JPH059997B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、分散型プロセス制御システムにおい
て、現場に分散設置された制御装置の故障診断を
中央制御室等の遠隔から実施するための遠隔診断
装置に関する。

［従来の技術］ 近年、電力プラントや化学プラント等の大規模
なプラントの制御システムとして、複数の制御装
置をプラントの現場に分散設置して局所的な制御
を分担させ、これらの制御装置を中央のプロセス
計算機に通信網で接続して中央のプロセス計算機
で集中管理する分散制御システムが採用されるよ
うになつてきた。

このような分散制御システムにおいて、現場設
置の制御装置に故障が生じた場合、従来は熟練保
守員が故障した制御装置の設置されている現場に
急行し、異常発生原因の調査や回復処置をしてお
り、このため、保守員には高度の知識が要求され
ていた。

そこで、初心者でも故障診断が行え、かつ現場
との往復回数を削減させるための公知例として、
診断プログラムを内蔵した保守診断計算機と現場
の制御装置を通信回線で接続して、診断プログラ
ムに従つて保守診断計算機から現場の制御装置に
診断指令を伝送し、現場の制御装置から診断情報
を保守診断計算機に伝送する方式（特開昭61−
129945）や、故障診断に必要な知識を蓄えた計算
機に対して、現場の保守員が通信回線等を介して
問合せする方式（特開昭60−61840）等がある。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来技術のうち前者は、あらかじめ定めら
れた診断情報しか収集することができず、故障し
た現場制御装置に対する目視検査結果や、手動に
よる試験結果等を収集して診断することができな
いという問題点があつた。また、上記従来技術の
前者および後者のいずれにおいても、現場の制御
装置や保守員と遠隔の計算機との間を結ぶ保守専
用の通信回線が必要であり、分散制御システムに
適用する場合、各現場制御装置の近傍にあらかじ
め通信回線との接続手段を設けておく必要があつ
た。

本発明の目的は、分散制御システムにおいて、
故障診断のための専用通信回線を設けることな
く、自動的に（すなわち現場保守員の介入なし
に）得られる診断情報のみならず、現場保守員の
介入によつて得られる診断情報も現場制御装置か
ら遠隔の保守診断計算機に収集可能にし、以て、
広範囲の情報に基づいて精度の高い故障診断を遠
隔の保守診断計算機で行うことができる遠隔診断
装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、プラントの現場に設置され局所的な
制御を分担し且つ伝送制御部を有し該伝送制御部
を介して通信網に接続されている複数の制御装置
と、上記通信網に接続されてい手これらの制御装
置を集中管理する中央のプロセス計算機とからな
る分散制御システムにおける上記制御装置を遠隔
から診断するための遠隔診断装置であつて、上記
制御装置に対する診断プログラムを内蔵し上記通
信網に接続された中央の保守診断計算機と；上記
制御装置を試験する試験手段、現場保守員とに対
話手段および伝送制御手段を有し、上記制御装置
に脱着自在に接続可能であり、上記制御装置との
接続時に上記その伝送制御手段と上記制御装置の
伝送制御部とが接続されることにより上記制御装
置を介して上記通信網に接続される診断補助装置
と；を備え、上記保守診断計算機は、現場保守員
の介入なしに自動収集可能な診断情報に関する診
断指令と現場保守員の介入を必要とする自動収集
不可能な診断情報に関する診断指令とを上記通信
網および上記制御装置を経て上記診断補助装置に
伝送し、上記診断補助制御は、該診断指令が上記
いずれの診断情報に関するものであるかを判断
し、自動収集可能な診断情報に関するものである
と判断した場合には、上記試験手段で上記制御装
置を検査した結果を上記制御装置および上記通信
網を経て上記保守診断計算機に伝送し、自動収集
不可能な診断情報に関するものであると判断した
場合には、上記対話手段の検査方法を提示し、そ
れに基づき現場保守員により上記制御装置に対し
て実行され且つ上記対話手段から入力された検査
結果を上記制御装置および上記通信網を経て上記
保守診断計算機に伝送し、これらの伝送された検
査結果に基づいて上記保守診断計算機が上記制御
装置を診断するように構成したことを特徴とする
ものである。

