JPH09258818A - プラント操作信号伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続的に同一の機器に対する操作を可能にす
る。 【解決手段】 プラント操作信号入力装置２からプラン
ト操作信号出力装置３へ送る伝送データ５として、操作
カウントを操作信号伝送フレーム５３内に納め、操作カ
ウントを操作指令時刻などの各操作信号伝送フレームを
識別可能なデータとしたので、プラントの同一機器に対
する操作である場合にも操作カウントが異なることで、
新規の操作要求と見なし、対象機器に対する操作を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プラントの操作
に応じた伝送データを伝送し、この伝送データを受信し
て操作信号として出力するプラント操作信号伝送装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３は従来のプラント操作信号伝送装
置の構成図である。図において、１はプラント状態表示
・操作装置で、プラントの監視を行うＣＲＴ表示装置
と、ソフトウエア操作スイッチ１１を有している。この
ソフトウエア操作スイッチ１１は、表示されるソフトウ
ェアスイッチの座標を読みとり、プラント操作を行うタ
ッチパネルにより構成され、表示画面上で操作するソフ
トウェア的に実現される操作スイッチである。

【０００３】２はプラント操作スイッチ１の操作信号を
入力し、伝送データ５として出力するプラント操作信号
入力装置で、メモリ２２、信号伝送装置２３を内蔵して
いる。３はプラント操作信号入力装置２から入力した伝
送データ５を操作信号としてプラントに出力するプラン
ト操作信号出力装置で、信号伝送装置３１、メモリ３２
を内蔵している。４は伝送データ５を伝送する伝送路で
ある。

【０００４】次に動作について説明する。プラント操作
者がプラント操作スイッチ１１を操作すると、その信号
はプラント操作信号入力装置２に入力される。プラント
操作信号入力装置２は一定周期で入力情報をチェック
し、新たな操作信号が入力された場合、伝送データ５を
生成しメモリ２２に書込む。このとき５１は操作カウン
トであり、新たな操作毎に１づつ加算される。５２は実
際の操作信号であり、プラント操作スイッチＩＤ、操作
状態及びチェックデータにより構成されている。

【０００５】操作信号５２部分は有限個の伝送フレーム
で構成されており、この個数はプラント状態・操作装置
の処理能力により適宜設定され、例えば８フレームで構
成される。最新の操作情報は操作カウント５１のカウン
トを操作信号５２部分の個数で割った余りにより算出さ
れる。

【０００６】メモリ２２に書き込まれた伝送データ５
は、伝送装置２３から伝送路４を介して、プラント操作
信号出力装置３内の信号伝送装置３１へ伝送され、メモ
リ３２に書込まれる。プラント操作信号出力装置３は、
一定周期で自分の装置内のメモリ３２のデータを読込
み、前回読込み値と比較し、カウンタ部分５１が異なっ
ていれば今回新規入力値として、そのデータに従ってプ
ラントに操作信号を出力する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のプラント操作信
号伝送装置では、伝送データ先頭部分の操作カウントに
より最新データを検知する方法であったため、メモリデ
ータとは非同期に一定周期で伝送される伝送路上での使
用においては、操作カウンタと実際の操作データ５２の
同期がとれない。これはメモリデータは、プラント機器
を操作する各操作対象が操作されたか否かをスキャニン
グしてその操作結果がメモリカウンタにメモリデータと
して格納されるが、この格納時期とこのメモリデータを
伝送する伝送時期とは非同期であるので、両者の同期は
とれていない。

【０００８】従って、操作カウントの内容のみが更新さ
れても、まだ操作データが前回値のまま更新されない時
点で、伝送されると操作データは前回値のままプラント
操作信号出力装置にて処理されてしまう可能性があっ
た。その為、連続的にプラントの同一機器に対して操作
信号を送出する場合、前回値のままプラント操作が行わ
れる場合があり、連続的に操作ができないという問題点
があった。

【０００９】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、伝送路の非同期性からく
る、伝送データの同期がとれない伝送方式であっても、
連続的にプラントの同一機器に対して操作信号を送出す
ることのできるプラント操作信号伝送装置を提供するこ
とを目的とし、従来の操作カウントによるポインタ処理
を廃止する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

