JP3662822B2 - プラント制御システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラントに配備されたインテリジェントデバイスや、これらのインテリジェントデバイスを制御するコントローラのデータをタグを用いて収集し監視を行うプラント制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のプラント制御システムとして、たとえば、図１５に示すような構成のものがある（特開平１０−６３３１５号公報参照）。
【０００３】
この従来のプラント制御システムは、プラントの各種機器に配備されたインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…と、各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…を制御するコントローラ２と、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２のデータを取り込んでその状態を監視する監視装置３と、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の制御規則をプログラム設定するコンフィグレータ４と、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…相互間を接続するフ−ルドバス５と、コントローラ２、監視装置３、およびコンフィグレータ４相互間を接続する制御バス６と、フ−ルドバス５と制御バス６との中継を行うゲートウェイ装置７とを備えている。
【０００４】
各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…は、プラントを制御するためのたとえば流量センサやバルブといった制御機器であり、各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…には、コントローラ２からの指令に基づいて所期の機能を実現するための処理部がファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…としてプログラムされている。
【０００５】
コントローラ２は、制御ロジックの任意のプログラミングが可能なもので、そのファンクションブロック２１として、たとえばＰＩＤ（比例積分微分）制御機能を実現するＰＩＤブロックがロードされる。
【０００６】
監視装置３は、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２のデータを取り込んで、これらのデータを標準部品３２として表示する表示器３１と、標準部品３２とタグの情報の関連を管理するタグ管理テーブルが格納されたタグ管理テーブルメモリ３３と、このタグ管理テーブルメモリ３３に格納されているタグ管理テーブルを参照してゲートウェイ装置７に蓄積されているタグデータを収集するタグ管理機能部３４とを備えている。
【０００７】
コンフィグレータ４は、制御規則を決めるプログラムや監視装置１で使用するタグを定義するタグ定義画面４１、および各ファンクションブロック１ａ，１ｂ，…やコントローラ２のデータを収集してゲートウェイ装置７に格納するための制御規則を設定するプログムを記述するプログラム編集画面４２を共に表示する表示器４３と、上記の各画面４１，４２を利用してプログラムデータの入力を行うキーボードやマウス等の入力手段４４と、プログラム編集画面４２で記述されたプログラムをコンパイルして実行モジュールとして出力するコンパイラ４５とを備える。
【０００８】
ゲートウェイ装置７は、フィールドバス５との通信を行うフィールドバス通信機能部７１と、制御バス６との通信を行う制御バス通信機能部７２と、コンフィグレータ４からダウンロードされた実行モジュールを実行する実行エンジン部７３と、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２で得られるタグ対応のデータを格納するタグメモリ７４とを備える。
【０００９】
次に、上記構成を有する従来のプラント制御システムにおいて、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の制御規則を設定するコンフィグレイションを行う場合の動作について、図１６に示すフローチャートを参照して説明する。なお、以下において、Ｓは各ステップを意味する。
【００１０】
まず、コンフィグレータ７の表示器４３に表示されるタグ定義画面４１において、入力手段４４を操作してプログラムや監視装置３で使用するタグを定義する（Ｓ１６１）。この定義されるタグには、タグメモリ７４のどの位置にタグを配置するかを決めるリンク番号（ＬｉｎｋＮｏ．）と、タグをプラント内で識別するためのタグ番号（ＴＡＧＮｏ．）と、タグのデータ構造を規程するタグ形式（ＴＡＧＴＹＰＥ）とが含まれる。
【００１１】
次に、プログラム編集画面４２において、入力手段４４を操作して、この定義したタグに基づいて、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２のデータを収集をして監視装置３で監視できるように、制御規則のプログラムを記述する（Ｓ１６２）。
【００１２】
たとえば、インテリジェントデバイスとして、流量センサ１ａとバルブ１ｂとがあり、流量センサ１ａの検出出力に基づいてコントローラ２によってバルブ１ｂの開度をＰＩＤ制御しようとする場合には、流量センサ１ａの検出データをゲートウェイ装置７のタグメモリ７４に格納し、また、コントローラ２のファンクションブロック２１でバルブ１ｂの開度がＰＩＤ制御される場合の開度データをゲートウェイ装置７のタグメモリ７４に格納するといったような制御規則を、プログラム編集画面４２でプログラムによって記述する。そして、このプログラムをコンパイラ４５によってコンパイルして実行モジュールを生成する（Ｓ１６３）。
【００１３】
また、コンフィグレータ４は、監視装置３において標準部品３２とタグの情報の関連を管理するために、タグ管理テーブルを生成し、このタグ管理テーブルを監視装置３に転送する（Ｓ１６４）。監視装置３では、この転送されてきたタグ管理テーブルをタグ管理テーブルメモリ３３に格納する。
【００１４】
一方、コンフィグレータ４は、コンパイラ４５で生成された実行モジュールをゲートウェイ装置１３にダウンロードする（Ｓ１６５）。
【００１５】
このようにして、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の制御規則をプログラム設定することで、コンフィグレーションが終了すると、その後は、ゲートウェイ装置７の実行エンジン部７３が、コンフィグレータ４よりダウンロードされた実行モジュールを参照して命令を実行することで、流量センサやバルブなどのインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…およびコントローラ２からデータを収集してタグメモリ７４の該当するエリアにそのデータを一定の周期で書き込む。
【００１６】
また、監視装置３は、そのタグ管理機能部３４がタグ管理テーブルメモリ３３に記憶されているタグ管理テーブルを参照して、ゲートウェイ装置７のタグメモリ７４の格納されているタグの情報を定周期で読み出し、このタグの情報を表示器３１の各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…に対応して設定された標準部品３２の画面に表示する。
【００１７】
たとえば、上記の例では、流量センサ１ａの検出出力に基づいてコントローラ２によってＰＩＤ制御されるバルブ１ｂの開度のデータがゲートウェイ装置７のタグメモリ７４から読み出されて、監視装置３の表示器３１に標準部品３２として表示される。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のプラント制御システムは、コンフィグレイションのために監視装置３の標準部品３２と対応する標準データ構造のタグを生成するためには、コンフィグレータ４のプログラム編集画面４２を用いて、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の制御規則をプログラムによって逐一記述する必要があり、手間がかかっている。