［作用］ 保守診断計算機は前記通信網を通じて診断対象
制御装置を経て診断補助装置に診断指令を伝送す
る。診断補助装置では診断指令を解読して該診断
指令が自動（すなわち現場保守員の介入なしに）
収集できる診断情報に関するものか否かを判断
し、自動収集可能な診断情報に関する診断指令に
対しては、前記試験手段により診断対象制御装置
の動作状態を検査して結果を前記通信網を経て保
守診断計算機に伝送する。自動収集不可能な診断
情報に関する診断指令に対しては、対話手段によ
り現場保守員に診断指示を与え、現場保守員が手
動で診断対象制御装置の検査を実行して対話手段
から入力した診断情報を前記通信網を経て保守診
断計算機に伝送する。

したがつて、保守診断計算機では自動収集可能
不可能を問わず、診断に必要な情報を広範囲で収
集でき、遠隔による診断の性能を向上させること
ができる。また、既設の通信網を利用して情報伝
送を行うので、保守専用の通信回線が不要であ
る。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

第１図は本発明の遠隔診断装置の実施例の構成
を示す図である。第１図において、１は保守診断
計算機あり、演算部（以下CPUと略す）１１、
メモリ１２、伝送制御部１３、対話制御部１４、
および人間との対話手段１５から構成され、メモ
リ１２には診断プログラム１６が内蔵されてい
る。２は診断補助装置であり、CPU２１、メモ
リ２２、伝送制御部２３、対話制御部２４、現場
保守員との対話手段２５及び接続手段２７から構
成され、メモリ２２には試験プログラム２６が内
蔵されている。

３１〜３ｎはプラントの機器を制御するための
現場設置の制御装置であり、これらの各々は
CPU３０１、メモリ３０２、伝送制御部３０３、
プロセス入出力部３０４より成り、伝送制御部３
０３を介して通信網５により互いに結合され、中
央のプロセス計算機４で統括制御されており、分
散制御システムが形成されている。

通信網５に接続されている上記各装置は各装置
固有の通信アドレスを持つており、各装置は相手
装置のアドレスを指定して情報を通信網に送出す
ることにより、希望の装置との通信が実行され
る。

診断補助装置２は現場の制御装置３１〜３ｎの
いずれかに故障が発生し、詳細な診断情報を収集
したい時に、保守員が該診断補助装置２を持つて
行つてこれを接続手段２７により診断対象の制御
装置３１〜３ｎのいずれかに接続するものであ
り、これにより診断補助装置２が診断対象制御装
置を介して通信網５に接続される。（以下の説明
では、現場制御装置３１の故障の場合を例にと
る。） 保守診断計算機１はプロセス計算機４または対
話手段１５等からの診断要求により故障診断を開
始し、CPU１１がメモリ１２内の診断プログラ
ムから診断手順を順次読出して診断を進める。診
断プログラムについては後述するが、その概略手
順は次のとおりである。

(1) 診断に必要な情報を収集する。

(2) 収集情報の内容と想定した内容とを比較す
る。

(3) 比較結果に基いて次ステツプの診断項目を決
定する。

以上の手順を繰り返して故障現場を限定してゆ
く。

診断プログラムで収集する情報のうち、診断対
象制御装置（以下、診断対象装置という）の故障
要因、例えばパリテイエラー、タイムアウトエラ
ー、データエラー等、制御装置自身の自己診断機
能により検出される診断情報に関しては、保守診
断計算機１から診断対象装置３１に診断指令を与
え、診断対象装置３１から上記の診断情報を保守
診断計算機１に収集する。診断対象装置３１自身
から収集不可能な診断情報については、保守診断
計算機１の対話手段１５を用いて情報収集する他
に、以下の方法により、診断補助装置２を利用し
て保守診断計算機１に診断情報を収集する。

