール生成コンポーネント412は、必要な数のアプリケーション・モジュールを生成する。この機器210の例では、当該必要な数のアプリケーション・モジュール440、442、444、446、448は、パーツ220、222、224、226、228が機器210を制御するために生成またはインスタンス化される。
モジュール生成コンポーネント412は、機器210の異なるステータスごとに、新たな定義モジュール300を準備または生成する。この機能のために、モジュール生成コンポーネント412は新たな定義モジュール300で開始する。新たな定義モジュール300はプロパティ・ファイル310内に所定のデフォルトプロパティを有し、制御ロジック定義ファイル320、ドキュメント定義ファイル331内には情報を有さない。定義モジュール300の様々なタイプ、例えば、機器210タイプ、パーツ220タイプ、サブパーツ206タイプ、機能タイプ、製造者タイプまたは製造者と機能タイプの混合がある。定義モジュール300の異なるタイプは、新たな定義モジュール300を準備する方法で選択するために列挙される。当該選択は、定義モジュール300の新たなタイプを準備するためのオプションを含む。これは、入力装置1200から受信したユーザ入力または入力信号の形のユーザ命令に基づく。
モジュール生成コンポーネント412は、機器210の異なるステータスごとにアプリケーション・モジュール440を修正する。プロパティ・ファイル310内の関連フィールドは、修正されたアプリケーション440を特定するために更新される。これは、入力装置1200から受信したユーザ入力または入力信号の形のユーザ命令に基づく。
S618で、モジュール生成コンポーネント412は、生成、インスタンス化、または修正されたアプリケーション・モジュール440、および生成された定義モジュール300をデータベース430に格納する。データベース430は、同一のまたは異なるメモリ記憶媒体においてエディタ・ツール400としてセットアップされる。
モジュール生成コンポーネント412は、入力またはスケジュールのような所定のルールに基づいて、構成された機能ベースを実施するために起動される。所定の入力の例には、入力装置1200を用いた、モジュール生成コンポーネント412を起動するためのユーザ入力がある。
モジュール・ライブラリ432は、本発明の幾つかの実施形態に従う複数の定義モジュール300を有する。複数の定義モジュール300は、モジュール・ライブラリ・ウィンドウ452に階層ツリー構造で表示される。これにより、閲覧または編集のための所望の定義モジュール300を特定するための簡単なナビゲーションが可能となる。
リンク生成コンポーネント414
エディタ・ツール400はリンク生成コンポーネント414を備える。リンク生成コンポーネント414は、以下の1つまたは複数の機能を実施するように構成される。
図6Bは、本発明の幾つかの実施形態に従うリンク生成コンポーネント414により実施される機能のワークフロー620である。リンク生成コンポーネント414は、S622で各定義モジュール300をデータベース430から取り出す。S624で、定義モジュール300ごとに、リンク生成コンポーネント414は、パーツ220、サブパーツ202、204、206、制御ロジック定義322、定義モジュール300に関連するアプリケーション・モジュール440を識別する。S626で、リンク生成コンポーネント414は、S624で、当該識別に基づいて、パーツ220、サブパーツ202、204、206、制御ロジック定義322、アプリケーション・モジュール440の情報をデータベース430から取り出す。S628で、リンク生成コンポーネント414はリンク416を生成して、取り出した情報をリンクまたは束縛する。図4Bに示すリンク416はアプリケーション・モジュール440と定義モジュール300の間にある。S629で、リンク生成コンポーネント414が、生成されたリンク416をデータベース430に格納する。
リンク生成コンポーネント414の機能は、アプリケーション・モジュール440がコントローラ212に割り当てられたときにリンク417を生成することである。図6Cは、リンク417を生成するために当該リンク生成コンポーネントにより実施されるワークフロー630である。ステップS632は、生成されたアプリケーション・モジュール440、442、444、446、448を選択するためのリストを提供する。ステップS634は、S632で選択されたアプリケーション・モジュール440に割り当てられた、選択するための利用可能なコントローラ212、213のリストを提供する。ステップS636で、リンク417が、選択されたアプリケーション・モジュール440をコントローラ212にリンクまたは束縛するために生成される。ステップS638で、リンク417がデータベース430に格納される。リンク417を生成するためのリンク生成コンポーネント414が、本発明の幾つかの実施形態に従うリンク416を生成するための別々のリンク生成コンポーネント414として提供される。
有利なことに、生成されたリンク417は、フィールド装置202、204に対するアプリケーション・モジュール440の制御ロジック206をコントローラ212で実行させる。これは、論理束縛と呼ばれ、コントローラ212を有するフィールド装置202、204の物理接続とは独立である。保守作業の間、当該論理束縛が当該物理接続と独立に更新される。有利なことに、プロセス制御システム200の任意のパーツ220に対する構成作業または保守作業を実施するユーザは当該物理接続を気にする必要がない。
リンク生成コンポーネント414は、本発明の幾つかの実施形態に従うリンク修正機能を実施する。リンク生成モジュール・コンポーネント414は、取り出した情報に対する利用可能なオプションのリストを提供する。例えば、定義モジュール300がパーツ220に対して特定される。リンク生成モジュール414は、当該パーツに対する利用可能なオプションである他の定義モジュールのリストを提供する。別の例では、他のフィールド装置のリストが識別子またはタグ名により識別される。これらは、サブパーツ202、204に対して利用可能なオプションである。ユーザは当該利用可能なオプションから選択を行う。リンク生成モジュール・コンポーネント414は、当該選択に基づいて、更新されたリンク416を生成する。更新されたリンク416はデータベース430に格納される。
図7Bは、生成されたリンク416を表示するための、エディタ・ツール400内の例示的なディスプレイ画面460である。ナビゲーション・ウィンドウ462は、ユーザが所望の機器210、パーツ220を選択するためのプラント機器、プラント領域、プラント・プロセス、機器ベンダのような複数のグループ・タイプを表示する。本例では、ユーザが機器210を参照するために選択する。リンク・リスト・ウィンドウ464は、機器210に対して、「P&ID Tag Name」のラベルを付した列内の識別子を列挙する。本例では、当該識別子は、各パーツ220、222、224、226、228のコントローラ212のためのものである。コントローラ212ごとの情報が、リンク生成コンポーネント414により生成されたリンク416に基づいて、対応する列内に列挙される。本例で例示した情報は、対応するアプリケーション・モジュール440、442、444、446、448の記憶位置である「APM Path」、対応するアプリケーション・モジュール440、442、444、446、448の名前である「APM Name」、パーツごとの定義モジュール300である「Class」、対応するサブパーツ202、204に対する識別子である「IO Tag Name」である。ディスプレイ画面460上の選択肢がプロパティを有するとき、当該選択肢のプロパティを表示するためのプロパティ・ウィンドウ466(図示せず)が含まれる。
ナビゲーション・ウィンドウ462、リンク・リスト・ウィンドウ464、プロパティ・ウィンドウ466およびパーツ・プロパティ・ウィンドウ458はディスプレイ画面460上の別々の領域である。当該ウィンドウは、閲覧と利用の簡単さのため、タイル表示で配置される。当該情報に対する利用可能なオプションのリストが、オプション・ウィンドウまたはドロップ・ダウン・リスト468(図示せず)で提供される。
