JP2018097771A - 設定装置、設定方法、設定プログラム、記録媒体、及び端末装置 - Google Patents

設定装置、設定方法、設定プログラム、記録媒体、及び端末装置 Download PDF

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Abstract

【課題】無駄な作業や誤設定を効果的に防止することができ、スキルに応じて作業者を適切に管理することが可能な設定装置、設定方法、設定プログラム、記録媒体、及び端末装置を提供する。【解決手段】設定装置17は、複数のフィールド機器11をコントローラ13に接続するI/Oモジュール12の設定を行うものであり、予め設定されたI/OリストL1(I/Oモジュール12に設けられたI/Oチャネルの各々について、入出力情報の変更を可とするか否かを規定する情報を含むリスト)、権限リストL2(入出力情報の項目の各々について、作業者の役割に応じて内容の変更を可とするか否かを規定する情報を含むリスト)、及びユーザリストL3に基づいて、認証された作業者が設定装置17を用いて行うことが可能な作業の作業権限を付与する。【選択図】図1

Description

本発明は、設定装置、設定方法、設定プログラム、記録媒体、及び端末装置に関する。
従来から、プラントや工場等においては、工業プロセスにおける各種の状態量(例えば、圧力、温度、流量等)を制御するプロセス制御システムが構築されており、高度な自動操業が実現されている。このようなプロセス制御システムは、概してフィールド機器と呼ばれる現場機器(測定器、操作器)がI/Oモジュールを介してコントローラに接続された構成であり、コントローラが測定器(例えば、センサ)の測定結果に応じて操作器(例えば、アクチュエータ)を制御することによって上述した各種の状態量が制御される。
このようなプロセス制御システムは、おおむね、工場内立会検査(FAT:Factory Acceptance Test)、現地受入検査(SAT:Site Acceptance Test)、及び総合確認試験(SIT:System Integration Test)を経て構築される。これらの工程が終了すると、プラント等に構築されたプロセス制御システムの試運転が行われ、試運転が正常に終了すると本稼働に移行する。
以下の特許文献1には、従来のプロセス制御システムの構築方法の一例が開示されている。具体的に、以下の特許文献1には、I/Oモジュールとフィールド機器とを現場に設置して配線を行い、I/Oモジュールにコントローラが接続されていない状態で、I/Oモジュールに接続された設定装置を用いてI/Oモジュール及びフィールド機器の設定を行う方法が開示されている。この方法を用いることで、従来よりもプロセス制御システムの構築に要する時間を短縮することが可能である。
特開2016−081415号公報
ところで、一般的に、プロセス制御システムの構築は、各工程において様々な作業者が関わって行われる。構築しようとするプロセス制御システムの規模が大きくなるにつれて、構築に関わる作業者の数も増大する。上述した特許文献1に開示された方法を用いてI/Oモジュール及びフィールド機器の設定を行う場合にも、プロジェクトの大規模化及び短納期化に伴って、複数の作業者が複数台の設定装置を用いて設定を行う状況が増加するものと考えられる。
このような状況下においては、複数の作業者が設定作業に関わることから、重複作業による無駄や作業ミスによる誤設定が生ずる可能性があるという問題がある。例えば、プラントを増設するプロジェクトでは、新たに設置されるI/Oモジュール及びフィールド機器については設定が必要であるが、既に設置されているI/Oモジュール及びフィールド機器については設定及び試験が完了していることから再設定の必要は無い。しかしながら、作業者によって再設定の必要のないI/Oモジュール及びフィールド機器に対する設定作業が誤って行われると、その設定作業自体が全くの無駄となる。また、この設定作業を行っている最中に作業者が作業ミスをしてしまうと誤設定も生じてしまう。
また、上記の状況下においては、様々なスキルを有する作業者が混在することとなる。尚、I/Oモジュール及びフィールド機器の設定に関わる作業者としては、例えばシステムエンジニア、フィールドエンジニア、テスターが挙げられる。上記の状況下では、作業者のスキルに応じて実施可能な作業内容(作業権限)を適切に規定し、作業者のスキルに応じた作業権限の管理を行えば、上述した重複作業による無駄や作業ミスによる誤設定を防止することに繋がると考えられる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、無駄な作業や誤設定を効果的に防止することができ、スキルに応じて作業者を適切に管理することが可能な設定装置、設定方法、設定プログラム、記録媒体、及び端末装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の設定装置は、フィールド機器(11)が接続される複数の第1接続部(CN)及び前記フィールド機器を制御するコントローラ(13)が接続される第2接続部(22)を有するI/Oモジュール(12)の設定を行う設定装置(17)であって、前記設定装置を使用する作業者の認証を行う認証部(34e)と、予め設定された権限規定情報(L1、L2、L3)に基づいて、前記認証部で認証された前記作業者が前記設定装置を用いて行うことが可能な作業の作業権限を付与する権限付与部(34f)と、を備え、前記権限規定情報は、前記I/Oモジュールに設けられた前記第1接続部の各々について、入出力情報の変更を可とするか否かを規定する第1情報(PR)と、前記入出力情報の項目の各々について、作業者の役割に応じて内容の変更を可とするか否かを規定する第2情報(L2)と、を含む。
また、本発明の設定装置は、前記第2情報には、前記入出力情報の項目の各々についての作業を作業者の役割の何れが分担するのかを規定した作業所掌を示す情報が含まれており、前記権限付与部が、前記作業所掌を考慮して、前記作業者に対する作業権限の付与を行う。
また、本発明の設定装置は、前記権限規定情報が、作業者と作業者の役割とが対応付けられた第3情報(L3)を更に含む。
また、本発明の設定装置は、前記権限規定情報を格納する格納部(33)を更に備えており、前記権限付与部が、前記格納部から読み出した前記権限規定情報に基づいて、前記作業者に対する作業権限の付与を行う。
また、本発明の設定装置は、前記第1情報が、前記I/Oモジュールに設けられた前記第1接続部の各々の前記入出力情報と対応付けられて前記格納部に格納される。
また、本発明の設定装置は、外部から前記権限規定情報を取得する取得部(31)を更に備える。
本発明の設定方法は、フィールド機器(11)が接続される複数の第1接続部(CN)及び前記フィールド機器を制御するコントローラ(13)が接続される第2接続部(22)を有するI/Oモジュール(12)の設定を行う設定装置(17)を用いた設定方法であって、前記設定装置を使用する作業者の認証を行う第1ステップ(S16)と、前記I/Oモジュールに設けられた前記第1接続部の各々について、入出力情報の変更を可とするか否かを規定する第1情報(PR)と、前記入出力情報の項目の各々について、作業者の役割に応じて内容の変更を可とするか否かを規定する第2情報(L2)とを含む予め設定された権限規定情報(L1、L2、L3)に基づいて、前記第1ステップで認証された前記作業者が前記設定装置を用いて行うことが可能な作業の作業権限を付与する第2ステップと、を有する。
本発明の設定プログラムは、コンピュータを、フィールド機器(11)が接続される複数の第1接続部(CN)及び前記フィールド機器を制御するコントローラ(13)が接続される第2接続部(22)を有するI/Oモジュール(12)の設定を行う設定装置(17)として機能させる設定プログラムであって、前記コンピュータを、前記設定装置を使用する作業者の認証を行う認証手段(34e)と、前記I/Oモジュールに設けられた前記第1接続部の各々について、入出力情報の変更を可とするか否かを規定する第1情報(PR)と、前記入出力情報の項目の各々について、作業者の役割に応じて内容の変更を可とするか否かを規定する第2情報(L2)とを含む予め設定された権限規定情報(L1、L2、L3)に基づいて、前記認証手段で認証された前記作業者が前記設定装置を用いて行うことが可能な作業の作業権限を付与する権限付与手段(34f)と、して機能させる。
本発明の記録媒体は、上記記載の設定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
本発明の端末装置(15)は、少なくとも前記フィールド機器、前記I/Oモジュール、及び前記コントローラの設計情報を格納するデータベース(16)に格納された前記設計情報を用いて、上記の何れかに記載の設定装置で用いられる前記権限規定情報を生成する。
また、本発明の端末装置は、前記設定装置が接続された場合に、前記権限規定情報を複製して前記設定装置に出力する。
本発明によれば、設定装置を使用する作業者の認証を行い、予め設定された権限規定情報(I/Oモジュールに設けられた第1接続部の各々について、入出力情報の変更を可とするか否かを規定する第1情報と、入出力情報の項目の各々について、作業者の役割に応じて内容の変更を可とするか否かを規定する第2情報を含む)に基づいて、認証された作業者が設定装置を用いて行うことが可能な作業の作業権限を付与するようにしている。このため、無駄な作業や誤設定を効果的に防止することができ、スキルに応じて作業者を適切に管理することが可能であるという効果がある。