【００１９】
しかも、タグを変更する際には、タグの変更のみならず、この制御規則を設定するプログラムも同時に変更せねばならず、さらに、コンパイラ４５によるコンパイルや、ゲートウェイ装置７への実行モジュールのダウンロードが必要になるため、エンジニアリングに時間がかかるといった問題があった。
【００２０】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、オペレータは、インテリジェントデバイスやコントローラについて、そのファンクションブロックを画面上で接続するだけで、インテリジェントデバイスやコントローラを監視するためのタグ管理テーブルと、タグと各デバイスのファンクションブロックを関係付けるマッピングテーブルとが自動的に生成されるようにし、これらのテーブルを利用することで、コンフィグレイションのためのプログラミングとインテリジェントデバイスやコントローラの監視とを可能にし、エンジニアリングに要する時間を短縮したプラント制御システムを提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明に係るプラント制御システムは、プラントに配備されたインテリジェントデバイスと、各インテリジェントデバイスを制御するコントローラと、前記インテリジェントデバイスやコントローラのデータを取り込んでその状態を監視する監視装置と、前記インテリジェントデバイスやコントローラの制御規則を設定するコンフィグレータと、前記インテリジェントデバイス相互間を接続するフ−ルドバスと、前記コントローラ、監視装置、およびコンフィグレータ相互間を接続する制御バスと、前記フ−ルドバスと制御バスとの中継を行うゲートウェイ装置とを備えており、前記コンフィグレータは、前記インテリジェントデバイスやコントローラのファンクションブロックの階層構造を表示するブラウザと、このブラウザからタグコンフィグレーション画面上にファンクションブロックをドラッグ＆ドロップして該ファンクションブロックを接続することで、前記監視装置によるタグ管理用のタグ管理テーブルおよびゲートウェイ装置におけるインテリジェントデバイスやコントローラのタグ格納位置を特定するマッピングテーブルを生成するテーブル作成手段とを有し、前記ゲートウェイ装置は、前記フイールドバスとの通信を行うフィールドバス通信機能部と、前記制御バスとの通信を行う制御バス通信機能部と、前記コンフィグレータからダウンロードされたマッピングテーブルを記憶するマッピングテーブルメモリと、このマッピングテーブルメモリに記憶されているマッピングテーブルを参照して前記インテリジェントデバイスやコントローラからのタグ対応のデータを収集するゲートウェイ処理部と、前記インテリジェントデバイスやコントローラのタグを格納するタグメモリとを備え、前記監視装置は、インテリジェントデバイスやコントローラの情報を標準部品として表示する表示器と、前記コンフィグレータから転送されるタグ管理テーブルを記憶するタグ管理テーブルメモリと、このタグ管理テーブルメモリに記憶されているタグ管理テーブルを参照して前記ゲートウェイ装置のタグメモリに蓄積されているタグデータを収集するタグ管理機能部とを含むことを特徴としている。
【００２２】
請求項２記載の発明に係るプラント制御システムは、請求項１記載の構成において、前記コンフィグレータは、オペレータによるタグのコンフィグレーションの実施後にタグ管理テーブルを自動的に監視装置に送信するタグ一致機能部を備える一方、前記監視装置は、前記コンフィグレータのタグ一致機能部からのタグ管理テーブルを前記タグ管理テーブルメモリに自動的に記憶するタグ一致機能部を備えていることを特徴としている。
【００２３】
請求項３記載の発明に係るプラント制御システムは、請求項１記載の構成において、前記監視装置にタグ一致機能部とタグ管理テーブルメモリとを設ける代わりに、ゲートウェイ装置にタグ一致機能部とタグ管理テーブルメモリとを設け、前記監視装置は、ゲートウェイ装置のタグ管理テーブルを参照することで監視データを収集することを特徴としている。
【００２４】
請求項４記載の発明に係るプラント制御システムは、請求項１記載の構成において、前記ゲートウェイ装置を複数台備えるとともに、コンフィグレータには、複数定義したタグを複数の各ゲートウェイ装置の内のいずれに割り当てるかを定義するタグ配置機能部を備えることを特徴としている。
【００２５】
請求項５記載の発明に係るプラント制御システムは、請求項４記載の構成において、前記コンフィグレータは、各ゲートウェイ装置にダウンロードされるタグの数やプログラムの情報に基づいて各ゲートウェイ装置における負荷を計算し、いずれのゲートウェイ装置にタグを割り付けるべきかを自動設定するゲートウェイ処理負荷計算機能部を備えることを特徴としている。
【００２６】
請求項６記載の発明に係るプラント制御システムは、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の構成において、前記コンフィグレータは、前記タグコンフィグレーション画面において定義したタグの情報と実際のインテリジェントデバイスやコントローラの状態とが一致しているか否かを検出して、不一致の場合には前記タグコンフィグレーション画面にその旨を表示するタグ照合機能部を備えることを特徴としている。
【００２７】
請求項７記載の発明に係るプラント制御システムは、請求項６記載の構成において、前記コンフィグレータは、オンライン時において前記タグ照合機能部を定周期で起動させて前記インテリジェントデバイスやコントローラの故障や離脱の発生をリアルタイムで検知させる定周期監視部を備えることを特徴としている。
【００２８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図であり、図１５に示した従来技術に対応する部分には同一の符号を付す。
【００２９】
図１において、１ａ，１ｂ，…はプラントに配備されたインテリジェントデバイス、２は各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…を制御するコントローラ、３はインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２のデータを取り込んでその状態を監視する監視装置、４はインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の制御規則を設定するコンフィグレータ、５はインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…相互間を接続するフ−ルドバス、６はコントローラ２、監視装置３、およびコンフィグレータ４相互間を接続する制御バス、７はフ−ルドバス５と制御バス６との中継を行うゲートウェイ装置である。
【００３０】
上記のコンフィグレータ７は、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の各ファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…，２１の階層構造を図示しない表示器に表示するブラウザ４６と、このブラウザ４６から表示器のタグコンフィグレーション画面４７上に各ファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…，２１のアイコンをドラッグ＆ドロップして該ファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…，２１を接続する操作を行うキーボードやマウス等の入力手段４４と、この入力手段４４によるタグコンフィグレーション画面４７上の操作によって監視装置３によるタグ管理用の管理テーブル（図３参照）およびゲートウェイ装置７におけるインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２からのタグ対応のデータの格納位置を特定するマッピングテーブル（図２参照）をそれぞれ生成するテーブル作成手段４８とを備えている。
【００３１】