リンク生成コンポーネント414は、アプリケーション・モジュール440が生成されたときに機能を実施する。あるいは、リンク生成コンポーネント414が、所定の入力、スケジュールに基づいて、または、本発明の幾つかの実施形態に従う任意の情報の変更が検出されたとき、構成された機能を実施する。所定の入力の例には、入力装置1200を用いて、リンク生成コンポーネント414を起動するユーザ入力がある。当該情報の変更には、定義モジュールのパーツ、サブパーツに対して代替的に利用可能なオプションの選択が含まれる。
ドキュメント・レイアウト構成コンポーネント418
エディタ・ツール400は、ドキュメント・レイアウト構成コンポーネント418を備える。ドキュメント・レイアウト構成コンポーネント418が、レイアウト419を定義するための後述する1つまたは複数の機能を実施するように構成される。レイアウト419は、プラント・ドキュメント530に対する設定または構成である。レイアウト419は当該設定のリストを含み、当該リストの例には、プラント・ドキュメント530のコンテンツ・リストまたはコンテンツ・テーブルがある。プラント・ドキュメント530はレイアウト419に基づいて生成される。
図6Dは、本発明の幾つかの実施形態に従うドキュメント・レイアウト構成コンポーネント418により実施される機能のワークフロー640である。S642で、ドキュメント・レイアウト構成コンポーネント418が、各定義モジュール300をデータベース430から取り出す。S644で、定義モジュール300ごとに、ドキュメント・レイアウト構成コンポーネント418がドキュメント定義ファイル331のレイアウト情報を識別する。当該レイアウト情報は、レイアウト・ファイル334がドキュメント定義ファイル331に対して定義されていないとき、レイアウト・ファイル334のコンテンツ、またはドキュメント定義ファイル331、ドキュメント・ファイル332、336、338のヘッダである。
S646で、ドキュメント・レイアウト構成コンポーネント418が、所定のレイアウト・シーケンスまたは階層に従ってレイアウト情報に基づいて、レイアウト419を配置、設定、または固定する。レイアウト・シーケンスの例には、定義モジュール300に対するレイアウト情報、それに続いて、アプリケーション・モジュール440、442、444、446、448に対するレイアウト情報がある。階層の例には、ドキュメント定義ファイル331下のドキュメント・ファイル332、334、336、338がある。ドキュメント・レイアウト構成コンポーネント418は、本発明の幾つかの実施形態に従って、レイアウト419を配置するためのユーザ入力を入力装置1200から受信する。S648で、配置されたレイアウト419がデータベース430に格納される。
あるいは、ドキュメント・レイアウト構成コンポーネント418が、レイアウト・ファイル334が各定義モジュール300内のドキュメント定義ファイル331に対して定義されているかどうかを判定する。ドキュメント・レイアウト構成コンポーネント418は、レイアウト・ファイル334が定義されているとき、定義モジュール300に対するアプリケーション・モジュール440を取り出す。アプリケーション・モジュール440は、入力装置1200から受信したユーザ入力または入力信号に基づいて生成される。アプリケーション・モジュール440は、レイアウト・ファイル334内のレイアウト情報からレイアウト419を継承する。当該ドキュメント・レイアウト構成コンポーネントは継承したレイアウト419をデータベース430に格納する。
ドキュメント・レイアウト構成コンポーネント418は、本発明の幾つかの実施形態に従うレイアウト修正機能を有する。ドキュメント・レイアウト構成コンポーネント418は格納されたレイアウト419を取り出す。ドキュメント・レイアウト構成コンポーネント418は、取り出したレイアウト419と入力装置1200から受信したユーザ入力に基づいて、レイアウト419を配置、設定、または固定する。これにより、プラント・ドキュメント530を準備する効率が向上する。レイアウト419は、本発明の幾つかの実施形態に従うプラント・ドキュメント530のタイプ、例えば、仕様、命令マニュアル、制御ロジック定義に従って分類され格納される。異なるタイプのプラント・ドキュメント530に対して要求される情報は通常は異なる。さらに、異なる処理プラントの異なる顧客は異なるドキュメント化要件を有する。有利なことに、これによりドキュメント化の効率と一貫性が向上する。さらに、利用可能なレイアウト419のデータベースにより、ユーザが標準化されたドキュメント化を保守して、ユーザが不要な新たなレイアウトを生成するのを最小化することができる。
図7Cは、ドキュメント・レイアウト構成コンポーネント418に対する例示的なディスプレイ画面470である。レイアウト・ウィンドウ472は、所定のシーケンスまたは階層に従って、取り出した定義モジュール300およびアプリケーション・モジュール44のレイアウト情報を表示する。レイアウト・ファイル334が定義されていないとき、当該レイアウト情報は、ドキュメント定義ファイル331、ドキュメント・ファイル336、338、340に関するヘッダまたは識別子474のリストである。本例では、当該レイアウト情報のトップレベル階層は、定義モジュール300の識別子プロパティ「PID_A01」、アプリケーション・モジュール440「PID_B01」を列挙し、後続のレベル階層はドキュメント336、338、340「Control Drawing」、「Parameter Setting」、「Narrative」、「Applicable List」を列挙する。
ドキュメント・レイアウト構成コンポーネント418は、本発明の幾つかの実施形態に従うレイアウト・ウィンドウ472上の選択ツール476を含む。選択ツール476は、当該ユーザ入力に基づいてレイアウト419を再配置するためのドラッグ・アンド・ドロップ機能である。選択ツール476は、当該ユーザ入力に基づいて含まれるかまたは排除される、ヘッダまたは識別子474ごとに提供されるチェックボックスである。
プラント・ドキュメント生成コンポーネント420
エディタ・ツール400はプラント・ドキュメント生成コンポーネント420を備える。プラント・ドキュメント生成コンポーネント420は、仕様、命令マニュアル、制御ロジック定義のようなプラント・ドキュメント530を生成するように構成される。プラント・ドキュメント生成コンポーネント420は、定義モジュール300、アプリケーション・モジュール440、リンク416およびレイアウト419をデータベース430から取り出す。プラント・ドキュメント生成コンポーネント420は、制御ロジック定義322、リンク416、417およびレイアウト419を適用して、プラント・ドキュメント530を生成する。生成されたプラント・ドキュメント530はデータベース430に格納される。
説明のための1例を用いると、プラント・ドキュメント生成コンポーネント420は、機器210に対して、パーツ220、222、224、226、228、リンク416、417およびレイアウト419に対する格納された定義モジュール300、アプリケーション・モジュール440、442、444、446、448を取り出す。プラント・ドキュメント生成コンポーネント420は、制御ロジック定義322、リンク416、417およびレイアウト419に基づいてプラント・ドキュメント530を生成する。
図7Dはプラント・ドキュメント530の例示的なコンテンツ・テーブル480である。コンテンツ・リスト482は、定義モジュール300および関連するリンク416、417、レイアウト419に基づいて生成される。コンテンツ・リスト484は、アプリケーション・モジュール440、関連するリンク416、417、およびレイアウト419に基づいて生成される。コンテンツ・リスト486は、アプリケーション・モジュール442および関連するリンク416、417、レイアウト419に基づいて生成される。
プラント・ドキュメント530は制御ロジック定義322に基づいて生成されるので、プラント・ドキュメント530は制御ロジック定義322と一貫する。プラント・ドキュメント530は本発明により自動的に生成される。プラント・ドキュメント530により、プロセス232、制御ロジック206、パラメータ設定324、アラーム設定325のような産業プラント230の設計データ234における任意の変更に対してプラント・ドキュメント530を生成し更新する効率と正確性が向上する。向上した正確性により、産業プラント230の設定または構成を理解するために使用されるとき、プラント・ドキュメント530の信頼性が向上する。
