JPH07295837A - プラント監視制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラント監視制御装置において、複数のプロ
グラムの実行に際し、適切な優先度管理を行うことがで
きるプラント監視制御装置を得ることを目的とする。 【構成】 予め優先度管理テーブル２０にプラント１の
各機器の状態又は状態及び計測値を監視情報とし、その
監視情報に応じて制御する監視制御プログラム１４ａ〜
１４ｈの実行優先度とを一対に、それぞれ異なる機器、
監視情報及びプログラム毎に予め複数組、格納し、優先
度管理部２２がプラント１からの各機器の監視情報が送
出されると、優先度管理テーブル２０から、その送出さ
れた各機器の監視情報に対応する組の監視制御プログラ
ム１４ａ〜１４ｈの実行優先度を抽出し、優先度管理部
２２内の優先度変更判定手段２８が現在設定されている
実行優先度を、その優先度に変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラント監視制御装置
に関し、特にマルチタスク処理するときのプログラムの
実行優先度の変更に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年例えば、原子力発電所等のプラント
監視制御装置においても、多種多様な制御をほぼ同時に
実現する必要性から複数のプログラムを同時に実行する
マルチタスク方式を採用したものが主流になって来てい
る。

【０００３】このような装置においては、その基本ソフ
トウェアであるオペレーティングシステムが中央演算装
置（以下ＣＰＵという）のハードウェア機能を利用して
プログラムの実行優先度を管理しているのが普通であ
る。

【０００４】また、マルチタスク方式の装置では、実行
される複数のプログラムに、予めその重要度やＣＰＵで
実行する際の負荷等に応じた実行優先度を登録してお
き、オペレーティングシステムがどのプログラムを実行
するかの判断をしていた。

【０００５】つまり、プログラムの運用がシステム側の
都合で行われるれものであり、先にとりかかった仕事で
も待ち時間があれば、直ぐに次の仕事へ移り、緊急の仕
事が発生すると最優先で行う等の仕事の段取りのもと
で、複数のプログラムの実行が管理され、この仕事の段
取りのためのタスクのスケジュールを決めるのが優先度
である。

【０００６】そして、この優先度は、そのＣＰＵの基本
ソフトウェアであるオペレーティングシステムのプログ
ラムで、予め決められた固定値であり、例えば電源切断
等の緊急処理又はこのプラント専用に備えた緊急時の処
理が該当し、各タスクに与えられた優先順位が全体の動
きを左右し、この優先度の高いタスクほど、早く実行さ
れ、アラームやエラー等の異常処理に優先度の高いタス
クを割り当てれば、信頼性の高いシステムが構築できる
こととなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オペレ
ーティングシステム又はＣＰＵが備えた優先度は、従来
は固定値であるため、例えばプラントの状態に応じたよ
り細かい優先度管理を行うことはできない。これは、優
先順位の高いタスクをＣＰＵが独占し続けて、優先順位
が低いタスクにはなかなか順番が回ってこないためであ
る。

【０００８】プラントの定常状態では問題は生じない
が、基本ソフトに存在しないような異常がプラントに発
生したとき等の非定常状態においては優先度管理が十分
に行えず監視制御機能を完全に果たすことができない場
合も生じる。

【０００９】例えば、プラントの異常時に異常を知らせ
る状態変化信号や異常値が大量に入力されたときに、オ
ペレータの操作に対する監視制御装置の反応が遅くなる
ことがある。このようなとき、従来は異常時の信号処理
自体を制限して監視制御装置の負荷を軽減し、オペレー
タの操作に対する反応を確保したりしていたが、これも
監視機能を抑制又は一時中断するという意味では不完全
な方式であった。

【００１０】このように、上記のようなプラント監視制
御方式においては、複数のプログラムを同時に実行する
必要性及びオペレータの操作に対する反応を確保する必
要性から、プログラムの実行優先度の管理を行なわなけ
ればならないが、あるプログラムの実行によって他のプ
ログラムの実行が妨げられるか又は不十分になることに
よる監視制御機能の不全が起こりうるという問題点があ
った。

