JP6662489B2 - プレイバックシミュレーション試験システム - Google Patents

Description

本発明は、プレイバックシミュレーション試験システムに関する。

一般に、プラント設備を構成する各機器の動作を制御する既設コントローラを新しいコントローラに置換する、あるいは新しいコントローラを追加する場合に、この新設コントローラの制御によるプラント設備の動作確認や調整を実施する必要がある。

従来は、このような場合に、現地において既設プラント設備に新設コントローラを接続し、既設コントローラによる制御と新設コントローラによる制御とにより、プラント設備を並行運転させるパララン（ｐａｒａｌｌｅｌ ｒｕｎｎｉｎｇ）テストが実施されていた。パラランテストは、新設コントローラの制御機能により出力される制御信号と、既設コントローラの制御機能により出力される制御信号とを比較照合して確認、調整するテストである。

しかしながら、現地でのパラランテストにおいては、パララン照合作業がプラントの操業計画や操業状態に左右されてしまうという問題や、プラントが稼動中であるため、任意の稼動状態を対象とした照合が困難であり効率が悪く、現地調整工数が増大してしまうという問題があった。

現地でのパラランテストに替えて、新設コントローラの動作確認を行うためのシミュレータとして、特許文献１や特許文献２に開示された装置が知られている。

特許文献１には、既設コントローラ内部から時系列で採取した制御系ネットワークデータを時系列データとして取り込み、新設コントローラを模擬するソフトウェアを有する仮想コントローラに、この取り込んだ制御系ネットワークデータを共有メモリを介して入力し、仮想コントローラのソフトウェアを実行してシミュレーションを行うプレイバックシミュレータ装置が開示されている。

特許文献２には、既設制御系ネットワークに接続された既設コントローラと、既設制御系ネットワークに伝送されている信号データを収集するデータ収集装置と、データ収集装置により収集された信号データを蓄積するデータ蓄積手段と、データ蓄積手段に蓄積された信号データを試験用制御系ネットワークへ再生出力するデータ再生装置と、を備えたプレイバックシミュレータ装置が開示されている。

日本特開２００６−１６３６５７号公報 日本特開２０１３−１２０４８３号公報

特許文献１に開示されたプレイバックシミュレータ装置は、新設コントローラの有する機能をソフトウェアによって模擬的に計算機上に全て再現し、この模擬的な環境において新設コントローラの動作確認を行うものである。

しかしながら、特許文献１に開示されたプレイバックシミュレータ装置では、新設コントローラの機能や、現地のプラント設備の操業状態、機器の制御状態を模擬した信号をソフトウェアによって計算機上に全て再現するため、製作や試験に多大な費用と期間を有するという問題がある。また、ソフトウェアで製作された模擬的環境と、現地のプラント設備の実環境との乖離が発生する可能性があり、現地でのパララン照合環境との等価性の保証という観点から問題がある。

一方、特許文献２に開示されたプレイバックシミュレーション試験システムでは、既設制御系ネットワークに伝送されている信号データを収集して蓄積し、この蓄積した信号データを試験用制御系ネットワークに再生出力して、現地でのパララン照合環境と等価なシミュレーション試験環境を容易に構築できる。

しかしながら、特許文献２に開示されたプレイバックシミュレーション試験システムでは、複数の既設制御系ネットワークのそれぞれに伝送されている信号データを収集する場合は、ネットワーク毎にデータ収集装置を配置する必要がある。各ネットワークで設定された時刻には少なからずズレがあり、また、異なるネットワーク間では時刻の同期が難しい。また、収集処理に要する時間にも差がある。そのため、第１の既設制御系ネットワークで収集された第１の信号データと、第２の既設制御系ネットワークで収集された第２の信号データとの間で順番は保証されない。そのため、異なるネットワークから収集した信号データを、順番を保証して試験用制御系ネットワークに再現することができない。したがって、複数の既設制御系ネットワークのそれぞれに伝送されている信号データを収集する場合に、現地でのパララン照合環境と等価な再生出力を行えないという課題がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、複数の既設ネットワークのそれぞれに伝送されている信号データを、順番を保証した状態で蓄積し、これを試験用ネットワークに再生出力して、現地でのパララン照合環境と等価なシミュレータ試験環境を実現できるプレイバックシミュレーション試験システムを提供することを目的とする。

