JP6823987B2 - 制御盤設計支援システム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、制御盤設計支援システムに関し、特に各種プラントにおける制御盤設計のための制御盤設計支援システム及び方法に関する。

各種発電プラントや上下水道設備等における各種制御システムの制御盤の設計、製作を行う場合、製作に至るまでの過程で、製作に必要となる複数の図面及び仕様書等の設計図書を作成する。設計図書には、制御用コントローラや計測機器、リレー、ノイズフィルタ、ブレーカ、ヒューズ等の各種機器の電気的な接続関係を表す展開接続図等の各種電気回路図と、当該各種機器の取付けのための構造物やその配置、配線ルート等を考慮した制御盤を製作するための制御盤製作図とがある。

制御盤を設計する際、設計対象となる制御システムに求められる機能を実現するために、先ず、電気的な機能を表現する展開接続図等の回路図を作成する。次に、作成した回路図を参照して、制御盤への機器取付けのための構造物やその配置方法等を設計し、各種の制御盤製作図を作成する。そして、各種機器の取付のための構造を設計次第、機器を配置する制御盤に付される盤番号や、端子台やコネクタ等を含む制御盤内の機器に配置位置を表す盤内座標、機器の端子同士を繋ぐ電線の情報を回路図に追記する。

制御盤製作図の具体的な例として、扉や筐体フレーム、電気機器等を実装したユニット等の制御盤の構成要素を組み立てるための方法を記載した組立図面がある。この他に、電子回路基板を格納するための制御盤内ユニットへ実装するスロット位置や、制御盤に実装される機器の取付け位置を記載する盤内機器配置図等がある。このように、制御盤の設計、製作に関わる図面の種類は多岐に亘るため、設計者は過誤のない図面を作成することに留意しなければならない。

制御盤の設計者が過誤なく設計を行うために、制御盤全体の内、仕様が同じ構成機器がある場合であれば、過去に顧客先に納入した盤の図面を一部活用し設計する場合がある。実績のある図面を用いて制御盤を設計、製作することでそれらにかかるコストを削減することが可能となり、納入実績があることより過誤のない図面作成に寄与できるとともに構成機器の見積りも可能となる。

仕様選択によって制御盤製作図の構成機器を自動的に見積る技術として、特許文献１に記載の技術がある。特許文献１には、「過去の顧客の要求仕様の実績値を記憶する要求仕様実績データ記憶部と、過去の要求仕様に対する提案仕様の実績値を記憶する提案仕様実績データ記憶部と、前記要求仕様実績データ、および提案仕様実績データに基づき作成した、要求仕様に対して仕様変更提案する確率の高い仕様変更提案ルールを記憶する仕様変更提案ルール記憶部と、新たな要求仕様を受け付ける要求仕様受付部と、受け付けた要求仕様と前記仕様変更提案ルールに基づき仕様変更提案を生成する仕様変更提案生成部と、前記仕様変更提案と、ユーザの適用選択に基づき提案仕様を生成する提案仕様生成部とを備えた見積構成設計装置を構成する。」と記載されている。

特開２０１５−０９７０１１号公報

ところで特許文献１に記載の技術では、過去にない新たな仕様が求められる場合、見積構成設計システムによる構成機器の見積りは不可能であり、システムのプログラムを人手によって改変し、仕様選択画面上において新たに項目を追加する必要がある。上記の問題に対して、新規設計した構成機器に係る仕様を専用のデータベースに登録した後、自動で仕様選択画面へと反映する場合、受注生産方式の制御盤の製作においては様々な仕様が求められ、新規に仕様を入力する項目が多くなる可能性があるが、見境無く仕様項目を増やし続けることは仕様選択画面が煩雑になり、ユーザビリティの低下につながりかねない。また、新たな仕様に対して設計された結果の構成機器が、既存の仕様と同一の場合に仕様入力画面の一つの選択肢として再構成する場合、その為の判断基準を設ける必要がある。

