JPH06175707A - プロセス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラントの水量、温度等を制御する場合に、
同時に複数のコンソールから同じ制御対象に制御信号が
送られた場合に、システムに混乱が生じることを防止す
る。 【構成】 このプロセス制御装置は、複数のコンソール
と、ＣＰＵ２、変数テーブル３等からなる演算制御装置
１とを備えており、ＣＰＵ２は複数の制御対象を制御す
る。変数テーブル３は、各制御対象に対応する制御対象
番号と、制御を行っているコンソールのコンソール番号
が登録できるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラントを監視・操作
するプロセス制御装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、プラントを監視・操作する装置とし
て、分散型制御システムと呼ばれているものがある。こ
の分散型制御システムは、図８に示すようにコンソール
１〜ｎが、通信ユニットを介して、複数の演算制御装置
と接続されており、各演算制御装置は、プラントの温
度、流量等を電磁弁、モーター等を介して、制御するよ
うになっている。また逆にプラントの温度、流量等のデ
ータを取り込み、各演算制御装置及び通信ユニットを介
してコンソール１〜ｎに伝えるようになっている。そし
てコンソールはすべて対等の機能を有し、制御対象を監
視、操作することができる。

【０００３】また、必要に応じて各コンソールから各演
算制御装置の制御プログラムや制御パラメータ、演算パ
ラメータを変更することができ、オペレータコンソール
の操作・監視画面の構成等も変更することができる。

【０００４】一方、大規模なプラントの場合は、コンソ
ールの監視・操作の範囲を限定している。例えば、コン
ソール１は通信ユニット１に対してのみ操作可能とし、
他の通信ユニットへの送信を禁止する。同様にしてコン
ソール２は通信ユニット２に対してのみ、コンソールｎ
は通信ユニットｎに対してのみ操作可能とし、コンソー
ルと通信ユニットが１対１に対応するようにする。

【０００５】このように設定することで、操作員が誤っ
て担当外のプラントの操作を行うことを防ぐことができ
る。

【０００６】しかし、上記のような設定では、１台のコ
ンソールが故障したときには、故障したコンソールが制
御していた制御対象をコントロールできなくなり不都合
が生じる。また、コンソールが故障しない場合であって
も、コンソール１が通信ユニット２を介して他のコンソ
ールが制御している演算制御装置を制御する必要が起き
ることがあるので不便が生じる。

【０００７】そこで、コンソールの監視・操作の設定範
囲を設けずに、各コンソールと各通信ユニットとのデー
タの通信は自由に行えるようにすることが考えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
図８においてｎ台のコンソールが通信ユニット１を介し
て同一の制御対象にアクセスできるとすれば、複数のコ
ンソールから同一の制御対象に同時に操作信号が送られ
ることになり、各コンソールの操作員は正確に操作量を
設定できなくなる。

【０００９】例えば、同一の制御対象に対してコンソー
ル１で操作量を１０に設定し、コンソール２で操作量を
２０に設定し、同時に送信すると、通信ユニットの処理
次第で１０、２０の順に受け取られ、その順に操作量が
変更されることとなる。結果として操作量は２０となる
ため、操作量を監視しているコンソール１の操作員は、
再び１０を送信する。１０となると操作量を監視してい
るコンソール２の操作員は、操作量を２０に戻そうとし
て再び２０を送信することになる。

【００１０】このように複数のコンソールが、同じ制御
対象について制御信号を発しているときにはコンソール
間で認識できないために、混乱を生じる。

【００１１】さらには、各コンソールから同一の演算制
御装置の制御プログラムや制御パラメータ、演算パラメ
ータを変更する場合や、操作・監視画面の構成を変更す
る場合にも、一方のコンソールでプログラムやパラメー
タ等を変化させているときに他方のコンソールから割り
込みがかかり、容易に追加・修正が行われることになる
と、変更中のプログラムやパラメータを管理することが
できず、各コンソールから正確な制御が不可能となる。