（１）この発明に係るプラント操作信号伝送装置は、プ
ラント状態を監視・操作する表示・入力装置と、上記表
示・入力装置からの操作指令によりプラント機器へ出力
して制御すると共に、上記プラント機器の監視状態を監
視データとして上記表示・入力装置へ伝送するプラント
操作信号出力装置と、上記装置間の情報を伝達する伝送
路とを備え、上記表示・入力装置は操作指令を一定周期
で伝送すると共に、上記操作指令のデータ構成は各操作
指令のデータ毎にデータ識別用の操作カウントデータを
付加して構成したものである。

【００１１】（２）また、上記（１）において、操作カ
ウントデータは、操作指令の時刻としたものである。 （３）また、上記（１）または（２）において、複数台
の表示・入力装置で構成されている場合、一つの表示・
入力装置から操作指令を送出すると、他の表示・操作装
置は上記操作指令を受けて表示画面上に上記操作指令中
であることを表示する連携表示手段を設けたものであ
る。

【００１２】（４）また、上記（１）〜（３）のいずれ
か１項において、複数台の表示・入力装置で構成されて
いる場合、一つの表示・入力装置から操作指令を送出す
ると、この操作指令に応じて他の表示・操作装置からの
上記操作指令の送出を禁止する操作禁止手段を設けたも
のである。

【００１３】（５）また、上記（１）〜（４）のいずれ
か１項において、操作指令のデータは、プラントの操作
対象をオン／オフ（スイッチの入／切）するビットデー
タと、プラントの操作対象をアナログ操作するビットデ
ータとで構成したものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．この発明の実施の形態１に係るプラント
操作信号伝送装置の構成を図１に示す。図において、従
来の技術と同一符号は、同一または相当のものを表し、
説明を省略する。５は伝送データ５で、複数個の伝送フ
レーム５３のみから構成されていて、従来の操作カウン
トは廃止している。

【００１５】伝送データ５は、この発明で設けた「操作
カウント」、プラントの操作スイッチを特定する「プラ
ント操作スイッチＩＤ」、プラント操作スイッチ状態を
操作する（例えば、オン／オフする「１」または「０」
の）信号である「プラント操作スイッチ状態」、伝送デ
ータが正常か否かをチェックする「チェックデータ」で
構成される。

【００１６】次にこの実施の形態の動作を図２のフロー
チャートと共に説明する。 （１）プラント操作信号入力装置２は、定周期でソフト
ウェア操作スイッチ１１の状態を読み取り、運転員によ
りタッチ操作が行われたか否かを判断し（Ｓ１）、 （２）操作が行われた場合には、伝送フレーム５３を生
成する。この伝送フレーム５３の生成は、操作されたプ
ラント操作スイッチＩＤを設定し（Ｓ２）、操作された
プラント操作スイッチ状態を設定し（Ｓ３）、チェック
データを生成する（Ｓ４）。

【００１７】（３）上記伝送フレームの各データを順次
メモリ２２上にセットする（Ｓ５）。 （４）プラント操作入力装置２の信号伝送装置２３から
一定周期で、上記メモリ２２上のメモリデータを送信す
る（Ｓ６）。 （５）プラント操作信号出力装置３の信号伝送装置３１
で送信されたデータを受信する。

【００１８】（６）操作カウントをチェックし新規デー
タであれば、チェックデータでチェックし、正常であれ
ばメモリ３２へ格納し、異常であればその伝送データを
廃棄する（Ｓ８）。 （７）プラントへ操作出力を送出してプラント機器の制
御を実行する。

【００１９】ここで伝送フレーム５３中の操作カウント
は、従来のポインタ計算のために用いられた操作カウン
トとは異なり、使用する伝送フレームがプラント操作信
号出力装置により、前回値と比較して明確に差異を検出
するための手段を提供するようにしている。

【００２０】この手段は操作カウントとして、操作回数
に応じて加算したり、また、操作された時刻を操作カウ
ントとして伝送する等により、同一フレームに前回と全
く同じ操作信号が乗った場合にも差異を検出可能な情報
が付加されるようにする。例えば、操作された時刻を伝
送することにより、操作時刻と、信号出力装置側の現在
時刻とを比較し、時間差が規定値以上であれば、伝送路
に関わる何らかの異常があったと判断し、当該伝送フレ
ームを無視する等の手段を講じることが可能となる。

【００２１】即ち、 （現在時刻）−（操作時刻）＞Ｔ 但し、Ｔは異常と判定する設定時間（例えば１ｓｅｃ）
を演算して判定する。なお、時刻はプラント操作入力装
置２およびプラント操作信号出力装置３に内蔵している
ＣＰＵが管理している時刻を用いる。