上記目的の達成のため、本発明の実施形態に係るプレイバックシミュレーション試験システムは、以下のように構成される。

プレイバックシミュレーション試験システムは、データ収集装置と、データ収集装置により収集された信号を蓄積するデータ蓄積装置と、試験用ネットワークに接続されデータ蓄積装置に蓄積された信号を試験用ネットワークへ再生出力するデータ再生装置と、を備える。

データ収集装置は、既設プラント設備の第１構成機器を制御するための制御信号を出力する第１既設コントローラが接続された第１既設ネットワーク、および、既設プラント設備の第２構成機器を制御するための制御信号を出力する第２既設コントローラが接続された第２既設ネットワークの両方に接続される。データ収集装置は、ｘ（ｘ≧２）個以上の既設ネットワークと接続する。

データ収集装置は、第１受信部、第２受信部、カウントアップ部、およびデータ同期処理部を備える。なお、データ収集装置がｘ個の既設ネットワークに接続される場合、データ収集装置は、ｘ個の受信部を備える。

第１受信部は、第１既設ネットワークへ伝送される制御信号を含む第１信号データを受信する。第２受信部は、第２既設ネットワークへ伝送される制御信号を含む第２信号データを受信する。

カウントアップ部は、固有の収集番号を一定時間間隔でカウントアップする。各収集番号は、データ収集装置内で固有の連続した番号である。一定時間の経過は、データ処理装置の内部時計で計測される。

データ同期処理部は、第１受信部が第１信号データを受信した時に、受信時における収集番号を第１信号データに関連付けてデータ蓄積装置に蓄積する。また、データ同期処理部は、第２受信部が第２信号データを受信した時に、受信時における収集番号を第２信号データに関連付けてデータ蓄積装置に蓄積する。

好ましくは、データ再生装置は、カウントアップ部とデータ再生出力部を備える。カウントアップ部は、収集番号に相当する固有の再生番号を一定時間間隔でカウントアップする。データ再生出力部は、データ蓄積装置から再生番号に関連付いた信号データを順次取得し、試験用ネットワークへ再生出力する。

本発明に係るプレイバックシミュレーション試験システムによれば、データ処理装置は、複数の受信部を備えるため、複数の既設ネットワークのそれぞれから信号データを受信できる。データ処理装置は、信号データの受信時に、受信時における収集番号を信号データに関連付ける。そのため、受信後の処理時間に寄らず、複数の既設ネットワークのそれぞれから受信した信号データの受信順序（例えば、第１既存ネットワークから受信した信号データと、第２既存ネットワークから受信した信号データとの受信順序）を保証した状態で、信号データをデータ蓄積装置に蓄積できる。蓄積された信号データを試験用ネットワークに再生出力することで、現地でのパララン照合環境と等価なシミュレータ試験環境を実現できる。

本発明の実施の形態１に係るプレイバックシミュレーション試験システムにおいてデータを収集する際の構成を説明するブロック図である。 本発明の実施の形態１に係るプレイバックシミュレーション試験システムにおいてデータを再生及び比較照合する際の構成を説明するブロック図である。 本発明の実施の形態１に係るデータ収集装置３０におけるデータ処理の一例を説明する時系列図である。 本発明の実施の形態１に係るデータ収集装置３０、データ再生装置５０、およびデータ比較照合装置６０が有する処理回路のハードウェア構成例を示す概念図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

実施の形態１．
＜データの収集＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るプレイバックシミュレーション試験システムにおいてデータを収集する際の構成を説明するブロック図である。図２は、本発明の実施の形態１に係るプレイバックシミュレーション試験システムにおいてデータを再生及び比較照合する際の構成を説明するブロック図である。プレイバックシミュレーション試験システムは、第１既設ネットワーク１０および第２既設ネットワーク２０の両方に接続されたデータ収集装置３０を有し、データ収集装置３０に収集された信号データを試験用ネットワーク４０へ再生出力する。