監視装置３は、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の情報を標準部品として表示する表示器３１と、コンフィグレータ４から転送されるタグ管理テーブルを記憶するタグ管理テーブルメモリ３３と、このタグ管理テーブルメモリ３３に記憶されているタグ管理テーブルを参照してゲートウェイ装置７のタグメモリ７４に蓄積されているデータを収集するタグ管理機能部３４とを含む。
【００３２】
ゲートウェイ装置７は、フイールドバス５との通信を行うフィールドバス通信機能部７１と、制御バス６との通信を行う制御バス通信機能部７２と、コンフィグレータ４からダウンロードされるマッピングテーブルを記憶するマッピングテーブルメモリ７５と、このマッピングテーブルメモリ７５に記憶されているマッピングテーブルを参照して各フィールドデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２からのタグ対応のデータを収集するゲートウェイ処理部７６と、各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２のタグデータを格納するタグメモリ７４とを備える。
【００３３】
図２はコンフィグレータ４のテーブル作成手段４８で作成されるマッピングテーブルの内容を示す説明図である。
このマッピングテーブルは、ゲートウェイ装置７のタグメモリ７４のどの位置にタグを配置するかを決定するリンク番号（ＬｉｎｋＮｏ．）と、タグを識別するためにプラント間で重複しないように付されたタグ番号（ＴＡＧＮｏ.）と、タグのデータ構造を示すタグ形式（ＴＡＧＴＹＰＥ）と、タグに割り付けられたインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２上の各ファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…，２１が所属するノードのアドレスと、そのノード内でファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…，２１が割り付けられているＦＢ（ファンクションブロック）アドレスとがそれぞれ設定されている。そして、ノードアドレスとＦＢアドレスとでタグメモリ７４における各ファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…，２１のデータ格納位置が特定される。
【００３４】
図３はコンフィグレータ４のテーブル作成手段４８で作成されるタグ管理テーブルの内容を示す説明図である。
このタグ管理テーブルは、タグのデータが存在するコントローラアドレスと、タグメモリ７４のどの位置にタグを配置するかを決めるリンク番号（ＬｉｎｋＮｏ．）と、タグをプラント内で識別するためのタグ番号（ＴＡＧＮｏ．）とを備える。
【００３５】
次に、この実施の形態１のプラント制御システムにおいて、コンフィグレイションを行う場合の動作について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３６】
コンフィグレータ４のブラウザ４６にオフライン（またはオンライン）で、プラントで使用可能なインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の所期の機能を実現するためのファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…２１をツリー状に表示する（Ｓ４１）。
【００３７】
次に、オペレータが入力手段４４を操作して、これらのファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…，２１をタグコンフィグレーション画面４７上にドラッグ＆ドロップしてから各ファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…，２１を接続し、データの送受信関係を決定する（Ｓ４２）。
【００３８】
たとえば、インテリジェントデバイスとして、流量センサ１ａとバルブ１ｂとがあり、流量センサ１ａの検出出力に基づいてコントローラ２によってバルブ１ｂの開度をＰＩＤ制御しようとする場合には、流量センサ１ａ、コントローラ２、バルブ１ｂの各ファンクションブロック１１ａ，２１，１１ｂをタグコンフィグレーション画面４７上にドラッグ＆ドロップして、各ファンクションブロック１１ａ，２１，１１ｂを互いに接続するようにする。
【００３９】
続いて、オペレータは、タグ番号（ＴＡＧＮｏ.）と、タグタイプ（ＴＡＧＴＹＰＥ）とをそれぞれ指定する（Ｓ４２）。
これに応じて、テーブル作成手段４８は、自動的に図２に示したマッピングテーブルと図３に示したタグ管理テーブルとを生成する（Ｓ４３）。
【００４０】
次に、オペレータは入力手段４４を操作して、テーブル作成手段４８で生成されたタグ管理テーブルをタグバインドにて監視装置３に転送する（Ｓ４４）。これにより、監視装置３のタグ管理テーブルメモリ３３にはこのタグ管理テーブルが格納される。また、コンフィグレータ４は、ゲートウェイ装置７にマッピングテーブルをダウンロードする（Ｓ４５）。これにより、ゲートウェイ装置７のマッピングテーブルメモリ７５にマッピングテーブルが格納される。
【００４１】
こうして、コンフィグレーションが完了すると、その後は、ゲートウェイ装置７のゲートウェイ処理部７６が、マッピングテーブルメモリ７５に格納されているマッピングテーブルに従って、一定の周期でコントローラ２と各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…に対してタグ対応のデータ収集を行い、それらのデータをタグメモリ７４の該当する領域に格納する。
【００４２】
また、監視装置３は、そのタグ管理機能部３４がタグ管理テーブルメモリ３３に記憶されているタグ管理テーブルを参照して、ゲートウェイ装置７のタグメモリ７４の格納されているタグの情報を定周期で読み出し、このタグの情報を表示器３１の各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…に対応して設定された標準部品３２の画面に表示する。
【００４３】
たとえば、上記の例では、流量センサ１ａの検出出力に基づいてコントローラ２によってＰＩＤ制御されるバルブ１ｂの開度のタグデータがゲートウェイ装置７のタグメモリ７４にあるタグ番号Ｆ１Ｃ００１のエリアから読み出されて、監視装置３の表示器３１に標準部品３２として表示される。
【００４４】
このように、ファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…，２１がインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２に分散されている場合、従来は、オペレイタがコンフィグレータ４においてインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２のデータ収集のための制御規則をプログラム編集画面４２上でプログラムによって逐一記述していたが、この実施の形態１では、タグコングレーション画面４７においてファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…，２１を組合せるだけで、マッピングテーブルとタグ管理テーブルとが自動生成され、これらのテーブルによってタグによるプログラミングと監視が可能になるため、コントロールロジックや監視画面のエンジニアジングに要する時間を短くすることができる。
【００４５】
実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図であり、図１に示した実施の形態１と対応する部分には同一の符号を付す。
【００４６】
この実施の形態２のプラント制御システムの特徴は、図１に示した実施の形態１の構成に加えて、コンフィグレータ４には、テーブル作成手段４８によってタグンフィグレーション画面４７で生成されたタグ管理テーブルを自動的に読み込んで監視装置１に転送するタグ一致機能部４９が設けられる一方、監視装置３にはコンフィグレータ４から転送されるタグ管理テーブルを取り込んでタグ管理テーブルメモリ３３に自動的に格納するタグ一致機能部３５が設けられていることである。
その他の構成は、図１に示した実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００４７】