【００１１】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、プラント監視制御装置にお
いて、複数のプログラムの実行に際し、適切な優先度管
理を行うことができるプラント監視制御装置を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、プラントの各機器から送出される監視情
報を取り込んで当該各機器の監視情報に応じた制御をさ
せる複数のプログラムを、設定されている実行優先度に
基づいて、マルチタスクで起動させて前記各機器を制御
するプラント監視制御装置において、前記各機器の監視
情報と、それぞれのプログラムの実行優先度とを、それ
ぞれ一組として複数組記憶した優先度管理テーブルと、
前記プラントからの各機器の監視情報を取り込み、取り
込まれた監視情報に対応する組を前記優先度管理テーブ
ルから検索し、検索された組のプログラムの実行優先度
を抽出し、抽出された実行優先度によって現在設定され
ている実行優先度を変更する優先度管理部とを具備する
ことを特徴としている。

【００１３】また、請求項１記載のプラント監視制御装
置において、前記優先度管理部は、前記実行優先度を変
更したとき、その変更優先度のプログラムに基づいて前
記プラントの各機器を制御したとき、その制御値に基づ
いた監視情報をフィードバックさせ、その監視情報が異
常なときは前記データベースの優先度管理テーブルの実
行優先度を補正する優先度補正手段を含むことを特徴と
している。

【００１４】

【作用】本発明においては、プラントからの各機器の監
視情報が送出されると、優先度管理テーブルから、その
送出された各機器の監視情報に対応する組が検索され
る。次に、検索された組のプログラムの実行優先度が抽
出され、抽出された実行優先度により現在設定されてい
る実行優先度が変更される。

【００１５】そして、プラントの各機器の監視情報に応
じた制御をする複数のプログラムを、実行優先度に基づ
いて、マルチタスクで同時に起動させて各機器を制御す
る。

【００１６】また、実行優先度を変更したとき、監視情
報をフィードバックさせ、その監視情報が異常なときは
優先度管理テーブルの実行優先度を補正する。

【００１７】

【実施例】図１は、本発明に係るプラント監視制御装置
の一実施例構成を示すブロック図である。

【００１８】本実施例は、プラントの種々の状態や計測
データの組合せに対応する各監視制御プログラムの実行
優先度を定義した優先度管理テーブルを備えたものであ
る。そして、実行優先度はそのプラントの状態で最も必
要とされる機能や確実に実行されなければならない機能
を高くするように監視制御プログラムを最も効率よく運
用するような構成にしている。以下具体的に本実施例の
構成を説明する。

【００１９】図１に示すように、プラント１とホストコ
ンピュータ１０とは通信回線により接続されている。プ
ラント１内には複数の機器３ａ〜機器３ｉが設けられて
いる。これらの機器３ａ〜機器３ｉは機器毎に対応して
設けられた端末５ａ〜端末５ｉにより監視されている。
端末５ａ〜端末５ｉは、監視対象となる機器の状態、計
測値（又は計量データ）等をそれぞれ送出し、またホス
トコンピュータ１０側からの制御信号に基づいて、それ
ぞれ対応する機器３ａ〜機器３ｉを制御する。

【００２０】プラント１内には、入出力機能プログラム
を備えた通信制御部６が設けられており、各端末からの
機器の状態、計測値（以下総称して監視信号という）を
ホストコンピュータ１０側に所定の伝送形式で伝送し、
またホストコンピュータ１０側からの各制御信号を各端
末５ａ〜端末５ｉに出力する。

【００２１】ホストコンピュータ１０は、通信制御部１
２と、監視制御部１３と、優先度管理テーブル２０と、
プログラム起動部２１と、優先度管理部２２とを備えて
いる。

【００２２】ホストコンピュータ１０の通信制御部１２
は、入出力機能プログラムを備え、プラント１側からの
監視信号を受信し、その監視信号を監視制御部１３に出
力し、また監視制御部１３からの制御信号を所定の伝送
形式にしてプラント１に伝送する。