【００１２】このとき、他のコンソールに対して同じ画
面を表示中であるかどうかを通信によって確かめること
もできるが、応答を待ってからでは操作が遅れてしま
う。

【００１３】本発明は、上記の問題点を解決するために
創案されたものであり、同時に複数のコンソールから同
じ制御対象や演算制御装置に制御信号が送られても、シ
ステムに混乱が生じないようなプロセス制御装置を提供
することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のプロセス制御装置は、プラントの監視、操
作を行う複数のコンソールと、複数の制御対象の制御や
演算を行う演算制御装置とを有し、前記コンソールと前
記演算制御装置間で制御データの送受を行うプロセス制
御装置において、各制御操作画面に対応する制御番号
と、前記制御操作画面の制御を行っているコンソールの
コンソール番号とを登録する変数テーブルを備え、複数
のコンソールで同一制御操作画面の同時操作を禁止する
ことを特徴としている。

【００１５】

【作用】本発明のプロセス制御装置では、複数のコンソ
ールから同一の制御操作画面をを操作しようとして設定
値を送信した場合、変数テーブルには各制御操作画面に
対応する制御番号とこの制御操作画面の制御を行ってい
るコンソールのコンソール番号とが登録されるようにな
っているので、先にどのコンソールがどの制御操作画面
を操作しているのか判断することでき、この変数テーブ
ルを参照すれば複数のコンソールで同一制御操作画面の
同時操作を禁止することができる。

【００１６】

【実施例】本発明の第１の実施例について、図１〜図４
を用いて説明する。

【００１７】図１は、本発明の第１の実施例の概略図で
あり、プロセス制御装置が、２台のコンソールと、１台
の演算制御装置から成る場合を示している。演算制御装
置１のＣＰＵ２は、複数の制御対象１〜ｎをコントロー
ルしており、例えば電磁弁、電動バルブ、モーター、ポ
ンプ等を制御することにより、タンク内の水量、温度等
を設定値に収束させるようになっている。

【００１８】また、この演算制御装置１は開平演算、四
則演算等の演算処理機能を有し、さらに、コンソールと
の通信機能を内蔵している。また、演算制御装置１は変
数テーブル３を備えており、この変数テーブル３は演算
制御装置１のメモリ等に記憶されている。

【００１９】この変数テーブル３には図２に示すように
各制御対象に対応して付される各制御番号に対して現在
制御を行っているコンソールの番号が登録されるように
なっている。各制御番号は例えば、プラントの各タンク
の水量、温度等の制御に対応させることができる。

【００２０】ここで、コンソール１及びコンソール２で
特定のタンクの水量をコントロールする場合を考える。
このタンクの水量の制御は、制御番号１に対応している
ものとする。特定のタンクの水量をコントロールするた
めには、最初にそのタンクの水量設定値を変更させるた
めの操作画面を開く必要がある。

【００２１】図３はコンソールのモニタ表示画面であ
り、操作員が特定のタンクの水量をコントロールするた
めに、タンク内の水量制御の操作画面を表示した状態を
表している。表示画面中、ＰＶはタンク内水量の現在値
を表しており、ＳＶはタンク内水量の設定値すなわち操
作制御値である。また下に表示されている４２．５％は
電磁弁の開いている割合を示している。このときコンソ
ール１には図３の画面が表示されているものとし、コン
ソール２にはこの同じ操作画面は表示されていないもの
とする。

【００２２】次に、図４のフローチャートに従って制御
対象すなわちタンク内の水量に対して設定値を変更する
場合の変数テーブル３の役割を説明する。

【００２３】コンソール１からタンク内の水量を変更し
ようとして、ＳＶを現在の値から別の値に変更したとす
ると、設定値の変更データがコンソール１から演算制御
装置１に送信される。

【００２４】ＣＰＵ２は送信された制御内容が設定値の
変更か否かを判別し（ＳＴ１）、設定値の変更でないな
らば、送信された制御内容の制御を行い（ＳＴ２）、設
定値の変更であるならば、次のステップＳＴ３に進む。

【００２５】次に、ＣＰＵ２は変数テーブル３の制御番
号１のコンソール番号が０かどうかを確認する（ＳＴ
３）。

【００２６】コンソール番号が０でないならば、設定値
の変更動作を中止し（ＳＴ４）、コンソール番号が０で
あれば、制御番号１にコンソール番号１を登録し（ＳＴ
５）、コンソール１から送られてきた新たな設定値を出
力する（ＳＴ６）。