次に、この実施の形態２のプラント制御システムにおいてコンフィグレイションを行う場合の動作について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。
図６において、Ｓ６１〜Ｓ６３、およびＳ６５は、上記の実施の形態１におけるフローチャート（図４）のＳ４１〜Ｓ４３およびＳ４５と基本的に同じであるが、この実施の形態２では、Ｓ６４において、コンフィグレータ４のテーブル作成手段４８によって生成されたタグ管理テーブルがタグ一致機能部４９で自動的に監視装置３に転送され、これに応じて監視装置３のタグ一致機能部３５がこのタグ管理テーブルをタグ管理テーブルメモリ３３に格納する。これにより、常にタグ管理テーブルの一致が行われる。
【００４８】
実施の形態１では、コンフィグレータ４で生成したタグ管理テーブルと監視装置３に格納されるタグ管理テーブルの内容を一致させるために、入力手段４４を用いてタグバインドの処理を手動で実行していたが、この実施の形態２では、タグ一致機能部４９，３５で自動的にこのバインド作業が行なわれるので、常に監視装置３とコンフィグレータ４との間でタグ定義が一致し、不一致に伴う不具合発生を無くすことができ、品質向上とエンジニアリング時間の短縮を図ることができる。
【００４９】
実施の形態３．
図７は本発明の実施の形態３におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図であり、図５に示した実施の形態２に対応する部分には同一の符号を付す。
【００５０】
この実施の形態３のプラント制御システムの特徴は、図５に示した実施の形態２では、監視装置３にタグ管理機能部３４とタグ一致機能部３５とを設けているが、その代わりに、ゲートウェイ装置７にタグ一致機能部７７とタグ管理テーブルメモリ７８とが設けられていることである。
その他の構成は、図５に示した実施の形態２の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００５１】
次に、この実施の形態３のプラント制御システムにおいてコンフィグレイションを行う場合の動作について、図８に示すフローチャートを参照して説明する。
図８において、Ｓ８１〜Ｓ８３、およびＳ８５は、上記の実施の形態２におけるフローチャート（図６）のＳ６１〜Ｓ６３およびＳ６５と基本的に同じであるが、この実施の形態３では、Ｓ８４において、コンフィグレータ４のテーブル作成手段４８によって生成されたタグ管理テーブルがタグ一致機能部４９で自動的にゲートウェイ装置７に転送され、タグ管理テーブルメモリ７８に格納されるので、常にタグ管理テーブルの一致が行われる。
【００５２】
このように、上記の実施の形態１，２では、監視装置３内にタグ管理テーブルメモリ３３を設けているのに対して、この実施の形態３では、ゲートウェイ装置７内にタグ一致機能部７７とタグ管理テーブルメモリ７８とを設けているので、監視装置３を新規に入れ替えるとき、コンフィグレータ４と監視装置３との間でタグデータの一致をとるため処理が不要となり、監視装置３を新規に入れ替える時のエンジニアリングのコストを低減することができる。
【００５３】
実施の形態４．
図９は本発明の実施の形態４におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図であり、図１に示した実施の形態１に対応する部分には同一の符号を付す。
【００５４】
この実施の形態４のプラント制御システムの特徴は、実施の形態１の構成に対して、複数のゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…が設けられており、また、コンフィグレータ４には、複数定義したタグを各ゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…の内のいずれに割り当てるかを定義するタグ配置機能部５０が設けられていることである。
【００５５】
ここで、各ゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…の構成は基本的に同じである。また、いずれの各ゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…にインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，１ｃ，…やコントローラ２の各ファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，…，２１を割り当てるかは、マッピングテーブルのノードアドレスとＦＢアドレスとによって規定される。ここでは、流量センサ１ａ、バルブ１ｂの各ファンクションブロック１１ａ，１１ｂは、一方のゲートウェイ装置７ａに、温度センサ１ｃのファンクションブロック１１ｃ，１１ｃが他のゲートウェイ装置７ｂにそれぞれ所属するように割り当てられるものとする。
その他の構成は、実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００５６】
次に、この実施の形態４のプラント制御システムにおいてコンフィグレイションを行う場合の動作について、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。
図１０において、Ｓ１０１，Ｓ１０２は、上記の実施の形態１におけるフローチャート（図４）のＳ４１，Ｓ４２と基本的に同じであるが、この実施の形態４では、Ｓ１０３において、オペレータが各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，１ｃ，…やコントローラ２の各ファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，…，２１のタグをいずれのゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…割り当てるかを設定すると、このタグ配置情報がタグ配置機能部５０に登録されるので、テーブル作成手段４８は、このタグ配置機能部５０のタグ配置情報に基づいてマッピングテーブルとタグ管理テーブルを作成する。
【００５７】
次に、オペレータは入力手段４４を操作して、テーブル作成手段４８で生成されたタグ管理テーブルをタグバインドにて監視装置に転送する（Ｓ１０４）。また、コンフィグレータ４は、タグ配置機能部５０のタグ配置情報に基づいて、所定のゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…にマッピングテーブルをダウンロードする（Ｓ１０５）。これにより、各ゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…のマッピングテーブルメモリ７５にマッピングテーブルが格納される。
【００５８】
上記の実施の形態１のように、マッピングテーブルをダウンロードするゲートウェイ装置７を単一のものとした場合には、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の数が増加したときに、ゲートウェイ装置７のデータ処理の負荷が大きくなって定周期でタグメモリ７４を更新するのが困難になるが、この実施の形態４では、複数のゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…を設けて、各ゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…のマッピングテーブルメモリ７５にマッピングテーブルを分散配置しているので、タグメモリ７４の更新を分散化することができ、高速なデータの更新が可能となる。
【００５９】
実施の形態５．
図１１は本発明の実施の形態５におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図であり、図９に示した実施の形態４と対応する部分には同一の符号を付す。
【００６０】