プロセス制御システムの全体構成を示すブロック図である。 I/Oモジュールの要部構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による設定装置の要部構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による設定装置で用いられるI/Oリストの一例を示す図である。 本発明の一実施形態による設定装置で用いられる権限リストの一例を示す図である。 本発明の一実施形態による設定装置で用いられるユーザリストの一例を示す図である。 本発明の一実施形態による設定装置を用いて行われる各種設定の作業手順を示すフローチャートである。 図7中の工程S17において設定装置で行われる処理の詳細を示すフローチャートである。 図7中の工程S19において設定装置で行われる処理の詳細を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態で行われる試験完了を確認する処理を示すフローチャートである。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による設定装置、設定方法、設定プログラム、記録媒体、及び端末装置について詳細に説明する。
〔プロセス制御システム〕
図1は、プロセス制御システムの全体構成を示すブロック図である。図1に示す通り、プロセス制御システム1は、フィールド機器11、I/Oモジュール12、コントローラ13、操作監視端末14、エンジニアリング端末15、及び計装データベース16(データベース)を備えており、操作監視端末14からの指示等に応じてコントローラ13がフィールド機器11を制御することによってプラント(図示省略)で実現される工業プロセスの制御を行う。尚、詳細は後述するが、プロセス制御システム1は、設定装置17によってI/Oモジュール12及びフィールド機器11に対する各種設定が行われつつ構築される。
ここで、フィールド機器11とI/Oモジュール12とは伝送線C1によって接続されており、I/Oモジュール12とコントローラ13とはケーブルC2によって接続されている。また、コントローラ13、操作監視端末14、エンジニアリング端末15、及び計装データベース16は、制御ネットワークNに接続されている。尚、制御ネットワークNは、例えばプラントの現場と監視室との間を接続するネットワークである。
フィールド機器11は、例えば流量計や温度センサ等のセンサ機器、流量制御弁や開閉弁等のバルブ機器、ファンやモータ等のアクチュエータ機器、その他のプラントの現場に設置される機器である。尚、本実施形態では、理解を容易にするために、制御すべき工業プロセスにおける状態量が流体の流量である場合を例に挙げて説明する。このため、図1においては、プラントに設置された複数のフィールド機器11のうちの流体の流量を測定する1つのセンサ機器11aと流体の流量を制御(操作)する1つのバルブ機器11bとを図示している。
I/Oモジュール12は、フィールド機器11とコントローラ13との間に設けられ、複数のフィールド機器11が接続可能であり、接続されたフィールド機器11とコントローラ13との間で入出力される信号の処理を行う。例えば、フィールド機器11から得られる信号を、コントローラ13が受信可能な信号に変換する処理を行う。このI/Oモジュール12は、複数のフィールド機器11をコントローラ13に接続し、フィールド機器11で入出力される信号とコントローラ13で入出力される信号との中継を行うモジュールであるということもできる。尚、I/Oモジュール12の詳細については後述する。
コントローラ13は、操作監視端末14からの指示等に応じてフィールド機器11との間で通信を行ってフィールド機器11の制御を行う。具体的に、コントローラ13は、あるフィールド機器11(例えば、センサ機器11a)で測定されたプロセス値を取得し、他のフィールド機器11(例えば、バルブ機器11b)の操作量を演算して送信することによって、他のフィールド機器11(例えば、バルブ機器11b)を制御する。
操作監視端末14は、例えばプラントの運転員によって操作されてプロセスの監視のために用いられる端末である。具体的に、操作監視端末14は、フィールド機器11の入出力データをコントローラ13から取得してプロセス制御システム1を構成するフィールド機器11やコントローラ13の挙動を運転員に伝えるとともに、運転員の指示に基づいてコントローラ13の制御を行う。
エンジニアリング端末15は、計装データベース16に格納された設計情報(プロセス制御システム1のうち、少なくともフィールド機器11、I/Oモジュール12、及びコントローラ13の設計情報を含めたプラントの設計情報)に基づいて、フィールド機器11、I/Oモジュール12、及びコントローラ13に設定すべき情報を作成する。このエンジニアリング端末15によって作成される情報としては、I/OリストL1、権限リストL2、及びユーザリストL3(権限規定情報)が挙げられる。また、エンジニアリング端末15は、設定装置17が接続された場合に、I/OリストL1、権限リストL2、及びユーザリストL3を複製(コピー)して設定装置17に出力する。
I/OリストL1は、フィールド機器11とI/Oモジュール12との間の入出力に係る情報を有する。尚、I/OリストL1は、入出力に係る情報に限られるものではなく、これに加えて、フィールド機器固有の動作条件設定、I/Oチャネル保護情報、及び試験結果等の少なくとも1つの情報が含まれるものでもよい。権限リストL2(第2情報)は、作業者の役割に応じた権限に係る情報である。ユーザリストL3(第3情報)は、作業者に係る情報である。権限リストL2及びユーザリストL3をエンジニアリング端末15で作成するのは、作業者の役割に応じてI/OリストL1を変更できる範囲を厳密に制限するためである。尚、I/OリストL1、権限リストL2、及びユーザリストL3の詳細については後述する。
ここで、上記の作業者の役割とは、いわば作業者の職種(或いは、作業者のスキル)を意味しており、例えばシステムエンジニア、フィールドエンジニア、テスターが挙げられる。尚、システムエンジニアは、例えばプロセス制御システム1の設計・構築・試験等を指示するエンジニアであり、フィールドエンジニアは、例えばプラントの現場で作業するエンジニアであり、テスターは、例えばプラントの現場で各種試験を行うエンジニアである。計装データベース16は、エンジニアリング端末15で参照される上記の設計情報を格納する。尚、計装データベース16は、エンジニアリング端末15で作成されたI/OリストL1と同じものを格納しても良い。
設定装置17は、プロセス制御システム1を構築する際に、エンジニアリング端末15から得られるI/OリストL1、権限リストL2、及びユーザリストL3を用いて、フィールド機器11及びI/Oモジュール12に対する各種設定を行うための装置である。本実施形態では、設定装置17を用いることで、コントローラ13がI/Oモジュール12に接続されていない状態であっても、フィールド機器11及びI/Oモジュール12に対する設定や調整、及びフィールド機器11とI/Oモジュール12との間の接続試験等が可能である。
また、設定装置17は、設定装置17を使用する作業者の認証を行い、上記のI/OリストL1、権限リストL2、及びユーザリストL3に基づいて、認証した作業者が、設定装置17を用いて行うことが可能な作業の作業権限を付与する。このような作業権限を付与するのは、スキルに応じて作業者を適切に管理するとともに、無駄な作業や誤設定を効果的に防止するためである。尚、設定装置17の詳細については後述する。
〔I/Oモジュール〕
図2は、I/Oモジュールの要部構成を示すブロック図である。図2に示す通り、I/Oモジュール12は、I/Oチャネルインターフェイス21、制御層インターフェイス22(第2接続部)、設定装置接続用インターフェイス23、機器設定部24、試験部25、スイッチ26、スイッチ27、及び切替部28を備える。
I/Oチャネルインターフェイス21は、フィールド機器11が接続される複数のI/OチャネルCN(第1接続部)を有しており、I/OチャネルCNに接続されているフィールド機器11との間で各種信号の授受を行う。このI/Oチャネルインターフェイス21は、設定装置17の指示に基づいて機器設定部24によってI/OチャネルCNの各々に設定されるI/OタグT1(タグ情報)を記憶するメモリMを備える。
ここで、I/OチャネルCNは、フィールド機器11からのアナログ信号の入力、フィールド機器11へのアナログ信号の出力、フィールド機器11からのディジタル信号の入力(ディスクリート入力)、及びフィールド機器11へのディジタル信号の出力(ディスクリート出力)を行う、又は、フィールド機器11からのディジタル信号の入力(ディスクリート入力)及びフィールド機器11へのディジタル信号の出力(ディスクリート出力)を行う、ことが可能である。I/OチャネルCNに上記の入出力の何れを行わせるかは、設定装置17の指示に基づいて機器設定部24によって設定される。
制御層インターフェイス22は、ケーブルC2に接続されて、制御層に設けられるコントローラ13との間でケーブルC2を介した各種信号の授受を行う。設定装置接続用インターフェイス23は、不図示の接続ケーブルにより、或いは無線接続により接続された設定装置17との間で各種信号の授受を行う。この設定装置接続用インターフェイス23としては、例えばUSB(Universal Serial Bus)やイーサネット(登録商標)等の有線インターフェイス、或いは、Wi−Fi(登録商標)やBluetooth(登録商標)等の無線通信規格に準拠した無線通信を行う無線インターフェイスを用いることができる。