【００２７】次に、ＣＰＵ２は設定値を出力後、操作画
面が開いているかどうかを判別する（ＳＴ７）。即ちコ
ンソール１がこのタンクの水量の制御・監視を終了し、
次の新たな制御を行うために表示画面を別の画面に切り
換えると、操作終了を演算制御装置に送信する。これを
受信した演算制御装置では、変数テーブルの制御番号１
に登録されているコンソール番号を現在の１から０に登
録変更し（ＳＴ８）、設定値の変更ルーチンを終了す
る。

【００２８】また、操作画面が開いている状態では、設
定値を変更するルーチンはコンソール１が支配した状態
であり、次々と設定値の変更が可能である。

【００２９】コンソール番号が０であれば、どのコンソ
ールもコンソール番号が０に対応する制御対象にアクセ
スしていないことになり、他のコンソールからの制御が
可能となる。例えば、コンソール２から制御番号１の制
御対象の制御を行えば、変数テーブルのコンソール番号
は２に登録される。

【００３０】次に、コンソール２において、図３に示す
コンソール１で表示中の画面と同じ画面を表示し、コン
ソール１で制御している同じタンクの水量を変更するこ
とを考える。このとき、コンソール１は前述の画面を開
いている状態であり、タンクの水量を制御・監視し続け
ている。

【００３１】コンソール２でタンク水量を変更するため
に設定値を変更する操作を行う。この変更データは演算
制御装置に送られて判別され（ＳＴ１）、演算制御装置
はタンクの水量を変化させようとするが、変数テーブル
の制御番号１にはコンソール番号１がすでに登録されて
いるので、コンソール２による変更を禁止し、演算制御
装置はタンクの水量の変更動作を行わない（ＳＴ４）。
このとき演算制御装置は変更できない状態であること
を、コンソール２に送信する。図示はしていないが、コ
ンソール２の操作画面に操作禁止であることを表示す
る。このためオペレータは、他のコンソールがすでにタ
ンク水量を制御・監視中であることが認識できる。

【００３２】このように、制御対象が多くあっても各制
御対象ごとに現在制御を行っているコンソール番号を登
録し、表示画面を終了した場合に、そのコンソール番号
を０にするようにすれば、コンソールの台数や制御対象
が多くなっても、簡単に変数テーブルを参照することに
より制御動作の混乱は生じない。

【００３３】以上の実施例では変数テーブルを演算制御
装置に備えたが、各コンソールに備えることもできる。
即ち、コンソール１がある制御対象の操作を行う場合に
は、コンソール１からその制御対象の操作を行うことを
コンソール２に送信するとともに、コンソール１内の変
数テーブルの対応する制御番号の位置にコンソール１の
番号が登録される。一方、コンソール２ではコンソール
１からの送信信号により、変数テーブルの対応する制御
番号の位置にコンソール１の番号が登録される。 した
がって、コンソール２がコンソール１と同じ制御対象を
操作する時には、変数テーブルを参照することにより操
作・変更禁止となる。コンソール１の操作が終了した場
合には、コンソール１内の変数テーブルに０が登録され
るとともに、コンソール２に終了信号が送信されてコン
ソール２内の変数テーブルに０が登録され、この制御対
象に対して他のコンソールからの制御が可能となるま
た、上述の実施例では、変数テーブルでのコンソール番
号の登録値が０の場合、制御対象に対して設定値の変更
を行う場合に、その設定値を送信したコンソール番号を
登録するようにしたが、制御を行うために操作画面を開
いたときに、コンソール番号を登録するようにしてもよ
く、また操作禁止であることを操作画面上に表示する場
合、変数テーブルを常に監視していて、逐次操作禁止の
表示を更新し、コンソール番号が０になったときに自動
的に操作可能の表示を行うようにしてもよい。

【００３４】さらに、操作禁止の表示とともに、どのコ
ンソールが現在制御・監視中であるのかをコンソール番
号等で表示してもよく、上記実施例では変数テーブル中
に現在制御・監視中のコンソール番号を書き込むように
しているので、容易に行うことができる。