さらに、異なる制御ロジックまたは原材料の異なる組成に関する複数のプラント・ドキュメント530は、その差異が定義モジュール300またはアプリケーション・モジュール440で更新されるとき、好都合かつ効率的に生成される。本発明を利用するとき、当該差異を理解しプラント・ドキュメント530を生成するために必要なマンパワー、時間、および工数は非常に少ない。プラント・ドキュメント530の準備、保守、および更新に必要な時間とコストは少ない。
産業プラント230に対するプロセス制御システム200の実装では、ドキュメント・データ332はプロセス制御システム200の仕様に基づいて準備される。ドキュメント・データ332は次いで、制御データ510に変換され、複数の機能ブロック205、207にカプセル化される。次いで、産業プラント230が仕様に従って実施することを保証するためのテストを行う。複数のプラント・ドキュメント530は、ドキュメント・データ332からテスト・データまで、産業プラント230の異なる態様に対して準備される。しばしば、情報またはデータが関連し、または、複製すらされる。本発明は、関連するデータとプラント・ドキュメント530が任意の変更に対して自動的に更新されるように、リンク416を生成する。これにより、プロセス制御システム200の準備、保守、および更新の効率が向上する。
パーツ修正コンポーネント422
プロセス制御システム200の準備または保守の間にテスト動作が行われる。当該テスト動作の間、制御ロジック206からの生成物を改良するために産業プラント230が変更される。かかる変更の例には、パーツ機器210、サブパーツ・フィールド装置202、204および他の任意の関連するパーツ関連情報のパラメータ設定324がある。テスト動作の間の生成物を改良する以外に、同じ変更に関する他の理由には、産業プラント230の仕様変更や修正すべき誤りがある。
エディタ・ツール400は、パラメータ設定324のようなパーツ機器210、サブパーツ・フィールド装置202、204のパーツ関連情報を修正するように構成されたパーツ修正コンポーネント422を備える。モジュール生成コンポーネント412は、パーツ修正コンポーネント422が当該パーツ関連情報を修正したときに、定義モジュール300およびアプリケーション・モジュール440の対応する情報を自動的に更新する。モジュール生成コンポーネント412は、入力またはスケジュールのような所定のルールに基づいて、構成された機能を実施するように起動される。所定の入力の例には、入力装置1200を用いて、モジュール生成コンポーネント412を起動するユーザ入力がある。
エディタ・ツール400はアプリケーション・モジュール440を生成マネージャ500に送信して、制御ロジック定義322、アラーム定義326内の制御ロジック206をロジック制御データ512に変換する。リンク417はまた、リンク制御データ514に送信され変換される。プロセス制御システム200は、リンク制御データ514に基づいて、プロセス232を制御するためにコントローラ212内で実行すべきロジック制御データ512を決定する。
マス・エディタ・コンポーネント424
エディタ・ツール400はマス・エディタ・コンポーネント424を含む。マス・エディタ・コンポーネント424は、全ての関連するモジュールまたはファイルにおけるパラメータ変更を更新する。マス・エディタ・コンポーネント424は、エディタ・ツール400内の任意のエディタまたは構成コンポーネントで起動されるように構成される。
1例では、マス・エディタ・コンポーネント424は、モジュール生成コンポーネント412内の制御ロジック・エディタで起動される。マス・エディタ・コンポーネント424は、データベース430から、当該制御ロジック・エディタにより編集可能な全てのファイルとモジュールを特定する。マス・エディタ・コンポーネント424は、本発明の幾つかの実施形態に従う、ユーザ選択のための当該識別されたファイルおよびモジュールのリストを提供する。
当該識別されたまたは選択されたファイルおよびモジュールは次いで、ユーザまたは別のツールによる並列な編集のために、データベース430からチェックアウトされるかまたはロックされる。これにより、ファイルとモジュールのデータ整合性が維持される。チェックアウトされたファイルとモジュール内のパラメータは、参照と編集のために出力ファイル内に生成される。幾つかの実施形態では、出力されたファイルは、当該制御ロジック・エディタに対する所定のデータ・グリッド・フォーマットに基づくデータ・グリッドである。当該データ・グリッド内のセルは、本発明の幾つかの実施形態に従う編集可能セルと読取専用セルに区別される。
パラメータ変更のための入力がマス・エディタ・コンポーネント424により受け取られる。マス・エディタ・コンポーネント424は、出力ファイル内の関連パラメータを決定し、それに応じて関連するパラメータを更新する。
出力ファイルがデータ・グリッドである実施形態では、マス・エディタ・コンポーネント424はさらにグリッド・ルール・コンポーネント426を備える。グリッド・ルール・コンポーネント426は、パラメータ変更に関する論理条件と当該論理条件が満たされたときに当該データ・グリッド内の関連パラメータを更新するための対応する動作とを有する、グリッド・ルールを定義するように構成される。グリッド・ルールの例示的な使用は、「ABC###」で開始し「XYZ###」までの、タグのタイプに関するタグの名前付け規則を変更することである。マス・エディタ・コンポーネント424は、タグ識別子が「ABC」で開始するとき、論理条件を満たすタグ識別子を検索するための定義されたグリッド・ルールを使用する。マス・エディタ・コンポーネント424は、対応する動作を実施して、検索されたタグ識別子において「ABC」を「XYZ」で置き換える。
マス・エディタ・コンポーネント424は、識別されたファイルおよびモジュールのチェックインまたはロック解除の前に、関連するパラメータ内のパラメータ変更および更新が有効かどうかを判定する。
定義されたグリッド・ルールは、他のマス・エディタ・コンポーネント424による再利用のためにリポジトリ1300に格納される。マス・エディタ・コンポーネント424は、本発明の幾つかの実施形態に従う、直接的な使用または使用前の修正のために、定義されたルールを当該リポジトリからインポートする。
マス・エディタ・コンポーネント424は、パラメータ値の更新または名前付け規則の変更のようなバルク・データまたは大量データの変更の効率、柔軟性および信頼性を高める。バルク・データ変更に関する従来のシステムでは、全てのファイルがフィルタまたは選択のために列挙され、次いで、フィルタされたファイルの詳細がさらにフィルタまたは選択される。当該詳細からフィルタされたデータは、エクスポートされたファイルを置き換えるためにインポートされる前に当該変更に影響を及ぼすために、Microsoft Excel(登録商標)またはカンマ区切り(.CSV)ファイルのようなスプレッド・シートにエクスポートされる。インポートされたファイルが読み取られるとき、データ障害をもたらしうる変更に対する有効性チェックはない。当該データ障害の原因を決定し修正するためにリソースが失われる。さらに、フィルタされたデータがエクスポートされるとき、複数のエクスポートを異なるユーザまたは別のツールにより同時に行うことができる。変更が当該データの所望のバージョンに影響を及ぼしていないかもしれないときは、データ整合性が欠けているかもしれない。
方法の発明
図8Aは、ステップS802で選択された機器210の仕様234に基づいて、エディタ・ツール400を用いてプロセス制御システム200をセットアップまたは構成するためのワークフロー800である。ステップS804で、機器210の定義モジュール301を識別する。定義モジュール301は、入れ子レベルのない定義モジュール300または複数の入れ子レベルを有する定義モジュール301であると識別される。定義モジュール301は、モジュール生成コンポーネント412を用いて準備されるか、または、エディタ・ツール400内の検索機能を用いてデータベース430から検索される。