【００２２】チェックデータは、伝送系に異常があった
場合に当該フレームを無視するのみでなく、伝送路の非
同期性により発生するフレーム情報の同期がとれていな
い場合にも当該フレームを無視する処理がなされる。

【００２３】この伝送路の非同期性により発生するフレ
ーム情報の同期がとれていない場合の処理例を図３で説
明する。メモリ２２，３２が図３のように８個のフレー
ムで構成されているとし、その内、フレーム１からフレ
ーム３迄の３個のフレームに操作データがあるとする。
そして前半は既に更新されたデータが、後半はまだ更新
されないデータがある場合に伝送周期のタイミングとな
り伝送した場合、フレーム２のデータは更新データと古
いデータとが混在されていて、これをチェックデータで
チェックすると異常データと判定される。

【００２４】このようにフレーム情報の同期がとれてい
ない場合、チェックデータによりこのフレームは無視さ
れるが、次回スキャン時には古いデータも更新されてい
るので、全て更新されたデータとして送信され正常に復
帰する。また、この間にプラント操作スイッチ状態の値
が変化していることもあり、次回スキャン時に伝送デー
タの欠落無く正常に処理することが可能となる。

【００２５】以上のようにこの発明によれば、操作信号
伝送フレーム内に操作カウントを設け伝送するようにし
たので、同一の操作対象に対する連続した操作に対して
も確実にプラント操作を行うことが可能となる。

【００２６】実施の形態２．この発明の実施の形態２に
係るプラント操作信号伝送装置の構成を図４に示す。こ
の構成では、実施の形態１のプラント操作信号入力装置
２と同一構成の２Ａ，２Ｂが複数台、伝送路４上につな
がっている。また、プラント操作信号入力装置２Ａ，２
Ｂには、プラント状態表示・入力装置１Ａ，１Ｂが各々
接続されている。

【００２７】次に動作について説明する。プラント状態
表示・操作装置２Ａからプラント操作信号出力装置３に
対して出力された伝送データは、同一伝送路上にあるプ
ラント操作信号入力装置２Ｂにおいてもデータ入力さ
れ、プラント操作信号出力装置３と同様に、最新の操作
データを検出することができる。

【００２８】プラント状態表示・操作装置１Ｂでは、他
のプラント状態表示・入力装置にて操作中であることを
表示するソフトウェア操作スイッチ１２が、図４のよう
に黒（又は赤色）等で表示（連携表示）される。

【００２９】このようにプラント操作信号入力装置２
Ａ，２Ｂおよびプラント操作信号出力装置３の間で、相
互に伝送できるようにするため図５に示す分散共有メモ
リ２２Ａ，２２Ｂ，３２Ａをそれぞれ設け、これらのメ
モリには、各装置の領域がそれぞれ設定されている。従
って、伝送データは各装置毎に個別に隔離されて格納さ
れるので、データ授受が自由に実行でき、また、応答速
度の向上が実現できる。

【００３０】以上のように、複数台のプラント操作信号
入力装置で構成されるシステムにおいて、互いの入力装
置での操作内容が連携表示されるので、それぞれの入力
装置からの相反する操作信号の入力を予防することが可
能となる。

【００３１】実施の形態３．図６に実施の形態３に係る
伝送フレームの構成を示す。その他の構成は実施の形態
１、２と同様である。実施の形態３は、伝送フレーム５
４にプラント操作スイッチ状態（ＯＮ／ＯＦＦ）とは別
に、プラント操作アナログ量も伝送するようにしたもの
である。

【００３２】次に動作について説明する。プラント操作
信号入力装置２は、図６に示すように、プラント操作ス
イッチ状態のオン／オフ信号を発生するのみでなく、こ
の操作スイッチに関連するアナログ量にソフトウェアス
イッチ１１の操作量に応じたアナログ値を設定して伝送
フレームを構成することにより、プラント操作信号出力
装置３に対して、より迅速な操作データの伝送を可能に
する。

【００３３】図７はその一例として、弁開度の調整によ
り流量のアナログ制御をする場合を示すものである。図
のように、弁開度操作スイッチを連続してタッチするこ
とにより現在の弁開度５１％を増減し、流量３０１ｍ³
を所望の値に調整する。