【００２３】監視制御部１３は、監視制御プログラム１
４ａ〜１４ｈと監視制御プログラム１４ｍとを備えてい
る。監視制御プログラム１４ａ〜１４ｈは、それぞれ異
なる種類の仕事をする機能プログラムであり、入出機能
プログラムと並行して動作してその制御信号を通信制御
部１２に出力する。また、監視制御プログラム１４ｍ
は、マンマシーンインタフェース１５にプラント１の状
態又は計測値を知らせたり、いずれかの機器が異常であ
ること等を知らせたりする機能プログラムである。

【００２４】優先度管理テーブル２０は、プラント１の
各機器の状況及び計測値に応じた監視制御プログラムの
実行優先度等を複数種、対応させた情報を記憶してい
る。プログラム起動部２１は優先度管理部２２が各監視
制御プログラムの実行優先度を設定したとき、その実行
優先度に基づいて、監視制御プログラムを起動させる。

【００２５】優先度管理部２２は、その機能として、デ
ータ取得手段２４と、優先度算出手段２６と、優先度変
更判定手段２８とを備えている。

【００２６】データ取得手段２４は、通信制御部１２か
らの監視情報を入力し、その監視情報の各機器の状態及
び計測値を所定のフォーマットに基づいて対応させて記
憶する。

【００２７】優先度算出手段２６は、データ取得手段２
４が監視情報を記憶すると、その監視情報に対応する監
視情報を優先度管理テーブル２０から検索し、監視情報
と組合わされて記憶されている各監視制御プログラムの
実行優先度を初めはレジスタ３０に設定し、次からは優
先度変更判定手段２８に出力する。

【００２８】優先度変更判定手段２８は、優先度算出手
段２６で各監視制御プログラムの実行優先度が算出され
ると、レジスタ３０に記憶している現在の実行優先度と
比較し、違っている現在の実行優先度を変更する。な
お、データベース３２には通信制御部１２からの監視情
報等が記憶される。

【００２９】図２は優先度管理テーブル２０の構成を示
す説明図である。

【００３０】この優先度管理テーブル２０には、プラン
ト１の機器５ａ〜機器５ｉの状態と、その計測値と、そ
のときの各監視制御プログラムの実行優先度とが対とな
って一組毎に予め複数記憶されている。

【００３１】これらの組合せにおいて、プラントの状態
Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・の各監視制御プログラムの実行優先
度はこのプラントに応じた最適な監視制御の在り方を考
慮して決定したものである。図２においては、プラント
の機器５ａの状態信号を状態１とし、機器５ｂの状態信
号を状態２とし、というようにＮ個の状態信号のＯＮ・
ＯＦＦを定義している。また、状態信号、計測値以外に
プラントの状態を示す信号があれば同様にして定義す
る。

【００３２】例えば、図２において、優先度管理テーブ
ル２０のプラント状態Ａの行は正常なプラントの運転状
態を示すものであり、この状態を検出したときの監視制
御機能プログラム１４ａの実行優先度は“１０”に、監
視制御機能プログラム１４ｉの優先度は“１２”として
予め記憶されている。

【００３３】また、プラント状態Ｂの行では、プラント
状態Ａと比較すると、機器ｂの状態信号「状態２」が新
たにＯＮとなっており、これで定義されるプラントの状
態は「状態２」で監視している機器の故障を示してお
り、これを検出したときの監視制御機能プログラム１４
ａの優先度は“８”に、監視制御機能プログラム１４ｈ
の優先度は“１５”に予め決めている。

【００３４】つまり、プラントの状態によって、マンマ
シンインタフェース機能や状態監視機能プログラムの実
行優先度を下げたりといったきめ細かな優先度制御の内
容を定義したのが優先度管理テーブルである。

【００３５】図３及び図４は第１実施例の動作を説明す
るフローチャートである。

【００３６】監視制御動作が開始されると、先ず、優先
度管理部２２のデータ取得手段２４は、プラント１にプ
ラントの状態を通知させるためのリクエスト信号を通信
制御部１２を介してプラント１の通信制御部６に伝送す
る（ステップＳ１）。この信号を受信したプラント１の
通信制御部６は、端末５ａ〜端末５ｉの監視情報をホス
ト側に伝送する。ホスト側の通信制御部１２はこの監視
情報を受けて優先度管理部２２を起動させる。