【００３５】次に、第２の実施例について、図５〜図７
を用いて説明する。図５に示すように演算制御装置１７
とＣＰＵ１１、１２、１３及び変数テーブル１４、１
５、１６を備えたコンソール１、２、３が３台接続され
ており、演算制御装置１７は複数の制御対象１、２、…
…ｎを制御する。演算制御装置１７はＣＰＵ等を有して
おり、各制御対象を制御するようになっている。

【００３６】制御ＬＡＮは各コンソール１、２、３と演
算御装置１７とを接続し、制御の操作・監視を行うため
に用いるネットワークである。

【００３７】情報ＬＡＮは各コンソール間を接続しシス
テムの構成に関するデータや管理データを送受するため
のネットワークである。

【００３８】ここで、オペレータはプラントの制御対象
の制御状態をコンソールの画面で監視するとともに、演
算制御装置１７の制御プログラムや制御パラメータの変
更、オペレータコンソールの操作・監視画面の構成の変
更等を行うことができ、これらの操作については、必ず
対応する操作画面が存在する。

【００３９】そこで、図６に示すような変数テーブルを
各コンソールに設け、各オペレータコンソールのコンソ
ール番号と、各オペレータコンソールで操作を行う場合
の表示画面種類と、この特定の表示画面種類におけるペ
ージ数とを登録するようにする。ここでの表示画面種類
とページ数が制御番号に相当する。

【００４０】そして、表示画面種類及びページ数が一致
しているコンソールがあれば、先に当該操作画面を開い
ているコンソールの設定操作が優先され、後に当該操作
画面を開いたコンソールの設定操作は禁止される。

【００４１】この場合、設定操作可能であるコンソール
には設定操作フラグのところに１が登録され、設定操作
不可能であるコンソールには設定操作フラグのところに
０が登録される。

【００４２】図６（ａ）はコンソール１〜３の各々開い
ている操作画面がすべて異なる例であり、各コンソール
の設定操作フラグはすべて１となり、各コンソールの設
定操作は可能である。

【００４３】また、図６（ｂ）はコンソール１とコンソ
ール２の表示画面種類及びページ数が一致しているの
で、先にこの表示画面種類及びページ数に該当する操作
画面を開いているコンソール１が優先され設定操作フラ
グは１となり、後にコンソール１と同じ操作画面を開い
たコンソール２は設定操作が禁止されるので設定操作フ
ラグは０となる。

【００４４】この変数テーブルへの登録の動作を図７の
フローチャートに従って説明する。コンソール１〜３の
いずれかのコンソールにおいて操作画面が開かれると、
そのコンソール番号に対応する操作画面の表示画面種類
とページ数のところに該当する数値が登録される（ＳＴ
１１）。

【００４５】次に、変数テーブルにおいて他のコンソー
ルで同じ表示画面種類及びページ数が登録されているか
をＣＰＵは確認する（ＳＴ１２）。

【００４６】そして、もし同じ表示画面種類及びページ
数が登録されているコンソールが見つかれば、後に同じ
操作画面を開いたコンソールの設定操作フラグを０にし
（ＳＴ１４）、情報ＬＡＮを通じてすべての他のコンソ
ールの変数テーブルを同一に書き変える（ＳＴ１５）。

【００４７】また、同じ表示画面種類及びページ数が登
録されているコンソールが見つからない場合には、当該
操作画面を開いたコンソールの設定操作フラグを１にし
て（ＳＴ１３）、情報ＬＡＮを通じてすべての他のコン
ソールの変数テーブルを同一に書き変える（ＳＴ１
５）。

【００４８】次に、現在操作を行っているコンソール内
のＣＰＵが、操作画面が開いているかどうかを判別し
（ＳＴ１６）、操作画面が閉じて起動時のメニューに戻
ったようなときは表示画面種類及びページ数及び設定操
作フラグを０にし（ＳＴ１７）、他のすべてのコンソー
ルの変数テーブルを情報ＬＡＮを通じて同一に書き変え
て終了する。

【００４９】一方、操作画面が開いている場合には、今
の操作画面が別の操作画面に変更されたかどうかを判別
し（ＳＴ１８）、変更されたときにはＳＴ１１に戻り再
度上述のルーチンを実行するが、変更されていないとき
には終了することになる。