（第１既設ネットワーク）
図１を参照しながら、プレイバックシミュレーション試験システムにおいてデータを収集する際の構成を説明する。第１既設ネットワーク１０は、既設のプラント設備において当該プラント設備を構成する各種の機器の間で、動作制御等に必要な信号をやり取りするための制御系ネットワークである。第１既設ネットワーク１０は、例えばＴＣＰ／ＩＰ等を利用したＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）から構成されている。

第１既設ネットワーク１０は、既設プラント設備の構成機器と相互通信可能に接続している。構成機器は、既設上位計算機１１、既設コントローラ１２、インバータ１３、センサ／アクチュエータ１４、及びフィールド機器１５である。

既設上位計算機１１には、既設プラント設備で実施される工程のそれぞれについて既設コントローラ１２での制御に用いるパラメータ設定値が予め設定されている。そして、既設上位計算機１１は、各工程の開始時等の適時に、その工程で用いられるパラメータ設定値を、第１既設ネットワーク１０を介して既設コントローラ１２へ送信する。また、既設上位計算機１１には、既設プラント設備で実施される工程のタイムスケジュールについても予め設定されている。既設上位計算機１１は、各工程の開始・終了時等に、各プラント構成機器の動作タイミングを同期するためのタイミング信号を、第１既設ネットワーク１０へ出力する。

既設コントローラ１２（第１既設コントローラ）は、第１構成機器の動作を時間的に適切な相互関係を保った状態で電気的に制御するための制御信号を出力する。第１構成機器は、インバータ１３、センサ／アクチュエータ１４、又はフィールド機器１５である。既設コントローラ１２は、例えばプログラマブル・ロジック・コントローラ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）からなっている。

既設コントローラ１２は、既設上位計算機１１から出力されたパラメータ設定信号及びタイミング信号、並びに、センサ／アクチュエータ１４やフィールド機器１５から出力されたフィードバック信号に基づいて、出力すべき制御信号を演算して、第１既設ネットワーク１０を介して必要な機器へと制御信号を送信している。

インバータ１３は、プラント設備を駆動する電動モータ等へ例えば可変電圧可変周波数の電力を供給する。センサ／アクチュエータ１４は、プラント制御に必要な物理量を計測するセンサやプラント設備を駆動するアクチュエータである。フィールド機器１５は、センサ／アクチュエータ１４とほぼ同様、プラント設備の構成要素を総称したものであり、例えば圧力計、流量計やバルブ等が含まれる。

これらのプラント構成機器群は、既設コントローラ１２からの制御信号に従って動作し、またセンサ／アクチュエータ１４やフィールド機器１５による計測結果はフィードバック信号として第１既設ネットワーク１０へと出力される。

このように、既設プラント設備の操業中においては、第１既設ネットワーク１０上には、パラメータ設定信号、タイミング信号、制御信号及びフィードバック信号の各種の信号が、相互に関連した関係を保持しつつ時間的に同期性を有した状態で伝送されている。

（第２既設ネットワーク）
プレイバックシミュレーション試験システムは、第２既設ネットワーク２０を備える。第２既設ネットワーク２０は、第１既設ネットワーク１０と同様に、既設のプラント設備において当該プラント設備を構成する各種の機器の間で、動作制御等に必要な信号をやり取りするための制御系ネットワークである。

第２既設ネットワーク２０は、既設プラント設備の構成機器と相互通信可能に接続している。構成機器は、既設上位計算機２１、既設コントローラ２２（第２既設コントローラ）、インバータ２３、センサ／アクチュエータ２４、及びフィールド機器２５である。

図１に示す例では、既設上位計算機２１、既設コントローラ２２、インバータ２３、センサ／アクチュエータ２４、及びフィールド機器２５は、それぞれ第１既設ネットワーク１０に接続された既設上位計算機１１、既設コントローラ１２、インバータ１３、センサ／アクチュエータ１４、及びフィールド機器１５と同様の構成であるため説明を省略する。なお、所定の構成機器がさらに加えられた構成でもよいし、一部の構成機器を有さない構成でもよい。