【００３７】次に、データ取得手段２４は、プラントの
監視情報の入力かどうかを判断し（ステップＳ３）、入
力するときは、その監視情報を取得して一旦記憶する
（ステップＳ５）。つまり、プラント１からプラントの
各機器の状態、計測値等を取得する。

【００３８】次に、データ取得手段２４は、この監視情
報の内、機器ａ，機器ｂ・・・機器ｎの状態をそれぞれ
状態１、状態２・・・・状態Ｎとし（ステップＳ７）、
またＭ個の各種計測値を計測１、計測２・・・計測Ｍと
し（ステップＳ９）、これらの状態と計測とを所定のフ
ォーマットに基づいて記憶する（ステップＳ１１）。

【００３９】次に、優先度算出手段２６は、記憶された
フォーマットの状態及び計測データの組合せに対応する
組合せのプラントデータを優先度管理テーブル２０から
検索する（ステップＳ１３）。

【００４０】次に、図４に示すように、優先度変更判定
手段２８は検索された組合せのプラントデータに対応す
るプログラムの実行優先度Ｐｉ（以下、優先度Ｐｉとい
う）を読む（ステップＳ２０）。この検索は、図４の場
合を例にすると、優先度管理テーブル２０のプラント状
態Ａの行は正常なプラントの運転状態を示すものであ
り、この状態を検出したときの監視制御機能プログラム
１４ａの優先度は“１０”に、監視制御機能プログラム
１４ｈの優先度は“１２”とする。

【００４１】プラント状態Ｂの行では機器の状態信号
「状態２」が新たにＯＮとなっており、これで定義され
るプラントの状態は「状態２」で監視している機器の故
障を示しており、これを検出したときの監視制御機能プ
ログラム１４ａの優先度は“８”に、監視制御機能プロ
グラム１４ｈの優先度は“１５”にする。つまり、プラ
ントの状態によって、マンマシンインタフェース機能や
状態監視機能プログラムの実行優先度を下げたりといっ
たきめ細かな優先度制御をする。

【００４２】そして、この優先度Ｐｉと、レジスタ３０
に記憶されている現在の優先度Ｋｉとを比較し（ステッ
プＳ２２）、現在の優先度Ｋｉを変更する必要があるか
否かを判断する（ステップＳ２４）。優先度Ｐｉと現在
の優先度Ｋｉが同じでない場合は変更し（ステップＳ２
６）、同じときは変更しない。次に、一定時間経過した
かどうかを判断し、一定時間経過したときは制御をステ
ップＳ１に移して監視情報の取得をさせる（ステップＳ
２８）。この処理を定時処理用タイマが実施する。

【００４３】つまり、優先度管理部２２は、現在のプラ
ントの状態が優先度管理テーブルで定義しているプラン
ト状態のどれに一致するかどうかを判定し、一致するプ
ラント状態が検索されれば、現在のプラント状態で最適
な各監視制御機能プログラムの優先度をプログラム起動
部２１に設定する。

【００４４】ここでは、図２の優先度管理テーブルを例
にして説明したがテーブルの構造はこれに限らない。検
索に適した木構造のものやプロダクションルール方式の
構造等のものなどでも、優先度管理テーブル２０は構築
可能である。

【００４５】＜第２実施例＞第２実施例はオペレータの
操作の異常に対する遅れ、システムの負荷の状態等から
優先度管理テーブル２０を補正する手段を備えたもので
ある。

【００４６】図５は第２実施例の構成を示している。図
において、図１と同一構成部分には同一符号を付してい
る。

【００４７】図５に示すモニタ手段３４は、優先度変更
判定手段２８がレジスタ３０の優先度を変更していずれ
かの監視制御プログラムを起動させたとき、データ取得
手段２４に代わって、通信制御部１２に監視情報を再び
出力させる信号を出力する。これは、優先度変更処理を
した場合に、優先度変更の妥当性を確認するために行
う。