この実施の形態５のプラント制御システムの特徴は、実施の形態４の構成に対して、コンフィグレータ７内に、現在の各ゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…にマッピングされたタグの数やプログラムの情報に基づいて、各ゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…における負荷を計算し、いずれのゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…にタグを割り付けるべきかを自動設定するゲートウェイ処理負荷計算機能部５１を備えていることである。
その他の構成は、図９に示した実施の形態４の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００６１】
次に、この実施の形態５のプラント制御システムにおいてコンフィグレイションを行う場合の動作について、図１２に示すフローチャートを参照して説明する。
図１２において、Ｓ１２１〜Ｓ１２５は、上記の実施の形態４におけるフローチャート（図１０）のＳ１０１〜Ｓ１０５と基本的に同じであるが、この実施の形態５では、Ｓ１２６において、ゲートウェイ処理負荷計算機能部５１が、各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，１ｃ，…やコントローラ２の各ファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，…，２１のタグをいずれのゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…割り付けるべきかを自動的に設定し、このタグ配置情報をタグ配置機能部５０に登録する。テーブル作成手段４８は、このタグ配置機能部５０のタグ配置情報に基づいてマッピングテーブルとタグ管理テーブルを作成する。
【００６２】
上記の実施の形態４では、タグを定義する際に、どのゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…にタグを配置するかをオペレータ自身が決定する必要があり、多数のタグのコンフィグレーションが必要となる大規模なシステムでは管理が困難であったが、この実施の形態５では、ゲートウェイ処理負荷計算機能部５１によって、各ゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…の処理が偏らずに平滑となるように、いずれのゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…にタグを割り付けるべきかが自動的に設定されるので、オペレータはどのゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…にタグを配置するかを管理する必要がなくなり、エンジニアリング時間を低減することができる。
【００６３】
実施の形態６．
図１３は本発明の実施の形態６におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図であり、図１に示した実施の形態１と対応する部分には同一の符号を付す。
【００６４】
この実施の形態６におけるプラント制御システムの特徴は、実施の形態１の構成に加えて、コンフィグレータ４内に、タグコンフィグレーション画面４７において定義したタグの情報とインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の実際の状態とが一致しているか否かを検出して、不一致の場合にはタグコンフィグレーション画面４７にその旨を表示するタグ照合機能部５２が設けられていることである。
その他の構成は、図１に示した実施の形態１と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００６５】
実施の形態１では、コンフィグレータ４で定義したタグに割り付けられたインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２が正常に動作しているか、また、コンフィグレーションの結果と実際の機器の接続が一致しているか否かといった照合をオペレータ自身が実施する必要があったが、この実施の形態６では、タグ照合機能部５２によって各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の動作をモニタして、その故障や離脱を検知し、タグコンフィグレイション画面４７に不良なファンクションブロックを表示するため、各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の入れ替えや故障を早期に発見でき、エンジニアリング時間を低減することができる。
【００６６】
実施の形態７．
図１４は本発明の実施の形態７のプラント制御システムの構成を示すブロック図であり、図１３に示した実施の形態６に対応する部分には同一の符号を付す。
【００６７】
この実施の形態７のプラント制御システムの特徴は、実施の形態６の構成に加えて、コンフィグレータ４内に、オンライン時にタグ照合機能部５２を定周期に起動して、タグの照合を行い、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の故障や離脱をリアルタイムに検知させる定周期監視部５３が設けられていることである。
その他の構成は、図１３に示した実施の形態６の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００６８】
実施の形態６では、タグ照合機能部５２は設けられているものの、リアルタイムで照合が行われないため、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の故障や離脱の検知が遅れる場合があったが、この実施の形態７のように、定周期監視部４７を設けて定周期でインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の故障や離脱を検知するとで、故障時の平均修復時間（ＭＴＴＲ）を短くするとができる。
【００６９】
なお、上記の各実施の形態１〜７のプラント制御システムにおいては、制御バス６とフィールドバス５とを別個に設けているが、同一バスでも構成することができる。また、ゲートウェイ装置７にタグを割り付けているが、この割付は通常のプログラマブルコントローラに対しても、データ収集機能部を搭載していれば、実現可能である。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明に係るプラント制御システムは、オペレータはコンフィグレータのタグコングレーション画面において、インテリジェントデバイスやコントローラに搭載されたファンクションブロックをドラグ＆ドロップの操作によって接続するだけで、タグ管理テーブルとマッピングテーブルとが自動的に生成され、これらのテーブルを監視装置やゲートウェイ装置に転送することでこれらの装置に対するコンフィグレイションが実施されるので、コントローラやインテリジェントデバイスにファンクションブロックが分散されている場合でも、コントローラやインテリジェントデバイスのタグデータを収集して監視することが可能になり、エンジニアジングに要する時間を短くすることができる。
【００７１】
請求項２記載の発明に係るプラント制御システムは、コンフィグレータで生成したタグ定義と監視装置のタグ管理テーブルを一致させるために、タグバインドの処理を手動で実行しなくても、タグ一致機能部で自動的にこのバインド作業を行えるため、常に監視装置とコンフィグレータの間でタグ定義が一致し、不一致に伴う不具合発生を無くすことで、品質向上とエンジニアリング時間の短縮を図ることができる。
【００７２】
請求項３記載の発明に係るプラント制御システムは、タグ一致機能部とタグ管理テーブルとをゲートウェイ装置内に配置しているので、監視装置を新規に入れ替えるとき、コンフィグレータと監視装置との間でタグデータの一致をとるため処理が不要となり、監視装置の交換時時のエンジニアリングのコストを低減することができる。
【００７３】
請求項４記載の発明に係るプラント制御システムは、複数のゲートウェイ装置を設け、各々のゲートウェイ装置にマッピングテーブルを分散配置しているので、タグメモリの更新を分散化することができ、ゲートウェイ処理の負荷が低くなるため、定周期でタグメモリのデータ内容を更新することが可能となる。
【００７４】