【００３４】また、構成機器の何らかの異常により、プ
ラント操作信号出力装置からのアナログ信号が入力不可
能な場合（センサ故障等、この場合でも対象機器に対す
る操作を行う必要は発生し得る）は、スイッチ状態（弁
の開閉など）のみを伝送することにより、ソフトウェア
操作スイッチとしての最低限の機器を保証することが可
能となる。

【００３５】また、逆に何らかの異常でスイッチ状態
（弁の開閉など）が入力不可能で、アナログ信号のみが
入力可能の場合は、アナログ信号のみを伝送することも
できる。

【００３６】以上のように、この実施の形態では、操作
スイッチ状態を操作する以外に、アナログ量の操作も行
うようにしたので、操作を迅速、且つ、適切にできる。

【００３７】実施の形態４．この実施の形態は一つのプ
ラント状態表示・操作装置から操作する場合に、他のプ
ラント状態表示・操作装置からの同一の操作を禁止する
ものである。

【００３８】図８はこの実施の形態４の伝送フレームを
示したもので、実施の形態２の構成に操作信号許可フレ
ーム５５を追加したものである。プラント操作信号伝送
装置全体の構成は、実施の形態２の構成と同様に構成さ
れる。

【００３９】次に動作について図９、図１０のフローチ
ャートと共にプラント操作信号入力装置の動作を説明す
る。 （１）ソフトウェア操作スイッチの誤操作を防止する観
点から、対象操作スイッチへの操作を２重操作とする。
この時１回目のタッチ操作があると（Ｔ１）、 （２）他のプラント状態表示・操作装置からの操作許可
信号５５があり、同じ操作スイッチＩＤがあると（Ｔ
２）、

【００４０】（３）この操作スイッチの操作は不可能と
なる（Ｔ３）。 （４）ステップＴ２で、同じ操作スイッチＩＤでない
と、操作許可信号５５でプラント操作スイッチＩＤを設
定し、メモリ２２にセットし（Ｔ４）、 （５）信号伝送装置２３から送信する（Ｔ５）。

【００４１】（６）２回目の操作スイッチのタッチがあ
れば（Ｔ６）、 （７）当該操作スイッチの伝送データ５４を生成して、
メモリ２２にセットし（Ｔ７）、 （８）信号伝送装置２３から送信する。

【００４２】（９）送信後、そのプラント状態表示・操
作装置は、他の操作の為に画面を変えると、操作許可信
号５５の当該プラント操作スイッチＩＤを消去する。 （１０）信号伝送装置２３から当該プラント操作スイッ
チＩＤの消去信号を送信する（Ｔ１０）。

【００４３】次に他のプラント操作信号入力装置側の処
理動作を図１１のフローチャートと共に説明する。 （１）操作許可信号５５の伝送データを受信すれば（Ｕ
１）、 （２）操作許可信号５５をメモリに格納する（Ｕ２）。

【００４４】（３）操作許可信号のプラント操作スイッ
チＩＤ関連の画面を表示すると（Ｕ３）、 （４）プラント操作スイッチＩＤに対応するプラント操
作スイッチ状態をプラント状態表示・操作装置に表示
し、当該プラント操作スイッチＩＤのプラント状態表示
・操作装置での操作を禁止する（Ｕ４）。

【００４５】（５）図１０のステップＴ１０でプラント
操作スイッチＩＤの消去信号が送信されるが、この信号
を受信すると、メモリに格納の操作許可信号５５は消去
され（Ｕ５）、 （６）プラント状態表示・操作装置での消去された操作
許可信号に対応する操作が可能となる（Ｕ６）。

【００４６】以上のように、操作許可信号フレーム５５
に操作するスイッチＩＤをセットすることにより、操作
許可操作が行われたことを他のプラント状態表示・操作
装置に伝達し、伝達された他のプラント状態表示・操作
装置は、当該ソフトウェア操作スイッチを表示すると、
その表示形態が別のプラント状態表示・操作装置で操作
中であることを知らせるよう連携表示し、且つ、対象操
作スイッチに対する操作を不可にする。

【００４７】これにより複数台のプラント操作信号入力
装置で構成されるシステムにおいて、それぞれの入力装
置からの相反する操作信号の入力を防止することが可能
となる。

【００４８】実施の形態５．実施の形態４の変形例とし
て、操作可能信号をプラント操作出力装置により判断
し、操作許可を与えるプラント操作信号入力装置を指示
するための伝送フレームを送信する手段もある。