機器設定部24は、設定装置接続用インターフェイス23を介して入力される設定装置17からの設定指示、或いは制御層インターフェイス22を介して入力されるコントローラ13からの設定指示に基づいて、I/Oチャネルインターフェイス21に対する各種設定、及びフィールド機器11に対する各種設定を行う。例えば、機器設定部24は、設定装置接続用インターフェイス23を介して入力される設定装置17からの設定指示に基づき、I/OチャネルCNの各々にI/OタグT1を設定する。
また、機器設定部24は、設定装置接続用インターフェイス23を介して入力される設定装置17からの設定指示に基づき、上記のI/OタグT1を用いて、I/OチャネルCNの入出力に係る設定を行う。具体的に、機器設定部24は、I/OチャネルCNの各々について、フィールド機器11からのアナログ信号の入力、フィールド機器11へのアナログ信号の出力、フィールド機器11からのディジタル信号の入力、及びフィールド機器11へのディジタル信号の出力の何れかを行うように設定する。
また、機器設定部24は、設定装置接続用インターフェイス23を介して入力される設定装置17からの設定指示に基づき、上記のI/OタグT1を用いて、上記の設定が行われたI/OチャネルCNに接続されたフィールド機器11の設定を行う。尚、フィールド機器11に対して行われる設定は、例えばフィールド機器11の各々に固有なアドレス(機器アドレス)の設定、フィールド機器11の各々に固有な動作条件の設定等が挙げられる。
試験部25は、設定装置接続用インターフェイス23を介した設定装置17からの確認指示が入力された場合、或いは制御層インターフェイス22を介したコントローラ13からの確認指示が入力された場合には、I/OチャネルCN及びフィールド機器11の状態の確認試験を行う。例えば、試験部25は、I/OチャネルCNの入出力に係る設定が正常に行われているか否か、或いはI/OチャネルCNとフィールド機器11との間の接続が正常に行われているか否か等を確認する確認試験を行う。尚、I/OチャネルCN及びフィールド機器11の状態の確認試験が、設定装置17が主体となって行われる場合には、試験部25は、設定装置17とI/Oチャネルインターフェイス21との間で送受信される各種信号の中継のみを行う。
スイッチ26は、切替部28からの指示により、制御層インターフェイス22と機器設定部24及び試験部25との間を開状態又は閉状態にする。スイッチ27は、切替部28からの指示により、設定装置接続用インターフェイス23と機器設定部24及び試験部25との間を開状態又は閉状態にする。尚、これらスイッチ26,27は、機械的なスイッチであっても良く、ソフトウェアによって実現されるスイッチであっても良い。切替部28は、制御層インターフェイス22を介して入力されるコントローラ13からの指示、或いは設定装置接続用インターフェイスを介して入力される設定装置17からの指示に基づいて、スイッチ26,27の何れか一方を閉状態に設定し、何れか他方を開状態に設定する。
〔設定装置〕
図3は、本発明の一実施形態による設定装置の要部構成を示すブロック図である。図3に示す通り、設定装置17は、上位層インターフェイス31(取得部)、下位層インターフェイス32、格納部33、制御処理部34、及び操作表示部35を備える。このような設定装置は、例えばデスクトップ型、ノート型、或いはタブレット型のパーソナルコンピュータにより実現される。
上位層インターフェイス31は、コントローラ13よりも上位に位置づけられるエンジニアリング端末15(上位装置)に接続され、エンジニアリング端末15との間で各種情報の授受を行う。例えば、エンジニアリング端末15から、フィールド機器11とI/Oモジュール12との間の入出力に係る情報であるI/OリストL1、作業者の役割に応じた権限に係る情報である権限リストL2、及び作業者に係る情報であるユーザリストL3(図1参照)を受け取る(取得する)。尚、上位層インターフェイス31は、エンジニアリング端末15に直接接続されるものであっても良く、制御ネットワークNを介して間接的にエンジニアリング端末15に接続されるものであっても良い。また、上位層インターフェイス31は、オフライン状態にあるエンジニアリング端末に接続されていても良い。
下位層インターフェイス32は、I/Oモジュール12の設定装置接続用インターフェイス23に接続され、I/Oモジュール12との間で各種情報の授受を行う。この下位層インターフェイス32としては、上述したI/Oモジュール12に設けられる設定装置接続用インターフェイス23と同様に、有線インターフェイスや無線インターフェイスを用いることができる。尚、上述した上位層インターフェイス31及び下位層インターフェイス32は、単一のインターフェイスにより実現されても良い。
格納部33は、例えばハードディスク等の外部記憶装置を備えており、機器リストマッピングデータベースDB1、履歴データベースDB2、及びチェックリストデータベースDB3を格納する。また、格納部33は、エンジニアリング端末15から得られるI/OリストL1、権限リストL2、及びユーザリストL3を格納する。ここで、機器リストマッピングデータベースDB1は、フィールド機器11及びI/Oモジュール12に対する各種設定値(設計上の設定値及び実際の設定値)、フィールド機器11及びI/Oモジュール12の配線を示す配線情報や位置を示す位置情報等が格納されるデータベースである。
履歴データベースDB2は、フィールド機器11及びI/Oモジュール12に対して行われた作業履歴(具体的な作業内容と作業が行われた日時とが対応付けられている履歴)が格納されるデータベースである。この履歴データベースDB2には、例えばI/OチャネルCN及びフィールド機器11の状態の確認試験を行って得られた情報(確認情報)に、確認試験が行われた時刻を示す情報(時刻情報)が加えられた情報が格納される。
チェックリストデータベースDB3は、フィールド機器11或いはI/Oモジュール12について確認すべき項目(チェック項目)及び手順(チェック手順)を規定する情報(チェック情報)や、その結果が格納されるデータベースである。このチェックリストデータベースDB3には、上記のチェック項目として、例えば「入力チェック」、「出力チェック」、「入力ループチェック」、「出力ループチェック」等が格納されている。尚、上記の「入力チェック」及び「出力チェック」は、入出力信号の種別(電流入力、パルス入力、mV入力、熱電対入力等の別)を確認するための項目である。
制御処理部34は、設定装置17の動作を統括して制御するとともに、フィールド機器11及びI/Oモジュール12の各種設定を行うために必要な処理を行う。この制御処理部34は、設定指示部34a、設定確認部34b、チェック部34c、I/Oタグ結合部34d、ユーザ認証部34e(認証部、認証手段)、及びユーザ権限付与部34f(権限付与部、権限付与手段)を備える。設定指示部34aは、格納部33に格納された各データベースの情報を用いて、上述したI/Oモジュール12及びフィールド機器11に対する設定指示を、下位層インターフェイス32を介して行う。
設定確認部34bは、上述したI/Oモジュール12及びフィールド機器11に対する確認指示を、下位層インターフェイス32を介して行う。また、設定確認部34bは、上記の確認指示を行って下位層インターフェイス32から得られる情報と、格納部33に格納された各データベースの情報とを比較する。そして、その比較結果を操作表示部35に表示させ、或いは上位層インターフェイス31を介してエンジニアリング端末15に通知させる。
チェック部34cは、I/Oモジュール12の試験部25と同様に、I/OチャネルCN及びフィールド機器11の状態の確認試験を行う。具体的に、チェック部34cは、格納部33のチェックリストデータベースDB3に格納されたチェック情報に基づいて、I/OチャネルCN及びフィールド機器11の状態の確認試験を行う。例えば、チェック部34cは、I/OチャネルCNの入出力に係る設定が正常に行われているか否か、或いはI/OチャネルCNとフィールド機器11との間の接続が正常に行われているか否か等を確認する確認試験を行う。
また、チェック部34cは、I/OチャネルCN及びフィールド機器11の状態の確認試験を行って得られた情報(確認情報)に、確認試験が行われた時刻を示す情報(時刻情報)を加えた情報を、履歴データベースDB2に格納する。このような情報を履歴データベースDB2に格納するのは、I/OチャネルCN及びフィールド機器11に対してどのような確認試験がいつ行われ、どのような結果が得られたのかを記録するためである。
また、チェック部34cは、I/OチャネルCN及びフィールド機器11の状態の確認試験の状況を示す進捗情報を操作表示部35に表示させ、或いは上位層インターフェイス31から外部(例えば、エンジニアリング端末15)に通知させる。上記の確認試験は、複数のI/Oモジュール12に対して並列して行われる場合がある。進捗情報が操作表示部35に表示されることで、その設定装置17が接続されているI/Oモジュール12及びフィールド機器11についての確認試験の状況を把握することができる。また、進捗情報が外部(例えば、エンジニアリング端末15)に通知されることで、全体(或いは、対象範囲内)の確認試験の状況(複数のI/Oモジュール12及びフィールド機器11についての確認試験の状況)を把握することができる。
I/Oタグ結合部34dは、コントローラ13で用いられるI/OタグT2(図4(b)参照)と、I/Oモジュール12のI/OチャネルCNの各々に設定されたI/OタグT1との対応付けを行う。詳細は後述するが、上記のI/OタグT1は、図1に示すI/OリストL1の一部をなすI/OリストL11(図4(a)参照)に含まれており、上記のI/OタグT2は、図1に示すI/OリストL1の一部をなすI/OリストL12(図4(b)参照)に含まれている。I/Oタグ結合部34dが、I/OタグT1,T2の対応付けを行うのは、I/OチャネルCNにおける入出力情報J1(図4(a)参照)と、I/OチャネルCNに接続されているフィールド機器11における入出力情報J2(図4(b)参照)とを結合させるためである。