【００５０】以上のように情報ＬＡＮを使用しているの
で変数テーブルの書き変えは迅速に行われる。

【００５１】ところで、全く同じタイミングで２台以上
のコンソールが同じ操作画面を呼び出した場合には、操
作画面を先に開いたかどうかを判別できないので通常は
複数のコンソールによる設定操作を禁止することができ
ない。図６（ｃ）はこのような状態を示した例であり、
コンソール１〜３までが全く同じタイミングで同じ操作
画面を呼び出しているので、各コンソールの設定操作フ
ラグはすべて１となっている。

【００５２】この場合には各コンソールの設定操作が可
能となって誤動作を招くので、次のような処理を行うよ
うにしておく。コンソールにあらかじめ優先順位を付け
ておく。そして、各コンソールのＣＰＵは情報ＬＡＮを
通じて自己のコンソールにおける操作画面の呼び出しの
タイミングと他のコンソールにおける操作画面の呼び出
しのタイミングを監視しており、操作画面の呼び出すタ
イミングが自己のコンソールと同じものがあれば、表示
画面種類及びページ数を比較し、これも同一の場合に先
に定めた優先順位に従って優先順位の一番高いコンソー
ルを設定操作可能とし（設定操作フラグを１にする）、
その他のコンソールを設定操作不可能（設定操作フラグ
を０にする）とする。

【００５３】図６（ｄ）は、図６（ｃ）のようにコンソ
ール１〜３までが全く同じタイミングで同じ操作画面を
呼び出し場合に上記の手順に従って設定操作フラグが登
録された例である。

【００５４】ここでは、優先順位がコンソール１、２、
３の順に高いものであると仮定している。

【００５５】また、各コンソールで変数テーブルの内容
を見られるようにしておいて、操作画面を呼び出す前に
チェックできるようにしておけば、他のコンソールが現
在どの操作画面を開いているのかを知ることができ便利
である。

【００５６】なお、操作画面を呼び出したとき、他のコ
ンソールで使用中のため操作できない場合には、操作者
にこの旨を伝えるために画面上にメッセージを表示する
ようにしても良い。

【００５７】

【効果】本発明によれば、変数テーブルを備え、特定の
制御対象を制御しようとすると、その制御を行うコンソ
ール番号を登録し、すでにコンソール番号が登録されて
いる場合には、他のコンソールからはその制御対象に対
しては、制御できないようにしているので、同時に複数
のコンソールから同じ制御対象に制御信号が送られて
も、システムに混乱が生じることを防止することができ
る。

【００５８】また、操作画面に対応したデータを登録し
比較することによって、設定操作可能かどうかを判別す
るようにしているので、ひとつの制御対象に対する操作
画面が複数存在する場合や、同一の演算制御装置の制御
プログラムや制御パラメータ、演算パラメータを変更、
あるいは操作・監視画面の構成を変更する場合には複数
のコンソールで同時に設定操作が行われないので、シス
テムに混乱が生じることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるプロセス制御装
置の概略図。

【図２】本発明の第１の実施例におけるプロセス制御装
置の変数テーブル。

【図３】プロセス制御装置の一操作画面。

【図４】本発明の第１の実施例におけるプロセス制御装
置の動作のフローチャート図。

【図５】本発明の第２の実施例におけるプロセス制御装
置の概略図。

【図６】本発明の第２の実施例におけるプロセス制御装
置の変数テーブル。

【図７】本発明の第２の実施例におけるプロセス制御装
置の動作のフローチャート図。

【図８】従来のプロセス制御装置の構成図。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラントの監視、操作を行う複数のコン
   ソールと、複数の制御対象の制御や演算を行う演算制御
   装置とを有し、前記コンソールと前記演算制御装置間で
   制御データの送受を行うプロセス制御装置において、各
   制御操作画面に対応する制御番号と、前記制御操作画面
   の制御を行っているコンソールのコンソール番号とを登
   録する変数テーブルを備え、複数のコンソールで同一制
   御操作画面の同時操作を禁止することを特徴とするプロ
   セス制御装置。