【００４９】図４の構成図と図１２のフローチャートに
よりこの実施の形態５を説明する。 （１）プラント操作信号出力装置３の信号伝送装置３１
は、プラント操作信号入力装置２Ａから伝送データを受
信する（Ｖ１）。 （２）信号伝送装置３１からプラント操作信号入力装置
２Ａ以外のプラント操作信号入力装置へ操作禁止信号を
送信する（Ｖ２）。

【００５０】（３）プラント操作信号出力装置３は、受
信データに対応する処理を行い、プラントへ操作出力を
送出して制御動作を実行する（Ｖ３）。 （４）信号伝送装置３１からプラント操作信号入力装置
２Ａ以外のプラント操作信号入力装置へ操作許可信号を
送信する（Ｖ４）。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１によるプラント操作
信号伝送装置の構成及び伝送データの構成を示す図であ
る。

【図２】 この発明の実施の形態１によるプラント操作
信号伝送装置の処理のフローチャートである。

【図３】 この発明の実施の形態１によるプラント操作
信号伝送装置の伝送データの説明図である。

【図４】 この発明の実施の形態２によるプラント操作
信号伝送装置の構成及び伝送データの構成を示す図であ
る。

【図５】 この発明の実施の形態２によるプラント操作
信号伝送装置の分散共有型メモリの構成図である。

【図６】 この発明の実施の形態３によるプラント操作
信号伝送装置の伝送データの構成図である。

【図７】 この発明の実施の形態３によるプラント操作
信号伝送装置のアナログ操作を説明する図である。

【図８】 この発明の実施の形態４によるプラント操作
信号伝送装置の伝送データの構成図である。

【図９】 この発明の実施の形態４によるプラント操作
信号伝送装置の処理のフローチャートである。

【図１０】 この発明の実施の形態４によるプラント操
作信号伝送装置の処理のフローチャートである。

【図１１】 この発明の実施の形態４によるプラント操
作信号伝送装置の処理のフローチャートである。

【図１２】 この発明の実施の形態５によるプラント操
作信号伝送装置の処理のフローチャートである。

【図１３】 従来のプラント操作信号伝送装置の構成及
び伝送データの構成を示す図である。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ プラント状態表示・操作装置、２，２
Ａ，２Ｂ プラント操作信号入力装置、３ プラント操
作信号出力装置、４ 伝送路、５ 伝送データ、１１
ソフトウェア操作スイッチ、１２ ソフトウェア操作ス
イッチ（連携表示）、２２、３２ メモリ、２２Ａ，２
２Ｂ，３２Ａ 分散共有メモリ、２３、３１ 信号伝送
装置、５１ 操作カウント、５２、５３、５４ 伝送フ
レーム、５５ 操作許可信号伝送フレーム。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラント状態を監視・操作する表示・入
   力装置と、上記表示・入力装置からの操作指令によりプ
   ラント機器へ出力して制御すると共に、上記プラント機
   器の監視状態を監視データとして上記表示・入力装置へ
   伝送するプラント操作信号出力装置と、上記装置間の情
   報を伝達する伝送路とを備え、上記表示・入力装置は操
   作指令を一定周期で伝送すると共に、上記操作指令のデ
   ータ構成は各操作指令のデータ毎にデータ識別用の操作
   カウントデータを付加して構成したことを特徴とするプ
   ラント操作信号伝送装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、操作カウントデータ
   は、操作指令の時刻としたことを特徴とするプラント操
   作信号伝送装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、複数
   台の表示・入力装置で構成されている場合、一つの表示
   ・入力装置から操作指令を送出すると、他の表示・操作
   装置は上記操作指令を受けて表示画面上に上記操作指令
   中であることを表示する連携表示手段を設けたことを特
   徴とするプラント操作信号伝送装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項において、
   複数台の表示・入力装置で構成されている場合、一つの
   表示・入力装置から操作指令を送出すると、この操作指
   令に応じて他の表示・操作装置からの上記操作指令の送
   出を禁止する操作禁止手段を設けたことを特徴とするプ
   ラント操作信号伝送装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項において、
   操作指令のデータは、プラントの操作対象をオン／オフ
   （スイッチの入／切）するビットデータと、プラントの
   操作対象をアナログ操作するビットデータとで構成した
   ことを特徴とするプラント操作信号伝送装置。