【００４８】優先度補正手段３６は、通信制御部１２か
ら監視情報からシステム負荷の監視、優先度に基づいて
選択された監視制御プログラムが正常か、又はそのプロ
グラムに基づいて機器が正常に動作しているか、あるい
はオペレータの操作が遅延なく実施されたかどうかを判
断し、いずれかが異常と判定すると、第１実施例で予め
作成した優先度管理テーブル２０の優先度を修正する。

【００４９】次に、上記のように構成されたプラント監
視制御装置の第２実施例の動作を図６及び図７のフロー
チャートを参照して説明する。

【００５０】優先度管理部２２のデータ取得手段２４
は、プラント１にプラントの状態を知らさせる信号を通
信制御部１２に出力する（ステップＳ３０）。この信号
を通信制御部１２が受けて、所定の形式でプラント１の
通信制御部６に出力し、通信制御部６は端末５ａ〜端末
５ｉの監視情報をホスト側に伝送し、ホスト側の通信制
御部１２はこの監視情報を受けて優先度管理部２２を起
動させる。次に、データ取得手段２４は、プラントの監
視情報の入力かどうかを判断し（ステップＳ３２）、入
力するときは、その監視情報を取得して一旦記憶する
（ステップＳ３４）。つまり、プラント１からプラント
の各機器の状態、計測値等を取得する。

【００５１】次に、データ取得手段２４は、この監視情
報の内、機器ａ，機器ｂ・・・機器ｎの状態をそれぞれ
状態１、状態２・・・・状態Ｎとし（ステップＳ３
６）、またＭ個の各種計測値を計測１、計測２・・・計
測Ｍとし（ステップＳ３８）、これらの状態と計測とを
所定のフォーマットに基づいて、記憶する（ステップＳ
４０）。

【００５２】次に、優先度算出手段２６は、記憶された
フォーマットの状態及び計測データの組合せに対応する
組合せのプラントデータを優先度管理テーブル２０から
検索する（ステップＳ４２）。

【００５３】次に、図７に示すように、優先度変更判定
手段２８は検索された組合せのプラントデータに対応す
るプログラムの実行優先度Ｐｉ（以下優先度Ｐｉとい
う）を読む（ステップＳ４４）。この検索は、例えば上
記の図４を例にすると、第１実施例と同様に、優先度管
理テーブルのプラント状態Ａの行は正常なプラントの運
転状態を示すものであり、この状態を検出したときの監
視制御機能プログラム１４ａの優先度は１０に、監視制
御機能プログラム１４ｈの優先度は１２とする。

【００５４】次に、この優先度Ｐｉとレジスタ３０に記
憶されている優先度を現在の優先度Ｋｉとして比較し
（ステップＳ４６）、現在の優先度Ｋｉは変更が必要か
どうかを判断する（ステップＳ４８）。優先度Ｐｉと現
在の優先度Ｋｉが同じ優先度でない場合は変更し（ステ
ップＳ５０）、同じのときは変更しない。

【００５５】そして、モニタ手段３４は優先度変更判定
手段２８が優先度管理テーブル２０の優先度を変更した
ときは、この優先度の処理をする監視制御プログラムの
処理をプラント側で終了したかどうかを判断し（ステッ
プＳ５２）、終了しないときは次のステップに移行しな
い。

【００５６】また、終了したときは、モニタ手段３４は
モニタ信号を通信制御部１２に出力しプラント側からの
監視情報を出力させる（ステップＳ５４）。

【００５７】次に、監視情報からシステム負荷の監視、
監視制御プログラムに基づいて正常に処理がされたかど
うか、オペレータの操作の監視、応答時間の監視等の情
報を読み（ステップＳ５６）、全て規定どおりに正常か
どうかを判断し（ステップＳ５８）、正常でないとき
は、この監視状態に基づいて優先度Ｒｉを求め（ステッ
プＳ６０）、優先度管理テーブルの優先度Ｐｉをこの優
先度Ｒｉに修正する（ステップＳ６２）。