診断補助装置２から診断情報を収集する場合、
保守診断計算機１から診断指令に診断補助装置２
の通信アドレスを付加した伝送データを通信網５
に送出すると、該伝送データは診断対象装置３１
の伝送制御部３０３を経て診断補助装置２に伝送
される。診断補助装置２では診断指令に従つて診
断対象装置３１に対する試験プログラム２６を動
作させる。該試験プログラムは診断指令を解読し
て、診断対象装置３１内のメモリ内容の読み出
し、プロセス入出力部３０４の動作試験等を実行
し、その結果の情報を保守診断計算機１に伝送す
る。また、診断対象装置３１に対して上記試験プ
ログラムによる自動的な（すなわち人間の介入を
要しない）動作試験ができないような診断指令、
例えばプロセス入出力部の入出力端子電圧測定や
目視による検査等の如き検査に対しては、診断補
助装置２の対話手段２５、例えば表示装置に上記
の検査を行うべき旨のメツセージを出力し、それ
に基づき現場保守員が検査し、その結果を診断補
助装置２のキーボード等から入力した情報が保守
診断計算機１に伝送される。

以上により、本実施例の遠隔診断装置によれば
診断補助装置２を用いて幅広い診断情報を得るこ
とができる。

第２図は診断対象装置３１と診断補助装置２と
の接続手段を示す概略図である。第２図におい
て、２３１，３１１は伝送入力回路、２３２，３
１２は伝送出力回路、３１３は信号解読回路、３
１４は接続制御回路、３１５は切換スイツチ、３
１６はバス接続スイツチ、２７１，２７２は接続
コネクタ、２７３は接続ケーブルである。

診断補助装置２が診断対象装置３１に接続され
ていない時は、切換スイツチ３１５はａ接点側が
選択されており、伝送路は制御装置３１の伝送出
力回路３１２から直接通信網５に接続されてい
る。

信号解読回路３１３は受信情報の解読機能の他
に通信網５の使用状態の監視機能を持ち、通信網
５が不使用状態の時には接続許可信号Ｓ１を接続
制御回路３１４に与えている。診断補助装置２を
接続ケーブル２７３と接続コネクタ２７１，２７
２により診断対象装置３１に接続し、接続要求信
号Ｓ２を接続制御回路３１４に与えると、接続制
御回路３１４では接続許可信号Ｓ１と接続要求信
号Ｓ２とのAND条件により、接続信号Ｓ３，Ｓ
４を出力する。接続信号Ｓ３により切換スイツチ
３１５はｂ接点側が選択され、伝送路は診断対象
装置３１の伝送出力回路３１２から診断補助装置
２の伝送入力回路２３１、伝送出力回路２３２を
経て通信網５に接続され、診断補助装置２が通信
網５に結合される。また、接続信号Ｓ４によりバ
ス接続スイツチ３１６が閉成し、診断対象装置３
１と診断補助装置２の内部バスが結合され、診断
補助装置２から診断対象装置３１の種々の検査が
可能になる。

第３図は診断対象装置３１と診断補助装置２と
の接続手段の別の実施例を示す図である。３１１
〜３１３および３１６は第２図のそれと同じであ
る。第２図の接続手段との違いは、診断補助装置
２と診断対象装置３１間で内部バスの接続のみを
行うということである。

診断補助装置２から接続要求信号Ｓ２を接続制
御回路３１４に与えることにより、バス接続スイ
ツチ３１６に接続信号Ｓ４が与えられ、診断対象
装置３１と診断補助装置２の内部バスが接続され
る。また、このとき接続制御回路３１４から信号
解読回路３１３に接続中信号Ｓ５を与え診断補助
装置２を接続したことを知らせる。

通信網５から診断補助装置２への情報が伝送さ
れると、信号解読回路３１３では接続中信号Ｓ５
により診断補助装置２が接続されているか否かを
判断する。接続中であれば診断補助装置２の
CPU２１に対して割込信号Ｓ６を発して情報受
信を知らせ、診断補助装置２では内部バスを介し
て信号解読回路３１３から受信情報を読み出す。

以上により、診断対象装置３１の伝送制御部３
０３を診断補助装置２と共用することが可能であ
る。

第４図は保守診断計算機１の診断プログラム１
６の一実施例を示すフローチヤートである。診断
プログラム１６は、診断に必要な情報の収集方法
と判定方法を表わした診断項目データ２０１，２
０２〜２０ｎを格納した診断手順フアイル２００
と診断実行プログラム１００から構成されてい
る。