ユーザ認証部34eは、設定装置17を使用する作業者の認証を行う。例えば、ユーザ認証部34eは、操作表示部35から入力されるユーザID及び認証用のパスワードと、予め保持しているユーザID及び認証用のパスワードとを照合することによって設定装置17を使用する作業者の認証を行う。ユーザ権限付与部34fは、格納部33から読み出したI/OリストL1、権限リストL2、及びユーザリストL3に基づいて、ユーザ認証部34eによって認証された作業者が、設定装置17を用いて行うことが可能な作業の作業権限を付与する。尚、ユーザ権限付与部34fによって行われる、具体的な作業権限の付与の詳細については後述する。
操作表示部35は、例えば表示機能と操作機能とを兼ね備えるタッチパネル式の液晶表示装置を備えており、制御処理部34から出力される各種情報を表示し、液晶表示装置の表示面に対する操作が行われた場合には、その操作に応じた操作信号を制御処理部34に出力する。尚、操作表示部35は、例えば液晶表示装置とキーボードとのように、表示機能と操作機能とが物理的に分離されているものであっても良い。
以上の制御処理部34に設けられる各ブロック(設定指示部34a、設定確認部34b、チェック部34c、I/Oタグ結合部34d、ユーザ認証部34e、及びユーザ権限付与部34f)は、各々の機能を実現するためのプログラムが、コンピュータに設けられたCPU(中央処理装置)で実行されることによって実現される。つまり、制御処理部34に設けられる各ブロックは、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することによって実現される。
ここで、上記の機能を実現するプログラムは、例えばCD−ROM又はDVD(登録商標)−ROM等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された状態で配布され、或いはインターネット等の外部のネットワークを介して配布される。設定装置17の制御処理部34に設けられる上記の各種機能は、記録媒体に記録されたプログラムを読み出してインストールすることにより、或いは外部ネットワークを介してダウンロードされたプログラムをインストールすることによりソフトウェア的に実現される。
〈I/Oリスト〉
図4は、本発明の一実施形態による設定装置で用いられるI/Oリストの一例を示す図である。I/OリストL1には、図4(a)に示すI/OリストL11と、図4(b)に示すI/OリストL12とが含まれる。I/OリストL1は、図1に示す通り、計装データベース16に格納された設計情報に基づいてエンジニアリング端末15によって作成されて設定装置17に取り込まれる。
図4(a)に示すI/OリストL11は、I/Oモジュール12のI/OチャネルCNの各々に設定されるI/OタグT1に対し、入出力情報J1及びI/O保護情報PR(第1情報)が対応付けられたリストである。入出力情報J1は、I/OチャネルCNの各々に接続されるフィールド機器11の入出力等に係る情報である。図4(a)に示す例では、入出力情報J1の項目として、「P&IDタグ」、「I/Oタイプ」、「通信方式」、「機器アドレス」、「機器モデル名」、「チャネル情報」、「I/Oチャネル試験結果」、「フィールド機器試験結果」等が挙げられている。
「P&IDタグ」は、プラントの配管・計装図(P&ID:Piping and Instrumentation Diagram)において、I/Oモジュール12に設けられたI/OチャネルCNの各々を論理的に示すために用いられるタグである。「I/Oタイプ」は、フィールド機器11の入出力の種別(アナログ信号の入力(AI)、アナログ信号の出力(AO)、ディジタル信号の入力(DI)、ディジタル信号の出力(DO)等)を示す情報である。
「通信方式」は、フィールド機器11で用いられる通信方式を示す情報である。図4(a)に示す例では、4−20mA信号を用いた通信方式、HART(登録商標)に準拠した通信方式、FF(ファウンデーションフィールドバス:Foundation Fieldbus(登録商標))に準拠した通信方式が例示されている。「機器アドレス」は、フィールド機器11に割り当てられるアドレスを示す情報であり、「機器モデル名」は、フィールド機器11の形式(モデル名)を示す情報であり、「チャネル情報」は、フィールド機器11で用いられる通信チャネルを示す情報である。
「I/Oチャネル試験結果」は、I/OチャネルCNの各々について行われた試験(例えば、状態の確認試験)の試験結果であり、「フィールド機器試験結果」は、I/OチャネルCNの各々に接続されるフィールド機器11について行われた試験(例えば、状態の確認試験)の試験結果である。図4(a)に示す例では、I/Oチャネル試験結果及びフィールド機器試験結果として、合格を示す「OK」、不合格を示す「NG」、及び試験結果が無い旨を示す「None」が挙げられている。
I/O保護情報PRは、I/OタグT1に対応付けられた入出力情報J1の変更(編集)を可とするか否かを規定するものである。このI/O保護情報PRは、入出力情報J1に含まれる「I/Oチャネル試験結果」及び「フィールド機器試験結果」の変更を可とするか否かを規定するものであるから、I/O保護情報PRは、I/OタグT1が設定されたI/OチャネルCNに対する試験の実施を可とするか否かを規定するものでもある。つまり、I/O保護情報PRは、I/OチャネルCNの状態を保護するか否かを規定するためのものである。
図4(a)に示す例では、I/O保護情報PRとして、I/O保護フラグの有無(「チェック有りのチェックボックス」及び「チェック無しのチェックボックス」)が挙げられている。I/O保護フラグが有る場合(「チェック有りのチェックボックス」の場合)には、I/OチャネルCNの状態が保護される旨を示し、I/O保護フラグが無い場合(「チェック無しのチェックボックス」の場合)には、I/OチャネルCNの状態が保護されない旨を示す。尚、I/OリストL11をエンジニアリング端末15又は設定装置17で表示させた場合には、図4(a)に示す通り、I/O保護フラグが有る行は、例えば権限が無ければ内容の変更が不可なグレーアウト状態になる。尚、I/O保護フラグの設定(変更)を行うことができる権限を有する者は、例えばシステムエンジニアである。
図4(b)に示すI/OリストL12は、I/Oモジュール12のI/OチャネルCNの各々を論理的に識別するためにコントローラ13で用いられるタグT2と、I/OチャネルCNにおける入出力情報J2とが対応付けられたリストである。図4(b)に示す例では、I/OチャネルCNにおける入出力情報J2の項目として、「P&IDタグ」、「機器タイプ」、「I/Oタイプ」、「レンジ」、「工業単位」等が挙げられている。尚、I/OリストL12は、I/O保護情報の項目が設けられているものであっても良く、I/OリストL11と一体となっているリストでもよい。更に、入出力情報J2は、I/O保護情報のチェックの有無に関わらず、フィールドエンジニアやテスター(後述する作業所掌がフィールド側に設定される作業者)による変更はできない。
「P&IDタグ」及び「I/Oタイプ」は、I/OリストL11の入出力情報J1に含まれるものと同様のものである。「機器タイプ」は、I/OチャネルCNに接続されるフィールド機器11の機能を示す情報である。図4(b)に示す例では、温度測定、流量測定、流量調整等が例示されている。「レンジ」は、I/OチャネルCNで入出力される信号の大きさの範囲(レンジ)を示す情報である。「工業単位」は、I/OチャネルCNで入出力される信号についての単位を示す情報である。例えば、I/OチャネルCNで入出力される信号が温度を示す信号である場合には、「工業単位」として“℃”が規定される。
〈権限リスト〉
図5は、本発明の一実施形態による設定装置で用いられる権限リストの一例を示す図である。権限リストL2も、図1に示す通り、計装データベース16に格納された設計情報に基づいてエンジニアリング端末15によって作成されて設定装置17に取り込まれる。権限リストL2は、作業者の役割に応じて、I/OリストL1を変更することができる範囲をI/OリストL1の項目(I/OタグT1、入出力情報J1の各項目、及びI/O保護情報PR)単位で制限するために用いられる。言い換えると、権限リストL2は、作業者の役割に応じて、I/OリストL1を変更することができる権限をI/OリストL1の上記項目単位で付与するために用いられる。
図5に示す通り、権限リストL2は、作業者の役割Q1に対し、I/OリストL1の項目毎の変更を可とするか否かを規定する可否情報EDが対応付けられたリストである。図5に示す例では、作業者の役割Q1として、「システムエンジニア」、「フィールドエンジニア」、及び「テスター」が挙げられている。また、図5に示す例では、可否情報EDとして、作業者の役割Q1とI/OリストL1の項目との組み合わせ毎の許可フラグの有無(「チェック有りのチェックボックス」及び「チェック無しのチェックボックス」)が挙げられている。尚、作業者の役割「フィールドエンジニア」は、センサ、バルブ、伝送器等の担当設備毎に役割が細分化されており、その細分化された役割毎に権限を設定できるものでも良い。