ステップS806では、仕様234に従って定義モジュール301を修正する。定義モジュール301内のプロパティ・ファイル310、制御ロジック定義ファイル320、ドキュメント定義ファイル331は仕様234に基づいて修正される。
ステップS808で、新たな定義モジュール300が必要であり、かつ、必要なとき追加されるかどうかを判定する。廃止モジュール300は、定義モジュール301が複数の定義モジュール300を含むときに決定され削除される。廃止定義モジュール300は、仕様234に基づいて適用可能でなく有効でもないものである。
ステップS810で、定義モジュール301が入れ子式のモジュール302、304、306を含むとき、任意の変更が入れ子式のモジュール302、304、306に行われたかどうかを判定する。ステップS806とS808を、仕様234に基づいて変更される入れ子式のモジュール302、304、306ごとに繰り返す。
ステップS812で、本発明の幾つかの実施形態に従う、更新された定義モジュール301を格納する。ステップS812で、本発明の幾つかの実施形態に従う対応するアプリケーション・モジュール440、442、444、446、448を生成する。次いで、更新された定義モジュール301とその対応するアプリケーション・モジュール440、442、444、446、448のうち少なくとも1つがデータベース430に格納される。
ステップ820で、エディタ・ツール400がアプリケーション・モジュール440、442、444、446、448をデータベース430から取り出し、アプリケーション・モジュール440、442、444、446、448を生成マネージャ700に送信する。生成マネージャ700は、プロセス制御システム200に対するアプリケーション・モジュール440、442、444、446、448に基づいて制御データ510を準備する。特に、制御データ510が当該プロセス制御システムの機能ブロック205、207に対して準備される。
ステップ830で、エディタ・ツール400は入力装置1200およびプラント・ドキュメント生成コンポーネント420からのユーザ入力に基づき、プラント・ドキュメント530をアプリケーション・モジュール440から生成する。
図8Bは、本発明の幾つかの実施形態に従う、マス・エディタ・コンポーネント424を使用するための例示的なワークフロー850である。
ステップS852で、マス・エディタ・コンポーネント424をモジュール生成コンポーネント412内の制御ロジック・エディタで起動する。マス・エディタ・コンポーネント424は、データベース430から、当該制御ロジック・エディタにより編集可能な全てのファイルとモジュールを特定する。マス・エディタ・コンポーネント424は、本発明の幾つかの実施形態に従う、ユーザ選択のための識別されたファイルおよびモジュールのリストを提供する。
ステップS854で、当該識別または選択されたファイルおよびモジュールがデータベース430からチェックアウトされる。チェックアウトされたファイルとモジュール内のパラメータは、当該制御ロジック・エディタに対する所定のデータ・グリッド・フォーマットに基づいてデータ・グリッドで生成される。当該データ・グリッド内のセルは、本発明の幾つかの実施形態に従う編集可能なセルおよび読取専用のセルに区別される。
ステップS856で、パラメータ変更の入力がマス・エディタ・コンポーネント424により受信される。マス・エディタ・コンポーネント424は、データ・グリッド内の関連パラメータを決定し、それに応じて当該関連パラメータを更新する。ステップS857は、論理条件と当該論理条件が満たされたときの対応する動作とを伴うグリッド・ルールをインポートまたは定義するための代替的なステップである。
ステップS858で、マス・エディタ・コンポーネント424は、識別されたファイルおよびモジュールのチェックインまたはロック解除の前に関連パラメータのパラメータ変更と更新が有効であるかどうかを判定する。識別されたファイルのチェックインまたはロック解除はステップS859で行われる。
有利なことに、本発明では、仕様234を基礎とする任意のプロセス制御システム200の制御データを準備する容易性が向上する。さらに、プラント・ドキュメント530は、ドキュメント定義ファイル331、添付ファイル340が仕様234に基づいて更新されるとき、少ない工数で生成される。これにより、修正ごとの制御データ510およびプラント・ドキュメント530、産業プラント230の変更または保守を準備し生成するためのマンパワーのコストが減る。さらに、データベース430は異なる産業プラント230に使用でき、したがって、新たなプロセス232または新たな産業プラント230に対してプロセス制御システム200を修正、セットアップ、または構成するための効率を高める。
制御ロジック定義322が機密である状況では、当該機密なアプリケーション・モジュール440は、異なる産業プラント230では利用できない。しかし、定義モジュール300が機密であるとき、定義モジュール300はアプリケーション・モジュール440に対して利用可能であり、逆も成り立つ。
システム構成
図9は、本発明の幾つかの実施形態に従うプロセス制御のためのシステム構成900である。フィールド装置202、204はフィールド・ネットワーク106に接続される。フィールド装置202、204は、入出力(I/O)ユニットを通じて制御ネットワーク110内のコントローラ212に接続される。エディタ・ツール400は、上述の定義モジュール300を準備するために制御ネットワーク110レベルで構成される。制御ネットワーク110は、一般的な通信機能を取り込み高信頼、リアルタイム、かつ安定な通信を可能とするプロセス制御システムに適している。当該制御ネットワークの例には、汎用目的の通信にIPインターネット・プロトコルを使用しIEC 61784−2で定義されたリアルタイムEthernet(RTE)通信プロファイルのCPF−10に従うVnet/IPがある。
図10は、前述のリポジトリ1300のシステム実施形態を示す。リポジトリ1300は、モジュール・リポジトリ1302、プロセス・テンプレート・リポジトリ1304、HMIパーツ・リポジトリ1306および内部データ・リポジトリ1314を備える。これらのリポジトリ1302、1304、1306および1314の各々が、異なるデータベースもしくはデータ記憶ユニットを含んでもよく、または、1つまたは複数の一時的または非一時的な記憶装置内のパーティションとして含めてもよい。
モジュール・リポジトリ1302は定義モジュール300のための記憶リポジトリを備える。上述のように、各定義モジュール300が、プロセス制御システムのパーツまたはコンポーネントを制御するためのプロパティ定義、制御ロジック定義、データ定義および調節パラメータのうち1つまたは複数を含んでもよい。モジュール・リポジトリ1302内に格納された定義モジュール300内の夫々のプロパティ定義、制御ロジック定義、データ定義または調節パラメータを、プロセス制御システム内の特定のパーツまたはコンポーネント・タイプを制御するか、または、特定のプロセス条件または動作条件に応じてパーツまたはコンポーネント・タイプの振舞いを制御するように構成してもよい。本発明の1実施形態では、モジュール・リポジトリ1302内の定義モジュール300の少なくとも1つは、その夫々のプロパティ定義、制御ロジック定義、データ定義および調節パラメータのうち1つまたは複数の点でモジュール・リポジトリ1302内の少なくとも1つの他の定義モジュール300とは異なる。より特定の実施形態では、モジュール・リポジトリ1302内の各定義モジュール300は、プロパティ定義、制御ロジック定義、データ定義または調節パラメータのうち少なくとも1つの点で他の定義モジュール300とは異なる。特定の定義モジュール300を、当該プロセス制御システム内の特定のパーツまたはコンポーネントを制御するためのモジュール・リポジトリ300から選択してもよい。
本発明の1実施形態では、モジュール・リポジトリ1302に格納された各定義モジュール300を暗号化し、さらに、それに割り当てられた一意な識別子およびバージョン番号のうち少なくとも1つを有してもよい。各定義モジュール300に、モジュール・リポジトリ1302に追加する際に一意な識別子を割り当ててもよく、当該一意な識別子はその後に当該定義モジュールと永続的に関連付られる。さらに、モジュール・リポジトリ1302内の各定義モジュールにバージョン番号を割り当ててもよく、当該バージョン番号を、当該定義モジュールの修正または変更に応答して増加または変更してもよい。