（データ収集装置）
上述のような構成において、第１既設ネットワーク１０と第２既設ネットワーク２０とは、異なるネットワークであり、異なるネットワーク間では時刻の同期は難しい。そのため、第１既設ネットワーク１０に伝送されている信号データと、第２既設ネットワーク２０に伝送されている信号データとを収集して、試験用ネットワーク４０上で正確に再現するためには、異なるネットワーク間で収集する信号データの順番を保証する必要がある。そのため、データ収集装置３０は次のように構成されている。

データ収集装置３０は、第１既設ネットワーク１０および第２既設ネットワーク２０の両方と通信可能に接続している。データ収集装置３０は、第１既設ネットワーク１０上に伝送されている各種の信号データ、および、第２既設ネットワーク２０上に伝送されている各種の信号データを収集する。

データ収集装置３０は、第１受信部３１、第２受信部３２、カウントアップ部３３、データ同期処理部３４、収集装置画面表示部３５、収集装置データ圧縮解凍処理部３６を備える。さらに、データ収集装置３０は、データ収集装置３０に収集された信号を蓄積するデータ蓄積装置３７（ストレージ）に接続している。

第１受信部３１は、第１既設ネットワーク１０へ伝送される制御信号を含む第１信号データを受信する。

第２受信部３２は、第２既設ネットワーク２０へ伝送される制御信号を含む第２信号データを受信する。

カウントアップ部３３は、固有の収集番号を一定時間間隔でカウントアップする。各「収集番号」は、データ収集装置３０内で固有の連続した番号である。データ収集装置３０は内部時計を備え、「一定時間」の経過は内部時計で計測される。「一定時間間隔」は、データ収集装置３０の性能に応じて設定されるが、短い時間間隔（例えば、数ミリ秒未満）であることが好ましい。

データ同期処理部３４は、第１受信部３１が第１信号データを受信した時に、当該受信時における収集番号を第１信号データに関連付けて、データ蓄積装置３７に蓄積する。また、データ同期処理部３４は、第２受信部３２が第２信号データを受信した時に、当該受信時における収集番号を第２信号データに関連付けて、データ蓄積装置３７に蓄積する。

収集装置画面表示部３５は、データ収集装置３０の操作者へのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を提供する。データ収集装置３０の操作者は、この収集装置画面表示部３５の表示によって、データ収集装置３０における信号データの蓄積の進行状況やデータの内容を確認できる。

また、図示は省略しているが、データ収集装置３０は、操作者からの入力を受け付ける入力装置（例えば、キーボード、マウスやタッチパネル等）を備える。操作者はこの入力装置を操作することによって、収集装置画面表示部３５の表示内容を変更したり、あるいは、再生装置画面表示部５３の表示内容を確認しながら、データ収集装置３０に蓄積する信号データの条件を任意に設定したりできる。

収集装置データ圧縮解凍処理部３６は、データ蓄積装置３７の記憶容量を有効に活用するため、データ蓄積装置３７に信号データを記憶する際に、記憶する信号データにデータ圧縮処理を施すために用いられる。また、逆に、データ蓄積装置３７に記憶されている信号データを取り出す際には、収集装置データ圧縮解凍処理部３６は、データ解凍（データ伸長）処理を行って元の信号データへと復元する。

ここで、図３を参照して、データ収集装置３０におけるデータ処理の一例を説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係るデータ収集装置３０におけるデータ処理の一例を説明する時系列図である。

線７０は、データ収集装置３０が備える内部時計の時間軸である。線７１は、一定時間間隔で番号がカウントアップされる固有の収集番号を表している。線７７には、第１既設ネットワーク１０へ伝送された第１信号データを、データ収集装置３０が受信したタイミング（タイミング７２〜７６）が表されている。線７８には、第２既設ネットワーク２０へ伝送された第２信号データを、データ収集装置３０が受信したタイミング（タイミング７９，８０）が表されている。

まず、タイミング７２において第１受信部３１が第１信号データを受信した時、データ同期処理部３４は、この第１信号データに受信時の収集番号（１）を関連付けて、データ蓄積装置３７に蓄積する。

次に、タイミング７９において第２受信部３２が第２信号データを受信した時、データ同期処理部３４は、この第２信号データに受信時の収集番号（３）を関連付けて、データ蓄積装置３７に蓄積する。