許可フラグが有る場合(「チェック有りのチェックボックス」の場合)には、その行の作業者の役割に対して、その列の項目の変更が許可される旨を示す。これに対し、許可フラグが無い場合(「チェック無しのチェックボックス」の場合)には、その行の作業者の役割に対して、その列の項目の変更が許可されない旨を示す。但し、許可フラグがある場合であっても、予め規定された作業所掌(I/OリストL1の項目の各々についての作業を、作業者の役割の何れが分担するのかを規定する情報)に含まれない場合には、変更が許可されない。このような作業所掌を用いるのは、作業者の役割に応じてI/OリストL1を変更できる範囲を厳密に制限するためである。
図5に示す例では、作業所掌として、I/OリストL1の項目毎に設定された「システム」及び「フィールド」が挙げられている。尚、この作業所掌は、プロジェクト全体を掌握する者(例えば、プロジェクトリーダ)、又は、変更権限を有する者(例えば、システムエンジニア等)であれば、設定を変更可能である。「システム」は、システムエンジニアに変更が許可されている項目である旨を示し、「フィールド」は、プラントの現場で作業するフィールドエンジニア及びテスターに変更が許可されている項目である旨を示す。このため、図5に示す例では、「システムエンジニア」の行であって「I/O保護」の列に許可フラグが有り、「I/O保護」の作業所掌が「システム」であることから、「システムエンジニア」は「I/O保護」の変更をすることが可能である。これに対し、図5に示す例では、「フィールドエンジニア」の行であって「I/Oタイプ」の列に許可フラグが有るが、「I/Oタイプ」の作業所掌が「システム」であって「フィールドエンジニア」の作業所掌に含まれないため、「フィールドエンジニア」が「I/Oタイプ」を変更することはできない。
尚、権限リストL2を設定装置17で表示させた場合には、図5に示す通り、作業所掌に含まれない範囲は、例えばグレーアウト状態になる。具体的には、作業所掌が「システム」である場合には、「フィールドエンジニア」及び「テスター」の該当マスがグレーアウト状態になる。これに対し、作業所掌が「フィールド」である場合には、「システムエンジニア」の該当マスがグレーアウト状態になる。グレーアウト状態になったマスは、許可フラグの有無に拘わらず、変更(編集)をすることができない。このため、上述した通り、「フィールドエンジニア」の行であって「I/Oタイプ」の列に許可フラグが有るが、「I/Oタイプ」の作業所掌が「フィールドエンジニア」の作業所掌に含まれないため、「フィールドエンジニア」が「I/Oタイプ」を変更することはできない。
尚、図5に示すような作業所掌に応じた表示が行われることで、作業者は、各作業者の作業所掌を即座に把握することができる。ここで、権限リストL2では、例えばグレーアウト状態になった範囲に設定された許可フラグは無効になることから、グレーアウト状態になった部分では、役割的に変更権限を有している(許可フラグが立ってる)ユーザにおいても、その部分での変更(編集)は不可となる。
〈ユーザリスト〉
図6は、本発明の一実施形態による設定装置で用いられるユーザリストの一例を示す図である。ユーザリストL3は、権限リストL2と同様に、図1に示す通り、計装データベース16に格納された設計情報に基づいてエンジニアリング端末15によって作成されて設定装置17に取り込まれる。ユーザリストL3は、作業者(ユーザ)に対して、役割を設定するために用いられる。このユーザリストL3は、役割名によって権限リストL2とリンクする。
図6に示す通り、ユーザリストL3は、作業者U1に対し、設定する役割を規定する割当情報AS1が対応付けられたリストである。図6に示す例では、作業者(ユーザ)U1として、「AAA」、「BBB」、及び「CCC」が挙げられている。また、図6に示す例では、割当情報ASとして、作業者(ユーザ)U1と役割との組み合わせ毎のフラグの有無(「チェック有りのチェックボックス」及び「チェック無しのチェックボックス」)が挙げられている。
フラグが有る場合(「チェック有りのチェックボックス」の場合)には、その行の作業者に対して、その列の役割が割り当てられる旨を示す。尚、フラグがない場合(「チェック無しのチェックボックス」の場合)には、その行の作業者に対して、その列の役割が割り当てられない旨を示す。尚、ユーザリストL3をエンジニアリング端末15又は設定装置17で表示させた場合には、図6に示す通り、フラグがない部分は、例えばグレーアウト状態になる。このような表示が行われることで、各作業者は、自身に割り当てられた役割を即座に把握することができる。
ここで、上述の通り、ユーザリストL3と権限リストL2とは役割名によってリンクしていることから、設定装置17を使用する作業者毎に、I/OリストL1を変更する権限を設定することができる。このため、例えばユーザリストL3において複数のユーザに対して「フィールドエンジニア」の役割を割り当てることで、複数の作業者が、複数の設定装置17を用いて複数のI/Oモジュール12及びフィールド機器11の設定及び試験を並列的に行う場合にも、適切な権限設定を行うことができる。
〔設定方法〕
図7は、本発明の一実施形態による設定装置を用いて行われる各種設定の作業手順を示すフローチャートである。作業が開始されると、まず設定装置17の上位層インターフェイス31がエンジニアリング端末15に接続される(工程S11)。尚、設定装置17は、エンジニアリング端末15に直接接続されても良く、制御ネットワークNを介して間接的にエンジニアリング端末15に接続されても良い。
次に、エンジニアリング端末15で作成されたI/OリストL1、権限リストL2、及びユーザリストL3が設定装置17に取得されて、格納部33に格納される(工程S12)。次いで、エンジニアリング端末15から設定装置17が取り外される(工程S13)。具体的に、設定装置17がエンジニアリング端末15に直接接続されている場合には、エンジニアリング端末15から取り外され、設定装置17がエンジニアリング端末15に間接的に接続されている場合には、制御ネットワークNから取り外される。取り外された設定装置17は、フィールド機器11及びI/Oモジュール12が設置された現地に移動される(工程S14)。
尚、上述のI/OリストL1、権限リストL2、及びユーザリストL3は、電子媒体を介して電子ファイル等の形式で、エンジニアリング端末15から設定装置17に渡されるようにしても良い。このように、エンジニアリング端末15と設定装置17との間で電子媒体を介して情報の授受が行われる場合には、図7中の工程S11,S13,S14を省略することが可能である。
その後、設定装置17の下位層インターフェイス32がI/Oモジュール12の設定装置接続用インターフェイス23に接続される(工程S15)。尚、ここでは、設定装置17がI/Oモジュール12に接続されているが、コントローラ13はI/Oモジュール12に接続されていない。このため、I/Oモジュール12では、切替部28によって、スイッチ27が閉状態に設定され、スイッチ26が開状態に設定される。
次に、設定装置17において、設定装置17を使用する作業者(ユーザ)の認証が行われる(工程S16:第1ステップ)。例えば、設定装置17の操作表示部35から入力されるユーザID及び認証用のパスワードと、予め保持しているユーザID及び認証用のパスワードとを照合することによって設定装置17を使用する作業者の認証する処理が、制御処理部34のユーザ認証部34eで行われる。尚、作業者の認証は、作業者が設定装置17にログインする時であっても、I/OリストL1を用いた設定及び試験が開始される時であってもよい。
作業者の認証が完了すると、設定装置17によってI/Oモジュール12に対する設定及び試験が実施される(工程S17)。尚、ここでいう「試験」とは、例えばアナログ信号の入力(AI)やアナログ信号の出力(AO)といった入出力タイプや、4−20mAやFFといった通信方式に関する、I/OチャネルCNを介した試験のことをいう。また、I/Oモジュール12に対する設定及び試験は、設定装置17が主体となって実施されるものとする。
図8は、図7中の工程S17において設定装置で行われる処理の詳細を示すフローチャートである。図8に示すフローチャートの処理が開始されると、まずI/Oモジュール12に設けられたI/OチャネルCNの最初の番地を設定する処理が、制御処理部34で行われる。これにより、設定及び試験の対象とされる最初のI/OチャネルCNが特定される(ステップST11)。
次に、I/OリストL1の一部をなすI/OリストL11に含まれるI/O保護情報PRを参照して、特定されたI/OチャネルCNについて、I/O保護フラグの有無を判断する処理が、制御処理部34のユーザ権限付与部34fで行われる(ステップST12)。特定されたI/OチャネルCNについてI/O保護フラグが無いと判断された場合(判断結果が「NO」の場合)には、I/OリストL11の入出力情報J1に含まれる「I/Oチャネル試験結果」が「OK」であるか否かを判断する処理が、ユーザ権限付与部34fで行われる(ステップST13)。
「I/Oチャネル試験結果」が「OK」でないと判断された場合(ステップST13の判断結果が「NO」である場合)には、制御処理部34の設定指示部34a、設定確認部34b、及びチェック部34cの処理により、特定されたI/OチャネルCNの設定及び試験が実施される(ステップST14)。具体的には、まず、特定されたI/OチャネルCNにI/OタグT1を設定する処理が設定指示部34aによって行われる。次に、I/OリストL11を用いて、特定されたI/OチャネルCNの入出力に係る設定処理が設定指示部34aによって行われる。その後、特定されたI/OチャネルCNとフィールド機器11との間の接続が正常に行われているか否か等を確認する試験が設定確認部34b及びチェック部34cによって行われる。