プロセス・テンプレート・リポジトリ1304は、複数のプロセス・テンプレートの記憶リポジトリを含む。本発明に従うプロセス・テンプレートは、産業プラント内のコンポーネントのサブシステムまたはサブセットの動作を制御するためのテンプレート化された処理データまたは処理命令を含む。本発明の1実施形態では、コンポーネントのサブシステムまたはサブセットが複数のパーツまたはコンポーネントを含んでもよい。具体的な実施形態では、プロセス・テンプレートを特に、当該産業プラント内のユニット、サブシステムまたはサブプロセスのうち1つまたは複数を制御するように構成してもよく、さらに詳細には、所定の動作条件に応じて1つまたは複数のユニット、サブシステムまたはサブプロセスを制御するように構成してもよい。
プロセス・テンプレートおよび産業プラント・サブシステムの関係を説明することを目的として、図11は産業プラント1102内の例示的な電力プラント・サブシステム1104を示す。電力プラント・サブシステム1104は、サブユニット1108、1110および1112、ボイラ1114、発電機1116、タービン1118および冷却器1120を有する炉1106を備える。本発明の1実施形態では、電力プラント・サブシステム1104を制御するように構成されたプロセス・テンプレートが、当該電力プラント・サブシステムと関連して示されたコンポーネント1106乃至1120のうち1つまたは複数を制御するように構成された制御ロジック定義を含んでもよい。
本発明の1実施形態では、プロセス・テンプレートは、モジュール・リポジトリ1302から取り出した、または、モジュール・リポジトリ1302に格納された、1つまたは複数の定義モジュール300を含んでもよい。別の実施形態では、プロセス・テンプレートを、モジュール・リポジトリ1302から取り出した複数の定義モジュール300に基づいて生成してもよい。
HMIパーツ・リポジトリ1306は、グラフィック・ウィンドウ・テンプレート1308の記憶リポジトリ、リンク・パーツ1310の記憶リポジトリ、およびカスタム・フェースプレート1312の記憶リポジトリを備える。
グラフィック・ウィンドウ・テンプレート1308に対する記憶リポジトリは、プロセス制御システム内で実装するための1つまたは複数のテンプレートHMIスクリーンを備える。本発明の1実施形態では、グラフィック・ウィンドウ・テンプレート1308に対するリポジトリ内に格納されたテンプレートHMIスクリーンを特に、または、一意に、プロセス制御システム内で実装可能な1つまたは複数のプロセスと関連付けてもよい。
リンク・パーツ1310の記憶リポジトリは、プロセス制御システム内での実装のためのHMIスクリーンを設計または生成するために選択できる複数のHMIサブコンポーネントを備える。本発明の1実施形態では、リンク・パーツ1310の記憶リポジトリ内のリンク・パーツが1組の関連付けられたプロパティを含む。当該関連付けられたプロパティは、プロセス制御システム内で実装される当該リンク・パーツの各インスタンスにより共有される。リンク・パーツに関連付けられた任意のプロパティの修正または変更は、当該プロセス制御システム内のかかるリンク・パーツの実装された各インスタンスに伝達され、その中で実装される。
カスタム・フェースプレート1312の記憶リポジトリは、プロセス制御システム内で実装するためのHMIスクリーンを設計または生成するために選択できる複数のカスタム・フェースプレートを含む。カスタム・フェースプレートを、特に、または、一意に、モジュール・リポジトリ1302内に格納された特定の定義モジュール300と関連付けてもよく、当該カスタム・フェースプレートを、関連付けられた定義モジュール300が当該プロセス制御システム内で実装されたことに応答して、プロセス制御システム内で実装するためにリポジトリ1312から取り出してもよい。カスタム・フェースプレートが、(i)当該関連付けられた定義モジュールの実装されたインスタンスが必要とするオペレータ入力を可能とするように特に構成された1つまたは複数の要素、または、(ii)ユーザまたはオペレータに、当該関連付けられた定義モジュールの実装されたインスタンスにより生成された出力を提供するために特に構成された1つまたは複数の要素を含んでもよい。
内部データ・リポジトリ1314を、オペレータまたはユーザがリポジトリ1300のコンテンツを検索、閲覧、および当該コンテンツへのアクセスを制御できるようにするための1つまたは複数の組のデータを含むように構成してもよい。
内部データ・リポジトリ1314が、コンテンツ・データを閲覧オペレータまたはユーザに提供するように構成されたデータ・インデックスを備える、閲覧データ・インデックス1318を含んでもよい。閲覧データ・インデックス1318を、ユーザ、オペレータまたは作業に適したコンテンツの任意の提供を実現するように構成してもよい。例示的な実施形態では、閲覧データ・インデックス1318は、データをツリー構造で参照オペレータまたはユーザに提供するように構成される。
内部データ・リポジトリ1314がさらに検索データ・インデックス1320を含んでもよい。検索データ・インデックス1320は、リポジトリ1300内に格納された離散データ項目のプロパティを格納してもよい。離散データ項目のプロパティを、データ項目をリポジトリ1300に追加するときに設定もしくは決定してもよく、または、外部ソースから当該リポジトリにアップロードしてもよい。例示的な実施形態では、検索データ・インデックス1320は、モジュール・リポジトリ1302内に格納された各定義モジュール300と関連付けられたプロパティを含み、1つまたは複数の所望のまたはターゲットのプロパティを有する定義モジュールを求めてユーザまたはオペレータがモジュール・リポジトリ1302を検索できるようにする。
内部データ・リポジトリ1314をさらに統計的データ1322を格納するように構成してもよい。当該統計的データは、データ・リポジトリ1300の利用に関する情報を提供する。内部データ・リポジトリ1314内に格納された例示的な統計的データが、モジュール・リポジトリ1302に格納された1つまたは複数の定義モジュール300、定義モジュール300の検索の数と中身に関する統計的情報、特定の定義モジュール300に関するアクセス要求とダウンロードに関する統計的情報、特定のデータ・アクセス要求またはデータ・ダウンロード要求に関連付けられたユーザに関する統計的情報、およびリポジトリ1300に対する動作に関する他の記述的情報または統計的情報を含んでもよい。
内部データ・リポジトリ1314がアクセス・コントロール・データ1324を含んでもよい。アクセス・コントロール・データ1324は、リポジトリ1300内またはその中の任意のサブリポジトリ内に格納されたデータに関するユーザアクセス権および特権を定義する。
図10に示すように、リポジトリ1302をリポジトリ・コントローラ1326と通信可能に接続してもよい。
図12は、本発明の1実施形態に従うリポジトリ・コントローラ1326を示す。リポジトリ・コントローラ1326は、リポジトリ・アクセス・コントローラ1328、リポジトリ編集コントローラ1330およびインタフェース・コントローラ1348を備える。本発明の1実施形態では、リポジトリ・コントローラ1326を、1つまたは複数のプロセッサ1100上または1つまたは複数のプロセッサ1100内で部分的または全体的に実装してもよい。
リポジトリ・アクセス・コントローラ1328は、リポジトリ1300内に格納されたデータにユーザまたはオペレータがアクセスし、取り出せるように構成される。リポジトリ・アクセス・コントローラ1328を、定義モジュール・アクセス・コントロール1332、プロセス・テンプレート・アクセス・コントロール1334、HMIデータ・アクセス・コントロール1336および統計的データ・アクセス・コントロール1338を含むように構成してもよい。