次に、タイミング７３において第１受信部３１が第１信号データを受信すると、データ同期処理部３４は、この第１信号データに受信時の収集番号（６）を関連付けて、データ蓄積装置３７に蓄積する。

その後のタイミング７４、７５、８０、７６で示すタイミングにおいても、データ同期処理部３４は、同様の処理を繰り返すことで、各信号データに固有の収集番号を関連付けて、データ蓄積装置３７に蓄積する。

以上説明したように、データ収集装置３０は、複数の既設ネットワークのそれぞれから信号データを受信でき、受信時における収集番号を信号データに関連付ける。そのため、受信後の処理時間に寄らず、複数の既設ネットワークのそれぞれから受信した信号データの受信順序（例えば、第１既存ネットワークから受信した信号データと、第２既存ネットワークから受信した信号データとの受信順序）、信号データの時間間隔、並びに信号データの内容を保証した状態で、信号データをデータ蓄積装置に蓄積できる。その結果、後述するデータ再生装置５０により、異なるネットワークから収集された各信号データを同期させて、試験用ネットワーク４０に正確に再現できる。

（データ蓄積装置）
図１に戻り説明を続ける。データ蓄積装置３７は、データ収集装置３０に収集された信号データ（パラメータ設定信号タイミング信号、制御信号及びフィルター信号）を、これらの信号データがデータ収集装置３０に受信された順序、信号データの時間間隔、並びに信号データの内容を正確に反映した状態で蓄積する。

データ蓄積装置３７のデータテーブルの構成要素には、収集番号と信号データの信号種別と信号の値が少なくとも含まれている。データ蓄積装置３７に蓄積する信号データの蓄積期間や信号種別は、前述したように収集装置画面表示部３５を用いて任意に条件設定可能である。蓄積期間の設定方法としては、例えば、対象プラント設備における各イベント毎（各工程毎）に自動的に収集することができる。各イベント（各工程）の開始、終了については既設ネットワークに伝送されているタイミング信号の内容を確認する事で、自動的に判断可能である。あるいは、予め収集期間のタイミングスケジュールを設定しておいてもよいし、（データ蓄積装置３７の記憶容量に余裕があるのであれば）単純に必要十分なデータが得られる一定時間の間（例えば２週間程度）、収集を継続して行うようにしてもよい。

＜データの再生＞
（試験用ネットワーク）
次に、図２を参照しながら、プレイバックシミュレーション試験システムにおいて、収集したデータを再生する際の構成を説明する。試験用ネットワーク４０は、後述する新設コントローラ４２のための試験環境を構成する各種の機器の間で、必要な信号をやり取りするための、試験用に新設された制御系ネットワークである。試験用ネットワーク４０も、第１既設ネットワーク１０および第２既設ネットワーク２０と同様に、例えばＴＣＰ／ＩＰ等を利用したＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）から構成されている。

ただし、試験用ネットワーク４０は、第１既設ネットワーク１０や第２既設ネットワーク２０とは、別個に用意される。また、試験用ネットワーク４０は、典型的には試験を実施する会社の社内等に敷設された制御系ネットワークであるが、第１既設ネットワーク１０や第２既設ネットワーク２０と別個の制御系ネットワークであれば社内ＬＡＮ等に限られない。

試験用ネットワーク４０は、データ収集装置３０によりデータ蓄積装置３７に蓄積された信号の伝送状態を試験環境（試験用ネットワーク４０）において再現するためのデータ再生装置５０と通信可能に接続している。

（データ再生装置）
データ再生装置５０は、カウントアップ部５１、データ再生出力部５２、再生装置画面表示部５３及び再生装置データ解凍処理部５４を備える。さらに、データ再生装置５０は、データ蓄積装置３７に接続している。

カウントアップ部５１は、図１のデータ収集装置３０で用いられる収集番号に相当する再生番号を一定時間間隔でカウントアップする。各「再生番号」は、データ再生装置５０内で固有の連続した番号である。データ再生装置５０は内部時計を備え、「一定時間」の経過は内部時計で計測される。「一定時間間隔」は、データ収集装置３０のカウントアップ部３３で設定された値と同じである。