上記課題を解決するために、本発明に係る制御盤設計支援システムは、制御盤製作用図面データベースに予め登録されている制御盤製作図と、新規に制御盤製作用図面データベースに登録された制御盤製作図とを比較し、その比較結果が不一致となる制御盤製作図における制御盤内部機器の構成情報の差分を抽出する差分抽出処理部と、制御盤仕様選択画面において、制御盤仕様データベースに予め登録されている制御盤仕様情報から仕様を選択でき、制御盤仕様データベースに登録されていない場合には選択肢以外の仕様として入力することができる機能を備えた制御盤仕様選択処理部と、制御盤仕様データベースに予め登録されている制御盤仕様情報から、ユニットセル内機器情報データベースに予め登録されているセルコードを基に制御盤構成機器情報を選択し、構成機器を見積もる機能を備えた制御盤内部構成機器自動見積部とを備えており、前記差分抽出処理部は、前記差分を反映した制御盤製作図を制御盤製作用図面データベースに登録することを特徴とする。

本発明によれば、新規に作成した機器構成データを基に自動的に見積構成設計システムの仕様選択画面の項目として自動で追加されるため、手動によるプログラムの改変の手間を省くことができるとともに、過誤なく新規仕様項目及び仕様値を反映することができる。更に仕様を入力した結果、構成機器が同一となる場合には、項目を一つに集約することで仕様選択表示画面の煩雑さを防ぐことができる。

本発明の一実施形態に係る制御盤設計支援システムの構成を示すブロック図の例である。 本実施形態に係る制御盤設計支援システムの機能構成をより具体的に示したブロック図の例である。 制御盤仕様選択からの一連の処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と記述する）について図面を用いて説明する。本発明は実施形態に限定されるものではない。また、本明細書および図面において、同一の構成要素又は実質的に同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付することとし、重複する説明は省略する。

本発明の一実施形態に係る制御盤設計支援システムについて、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る制御盤設計支援システムの構成を示すブロック図の例である。図２は、本実施形態に係る制御盤設計支援システムの機能構成をより具体的に示したブロック図の例である。

図１に示すように、本実施形態に係る制御盤設計支援システムAは、ハードウェア的には、例えば2台の端末装置1-1，1-2と、これら端末装置1-1，1-2とＬＡＮ(Local Area Network)2を介して接続された例えば２つのデータサーバ3-1，3-2とから構成されている。以下では、端末装置1-1と端末装置1-2とを区別する必要がないときはこれらを総称して端末装置1と記述し、データサーバ3-1とデータサーバ3-2とを区別する必要がないときはこれらを総称してデータサーバ3と記述する。ここでは、端末装置1を1台としているが、１台であってもよいし、3台以上であってもよい。データサーバ3についても同様である。

上記構成の制御盤設計支援システムAでは、制御用コントローラや計測機器、リレー、ヒューズ、アクチュエータ等の各種機器を配置、実装する制御盤を製作するための制御盤製作図の作成が行われる。制御盤製作図は、制御盤製作用ＣＡＤソフトを搭載した設計端末1により作成される。

《設計端末のハードウェア構成》
設計端末1は、パーソナルコンピュータ又はエンジニアリングワークステーションで構成されている。そして、設計端末1は、図2に示すように、記憶装置1ａ、ＣＰＵ1b（中央演算処理装置）1b、表示部1ｃ、入力手段であるキーボード1ｄやマウス1ｅ、プリンタ1ｆを備えている。設計端末1は更に、入出力インターフェース1ｇ、メモリ手段であるＲＯＭ（Read Only Memory）1ｈやＲＡＭ（Random Access Memory）1ｉ等を備えている。表示部1ｃは、液晶表示装置等のディスプレイからなる。記憶装置1ａには、制御盤製作用ＣＡＤプログラム１1、制御盤設計支援プログラム12が格納されている。ＣＰＵ1ｂは、それらのプログラムを記憶装置1ａからＲＡＭ1ｉに読み出して実行する。

《データサーバの説明》
図2に示すように、データサーバ3-1には、雛形図面データベース13、制御盤製作用図面データベース14格納されている。また、データサーバ3-2には、制御盤仕様データベース15及びユニットセル内機器情報データベース16が格納されている。