【００５８】次に、一定時間経過したかどうかを判断
し、一定時間経過したときは制御を図６のステップＳ３
０に移して監視情報の取得をさせる（ステップＳ６
４）。この処理を定時処理用タイマが実施する。

【００５９】また、ステップＳ５８で全て正常、つまり
修正する必要がないとき、ステップＳ４６及びステップ
Ｓ４６で現在の優先度Ｋｉを変更する必要がないとされ
たときは、制御をステップＳ６２に移す。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
機器の監視情報と、それぞれのプログラムの実行優先度
とを、それぞれ一組として複数組を優先度管理テーブル
として記憶しておき、プラントからの各機器の監視情報
が送出されると、優先度管理テーブルから、その送出さ
れた各機器の監視情報に対応する組のプログラムの実行
優先度を抽出し、現在設定されている実行優先度を、そ
の優先度に変更することにより、プラントの状況によっ
て最も必要とするプログラムの方を高い優先度とするこ
とができるので、プラントの状況に応じたきめ細かい監
視制御ができるという効果が得られている。

【００６１】また、オペレーティングシステム又はＣＰ
Ｕが備える実行優先度に代えて優先度管理テーブルを備
え、このテーブルの実行優先度を必要に応じて変更する
ようにしたことにより、より柔軟な優先度管理が可能と
なり、プログラムの実行をより細かく管理できるという
効果が得られている。

【００６２】さらに、変更した優先度に基づいたプログ
ラムの処理結果となる監視情報をモニタし、その監視情
報が異常なときは、その監視情報に基づいて優先度管理
テーブルの優先度を変更するようにしたので、常にプラ
ントの状況に応じた優先度の管理をより細かくできると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプラント監視制御装置の第１実施
例の構成を示すブロック図である。

【図２】優先度管理テーブルの構成を示す説明図であ
る。

【図３】第１実施例の動作を説明するフローチャートで
ある。

【図４】第１実施例の動作を説明するフローチャートで
ある。

【図５】本発明に係るプラント監視制御装置の第２実施
例の構成を示すブロック図である。

【図６】第２実施例の動作を説明するフローチャートで
ある。

【図７】第２実施例の動作を説明するフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１ プラント ３ａ〜３ｉ 機器 ５ａ〜５ｉ 端末 ６ 通信制御 １０ ホストコンピュータ １２ 通信制御部 １３ 監視制御部 １４ａ〜１４ｉ 監視制御プログラム １５ マンマシーンインタフェース ２０ 優先度管理テーブル ２１ プログラム起動部 ２２ 優先度管理部 ２４ データ取得手段 ２６ 優先度算出手段 ２８ 優先度変更判定手段 ３０ レジスタ ３６ 優先度補正手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラントの各機器から送出される監視情
   報を取り込んで当該各機器の監視情報に応じた制御をさ
   せる複数のプログラムを、設定されている実行優先度に
   基づいて、マルチタスクで起動させて前記各機器を制御
   するプラント監視制御装置において、 前記各機器の監視情報と、それぞれのプログラムの実行
   優先度とを、それぞれ一組として複数組記憶した優先度
   管理テーブルと、 前記プラントからの各機器の監視情報を取り込み、取り
   込まれた監視情報に対応する組を前記優先度管理テーブ
   ルから検索し、検索された組のプログラムの実行優先度
   を抽出し、抽出された実行優先度によって現在設定され
   ている実行優先度を変更する優先度管理部と、 を具備することを特徴とするプラント監視制御装置。
2. 【請求項２】 前記優先度管理部は、前記実行優先度を
   変更したとき、その変更優先度のプログラムに基づいて
   前記プラントの各機器を制御したとき、その制御値に基
   づいた監視情報をフィードバックさせ、その監視情報が
   異常なときは前記データベースの優先度管理テーブルの
   実行優先度を補正する優先度補正手段を含むことを特徴
   とする請求項１記載のプラント監視制御装置。