データ再生出力部５２は、データ蓄積装置３７から再生番号に関連付いた信号データ（第１信号データ，第２信号データ）を順次取得し、前記試験用ネットワーク４０へ再生出力する。具体的には、データ再生出力部５２は、再生番号（ｉ）をキーとして、データ蓄積装置３７を検索する。再生番号（ｉ）に関連付いた信号データ（第１信号データおよび／または第２信号データ）が存在する場合、この信号データを試験用ネットワーク４０へ再生出力する。その後、カウントアップ部５１は、再生番号（ｉ）をカウントアップして再生番号（ｉ＋１）にする。データ再生出力部５２は、再生番号（ｉ＋１）以降について同様の処理を繰り返す。

このような処理により、異なるネットワークから収集された各信号データを同期させて、試験用ネットワーク４０に正確に再現できる。

再生装置画面表示部５３は、データ再生装置５０の操作者へのＧＵＩを提供する。データ再生装置５０の操作者は、この再生装置画面表示部５３の表示によって、データ蓄積装置３７に蓄積されているデータの内容やデータ再生装置５０における信号データの再生出力の進行状況を確認できる。

また、図示は省略しているが、データ再生装置５０は、操作者からの入力を受け付ける入力装置を備える。操作者はこの入力装置を操作することによって、再生装置画面表示部５３の表示内容を変更したり、あるいは、再生装置画面表示部５３の表示内容を確認しながら、データ再生装置５０による再生対象となる信号データの条件を任意に設定したりできる。

再生装置データ解凍処理部５４は、データ蓄積装置３７に記憶されているデータを取り出す際に、データ解凍（データ伸長）処理を行って元の信号データへと復元するために用いられる。

データ蓄積装置３７は、図１のデータ収集装置３０に接続されていたものそのものである。データ蓄積装置３７は、データ収集装置３０に着脱自在に設けられている。データの収集後、データ収集装置３０から取り外したデータ蓄積装置３７は、データ再生装置５０に着脱自在に取り付けて用いられる。

前述したように、データ蓄積装置３７には、第１既設ネットワーク１０および第２既設ネットワーク２０に伝送されていた信号データが、データ収集装置３０に受信された順序、信号データの時間間隔、並びに信号データの内容を正確に反映した状態で蓄積されている。データ再生装置５０のデータ再生出力部５２は、データ蓄積装置３７に蓄積されている信号データを、（必要に応じて再生装置データ解凍処理部５４での復元を経て、）受信順序、時間間隔、並びに値を正確に維持した状態で、試験用ネットワーク４０へと出力する。

以上のようにして、データ再生装置５０は、試験用ネットワーク４０に第１既設ネットワーク１０および第２既設ネットワーク２０での信号伝送状態を再現する。換言すれば、出力される信号に注目すれば、データ再生装置５０は、あたかもこのデータ再生装置５０の接続部分に、第１既設ネットワークの構成機器群および第２既設ネットワークの構成機器群が接続されているかのように振る舞う。

＜データの比較照合＞
続いて、図２を参照しながら、プレイバックシミュレーション試験システムにおけるデータの比較照合について説明する。試験用ネットワーク４０は、データ再生装置５０に加え、さらに、新設上位計算機４１及び新設コントローラ４２と通信可能に接続している。

新設上位計算機４１は、図１の既設上位計算機１１（２１）に相当するものであり、後述する新設コントローラ４２への更新に伴って上位計算機についても追加や置換を行う場合に用いられる。上位計算機の追加や置換を行わない場合は、新設上位計算機４１として既設上位計算機１１（２１）と同一のものを用いてもよい。

新設コントローラ４２は、図１の既設コントローラ１２（２２）に相当するものであり、制御対象のプラント設備を構成する機器（既設プラントに新設コントローラ４２を新設又は置換した後における、インバータ１３（２３）、センサ／アクチュエータ１４（２４）やフィールド機器１５（２５））に対して制御信号を出力し、これらの機器の動作を時間的に適切な相互関係を保った状態で電気的に制御するためのものである。新設コントローラ４２は、既設コントローラ１２（２２）と同じく例えばＰＬＣである。