診断項目デ〜タ２０１〜２０ｎには、診断情報
を収集する場所、診断コマンド、受信情報に対す
る判定条件及び条件成立時又は不成立時に次に実
行する診断項目データの番号を組にして設定され
ている。診断実行プログラム１００では、診断項
目データを１つ取り出して、まず診断指令を送出
する場所を判定する。その後、指定された場所に
対して診断コマンドを送出し、当該装置から診断
情報を入力し、診断情報を判定して次の診断項目
データを選択し、最終的な故障箇所が判明するま
でこの処理を繰り返す。なお、診断補助装置２へ
の送信コマンド及び診断補助装置２からの受信情
報の表示処理１３１，１３４により、保守診断計
算機１側から現場の診断補助装置２の動作状態を
モニタすることが可能である。さらに、診断補助
装置２への診断コマンド伝送処理１３２におい
て、プログラムで自動的に診断コマンドを送信す
るだけでなく、保守診断計算機の対話手段１５か
ら入力したコマンドを診断補助装置２に送信する
処理を付加することにより、診断補助装置２を遠
隔で制御することも可能である。

第５図は診断補助装置２の試験プログラム２６
の一実施例を示すフローチヤートである。試験プ
ログラム２６では保守診断計算機１から伝送され
た診断コマンドを解読読して自動検査（人間の介
入を要しない検査）の可否を判定する。このため
には例えば診断コマンド内に自動／手動を示すキ
ーワードを付加しておけば良い。自動検査可能な
診断コマンドに対しては、そのコマンドに対応し
たプログラムを起動し、第２図に示したようにバ
スを介して診断対象装置３１内のメモリ３０２や
プロセス入出力部３０４にアクセスして、その結
果を保守診断計算機１に送信する。自動検査不可
能な診断コマンドの場合は、表示装置等の対話手
段２５に診断コマンドを表示し、それに基づいて
現場保守員が手動で検査を実施した後にキーボー
ド等の対話手段から結果を入力し、その情報を保
守診断計算機１に送信する。

第６図は診断補助装置２の別の実施例を示すブ
ロツク図である。第６図において２１〜２５は第
１図に示したものと同じである。２７は電圧測定
部であり、２７１は増幅回路、２７２はアナロ
グ・デイジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）、２
７３はプローブである。

保守診断計算機１からの診断指令により診断対
象装置３１の指定部分の電圧レベルの測定等が要
求された場合は、プローブ２７３を現場保守員が
診断対象装置の該指定部分に当て、これにより第
６図に示すような電圧測定部２７によつて測定さ
れた診断対象装置３１の該指定部分の電圧値が入
力されて保守診断計算機１に送信することが可能
であり、従つて、対話手段２５からの入力の手間
が省け効率的となる。

電圧測定は、メモリ２２内の試験プログラムが
プローブ２７３からの信号を増幅回路２７１、
Ａ／Ｄ変換回路２７２を介して取込むことにより
実行されるが、電圧測定を周期的に繰返すことに
より、信号波形の測定も可能である。また、電圧
測定の他、電流や抵抗値の測定も増幅回路２７１
の前段に適当な変換回路を設けることにより可能
である。

第７図は診断補助装置２の更に別の実施例を示
すブロツク図である。第７図において、２１〜２
５は第１図に示したものと同じである。２８は画
像入力部であり、２８１はフレームメモリ、２８
２は画像入力制御回路、２８３はTVカメラであ
る。

TVカメラ２８３からの映像信号は画像入力制
御回路２８２によりデイジタル化され、１フレー
ム分の画像データがフレームメモリ２８１に記憶
される。フレームメモリ２８１の画像データは、
保守診断計算機１からの指令により診断補助装置
２から保守診断計算機１に伝達され、保守診断計
算機１の表示装置等の対話手段１５に表示され
る。これにより、目視による検査を現場保守員ば
かりでなく、保守診断計算機側の保守員でも実施
することができる。

なお、以上の説明においては保守診断計算機を
用いて診断する実施例を示したが、プラントを統
括制御するプロセス計算機４内に保守診断計算機
の機能を持たせてもよい。また対話手段として表
示装置とキーボードとを備えた対話手段の代りに
音声入出力手段を用いてもよい。