定義モジュール・アクセス・コントロール1332を、モジュール・リポジトリ1302と通信可能にインタフェースし、ユーザまたはオペレータが、モジュール・リポジトリ1302内に格納された1つまたは複数の定義モジュール300を参照、アクセス、または取り出せるように構成してもよい。定義モジュール・アクセス・コントロール1332を、ユーザ入力により受信された1つまたは複数のコンポーネント・プロパティに基づいて、ユーザが1つまたは複数の定義モジュールを参照、アクセス、または取り出せるように構成してもよい。上述の本発明の諸実施形態にしたがって、定義モジュール・アクセス・コントロール1332を介してモジュール・リポジトリ1302から取り出した定義モジュール300を対応するアプリケーション・モジュール440としてインスタンス化してもよいことは理解されよう。
同様に、プロセス・テンプレート・アクセス・コントロール1334を、プロセス・テンプレート・リポジトリ1304と通信可能にインタフェースし、ユーザまたはオペレータが、プロセス・テンプレート・リポジトリ1304内に格納された1つまたは複数のプロセス・テンプレートを参照、アクセス、または取り出せるように構成してもよい。プロセス・テンプレート・アクセス・コントロール1334を、ユーザ入力により受信した1つまたは複数のコンポーネント・プロパティまたはサブシステム・プロパティに基づいて、ユーザが1つまたは複数のプロセス・テンプレートを参照、アクセス、または取り出せるように構成してもよい。続いて、プロセス・テンプレート・リポジトリ1304からプロセス・テンプレート・アクセス・コントロール1334を通じて取り出したプロセス・テンプレートを、産業プラント内の1つまたは複数のサブシステムを制御するための制御ロジック(またはバイナリ制御ロジック)を生成するためにインスタンス化してもよい。
HMIデータ・アクセス・コントロール1336を、HMIパーツ・リポジトリ1306と通信可能にインタフェースし、ユーザまたはオペレータが、HMIパーツ・リポジトリ1306内に格納された1つまたは複数のHMIパーツを参照、アクセス、または取り出せるように構成してもよい。HMIデータ・アクセス・コントロール1336を、ユーザ入力により受信された1つまたは複数のHMIプロパティに基づいて1つまたは複数のHMIパーツをユーザが参照、アクセス、または取り出せるように構成してもよい。続いて、HMIパーツ・リポジトリ1306からHMIデータ・アクセス・コントロール1336を通じて取り出したHMIパーツを、産業プラント内の1つまたは複数のパーツまたはサブシステムを制御するための1つまたは複数のヒューマン・マシン・インタフェースを生成するために使用してもよい。
統計的データ・アクセス・コントロール1338を、内部データ・リポジトリ1314と通信可能にインタフェースし、ユーザまたはオペレータが、内部データ・リポジトリ1314内に格納された統計的データを参照、アクセス、または取り出せるように構成してもよい。
リポジトリ編集コントローラ1330は、ユーザまたはオペレータによるリポジトリ1300内に格納されたデータの修正を可能とするように構成される。リポジトリ編集コントローラ1330を、定義モジュール編集コントロール1340、プロセス・テンプレート編集コントロール1342、一意なIDコントロール1344、およびバージョン・コントロール1346を含むように構成してもよい。
定義モジュール編集コントロール1340を、モジュール・リポジトリ1302と通信可能にインタフェースし、ユーザまたはオペレータが、定義モジュール300をモジュール・リポジトリ1302に追加するか、または、モジュール・リポジトリ1302内の既存の定義モジュール300の新たなバージョンを修正もしくは作成できるように構成してもよい。本発明の1実施形態では、定義モジュール編集コントロール1340は、ユーザまたはオペレータが、(i)情報をアプリケーション・モジュール440から抽出して当該抽出された情報に基づいて定義モジュール300を生成するか、または、(ii)産業システム内のコンポーネントを制御するために実装されたバイナリ制御ロジックから情報を抽出することによって、定義モジュール300をモジュール・リポジトリ1302に追加できるようにする。1実施形態では、当該抽出された情報は制御ロジック、プロパティ定義または調節パラメータのうち少なくとも1つを含んでもよい。
同様に、プロセス・テンプレート編集コントロール1342を、プロセス・テンプレート・リポジトリ1304と通信可能にインタフェースし、ユーザまたはオペレータが、プロセス・テンプレートをプロセス・テンプレート・リポジトリ1304に追加するための入力を提供するか、または、プロセス・テンプレート・リポジトリ1304内の既存のプロセス・テンプレートの新たなバージョンを修正もしくは作成できるように構成してもよい。本発明の1実施形態では、プロセス・テンプレート編集コントロール1342は、ユーザまたはオペレータが、制御プロセッサの実装されたインスタンスからの情報を制御プロセス内で実装されたバイナリ制御ロジックから抽出することによって、プロセス・テンプレートをプロセス・テンプレート・リポジトリ1304に追加できるようにする。
一意なIDコントロール1344は、モジュール・リポジトリ1302に追加された新たな定義モジュール300またはプロセス・テンプレートごとに一意な識別子を生成し、割り当てる。バージョン・コントロール1346は、既存の定義モジュール300またはプロセス・テンプレートのそれぞれの修正または変更されたバージョンに対応するバージョン番号を生成する。当該生成された一意な識別子およびバージョン番号を、リポジトリ1300内に格納されたデータの論理アクセス、検索、または取出しに使用してもよい。
インタフェース・コントローラ1348は、以前に定義モジュール300またはプロセス・テンプレートをモジュール・リポジトリ1302からダウンロードするかまたは他の任意のデータをリポジトリ1300からダウンロードしたユーザまたはオペレータに当該定義モジュールまたはデータの更新(または新たなバージョン)を通知するように、ユーザ・インタフェースを提供または制御するように構成される。インタフェース・コントローラはさらに、ユーザまたはオペレータが、ダウンロードされた定義モジュールまたはダウンロードされたデータの更新または新たなバージョンを、例えば、アクセスリンクを当該更新に提供することによって、または、更新された定義モジュールまたはデータのコピーを転送することによって、参照、アクセス、または取り出せるようにしてもよい。
リポジトリ・コントローラ1326がさらに、リポジトリ1300へのアクセスを可能または制限するためのコントロール、ユーザまたはオペレータがリポジトリ1300内に格納されたデータに関連付けられたアクセス権を指定できるようにするためのコントロール、ユーザがリポジトリ1300内のインデックス・データ1316を通じてアクセスし検索できるようにするためのコントロール、制御ロジックまたは修正された制御ロジックをバイナリ制御ロジックに変換するためのコントロールまたはコンバータ、および、産業プラント内で実装するために、産業プラント内のパーツまたはコンポーネントにバイナリ制御ロジックを送信、アップロード、もしくは配送するためのコントロールを含む、他のコントロールを含んでもよいことはさらに理解されよう。
本発明の1実施形態では、リポジトリ・コントローラ1326を、1つまたは複数の入力装置1200および/またはディスプレイ装置1400と通信可能に接続して、ユーザまたはオペレータがリポジトリ・コントローラ1326とインタフェースできるようにしてもよい。
リポジトリ記憶と抽出の方法
図13Aは、定義モジュール・ファイル300が生成されリポジトリ1300内に格納される本発明の1実施形態を表すワークフローである。
ステップ1302Aは、産業プラント230の特定のパーツ(例えば、パーツ220、222、224、226、または228)内の入出力を制御するための制御ロジック206を含む定義モジュール300を生成するステップを含む。1実施形態では、制御ロジック206は、特定のパーツ内の第1のフィールド装置202(例えば、センサ)から受信した入力信号を処理するための第1の制御ロジック(または第1の機能ブロック205)、および、特定のパーツ内の第2のフィールド装置204(例えば、バルブ)の出力または振舞いを制御するための第2の制御ロジック(または第2の機能ブロック207)を含んでもよい。