つまり、特定されたI/OチャネルCNは、I/O保護情報PRが設定されておらず(ステップST12の判断結果が「NO」であり)、且つ、「I/Oチャネル試験結果」が「OK」ではない(ステップST13の判断結果が「NO」である)。このため、設定装置17を使用している作業者に対し、特定されたI/OチャネルCNの設定及び試験を行う権限がユーザ権限付与部34fによって付与され(第2ステップ)、これにより、特定されたI/OチャネルCNの設定及び試験が実施される。
尚、特定されたI/OチャネルCNについて、I/O保護フラグが有ると判断された場合(ステップST12の判断結果が「YES」の場合)には、特定されたI/OチャネルCNについての入出力情報J1の変更(編集)が不可とされていることから、ステップST14の処理は行われない。また、「I/Oチャネル試験結果」が「OK」である場合(ステップST12の判断結果が「YES」である場合)には、試験が完了しており再試験の必要は無いことから、ステップST14の処理は行われない。
ステップST14の処理が完了した場合、或いは、ステップST12,ST13の判断結果が「YES」である場合には、特定されたI/OチャネルCNの番地が最終番地であるか否かを判断する処理が、制御処理部34で行われる(ステップST15)。特定されたI/OチャネルCNの番地が最終番地でないと判断された場合(ステップST15の判断結果が「NO」の場合)には、I/Oモジュール12に設けられたI/OチャネルCNの次の番地を設定する処理が、制御処理部34で行われる。これにより、設定及び試験の対象とされる次のI/OチャネルCNが特定される(ステップST16)。
尚、特定されたI/OチャネルCNに対する修正権限が無い場合、或いは特定されたI/OチャネルCNの設定内容の修正を図7中のステップS19(詳細は後述する)で行う場合もあり得る。このような場合には、上述したステップST13において、「I/Oチャネル試験結果」が「OK」とならない場合(ステップST13の判断結果が「NO」である場合)であっても、ステップST14の処理を行わずにステップST15の処理に進めるようにしても良い。
設定及び試験の対象とされる次のI/OチャネルCNが特定されると、ステップST15の判断結果が「YES」になるまで、ステップST12〜ST16の処理が繰り返される。このようにして、I/Oモジュール12に設けられたI/OチャネルCNのうち、設定及び試験の権限が作業者に付与されたI/OチャネルCNに対する設定及び試験が順次実施される。そして、特定されたI/OチャネルCNの番地が最終番地であると判断された場合(ステップST15の判断結果が「YES」の場合)には、図8に示す一連の処理が終了する。
I/Oモジュール12に対する設定及び試験が完了すると、設定装置17によってフィールド機器11に対する設定及び試験が実施される(工程S18)。尚、ここでいう「試験」も、上述した入出力タイプや通信方式に関する、I/OチャネルCNを介した試験のことをいう。また、フィールド機器11に対する設定及び試験も、設定装置17が主体となって実施されるものとする。
フィールド機器11に対する設定及び試験は、図8に示すフローチャートと同様の処理によって実施される。具体的に、図8中のステップST13における「I/Oチャネル試験結果」を「フィールド機器試験結果」と読み替え、ステップST14における「I/Oチャネル」を「フィールド機器」と読み替えれば、図7中の工程S18において設定装置で行われる処理の詳細を示すフローチャートとなる。
本工程においては、I/O保護情報PRが設定されておらず(ステップST12の判断結果が「NO」であり)、且つ、「フィールド機器試験結果」が「OK」ではない(読み替え後のステップST13の判断結果が「NO」である)I/OチャネルCNについて、設定及び試験を行う権限がユーザ権限付与部34fによって付与される(第2ステップ)。そして、制御処理部34の設定指示部34a、設定確認部34b、及びチェック部34cの処理により、特定されたI/OチャネルCNに接続されたフィールド機器の設定及び試験が実施される(ステップST14)。
尚、特定されたI/OチャネルCNに接続されたフィールド機器に対する修正権限が無い場合、或いは特定されたI/OチャネルCNに接続されたフィールド機器の設定内容の修正を図7中のステップS19(詳細は後述する)で行う場合もあり得る。このような場合には、上述したステップST13において、「フィールド機器試験結果」が「OK」とならない場合(読み替え後のステップST13の判断結果が「NO」である場合)であっても、ステップST14の処理を行わずにステップST15の処理に進めるようにしても良い。
具体的に、ステップST14では、図4(a)に示すI/OリストL11を用いて、特定されたI/OチャネルCNに接続されたフィールド機器11に固有なアドレス(機器アドレス)を設定し、固有な動作条件を設定する処理等が設定指示部34aによって行われる。その後、特定されたI/OチャネルCNに接続されたフィールド機器11と、特定されたI/OチャネルCNとの間で信号が正常に入出力されるか否か等を確認する試験が設定確認部34b及びチェック部34cによって行われる。
工程S17におけるI/Oモジュール12に対する設定及び試験と同様に、ステップST15の判断結果が「YES」になるまで、ステップST12〜ST16の処理が繰り返される。このようにして、I/Oモジュール12に設けられたI/OチャネルCNのうち、設定及び試験の権限が作業者に付与されたI/OチャネルCNに接続されたフィールド機器11に対する設定及び試験が順次実施される。
尚、I/Oモジュール12に対する設定及び試験(工程S17)、並びにフィールド機器11に対する設定及び試験(工程S18)で設定されるI/OチャネルCNの最初の番地は任意に設定することができる。例えば、先頭番地を最初の番地に設定しても良く、途中の番地を最初の番地に設定しても良い。また、I/Oモジュール12及びフィールド機器11に対して設定及び試験を行う範囲(I/OチャネルCNの範囲)を、作業者がマニュアルで指定可能にし、指定された範囲のみについて設定及び試験を行うようにしても良い。
以上の作業が終了すると、必要に応じてフィールド機器11及びI/Oモジュール12の設定内容を修正する作業が作業者によって行われる(工程S19)。この作業は、フィールド機器11及びI/Oモジュール12の設定内容を見直して調整するために行われる作業である。尚、フィールド機器11及びI/Oモジュール12の設定内容を修正する必要が無い場合には、この作業は省略される。
図9は、図7中の工程S19において設定装置で行われる処理の詳細を示すフローチャートである。図9に示すフローチャートの処理が開始されると、まず修正対象を特定する処理が制御処理部34で行われる(ステップST21)。例えば、設定装置17の操作表示部35から入力される作業者の指示に基づいてI/OリストL11を検索し、特定する処理が制御処理部34で行われる。
次に、I/OリストL1の一部をなすI/OリストL11に含まれるI/O保護情報PRを参照して、特定された修正対象が含まれる行について、I/O保護フラグの有無を判断する処理が、制御処理部34のユーザ権限付与部34fで行われる(ステップST22)。特定された修正対象が含まれる行についてI/O保護フラグが無いと判断された場合(判断結果が「YES」の場合)には、権限リストL2及びユーザリストL3を参照して、設定装置17を使用する作業者の役割が作業所掌に含まれるか否かを判断する処理が、ユーザ権限付与部34fで行われる(ステップST23)。
作業者の役割が作業所掌に含まれると判断された場合(ステップST23の判断結果が「YES」の場合)には、権限リストL2及びユーザリストL3を参照して、作業者の役割と特定された修正対象との組み合わせについての許可フラグの有無を判断する処理が、ユーザ権限付与部34fで行われる(ステップST24)。具体的には、権限リストL2において、設定装置17を使用する作業者の役割が規定された行と、特定された修正対象が規定された列の交点に、許可フラグが有るか否かを判断する処理が行われる。
上記の許可フラグが有ると判断された場合(ステップST24の判断結果が「YES」の場合)には、制御処理部34の処理により、特定された修正対象の修正が実行される(ステップST25)。つまり、特定された修正対象が含まれる行はI/O保護情報PRが設定されておらず(ステップST22の判断結果が「YES」であり)、作業者の役割は作業所掌に含まれており(ステップST23の判断結果が「YES」であり)、且つ作業者の役割と特定された修正対象との組み合わせについて許可フラグが設定されている(ステップST24の判断結果が「YES」である)。このため、設定装置17を使用している作業者に対し、特定された修正対象の設定を行う権限がユーザ権限付与部34fによって付与され(第2ステップ)、これにより、特定された修正対象の修正が実行される。
尚、特定された修正対象について、I/O保護フラグが有ると判断された場合(ステップST22の判断結果が「NO」の場合)には、特定された修正対象が含まれるI/OリストL11の行における入出力情報J1についての変更(編集)が不可とされていることから、ステップST25の処理は行われない。また、作業者の役割が作業所掌に含まれていない場合(ステップST23の判断結果が「NO」である場合)には、そもそも作業者の作業範囲に含まれないことから、ステップST25の処理は行われない。また、許可フラグが設定されていない場合(ステップST24の判断結果が「NO」である場合)には、修正対象の変更(編集)が不可とされていることから、ステップST25の処理は行われない。ステップST22,ST23,ST24の判断結果が「NO」になった場合には、例えば修正に係る権限を有していない旨を操作表示部35に表示して、作業者に知らせるようにしても良い。