［発明の効果］ 本発明によれば、診断対象装置からの自己診断
情報に加え、診断補助装置により詳細な診断情報
や現場保守員の手動による検査結果等診断に必要
な情報を広範囲に保守診断計算機に収集すること
ができるので、診断を効率良くかつ精度良く実行
することができる。また、保守診断計算機と診断
補助装置との通信に分散制御システムの既設の通
信網を使用するので、あらかじめ各所に点在して
保守用の伝送路を布設しておく必要がなく、設備
のコストが増大しないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の遠隔診断装置の一実施例の構
成を示すブロツク図、第２図及び第３図は診断補
助装置と診断対象装置の接続手段の異る実施例を
夫々示す図、第４図は保守診断計算機の診断プロ
グラムの一実施例を示すフローチヤート、第５図
は診断補助装置の試験プログラムの一実施例を示
すフローチヤート、第６図及び第７図は診断補助
装置の別の実施例を夫々示すブロツク図である。 １…保守診断計算機、２…診断補助装置、３１
〜３ｎ…現場制御装置、４…プロセス計算機、５
…通信網、１１，２１，３０１…CPU、１２，
２２，３０２…メモリ、１３，２３，３０３…伝
送制御部、１４，２４…対話制御部、１５，２５
…対話手段、１００…診断実行プログラム、２０
０…診断手順データ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プラントの現場に設置され局所的な制御を分
   担し且つ伝送制御部を有し該伝送制御部を介して
   通信網に接続されている複数の制御装置と、上記
   通信網に接続されていてこれらの制御装置を集中
   管理する中央のプロセス計算機とからなる分散制
   御システムにおける上記制御装置を遠隔から診断
   するための遠隔診断装置であつて、 上記制御装置に対する診断プログラムを内蔵し
   上記通信網に接続された中央の保守診断計算機
   と；上記制御装置を試験する試験手段、現場保守
   員との対話手段および伝送制御手段を有し、上記
   制御装置に脱着自在に接続可能であり、上記制御
   装置との接続時に上記その伝送制御手段と上記制
   御装置の伝送制御部とが接続されることにより上
   記制御装置を介して上記通信網に接続される診断
   補助装置と；を備え、上記保守診断計算機は、現
   場保守員の介入なしに自動収集可能な診断情報に
   関する診断指令と現場保守員の介入を必要とする
   自動収集不可能な診断情報に関する診断指令とを
   上記通信網および上記制御装置を経て上記診断補
   助装置に伝送し、上記診断補助制御は、該診断指
   令が上記いずれの診断情報に関するものであるか
   を判断し、自動収集可能な診断情報に関するもの
   であると判断した場合には、上記試験手段で上記
   制御装置を検査した結果を上記制御装置および上
   記通信網を経て上記保守診断計算機に伝送し、自
   動収集不可能な診断情報に関するものであると判
   断した場合には、上記対話手段に検査方法を提示
   し、それに基づき現場保守員により上記制御装置
   に対して実行され且つ上記対話手段から入力され
   た検査結果を上記制御装置および上記通信網を経
   て上記保守診断計算機に伝送し、これらの伝送さ
   れた検査結果に基づいて上記保守診断計算機が上
   記制御装置を診断するように構成したことを特徴
   とする遠隔診断装置。 ２ 前記保守診断計算機に内蔵された診断プログ
   ラムは、診断情報収集場所、診断情報収集コマン
   ド、情報判定条件および次の実行診断項目の指定
   情報から成る複数の診断項目データを記録した診
   断手順フアイルと、前記診断項目データを読み出
   して指定場所から診断情報を収集して判定する診
   断実行部から構成されている特許請求範囲第１項
   記載の遠隔診断装置。 ３ 前記制御装置の伝送制御部には伝送路分岐手
   段が設けられ、該伝送路分岐手段に前記診断補助
   装置の伝送制御手段を接続することにより、前記
   診断補助装置を前記通信網に結合せしめる特許請
   求範囲第１項記載の遠隔診断装置。 ４ 前記診断補助装置の試験手段が電圧、電流、
   抵抗、信号波形等の電気特性の測定手段を備えて
   いる特許請求範囲第１項記載の遠隔診断装置。 ５ 前記診断補助装置の試験手段に画像データ入
   力手段を備えた特許請求範囲第１項記載の遠隔診
   断装置。