（雛形図面データベース）
雛形図面データベース13は、各種制御盤の製作図面、盤内機器配置図の雛形図面を格納する。盤内機器配置図及び雛形図面には、それぞれを識別するために製作図面雛形図面番号が付されている。

（制御盤製作用図面データベース）
制御盤製作用図面データベース14は、記憶装置1ａに格納されている制御盤設計支援プログラム12が実現するＣＰＵ1ｂの機能ブロックの１つである制御盤製作図作成部17を用いる。すなわち、制御盤製作用図面データベース14は、制御盤製作図作成部17により、制御盤製作のための各種の製作図面を自動生成して、その製作図面を登録格納したものである。

(制御盤仕様データベース)
制御盤仕様報データベース15は、制御盤仕様選択処理部19によって表示される仕様選択画面に表示する際に用いられる。

(ユニットセル内機器情報データベース)
ユニットセル内機器情報データベース16は、差分抽出処理部18による差分抽出処理及び既存仕様と新規仕様の構成機器情報を比較する際に用いられる。

以下では、制御盤製作のための各種の製作図面を、特に断る必要が無いときは、総称して「制御盤製作図」と称する。

《設計端末の機能説明》
設計端末1は、制御盤製作図作成部14と、差分抽出処理部18の各機能部を有している。ここで、制御盤製作図作成部14及び差分抽出処理部18は、ＣＰＵ1ｂが、記憶装置1ａから制御盤設計支援プログラム12を読み出し、実行することによって実現される機能ブロック（機能部）である。

(新規仕様選択肢追加処理）
次に、仕様選択画面における処理について、図2及び3を参照しながら説明する。図3は、要求仕様を選択時に処理される流れの一例を示すフローチャートの例である。

ＣＰＵ1bは制御盤仕様選択処理部19において選択された仕様を一時的に記憶する(ステップ１０１)。次に、選択された仕様の値が選択肢中の値であるかを判断する(ステップ１０２)。仕様が選択肢中にある場合、制御盤仕様データベース15に予め登録されている制御盤仕様情報から、ユニットセル内機器情報データベース16に予め登録されているセルコードを基に制御盤内部構成機器自動見積部20によって制御盤内部構成機器が見積もられる(ステップ１０３)。さらに前記セルコ−ドを基に制御盤製作用図面データベースより作業指示用の制御盤製作図を自動作成する(ステップ１０４)。

要求する仕様値が選択肢中に存在しない場合、新規に仕様値を入力し、制御盤仕様データベース15及びユニットセル内機器情報データベース16に新規に登録し、作業指示用の制御盤製作図を新規作成する (ステップ１０５)。

次に、作成した制御盤製作図が制御盤製作図データベース14に登録してあるデータと比較する(ステップ１０６)。異なる場合、登録済みの制御盤製作図データとの差分情報を制御盤製作図データベース14及び制御盤仕様データベース15に登録し、制御盤仕様入力画面に新規選択肢として自動登録する (ステップ１０７)。

登録した新規選択肢において、新規に設計されてユニットセル内機器情報データベース16に登録された結果がユニットセル内機器情報データベース16に登録されている既存の缶機品の図面情報と一致するか判断する(ステップ１０８)。

登録した新規選択肢において、新規に設計されてユニットセル内機器情報データベース16に登録された結果がユニットセル内機器情報データベース16に登録されている既存の電気品の部品コード情報と一致するか判断する(ステップ１０９)。

登録した新規選択肢において、新規に設計されてユニットセル内機器情報データベース16に登録された結果がユニットセル内機器情報データベース16に登録されている既存の配線ルートデータ情報との差異が閾値以内であるか判断する(ステップ１１０)。

新規仕様が構成機器情報と一致しない場合、制御盤仕様選択画面に新規選択肢として仕様選択画面に追加する(ステップ１１１)。また、一致する場合、制御盤内部構成機器が同等の結果となる選択肢と集約して入力画面に追加する(ステップ１１２)。