ステップST25の処理が完了した場合、或いは、ステップST22,ST23,ST24の判断結果が「NO」である場合には、修正完了であるか否かを判断する処理が制御処理部34で行われる(ステップST26)。修正完了でないと判断された場合(ステップST26の判断結果が「NO」の場合)には、別の修正対象を特定する処理が制御処理部34で行われる(ステップST27)。別の修正対象が特定されると、ステップST26の判断結果が「YES」になるまで、ステップST22〜ST27の処理が繰り返される。このようにして、修正対象に対する修正が順次実施される。そして、修正完了であると判断された場合(ステップST26の判断結果が「YES」の場合)には、図9に示す一連の処理が終了する。
尚、特定されたフィールド機器に対する修正権限が無い場合、或いは特定されたフィールド機器について修正完了とはならない原因が分かっている場合(例えば、部品の調達が間に合っていない等)もあり得る。このような場合には、上述したステップST26において、修正完了でないと判断された場合(ステップST26の判断結果が「NO」の場合)であっても、図9に示す一連の処理を終了させるようにしても良い。
次に、設定装置17の格納部33に格納された各データベースの情報と、I/Oモジュール12及びフィールド機器11の設定内容とが比較され、差異の有無が制御処理部34で判断される(工程S20)。差異があると判断された場合(判断結果が「YES」の場合)には、その差異の発生が操作表示部35に表示され(工程S21)、一連の処理が終了する。尚、上記の差異が発生した場合には、設定装置17がエンジニアリング端末15に接続された後に、差異が発生した旨がエンジニアリング端末15に通知されるようにしても良い。
これに対し、上記の差異が無いと判断された場合(工程S20の判断結果が「NO」の場合)には、コントローラ13で用いられるI/OタグT2(図4(b)参照)と、I/Oモジュール12のI/OチャネルCNの各々に設定されたI/OタグT1とを対応付ける処理がI/Oタグ結合部34dで行われる(工程S22)。このI/OタグT1,T2の対応付けは、前述した特許文献1に開示された方法と同様の方法で行われる。以上の作業が終了すると、設定装置17がI/Oモジュール12から取り外され(工程S23、図7に示す一連の作業が終了する。
尚、上記の工程S23でI/Oモジュール12から取り外された設定装置17をエンジニアリング端末15に再び接続し、フィールド機器11及びI/Oモジュール12に対する設定及び試験後の情報が反映されたI/OリストL11を、エンジニアリング端末15に出力するようにしても良い。これは、設定及び試験後の情報が反映されたI/OリストL11を、エンジニアリング端末15を介して計装データベース16に格納することで、その後の運用に活用するためである。
ここで、計装データベース16に格納される上記のI/OリストL11(設定及び試験後の情報が反映されたリスト)は、少なくとも一部の試験対象についての試験が完了したものである必要がある。また、このようなI/OリストL11を計装データベース16に格納する場合には、試験が完了したI/OチャネルCN(I/Oチャネル試験結果及びフィールド機器試験結果として「OK」が得られたI/OチャネルCN)の入出力情報J1の変更を不可とする(状態を保護する)必要がある。このため、上記のI/OリストL11を計装データベース16に格納する前に、例えばシステムエンジニアの指示によって、試験が完了したI/OチャネルCNに対してI/O保護情報PRを設定し、試験完了を確認する処理が行われる。
尚、少なくとも一部の試験対象についての試験が完了したI/OリストL11(言い換えると、試験対象が未完了であるものを含むI/Oリスト)を計装データベース16に格納可能としたのは、例えば、バルブ専門の担当者であるフィールドエンジニアはバルブ部分の設定しかできないため、全てを完了させることは不可能であったり、部品調達が間に合っていない等の理由で意図的に未完了を容認する場合もあり得るからである。ここで、並列分業した場合には、部分的に完了フラグが立ったI/OリストL11が計装データベース16に集約されることにより、システムエンジニアはこれらの設定及び試験後の情報が反映されたI/Oリストを見て全体の進捗を把握することが可能になる(例えば、後述する図10中のステップST39の通知で未完了箇所を把握する等)。
図10は、本発明の一実施形態で行われる試験完了を確認する処理を示すフローチャートである。尚、図10に示すフローチャートの処理は、例えばエンジニアリング端末15で行われる。図10に示すフローチャートの処理が開始されると、まず最初の番地のI/OチャネルCNを特定する処理が行われる(ステップST31)。具体的には、設定装置17からエンジニアリング端末15に出力されたI/OリストL11を検索して最初の番地のI/OチャネルCNを特定する処理が行われる。
次に、特定されたI/OチャネルCNについて、I/O保護フラグの有無を判断する処理が行われる(ステップST32)。特定されたI/OチャネルCNについてI/O保護フラグが無いと判断された場合(判断結果が「NO」の場合)には、特定されたI/OチャネルCNについての試験結果(「I/Oチャネル試験結果」及び「フィールド機器試験結果」の双方)が「OK」であるか否かを判断する処理が行われる(ステップST33)。
特定されたI/OチャネルCNについての試験結果が「OK」であると判断された場合(ステップST33の判断結果が「YES」である場合)には、特定されたI/OチャネルCNについてI/O保護情報PRを設定する処理が行われる(ステップST34)。尚、特定されたI/OチャネルCNについて、I/O保護フラグが有ると判断された場合(ステップST32の判断結果が「YES」の場合)には、既にI/O保護情報PRが設定されていることからステップST34の処理は行われない。また、特定されたI/OチャネルCNについての試験結果が「OK」でないと判断された場合(ステップST33の判断結果が「NO」である場合)には、試験が完了していないことからステップST34の処理は行われない。
ステップST34の処理が完了した場合、ステップST32の判断結果が「YES」である場合、或いはステップST33の判断結果が「NO」である場合には、特定されたI/OチャネルCNの番地が最終番地であるか否かを判断する処理が行われる(ステップST35)。特定されたI/OチャネルCNの番地が最終番地でないと判断された場合(ステップST35の判断結果が「NO」の場合)には、次の番地のI/OチャネルCNを特定する処理が行われる。これにより、次のI/OチャネルCNが特定される(ステップST36)。
次のI/OチャネルCNが特定されると、ステップST35の判断結果が「YES」になるまで、ステップST32〜ST36の処理が繰り返される。このようにして、全てのI/OチャネルCNのうち、I/O保護情報PRが設定されておらず、且つ試験が完了しているI/OチャネルCNに対してI/O保護情報PRを設定する処理が順次行われる。
特定されたI/OチャネルCNの番地が最終番地であると判断された場合(ステップST35の判断結果が「YES」の場合)には、試験結果(「I/Oチャネル試験結果」及び「フィールド機器試験結果」の少なくとも一方)が「NG」であるI/OチャネルCNが有るか否かを判断する処理が行われる(ステップST37)。試験結果が「NG」であるI/OチャネルCNが有ると判断された場合(ステップST37の判断結果が「NO」である場合)には、試験が正常に完了した旨を通知する処理が行われ(ステップST38)、図10に示す一連の処理が終了する。これに対し、試験結果が「NG」であるI/OチャネルCNが有ると判断された場合(ステップST37の判断結果が「YES」である場合)には、試験が未完了である旨を通知する処理が行われ(ステップST39)、図10に示す一連の処理が終了する。
尚、図7に示す作業が終了すると、設定が完了したI/Oモジュール12がコントローラ13に接続される。ここで、I/Oモジュール12では、切替部28によって、スイッチ26が閉状態に設定され、スイッチ27が開状態に設定される。そして、I/Oモジュール12と操作監視端末14との間で信号の送受信が正常に行われるか否かの確認、及びフィールド機器11と操作監視端末14との間で信号の送受信が正常に行われるか否かの確認が行われる。その後、プロセス制御システム1の試運転が行われて、本稼働に移行する。
以上の通り、本実施形態では、複数のフィールド機器11をコントローラ13に接続するI/Oモジュール12の設定を行う設定装置17を使用する作業者の認証を行い、予め設定されたI/OリストL1、権限リストL2、及びユーザリストL3に基づいて、認証された作業者が設定装置17を用いて行うことが可能な作業の作業権限を付与するようにしている。ここで、I/OリストL1の一部をなすI/OリストL11には、I/Oモジュール12に設けられたI/OチャネルCNの各々について、入出力情報J1の変更を可とするか否かを規定するI/O保護情報PRが含まれており、権限リストL2には、入出力情報J1の項目等の各々について、作業者の役割に応じて内容の変更を可とするか否かを規定する可否情報ED含まれている。このため、無駄な作業や誤設定を効果的に防止することができ、スキルに応じて作業者を適切に管理することが可能である。