請求項５記載の発明に係るプラント制御システムは、タグを定義する際に、どのゲートウェイ装置にタグを配置するかをオペレータ自身が決定しなくても、ゲートウェイ処理負荷計算機能部で自動的に決定されるため、多数のタグのコンフィグレーションが必要となる大規模なシステムにおいても管理が可能となり、エンジニアリング時間を低減することができる。
【００７５】
請求項６記載の発明に係るプラント制御システムは、コンフィグレータで定義したタグに割り付けられたデバイスやコントローラが正常に動作しているか、また、コンフィグレーションの結果と実際の機器の接続が一致しているか否かといった照合をオペレータ自身が実施しなくても、タグ照合機能部によって容易に不一致検出を行うことができるので、機器の入れ替えや故障を早期に発見でき、エンジニアリング時間を低減することができる。
【００７６】
請求項７記載の発明に係るプラント制御システムは、定周期監視部によってリアルタイムで照合が行われるため、デバイスやコントローラの放障や離脱の検知を早期に行うことができ、故障時の平均修復時間（ＭＴＴＲ）を短くするとができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】 実施の形態１において使用されるマッピングテーブルを示す説明図である。
【図３】 実施の形態１において使用されるタグ管理テーブルを示す説明図である。
【図４】 実施の形態１でのコンフィグレーションの手順を示すフローチャートである。
【図５】 本発明の実施の形態２におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図である。
【図６】 実施の形態２でのコンフィグレーションの手順を示すフローチャートである。
【図７】 本発明の実施の形態３におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図である。
【図８】 実施の形態３でのコンフィグレーションの手順を示すフローチャートである。
【図９】 本発明の実施の形態４におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】 実施の形態４でのコンフィグレイションの手順を示すフローチャートである。
【図１１】 本発明の実施の形態５におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１２】 実施の形態５でのコンフィグレーションの手順を示すフローチャートである。
【図１３】 本発明の実施の形態６におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１４】 本発明の実施の形態７におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１５】 従来のプラント制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１６】 従来のコンフィグレイションの手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ インテリジェントデバイス、２ コントローラ、３ 監視装置、４ コンフィグレータ、５ フィールドバス、６ 制御バス、７，７ａ，７ｂ ゲートウェイ装置、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ ファンクションブロック、２１ ファンクションブロック、３１ 表示器、３３ タグ管理テーブルメモリ、３４ タグ管理機能部、３５ タグ一致機能部、４４ 入力手段、４６ ブラウザ、４７ タグコンフィグレーション画面、４８ テーブル作成手段、４９ タグ一致機能部、５０ タグ配置機能部、５１ ゲートウェイ処理負荷計算機能部、５２ タグ照合機能部、５３ 定周期監視部、７１ フィールドバス通信機能部、７２ 制御バス通信機能部、７４ タグメモリ、７５ マッピングテーブルメモリ、７６ ゲートウェイ処理部、７７ タグ一致機能部、７８ タグ管理テーブルメモリ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラントに配備されたインテリジェントデバイスや、これらのインテリジェントデバイスを制御するコントローラのデータをタグを用いて収集し監視を行うプラント制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のプラント制御システムとして、たとえば、図１５に示すような構成のものがある（特開平１０−６３３１５号公報参照）。
【０００３】
この従来のプラント制御システムは、プラントの各種機器に配備されたインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…と、各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…を制御するコントローラ２と、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２のデータを取り込んでその状態を監視する監視装置３と、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の制御規則をプログラム設定するコンフィグレータ４と、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…相互間を接続するフ−ルドバス５と、コントローラ２、監視装置３、およびコンフィグレータ４相互間を接続する制御バス６と、フ−ルドバス５と制御バス６との中継を行うゲートウェイ装置７とを備えている。
【０００４】
各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…は、プラントを制御するためのたとえば流量センサやバルブといった制御機器であり、各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…には、コントローラ２からの指令に基づいて所期の機能を実現するための処理部がファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…としてプログラムされている。
【０００５】
コントローラ２は、制御ロジックの任意のプログラミングが可能なもので、そのファンクションブロック２１として、たとえばＰＩＤ（比例積分微分）制御機能を実現するＰＩＤブロックがロードされる。
【０００６】
監視装置３は、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２のデータを取り込んで、これらのデータを標準部品３２として表示する表示器３１と、標準部品３２とタグの情報の関連を管理するタグ管理テーブルが格納されたタグ管理テーブルメモリ３３と、このタグ管理テーブルメモリ３３に格納されているタグ管理テーブルを参照してゲートウェイ装置７に蓄積されているタグデータを収集するタグ管理機能部３４とを備えている。
【０００７】
コンフィグレータ４は、制御規則を決めるプログラムや監視装置１で使用するタグを定義するタグ定義画面４１、および各ファンクションブロック１ａ，１ｂ，…やコントローラ２のデータを収集してゲートウェイ装置７に格納するための制御規則を設定するプログムを記述するプログラム編集画面４２を共に表示する表示器４３と、上記の各画面４１，４２を利用してプログラムデータの入力を行うキーボードやマウス等の入力手段４４と、プログラム編集画面４２で記述されたプログラムをコンパイルして実行モジュールとして出力するコンパイラ４５とを備える。
【０００８】
ゲートウェイ装置７は、フィールドバス５との通信を行うフィールドバス通信機能部７１と、制御バス６との通信を行う制御バス通信機能部７２と、コンフィグレータ４からダウンロードされた実行モジュールを実行する実行エンジン部７３と、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２で得られるタグ対応のデータを格納するタグメモリ７４とを備える。
【０００９】
次に、上記構成を有する従来のプラント制御システムにおいて、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の制御規則を設定するコンフィグレイションを行う場合の動作について、図１６に示すフローチャートを参照して説明する。なお、以下において、Ｓは各ステップを意味する。