上述した本実施形態に係る制御盤設計支援システムAの処理により、新規に作成した仕様情報データ及び機器構成データを基に自動的に見積構成設計システムの仕様選択画面の項目として自動で追加されるため、手動によるプログラムの改変の手間を省くことができるとともに、過誤なく新規仕様項目及び仕様値を反映することができる。更に仕様を入力した結果、構成機器が同一となる場合には、項目を一つに集約することで仕様選択表示画面の煩雑さを防ぐことができる。

したがって、本実施形態に係る制御盤設計支援システムAによれば、受注生産方式の制御盤の製作において、制御盤製作図を手間無く作成することができる。すなわち、顧客の要望や最新の技術を取り入れるための変更、部品の改廃による変更、あるいは作りやすさを考慮し原価低減を図るための変更などが発生した場合に迅速に対応可能となる。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、編集前の機器情報と編集後の機器情報に差分がある場合に、その差分があった機器情報を転写した箇所の表示色を変更し、その変更結果を出力する構成とすることも可能である。

A…制御盤設計支援システム、1，1-1，1-2…端末装置、3，3-1，3-2…データサーバ、11…制御盤製作用ＣＡＤプログラム、12…制御盤設計支援プログラム、13…雛形図面データベース、14…制御盤製作用図面データベース、15…制御盤仕様データベース、16…ユニットセル内機器情報データベース、17…制御盤製作図作成部、18…差分抽出処理部、19…制御盤仕様選択処理部、20…制御盤内部構成機器自動見積部

Claims (5)

1. 制御盤製作用図面データベースに予め登録されている制御盤製作図と、新規に制御盤製作用図面データベースに登録された制御盤製作図とを比較し、その比較結果が不一致となる制御盤製作図における制御盤内部機器の構成情報の差分を抽出する差分抽出処理部と、
   制御盤仕様選択画面において、制御盤仕様データベースに予め登録されている制御盤仕様情報から仕様を選択でき、制御盤仕様データベースに登録されていない場合には選択肢以外の仕様として入力することができる機能を備えた制御盤仕様選択処理部と、
   制御盤仕様データベースに予め登録されている制御盤仕様情報から、ユニットセル内機器情報データベースに予め登録されているセルコードを基に制御盤構成機器情報を選択し、構成機器を見積もる機能を備えた制御盤内部構成機器自動見積部とを備えており、
   前記差分抽出処理部は、前記差分を反映した制御盤製作図を制御盤製作用図面データベースに登録することを特徴とする制御盤設計支援システム。
2. 前記制御盤仕様選択処理部は、前記差分を反映した制御盤製作図における制御盤内部機器情報を前記ユニットセル内機器情報データベースに登録しセルコードを割り当て、前記制御盤仕様データベースへ前記差分の情報を反映し、前記ユニットセル内機器情報データベースに前記差分の情報を登録し、登録されたユニット内機器情報の仕様を制御盤仕様画面における仕様の選択肢として追加することを特徴とする請求項１に記載の制御盤設計支援システム。
3. 前記制御盤仕様選択処理部は、制御盤仕様選択画面において仕様の選択肢を追加し、前記制御盤内部構成機器自動見積部による見積結果が他の仕様選択肢と同じまたは同等であると判断する場合に、一つの選択肢として制御盤仕様選択画面を再構築することを特徴とする請求項１に記載の制御盤設計支援システム。
4. 前記制御盤仕様選択処理部は、前記制御盤内部構成機器自動見積部による見積結果と前記ユニット内機器情報データベースに予め登録されている制御盤構成機器情報内の缶機品作成図面情報、電気部品コード情報、配線ルートデータ情報を元に比較をおこない、前記制御盤仕様選択画面へ仕様を新規に追加または既存選択肢へ追加する形で再構築する為の自動判断を可能とする機能を備えることを特徴とする請求項１に記載の制御盤設計支援システム。
5. 前記制御盤仕様選択処理部は、前記ユニット内機器情報データベースに予め登録されている制御盤構成機器情報内の配線ルートデータ情報に対し、前記ユニットセル内機器情報データベースに新規に登録された前記ユニット内機器情報との比較時に前記制御盤仕様選択画面へ仕様を新規に追加または既存選択肢へ追加する形で再構築する為の自動判断の為の閾値を備えることを特徴とする請求項１に記載の制御盤設計支援システム。

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