例えば、エンジニアリング端末15から複数の設定装置17に対して同一のI/OリストL1、権限リストL2、及びユーザリストL3が配布されている場合においても、ユーザ認証によって作業者に応じた作業権限が付与されるため、誤って他の作業者の作業所掌を変更してしまうことを防止することができる。また、仮に複数の作業者が、異なった時間に同一のI/Oモジュール12にアクセスしたとしても、ある作業者が先に設定及び試験を終えた項目を、他の作業者が後から誤って変更するといった不適切な作業を防止することができる。
以上、本発明の一実施形態による設定装置、設定方法、設定プログラム、記録媒体、及び端末装置について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、I/Oモジュール12が、アナログ信号の入力(AI)、アナログ信号の出力(AO)、ディジタル信号の入力(DI)、ディジタル信号の出力(DO)の設定が可能なI/OチャネルCNを有しており、設定装置17が、入出力情報J1に「I/Oタイプ」が含まれるI/OリストL1を用いてI/OチャネルCNの設定を行う例について説明した。しかしながら、上記の入出力の設定を行うことができないI/Oモジュール12についても、設定装置17を用いて設定及び試験を行うことが可能である。
また、上記実施形態では、I/OリストL11の入出力情報J1に「I/Oチャネル試験結果」及び「フィールド機器試験結果」が含まれる例について説明した。しかしながら、これらに加えて「作業者名」及び「試験完了時刻」を入出力情報J1に加え、試験結果が得られた時点の作業者名及び時刻を記録するようにしても良い。これにより、例えば作業レポートを使った試験結果の確認を容易に行うことが可能になる。
また、上記実施形態では、I/OリストL11のI/OチャネルCN毎に、I/OチャネルCNの状態を保護するI/O保護情報PRを設定する例について説明した。しかしながら、I/OチャネルCNの設定及び試験に関する情報を保護するI/O保護フラグと、フィールド機器11の設定及び試験に関する情報を保護するI/O保護フラグとを別々に設けるようにしても良い。このようなI/O保護フラグを設けることで、より柔軟な情報の保護が可能になる。
また、上記実施形態では、エンジニアリング端末15から得られたI/OリストL1、権限リストL2、及びユーザリストL3に基づいて、設定装置17を使用する作業者(認証済の作業者)が、設定装置17を用いて行うことが可能な作業の作業権限を付与する例について説明した。しかしながら、システムエンジニア等の変更・編集権限を有する者であれば、場所を限定せずに設定装置17上で、例えばユーザリストの編集、作業所掌の変更、ユーザ権限の変更を実施可能にしても良い。これにより、例えばエンジニアリング端末15に簡単にアクセスすることができない環境においても作業者を変えることができるため、作業遂行を速やかに行うことができる場合が考えられる。このような場合において、ユーザリストの編集権限を、例えばアドミニストレータに限定して付与することができれば、作業者のスキルに応じて作業所掌を限定しつつ、柔軟な作業の遂行を実現することができる。
また、各作業者が自らの設定対象(I/Oモジュール12、フィールド機器11等)に対する作業を行った後、その情報(設定情報、作業完了/未完了情報、テスト結果等)を、設定装置17内の格納部33に格納するようにしても良い。この情報は、いわば作業対象部分の実態を示すものともいえる。よって、この設定装置(情報)を、特許第5652444号公報に開示されている実態情報抽出装置10(図2,図8)の一部として利用しても良い。
また、上記実施形態では、I/O保護情報PRがI/OリストL11に含まれる例について説明したが、I/O保護情報PRは必ずしもI/OリストL11に含まれていなくとも良い。例えば、I/OリストL11のI/OタグT1に関連付けられた状態で、I/OリストL11とは別のリストとして用意されていても良い。また、上記実施形態では、権限リストL2に作業所掌が含まれる例について説明したが、作業所掌は権限リストL2とは別のリストとして用意されていても良い。
尚、上述した実施形態では、システムエンジニアがI/O保護情報の設定を行うとして説明しているが、I/O保護情報の設定は、システムエンジニアに限られるものではない。例えば、プラントの定期修理時においては、プロジェクト全体を掌握する者(例えば、プロジェクトリーダ)、又は、変更権限を有する者が、フィールドエンジニアが必要な作業できるようにI/O保護情報を設定するようにしても良い。
尚、設定装置17によって設定が行われるI/Oモジュールは、プロセス制御システム1のコントローラ13に接続されるものに限定されるものではなく、以下の安全計装システムの(安全)コントローラに接続されるものであってもよい。ここで、安全計装システムは、プラントに異常事態が生じたか否かを判断し、異常発生時や緊急時においてプラントを確実に安全な状態に停止させることで、人身事故や環境汚染を未然に防止するとともに高価な設備の保護を図るシステムであり、フィールド機器或いは他の安全コントローラとの通信から得られた必要な通信データによりプラントに異常事態が生じたと判断した場合に、安全制御を実現するための安全制御ロジックを実行する安全コントローラ(制御装置)を備えている。
11 フィールド機器
12 I/Oモジュール
13 コントローラ
15 エンジニアリング端末
16 計装データベース
17 設定装置
22 制御層インターフェイス
31 上位層インターフェイス
33 格納部
34e ユーザ認証部
34f ユーザ権限付与部
CN I/Oチャネル
L1 I/Oリスト
L2 権限リスト
L3 ユーザリスト
PR I/O保護情報

Claims (11)

  1. フィールド機器が接続される複数の第1接続部及び前記フィールド機器を制御するコントローラが接続される第2接続部を有するI/Oモジュールの設定を行う設定装置であって、
    前記設定装置を使用する作業者の認証を行う認証部と、
    予め設定された権限規定情報に基づいて、前記認証部で認証された前記作業者が前記設定装置を用いて行うことが可能な作業の作業権限を付与する権限付与部と、
    を備え、
    前記権限規定情報は、前記I/Oモジュールに設けられた前記第1接続部の各々について、入出力情報の変更を可とするか否かを規定する第1情報と、
    前記入出力情報の項目の各々について、作業者の役割に応じて内容の変更を可とするか否かを規定する第2情報と、
    を含む設定装置。
  2. 前記第2情報には、前記入出力情報の項目の各々についての作業を作業者の役割の何れが分担するのかを規定した作業所掌を示す情報が含まれており、
    前記権限付与部は、前記作業所掌を考慮して、前記作業者に対する作業権限の付与を行う、
    請求項1記載の設定装置。
  3. 前記権限規定情報は、作業者と作業者の役割とが対応付けられた第3情報を更に含む、請求項1又は請求項2記載の設定装置。
  4. 前記権限規定情報を格納する格納部を更に備えており、
    前記権限付与部は、前記格納部から読み出した前記権限規定情報に基づいて、前記作業者に対する作業権限の付与を行う、
    請求項1から請求項3の何れか一項に記載の設定装置。
  5. 前記第1情報は、前記I/Oモジュールに設けられた前記第1接続部の各々の前記入出力情報と対応付けられて前記格納部に格納される、請求項4記載の設定装置。
  6. 外部から前記権限規定情報を取得する取得部を更に備える、請求項1から請求項5の何れか一項に記載の設定装置。
  7. フィールド機器が接続される複数の第1接続部及び前記フィールド機器を制御するコントローラが接続される第2接続部を有するI/Oモジュールの設定を行う設定装置を用いた設定方法であって、
    前記設定装置を使用する作業者の認証を行う第1ステップと、
    前記I/Oモジュールに設けられた前記第1接続部の各々について、入出力情報の変更を可とするか否かを規定する第1情報と、前記入出力情報の項目の各々について、作業者の役割に応じて内容の変更を可とするか否かを規定する第2情報とを含む予め設定された権限規定情報に基づいて、前記第1ステップで認証された前記作業者が前記設定装置を用いて行うことが可能な作業の作業権限を付与する第2ステップと、
    を有する設定方法。
  8. コンピュータを、フィールド機器が接続される複数の第1接続部及び前記フィールド機器を制御するコントローラが接続される第2接続部を有するI/Oモジュールの設定を行う設定装置として機能させる設定プログラムであって、
    前記コンピュータを、
    前記設定装置を使用する作業者の認証を行う認証手段と、
    前記I/Oモジュールに設けられた前記第1接続部の各々について、入出力情報の変更を可とするか否かを規定する第1情報と、前記入出力情報の項目の各々について、作業者の役割に応じて内容の変更を可とするか否かを規定する第2情報とを含む予め設定された権限規定情報に基づいて、前記認証手段で認証された前記作業者が前記設定装置を用いて行うことが可能な作業の作業権限を付与する権限付与手段と、
    して機能させる設定プログラム。
  9. 請求項8記載の設定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  10. 少なくとも前記フィールド機器、前記I/Oモジュール、及び前記コントローラの設計情報を格納するデータベースに格納された前記設計情報を用いて、請求項1から請求項6の何れか一項に記載の設定装置で用いられる前記権限規定情報を生成する端末装置。
  11. 前記設定装置が接続された場合に、前記権限規定情報を複製して前記設定装置に出力する、請求項10記載の端末装置。
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