JPS63311899A - 遠隔診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ってきた。

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っ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
６ｌ−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
間合せする方式（特開昭６Ｏ−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った。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った。

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っ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、プラントの現場に分散設置された局所的な制
御を分担する複数の制御装置と、これらの制御装置に通
信網で接続され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
あって、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および現場保守員との対話
手段を有し且つ上記制御装置に脱着可能に接続され該制
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から上記通信網を経て上記
診断補助装置に診断指令を伝送し、該診断指令に応じて
上記診断補助装置の上記試験手段および対話手段から得
られる診断情報を上記通信網を経て上記保守診断計算機
に伝送することによって、上記制御装置を上記保守診断
計算機により診断するｉうに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０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。

したがって、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１＋１’！Ｉ）ＩＩ
　Ｊ　ｌ’ｌ　１　−Ｊ　ａＦ−１３”Ｊ　ｎ　’）　
　ｅ：ｍｔＪＩｆｉｌｌｌｌｌＲ？ｎ１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
算部で（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１
５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２５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ｖ−ｖ暴　ｖ　　ｖ　
ｖ　　ゐ　％　　／’　　　−Ｊ　　Ｍ　　％＃　　＃
　　％　　ＩＪＡ　ＪＱｎ’Ｊ　Ｗ　＆ｌｌ’　＋Ｉｌ
す曽１プロセス入出力部３０４より成り、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ｌＩ４５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っており、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を持って行ってこれを接続手段
２フ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−，１ 河貼牛段１５等からの診断要求により故障診断を開始し
、ｃｐｕ　ｔ　ｔがメそす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０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
リティエラー、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０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０診断補助装置２では診断指
令に従フて診断対象装置３１に対する試験プログラム２
６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、２３１，３１
１は伝送入力回路、２３２゜３１２は伝送出力回路、３
１３は信号解読回路、３１４は接続制御回路、３１５は
切換スイッチ、３１６はバス接続スイッチ、２フ１゜２
フ２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、切換スイッチ３１５はａ接点ｔｌｌｌｊ　Ｆ　Ｉ
ＨｉＫ　Ｈｎ　Ｎ　８リ−１ム込玲−ズ制卿茨ＩＮ　Ｊ
　Ｉ　Ｅｌ）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０診断補助装置２を接続ケーブル２７３と接続コ
ネクタ２フ１，２フ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Ｓ３．３４を
出力する。接続信号Ｓ３により切換スイッチ３１５はｂ
接点側が選択され、伝送路は診断対象装７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２３
１、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によりパス接続スイッチ３１６が閉成し、診断対象
装置３１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、パス接続スイッチ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１１４５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ＣＰＩＩ２１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
は内部パ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３０３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１６の一実
施例を示すフローチャートである。

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２０１．２０２〜２
０ｎを格納した診断手順ファイル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〜り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０診断実行プログラム
１’００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（１１１’。

１３４）により、保守診断計算機ｌ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（１３
２）において、プロ？°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
例を示すフローチャートである。

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３
０２やプロセス入出力部ドの場合は、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１機に
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ック図
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。２フは電圧測定部であり、２７１は増
幅回路、２７２はアナログ・ディジタル変換回路（＾／
Ｄ変換回路）、２７３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３
１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２フ３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によっ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ｌに送信すること
が可能であり、従ワて、対話手段２５からの入力の手間
が省は効率的となる。

電圧測定は、メモリ２２内の試験プログラムがプローブ
２フ３からの信号を増幅回路２７１、＾／Ｄ変換回路２
フ２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２フ１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ッ
ク図である。第７図において、２１〜２５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、２
８２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２
８２によりディジタル化され、１フレ一ム分の画像デー
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］ ロ１１７々Ｆ！ＦＩＭ＠瓢ヱ 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
ブロック図、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
ーチャート、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ャート、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プ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 ２００−・・診断手順データ 第１図 ！４示守診析計算機　　　　　　４フｂセス計算器２　
診！７ｒＭ’助装置　　　　　　５通イａｍ３１〜３ｎ
　現場制御装置 〕〇− 第２図 、　　２３２伝迄比力回路　３１６　　ｙ＜ス授靴２イ
′チ３０３　イラミ送制御ｇ６　　　　　３１３　イ言
−コに声Ｗ詭回Ｓとト３１１　　伝送入力ロ踏　　　３
１４接繞制イ卸ロ路３１２　　（ム送出力ロ路　　　　
３１６　　バス８４児スイッチ第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プラントの現場に分散設置され局所的な制御を分担
   する複数の制御装置と、これらの制御装置に通信網で接
   続され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って、
   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および現場保守員との対話手段を有
   し且つ上記制御装置に脱着可能に接続され該制御装置を
   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から上記通信網を経て上記診断補助
   装置に診断指令を伝送し、該診断指令に応じて上記診断
   補助装置の上記試験手段および対話手段から得られる診
   断情報を上記通信網を経て上記保守診断計算機に伝送す
   ることによって、上記制御装置を上記保守診断計算機に
   より診断するように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憶した診断手順ファイルと、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ことを特徴
   とする特許請求範囲第１項記載の遠隔診断装置。 ３、前記制御装置および診断補助装置は前記通信網に結
   合される伝送制御部を有し、該制御装置の伝送制御部に
   は伝送路分岐手段を設 け、該伝送路分岐手段に前記診断補助装置の伝送制御部
   を接続することにより、前記診断補助装置を前記通信網
   に結合せしめることを特徴とする特許請求範囲第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たことを特徴と
   する特許請求範囲第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
   を備えたことを特徴とする特許請求範囲第１項記載の遠
   隔診断装置。