ステップ1304Aは、場合によっては、定義モジュール・ファイル300内に、定義モジュール300内に含まれた制御ロジックに関連付けられたプロパティ、調節パラメータ、およびデータ定義のうち1つまたは複数を含めるステップを含む。
その後、ステップ1306Aが、生成された定義モジュール300をリポジトリ1300内に格納するステップを含む。
図13Bは、本発明の1実施形態を表すワークフローであり、定義モジュール300はリポジトリ1300から取り出され、産業プラント230内の特定のパーツ(例えば、パーツ220、222、224、226、または228)を制御するためのアプリケーション・モジュール440としてインスタンス化される。
ステップ1302Bは、特定のパーツを制御するのに適した格納された定義モジュール300を特定するためにリポジトリ1300のコンテンツを検索または閲覧するステップを含む。定義モジュール300は、特定のパーツ内の入出力機能を制御するための必要なまたは所望の制御ロジック206を含むと判定したことに応答して、適切であると特定される。1実施形態では、定義モジュール300を、その中の制御ロジック206が、特定のパーツ内の第1のフィールド装置202(例えば、センサ)から受信した入力信号を処理するための第1の制御ロジック(または第1の機能ブロック205)および特定のパーツ内の第2のフィールド装置204(例えば、バルブ)の出力または振舞いを制御するための第2の制御ロジック(または第2の機能ブロック207)のうち1つまたは両方を含む場合に、特定のパーツ内の入出力機能を制御するのに適していると特定してもよい。
ステップ1304Bは、識別された定義モジュール・ファイル300をリポジトリ1300から取り出すステップと、取り出した定義モジュール300に基づいてアプリケーション・モジュール440を生成するステップを含む。アプリケーション・モジュール440を生成するステップは、1つまたは複数の特定のパラメータを(定義モジュール300から取り出した)制御ロジック206に割り当てるかまたは含めることによって、修正された制御ロジックを生成するステップを含む。1つまたは複数の特定のパラメータは、識別され取り出された定義モジュール300には含まれていない。1実施形態では、当該1つまたは複数の特定のパラメータを、制御すべき特定のパーツに関連付られた設計データまたは設計仕様に基づいて選択してもよい。
その後、ステップ1306Bは、当該修正された制御ロジックをバイナリ制御データに変換するステップと、産業プラント内で制御するための特定のパーツに関連付られるかまたは当該パーツ内に配置された1つまたは複数のコントローラに当該バイナリ制御データを送信、アップロード、または適用するステップを含む。図14は、本発明のシステム1000構成のブロック図である。システム1000はコンピュータの一部であるプロセッサ1100を備える。プロセッサ1100は、入力装置1200、記憶部1300、ディスプレイ1400、出力または送信装置1500と通信する。入力装置1200、記憶部1300、ディスプレイ1400、出力または送信装置1500は、本発明の幾つかの実施形態に従うプロセッサと同一のまたは別々のコンピュータである。
エディタ・ツール400および変換ツール500は1つまたは複数のプロセッサ1100内で実装される。
入力装置1200は、ユーザ入力を受信し、代替的なソース/サード・パーティからのインポートを入力するためのインタフェース装置である。入力装置1200の例には、キーボード、マウス、タッチ・センシティブ・ディスプレイ・インタフェースのようなポインティング・デバイスがある。
データベース430は、記憶部またはリポジトリ1300内にあり、ランダム・アクセス・メモリ、読取専用メモリまたはハード・ディスク・ドライブのような一時的または非一時的メモリ記憶媒体である。当該メモリ記憶媒体は、機器210、パーツ220、222、224、226、228、サブパーツ・フィールド装置202、204、制御ロジック206、ネットワーク装置208を含むパーツ・ライブラリ431、定義モジュール300、301、302、304、306、微分アプリケーション・モジュール440、442、444、446、448を含むモジュール・ライブラリ432、リンク・ライブラリ434のリンク416、417、レイアウト419のためのレイアウト・ライブラリ436、プラント・ドキュメント530のためのドキュメント・ライブラリ438、および上述の関連情報を格納する。
データベース430は、タイプにより情報を格納するための複数のメモリ・コンポーネントを有する。有利なことに、これにより、要求された情報を取り出すためにエディタ・ツール400内でコンポーネント410、412、414、418、420、422を構成する容易さが向上する。コンポーネント410、412、414、418、420、422を構成するステップは、上述の機能を実施するためにそれらを設定するステップを含む。さらに、格納された情報は、外部ツールのような他の任意の目的のために取り出すために適切である。
本発明は説明した実施形態には限定されない。本発明は、代替物、修正および均等物を包含しようとするものであり、それらは、添付の特許請求の範囲により定義される本発明の趣旨と範囲に含まれうる。さらに、本発明を具体的な詳細なしに実施してもよいことは当業者には明らかであろう。当該具体的な詳細は、本発明の徹底的な理解を与えるために含めたものである。最後に、公知の方法、手続き、コンポーネント、および機能は、本発明の諸態様を不必要に不明瞭にしないために詳細には説明していない。
1100 プロセッサ
1200 入力装置
1300 記憶域
1400 ディスプレイ
1500 出力装置
1600 変換器

Claims (20)

  1. プロセス制御を実施するように構成されたプロセス制御システムのための構成システムであって、
    少なくとも1つのメモリと前記メモリに格納された1つまたは複数の定義モジュールを備えたリポジトリであって、各定義モジュールは前記定義モジュールに関連付けられたコンポーネントを制御するための制御ロジックを備える、リポジトリと、
    産業システム内の特定のコンポーネントの1つまたは複数のプロパティを識別するためのユーザ入力を受信し、
    前記リポジトリ内から定義モジュールの選択を可能とする、
    ように構成されたリポジトリ・コントローラであって、前記選択された定義モジュールは、前記定義モジュールに関連付けられたコンポーネントを制御するための制御ロジックを備え、前記関連付けられたコンポーネントは、前記識別された1つまたは複数のプロパティを有する、リポジトリ・コントローラと、
    を備え、
    前記定義モジュールは、類似の特定のコンポーネントに対して再利用可能である、構成システム。
  2. 前記リポジトリ・コントローラはさらに、前記特定のコンポーネントを制御するために、前記定義モジュールの、前記産業システム内部に実装されたインスタンスを生成するように構成され、前記実装されたインスタンスは、前記選択された定義モジュール内の制御ロジックに基づいて生成されたバイナリ制御ロジックを備える、請求項1に記載の構成システム。
  3. 前記リポジトリ・コントローラは、修正された制御ロジックに基づいて前記バイナリ制御ロジックを生成するように構成され、
    前記修正された制御ロジックは、前記選択された定義モジュール内の制御ロジックを、前記特定のコンポーネントに対応する設計仕様データに基づいて修正することによって生成される、
    請求項2に記載の構成システム。
  4. 前記選択された定義モジュールは、前記定義モジュールに関連付けられたコンポーネントへの入力および前記定義モジュールに関連付けられたコンポーネントからの出力を制御するための制御ロジックを備える、請求項1に記載の構成システム。
  5. 前記リポジトリはさらに1つまたは複数のプロセス・テンプレートを含み、各プロセス・テンプレートは1組のコンポーネントの動作を制御するための処理データを含み、
    前記リポジトリ・コントローラは、
    前記産業システムのサブシステムと関連付けられた1つまたは複数のプロパティを識別するユーザ入力を受信し、
    前記リポジトリの内部からプロセス・テンプレートを選択できるようにする
    ように構成され、
    前記選択されたプロセス・テンプレートは、前記サブシステムに関連付けられた前記識別された1つまたは複数のプロパティを有する1組のコンポーネントを制御するための制御ロジックを含む、