【００１０】
まず、コンフィグレータ７の表示器４３に表示されるタグ定義画面４１において、入力手段４４を操作してプログラムや監視装置３で使用するタグを定義する（Ｓ１６１）。この定義されるタグには、タグメモリ７４のどの位置にタグを配置するかを決めるリンク番号（ＬｉｎｋＮｏ．）と、タグをプラント内で識別するためのタグ番号（ＴＡＧＮｏ．）と、タグのデータ構造を規程するタグ形式（ＴＡＧＴＹＰＥ）とが含まれる。
【００１１】
次に、プログラム編集画面４２において、入力手段４４を操作して、この定義したタグに基づいて、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２のデータを収集をして監視装置３で監視できるように、制御規則のプログラムを記述する（Ｓ１６２）。
【００１２】
たとえば、インテリジェントデバイスとして、流量センサ１ａとバルブ１ｂとがあり、流量センサ１ａの検出出力に基づいてコントローラ２によってバルブ１ｂの開度をＰＩＤ制御しようとする場合には、流量センサ１ａの検出データをゲートウェイ装置７のタグメモリ７４に格納し、また、コントローラ２のファンクションブロック２１でバルブ１ｂの開度がＰＩＤ制御される場合の開度データをゲートウェイ装置７のタグメモリ７４に格納するといったような制御規則を、プログラム編集画面４２でプログラムによって記述する。そして、このプログラムをコンパイラ４５によってコンパイルして実行モジュールを生成する（Ｓ１６３）。
【００１３】
また、コンフィグレータ４は、監視装置３において標準部品３２とタグの情報の関連を管理するために、タグ管理テーブルを生成し、このタグ管理テーブルを監視装置３に転送する（Ｓ１６４）。監視装置３では、この転送されてきたタグ管理テーブルをタグ管理テーブルメモリ３３に格納する。
【００１４】
一方、コンフィグレータ４は、コンパイラ４５で生成された実行モジュールをゲートウェイ装置１３にダウンロードする（Ｓ１６５）。
【００１５】
このようにして、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の制御規則をプログラム設定することで、コンフィグレーションが終了すると、その後は、ゲートウェイ装置７の実行エンジン部７３が、コンフィグレータ４よりダウンロードされた実行モジュールを参照して命令を実行することで、流量センサやバルブなどのインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…およびコントローラ２からデータを収集してタグメモリ７４の該当するエリアにそのデータを一定の周期で書き込む。
【００１６】
また、監視装置３は、そのタグ管理機能部３４がタグ管理テーブルメモリ３３に記憶されているタグ管理テーブルを参照して、ゲートウェイ装置７のタグメモリ７４の格納されているタグの情報を定周期で読み出し、このタグの情報を表示器３１の各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…に対応して設定された標準部品３２の画面に表示する。
【００１７】
たとえば、上記の例では、流量センサ１ａの検出出力に基づいてコントローラ２によってＰＩＤ制御されるバルブ１ｂの開度のデータがゲートウェイ装置７のタグメモリ７４から読み出されて、監視装置３の表示器３１に標準部品３２として表示される。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のプラント制御システムは、コンフィグレイションのために監視装置３の標準部品３２と対応する標準データ構造のタグを生成するためには、コンフィグレータ４のプログラム編集画面４２を用いて、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の制御規則をプログラムによって逐一記述する必要があり、手間がかかっている。
【００１９】
しかも、タグを変更する際には、タグの変更のみならず、この制御規則を設定するプログラムも同時に変更せねばならず、さらに、コンパイラ４５によるコンパイルや、ゲートウェイ装置７への実行モジュールのダウンロードが必要になるため、エンジニアリングに時間がかかるといった問題があった。
【００２０】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、オペレータは、インテリジェントデバイスやコントローラについて、そのファンクションブロックを画面上で接続するだけで、インテリジェントデバイスやコントローラを監視するためのタグ管理テーブルと、タグと各デバイスのファンクションブロックを関係付けるマッピングテーブルとが自動的に生成されるようにし、これらのテーブルを利用することで、コンフィグレイションのためのプログラミングとインテリジェントデバイスやコントローラの監視とを可能にし、エンジニアリングに要する時間を短縮したプラント制御システムを提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明に係るプラント制御システムは、プラントに配備されたインテリジェントデバイスと、各インテリジェントデバイスを制御するコントローラと、前記インテリジェントデバイスやコントローラのデータを取り込んでその状態を監視する監視装置と、前記インテリジェントデバイスやコントローラの制御規則を設定するコンフィグレータと、前記インテリジェントデバイス相互間を接続するフ−ルドバスと、前記コントローラ、監視装置、およびコンフィグレータ相互間を接続する制御バスと、前記フ−ルドバスと制御バスとの中継を行うゲートウェイ装置とを備えており、前記コンフィグレータは、前記インテリジェントデバイスやコントローラのファンクションブロックの階層構造を表示するブラウザと、このブラウザからタグコンフィグレーション画面上にファンクションブロックをドラッグ＆ドロップして該ファンクションブロックを接続することで、前記監視装置によるタグ管理用のタグ管理テーブルおよびゲートウェイ装置におけるインテリジェントデバイスやコントローラのタグ格納位置を特定するマッピングテーブルを生成するテーブル作成手段とを有し、前記ゲートウェイ装置は、前記フイールドバスとの通信を行うフィールドバス通信機能部と、前記制御バスとの通信を行う制御バス通信機能部と、前記コンフィグレータからダウンロードされたマッピングテーブルを記憶するマッピングテーブルメモリと、このマッピングテーブルメモリに記憶されているマッピングテーブルを参照して前記インテリジェントデバイスやコントローラからのタグ対応のデータを収集するゲートウェイ処理部と、前記インテリジェントデバイスやコントローラのタグを格納するタグメモリとを備え、前記監視装置は、インテリジェントデバイスやコントローラの情報を標準部品として表示する表示器と、前記コンフィグレータから転送されるタグ管理テーブルを記憶するタグ管理テーブルメモリと、このタグ管理テーブルメモリに記憶されているタグ管理テーブルを参照して前記ゲートウェイ装置のタグメモリに蓄積されているタグデータを収集するタグ管理機能部とを含むことを特徴としている。
【００２２】
請求項２記載の発明に係るプラント制御システムは、請求項１記載の構成において、前記コンフィグレータは、オペレータによるタグのコンフィグレーションの実施後にタグ管理テーブルを自動的に監視装置に送信するタグ一致機能部を備える一方、前記監視装置は、前記コンフィグレータのタグ一致機能部からのタグ管理テーブルを前記タグ管理テーブルメモリに自動的に記憶するタグ一致機能部を備えていることを特徴としている。
【００２３】
請求項３記載の発明に係るプラント制御システムは、請求項１記載の構成において、前記監視装置にタグ一致機能部とタグ管理テーブルメモリとを設ける代わりに、ゲートウェイ装置にタグ一致機能部とタグ管理テーブルメモリとを設け、前記監視装置は、ゲートウェイ装置のタグ管理テーブルを参照することで監視データを収集することを特徴としている。
【００２４】
請求項４記載の発明に係るプラント制御システムは、請求項１記載の構成において、前記ゲートウェイ装置を複数台備えるとともに、コンフィグレータには、複数定義したタグを複数の各ゲートウェイ装置の内のいずれに割り当てるかを定義するタグ配置機能部を備えることを特徴としている。