新設コントローラ４２は、新設上位計算機４１から出力されたパラメータ設定信号及びタイミング信号、並びに、データ再生装置５０から再生出力された信号データ（パラメータ設定信号、タイミング信号及びフィードバック信号）に基づいて、出力すべき制御信号を演算して、この演算した制御信号を試験用ネットワーク４０へと出力する。

試験用ネットワーク４０は、新設コントローラ４２から出力された制御信号を、データ再生装置５０から再生出力された信号と比較照合するためのデータ比較照合装置６０と通信可能に接続している。

データ比較照合装置６０は、比較照合装置信号処理部６１、比較照合装置画面表示部６２、比較照合装置データ圧縮解凍処理部６３、データ比較照合処理部６４及びデータ記憶部６５を備える。

比較照合装置信号処理部６１は、試験用ネットワーク４０に伝送されている信号の受信処理を実行する。

比較照合装置画面表示部６２は、データ比較照合装置６０の操作者へのＧＵＩを提供する。データ比較照合装置６０の操作者は、比較照合装置画面表示部６２の表示によって、信号データの比較照合結果を確認できる。

また、図示は省略しているが、データ比較照合装置６０は、操作者からの入力を受け付ける入力装置を備える。操作者はこの入力装置を操作する事によって、比較照合装置画面表示部６２の表示内容を変更したり、あるいは、比較照合装置画面表示部６２の表示内容を確認しながら、データ比較照合装置６０による比較照合対象となる信号データの条件を任意に設定したりできる。

比較照合装置データ圧縮解凍処理部６３は、比較照合装置信号処理部６１により受信された信号や、後述するデータ比較照合処理部６４における比較照合結果データを、データ記憶部６５に記憶する際にデータ圧縮処理を施すためのものである。また、逆に、データ記憶部６５からデータを取り出す際にはデータ解凍（データ伸長）処理を行って元のデータに復元する。

データ比較照合処理部６４は、比較照合装置信号処理部６１により受信した試験用ネットワーク４０に伝送されている信号のうち、特に、データ再生装置５０から出力された制御信号（再生現地制御信号）と、新設コントローラ４２から出力された制御信号（新制御信号）とを比較照合するものである。この比較照合においては、必要に応じて、他の信号データ（パラメータ設定信号、タイミング信号やフィードバック信号）も参照されるようにしてもよい。

データ比較照合処理部６４による比較照合結果は、比較照合装置画面表示部６２に例えば、グラフ形式や比較表形式等で表示される。また、データ比較照合処理部６４は、比較照合結果や受信信号データを、例えばＣＳＶ形式等で外部に出力（エクスポート）できる機能を備えてもよい。このＣＳＶ形式等によるデータの外部出力機能は、データ収集装置３０やデータ再生装置５０にも備えてもよい。

また、データ比較照合処理部６４における比較照合の対象については、データ収集装置３０における収集対象やデータ再生装置５０における再生対象と同様に、対象期間や対象データ種別を任意に条件設定できる。

データ記憶部６５は、比較照合装置信号処理部６１により受信された信号や、データ比較照合処理部６４における比較照合結果データを、記憶するためのものである。

以上説明したように、データ比較照合装置６０によれば、シミュレーション試験環境において新設コントローラから出力される新制御信号を既設プラント環境における現地制御信号と比較照合し、新設コントローラ４２から出力される新制御信号の欠損等の異常がないかどうかを確認することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るプレイバックシミュレーション試験システムによれば、複数の既設ネットワークのそれぞれに伝送されている信号データを、順番を保証した状態で蓄積し、これを試験用ネットワーク４０に再生出力して、現地でのパララン照合環境と等価なシミュレータ試験環境を実現できる。そのため、既設プラント設備におけるコントローラの置換、更新作業において、新設コントローラ４２の動作確認や調整を正確に実施できる。

なお、以上においてはコントローラの上位に上位計算機（既設上位計算機１１（２１）、新設上位計算機４１）が設置されている構成を前提としてきたが、特に規模が比較的小さいプラント等の場合、上位計算機が設置されていなくともよい。