    請求項1に記載の構成システム。
  6. 前記リポジトリ・コントローラはさらに、前記サブシステムを制御するためのバイナリ制御ロジックを生成するように構成され、前記生成されたバイナリ制御ロジックは前記選択されたプロセス・テンプレート内部の処理データに基づく、請求項5に記載の構成システム。
  7. 前記リポジトリはさらに、1つまたは複数のヒューマン・マシン・インタフェース(H
    MI)パーツを含み、各HMIパーツは、前記産業システムの少なくとも1つのコンポーネントに関連付けられたHMIを生成するための情報を含み、
    前記リポジトリ・コントローラは、
    生成されることを意図したHMIに関連付けられた1つまたは複数のプロパティを識別するユーザ入力を受信し、
    前記リポジトリからHMIパーツを選択できるようにし、
    前記選択されたHMIパーツ内部の情報に基づいてHMIをユーザに表示するために描画する
    ように構成され、
    前記選択されたHMIパーツは、生成されることを意図した前記HMIに関連付けられた前記識別された1つまたは複数のプロパティを有するHMIを生成するための情報を含む、
    請求項1に記載の構成システム。
  8. 前記リポジトリの内部のHMIパーツは、前記産業システムの少なくとも1つのコンポーネントのユーザ・インタフェース・ベースの制御を可能とするように構成された1つまたは複数のグラフィック・ウィンドウ・テンプレートを備える、請求項7に記載の構成システム。
  9. 前記リポジトリの内部のHMIパーツは1つまたは複数のリンク・パーツを含み、各リンク・パーツは、
    HMIを生成するためのHMIサブコンポーネントと、
    前記HMIに関連付けられた1組のプロパティであって、前記HMIに関連付けられたプロパティは、生成されたHMI内部に含まれる前記リンク・パーツの各インスタンスに伝達される、プロパティと、
    を含む、
    請求項7に記載の構成システム。
  10. 前記リポジトリ・コントローラは、リンク・パーツの前記関連付けられたプロパティの何れかに対する修正が、各生成されたHMI内部の前記リンク・パーツの各インスタンスのプロパティの修正をもたらすように構成され、両方の修正は互いに対応する、請求項9に記載の構成システム。
  11. 前記リポジトリの内部のHMIパーツは1つまたは複数のカスタム・フェースプレートを含み、各カスタム・フェースプレートは定義モジュールに関連付けられ、
    前記関連付けられた定義モジュールの、前記産業システム内部に実装されたインスタンスが必要とするユーザ入力を受信するために構成された1つまたは複数の要素、または
    前記関連付けられた定義モジュールの、前記産業システム内部に実装されたインスタンスにより生成された出力をユーザに提供するために構成された1つまたは複数の要素
    を備える、
    請求項7に記載の構成システム。
  12. 定義モジュールの、前記産業システム内部に実装されたインスタンスの生成に応答して、HMIは、当該定義モジュールに関連付けられたカスタム・フェースプレートに基づいて生成される、請求項11に記載の構成システム。
  13. 前記リポジトリ・コントローラはさらに、
    前記リポジトリの内部の既存の定義モジュールまたは既存のプロセス・テンプレート・モジュールを、ユーザ入力に基づいて修正するか、または、
    既存の定義モジュールの、前記産業システム内部に実装されたインスタンスもしくは既存のプロセス・テンプレートの、前記産業システム内部に実装されたインスタンスから情報を抽出し、追加された定義モジュールまたは追加されたプロセス・テンプレートを前記抽出された情報に基づいて生成するか、または、
    前記産業システムの内部で実装されたバイナリ制御ロジックから情報を抽出し、前記追加された定義モジュールを前記抽出された情報に基づいて生成する
    ことによって、定義モジュールまたはプロセス・テンプレートのうち少なくとも1つを前記リポジトリに追加するように構成された、
    請求項2に記載の構成システム。
  14. 前記追加された定義モジュールまたは前記追加されたプロセス・テンプレートを生成するための前記ユーザ入力または前記抽出された情報は、前記産業システムの内部の1つまたは複数のコンポーネントに対応する制御ロジック、プロパティ定義または調節パラメータのうち少なくとも1つを含んでもよい、請求項13に記載の構成システム。
  15. 前記リポジトリ・コントローラは、
    前記リポジトリに追加された各定義モジュールまたは各プロセス・テンプレートに一意な識別子を割り当てるか、または、
    前記リポジトリの内部で修正された各定義モジュールまたは各プロセス・テンプレートに対応するバージョン番号を割り当てる
    ように構成された、
    請求項13に記載の構成システム。
  16. 前記リポジトリ・コントローラはさらに、以前に前記リポジトリからダウンロードしたデータを有するユーザとのインタフェースとして機能し、前記ダウンロードしたデータに対する以降のリポジトリ更新に関する情報をかかるユーザに提供するように構成された、請求項1に記載の構成システム。
  17. プロセス制御を実施するためのプロセス制御システムを構成するための方法であって、
    リポジトリ・コントローラによって、少なくとも1つのメモリを含むリポジトリに1つまたは複数の定義モジュールを格納するステップであって、各定義モジュールは前記定義モジュールに関連付けられたコンポーネントを制御するための制御ロジックを含み、前記制御ロジックは前記定義モジュールに関連付けられたコンポーネントに対応する入力パラメータおよび出力パラメータの少なくとも1つに基づいて生成されるステップと、
    前記リポジトリ・コントローラによって、産業システム内の特定のコンポーネントの1つまたは複数のプロパティを識別するユーザ入力を受信するステップと、
    前記リポジトリ・コントローラによって、前記リポジトリの内部から定義モジュールを選択するステップであって、前記選択された定義モジュールは、前記関連付けられたコンポーネントを制御するための制御ロジックを含み、前記関連付けられたコンポーネントは、前記識別された1つまたは複数のプロパティを有する、ステップと、
    を含み、
    前記定義モジュールは、類似の特定のコンポーネントに対して再利用可能である、方法。
  18. 前記特定のコンポーネントを制御するために、前記リポジトリ・コントローラによって、前記定義モジュールの、前記産業システム内部に実装されたインスタンスを生成するステップをさらに含み、前記実装されたインスタンスは、前記選択された定義モジュール内の制御ロジックに基づいて生成されたバイナリ制御ロジックを含む、請求項17に記載の方法。
  19. 前記リポジトリの内部の既存の定義モジュールまたは既存のプロセス・テンプレート・モジュールを、ユーザ入力に基づいて修正するか、または、
    既存の定義モジュールの、前記産業システム内部に実装されたインスタンスまたは既存のプロセス・テンプレートの、前記産業システム内部に実装されたインスタンスから情報を抽出し、追加された定義モジュールまたは追加されたプロセス・テンプレートを前記抽出された情報に基づいて生成するか、または、
    前記産業システムの内部で実装されたバイナリ制御ロジックから情報を抽出し、前記
    追加された定義モジュールを前記抽出された情報に基づいて生成する
    ことによって、前記リポジトリ・コントローラによって、定義モジュールまたはプロセス・テンプレートのうち少なくとも1つを前記リポジトリに追加するステップをさらに含む、請求項18に記載の方法。
  20. 前記リポジトリ・コントローラによって、前記リポジトリに追加された各定義モジュールまたは各プロセス・テンプレートに一意な識別子を割り当てるステップ、または、
    前記リポジトリ・コントローラによって、前記リポジトリの内部で修正された各定義モジュールまたは各プロセス・テンプレートに対応するバージョン番号を割り当てるステップ
    をさらに含む、請求項19に記載の方法。
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