＜変形例＞
ところで、上述した実施の形態１のシステムにおいては、データ収集装置３０は、第１既設ネットワーク１０と第２既設ネットワーク２０の２つの既設制御系ネットワークから信号データを収集することとしている。しかし、既設制御系ネットワークの数は３つ以上であってもよい。例えば、ｘ個の既設制御系ネットワークが接続される場合、データ収集装置３０は、ｘ個の受信部を備え、各受信部が信号データを受信した時に、受信時の収集番号を信号データに関連付けてデータ蓄積装置３７に蓄積すればよい。

また、上述した実施の形態１のシステムは、収集装置データ圧縮解凍処理部３６、再生装置データ解凍処理部５４、および比較照合装置データ圧縮解凍処理部６３が無い構成であってもよい。

＜ハードウェア構成例＞
図４は、上述したデータ収集装置３０、データ再生装置５０、およびデータ比較照合装置６０が有する処理回路のハードウェア構成例を示す概念図である。これらの装置内の各部は機能の一部を示し、各機能は処理回路により実現される。一態様として、処理回路は、少なくとも１つのプロセッサ９１と少なくとも１つのメモリ９２とを備える。他の態様として、処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェア９３を備える。

処理回路がプロセッサ９１とメモリ９２とを備える場合、各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、メモリ９２に格納される。プロセッサ９１は、メモリ９２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各機能を実現する。

処理回路が専用のハードウェア９３を備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、又はこれらを組み合わせたものである。各機能は処理回路で実現される。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態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変形して実施することができる。

１０ 第１既設ネットワーク
１１、２１ 既設上位計算機
１２、２２ 既設コントローラ
１３、２３ インバータ
１４、２４ センサ／アクチュエータ
１５、２５ フィールド機器
２０ 第２既設ネットワーク
３０ データ収集装置
３１ 第１受信部
３２ 第２受信部
３３ カウントアップ部
３４ データ同期処理部
３５ 収集装置画面表示部
３６ 収集装置データ圧縮解凍処理部
３７ データ蓄積装置
４０ 試験用ネットワーク
４１ 新設上位計算機
４２ 新設コントローラ
５０ データ再生装置
５１ カウントアップ部
５２ データ再生出力部
５３ 再生装置画面表示部
５４ 再生装置データ解凍処理部
６０ データ比較照合装置
６１ 比較照合装置信号処理部
６２ 比較照合装置画面表示部
６３ 比較照合装置データ圧縮解凍処理部
６４ データ比較照合処理部
６５ データ記憶部
９１ プロセッサ
９２ メモリ
９３ ハードウェア

Claims (1)

1. 既設プラント設備の第１構成機器を制御するための制御信号を出力する第１既設コントローラが接続された第１既設ネットワーク、および、前記既設プラント設備の第２構成機器を制御するための制御信号を出力する第２既設コントローラが接続された第２既設ネットワークの両方に接続されたデータ収集装置と、
   前記データ収集装置により収集された信号を蓄積するデータ蓄積装置と、
   試験用ネットワークに接続され、前記データ蓄積装置に蓄積された信号を前記試験用ネットワークへ再生出力するデータ再生装置と、を備え、
   前記データ収集装置は、
   前記第１既設ネットワークへ伝送される制御信号を含む第１信号データを受信する第１受信部と、
   前記第２既設ネットワークへ伝送される制御信号を含む第２信号データを受信する第２受信部と、
   固有の収集番号を一定時間間隔でカウントアップするカウントアップ部と、
   前記第１受信部が前記第１信号データを受信した時に当該受信時における前記収集番号を前記第１信号データに関連付けて前記データ蓄積装置に蓄積し、前記第２受信部が前記第２信号データを受信した時に当該受信時における前記収集番号を前記第２信号データに関連付けて前記データ蓄積装置に蓄積するデータ同期処理部と、を備え、
   前記データ再生装置は、
   前記収集番号に相当する固有の再生番号を一定時間間隔でカウントアップするカウントアップ部と、
   前記データ蓄積装置から前記再生番号に関連付いた信号データを順次取得し、前記試験用ネットワークへ再生出力するデータ再生出力部と、
   を備えることを特徴とするプレイバックシミュレーション試験システム。

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