【００２５】
請求項５記載の発明に係るプラント制御システムは、請求項４記載の構成において、前記コンフィグレータは、各ゲートウェイ装置にダウンロードされるタグの数やプログラムの情報に基づいて各ゲートウェイ装置における負荷を計算し、いずれのゲートウェイ装置にタグを割り付けるべきかを自動設定するゲートウェイ処理負荷計算機能部を備えることを特徴としている。
【００２６】
請求項６記載の発明に係るプラント制御システムは、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の構成において、前記コンフィグレータは、前記タグコンフィグレーション画面において定義したタグの情報と実際のインテリジェントデバイスやコントローラの状態とが一致しているか否かを検出して、不一致の場合には前記タグコンフィグレーション画面にその旨を表示するタグ照合機能部を備えることを特徴としている。
【００２７】
請求項７記載の発明に係るプラント制御システムは、請求項６記載の構成において、前記コンフィグレータは、オンライン時において前記タグ照合機能部を定周期で起動させて前記インテリジェントデバイスやコントローラの故障や離脱の発生をリアルタイムで検知させる定周期監視部を備えることを特徴としている。
【００２８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図であり、図１５に示した従来技術に対応する部分には同一の符号を付す。
【００２９】
図１において、１ａ，１ｂ，…はプラントに配備されたインテリジェントデバイス、２は各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…を制御するコントローラ、３はインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２のデータを取り込んでその状態を監視する監視装置、４はインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の制御規則を設定するコンフィグレータ、５はインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…相互間を接続するフ−ルドバス、６はコントローラ２、監視装置３、およびコンフィグレータ４相互間を接続する制御バス、７はフ−ルドバス５と制御バス６との中継を行うゲートウェイ装置である。
【００３０】
上記のコンフィグレータ７は、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の各ファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…，２１の階層構造を図示しない表示器に表示するブラウザ４６と、このブラウザ４６から表示器のタグコンフィグレーション画面４７上に各ファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…，２１のアイコンをドラッグ＆ドロップして該ファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…，２１を接続する操作を行うキーボードやマウス等の入力手段４４と、この入力手段４４によるタグコンフィグレーション画面４７上の操作によって監視装置３によるタグ管理用の管理テーブル（図３参照）およびゲートウェイ装置７におけるインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２からのタグ対応のデータの格納位置を特定するマッピングテーブル（図２参照）をそれぞれ生成するテーブル作成手段４８とを備えている。
【００３１】
監視装置３は、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の情報を標準部品として表示する表示器３１と、コンフィグレータ４から転送されるタグ管理テーブルを記憶するタグ管理テーブルメモリ３３と、このタグ管理テーブルメモリ３３に記憶されているタグ管理テーブルを参照してゲートウェイ装置７のタグメモリ７４に蓄積されているデータを収集するタグ管理機能部３４とを含む。
【００３２】
ゲートウェイ装置７は、フイールドバス５との通信を行うフィールドバス通信機能部７１と、制御バス６との通信を行う制御バス通信機能部７２と、コンフィグレータ４からダウンロードされるマッピングテーブルを記憶するマッピングテーブルメモリ７５と、このマッピングテーブルメモリ７５に記憶されているマッピングテーブルを参照して各フィールドデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２からのタグ対応のデータを収集するゲートウェイ処理部７６と、各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２のタグデータを格納するタグメモリ７４とを備える。
【００３３】
図２はコンフィグレータ４のテーブル作成手段４８で作成されるマッピングテーブルの内容を示す説明図である。
このマッピングテーブルは、ゲートウェイ装置７のタグメモリ７４のどの位置にタグを配置するかを決定するリンク番号（ＬｉｎｋＮｏ．）と、タグを識別するためにプラント間で重複しないように付されたタグ番号（ＴＡＧＮｏ.）と、タグのデータ構造を示すタグ形式（ＴＡＧＴＹＰＥ）と、タグに割り付けられたインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２上の各ファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…，２１が所属するノードのアドレスと、そのノード内でファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…，２１が割り付けられているＦＢ（ファンクションブロック）アドレスとがそれぞれ設定されている。そして、ノードアドレスとＦＢアドレスとでタグメモリ７４における各ファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…，２１のデータ格納位置が特定される。
【００３４】
図３はコンフィグレータ４のテーブル作成手段４８で作成されるタグ管理テーブルの内容を示す説明図である。
このタグ管理テーブルは、タグのデータが存在するコントローラアドレスと、タグメモリ７４のどの位置にタグを配置するかを決めるリンク番号（ＬｉｎｋＮｏ．）と、タグをプラント内で識別するためのタグ番号（ＴＡＧＮｏ．）とを備える。
【００３５】
次に、この実施の形態１のプラント制御システムにおいて、コンフィグレイションを行う場合の動作について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３６】
コンフィグレータ４のブラウザ４６にオフライン（またはオンライン）で、プラントで使用可能なインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の所期の機能を実現するためのファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…２１をツリー状に表示する（Ｓ４１）。
【００３７】
次に、オペレータが入力手段４４を操作して、これらのファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…，２１をタグコンフィグレーション画面４７上にドラッグ＆ドロップしてから各ファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…，２１を接続し、データの送受信関係を決定する（Ｓ４２）。
【００３８】
たとえば、インテリジェントデバイスとして、流量センサ１ａとバルブ１ｂとがあり、流量センサ１ａの検出出力に基づいてコントローラ２によってバルブ１ｂの開度をＰＩＤ制御しようとする場合には、流量センサ１ａ、コントローラ２、バルブ１ｂの各ファンクションブロック１１ａ，２１，１１ｂをタグコンフィグレーション画面４７上にドラッグ＆ドロップして、各ファンクションブロック１１ａ，２１，１１ｂを互いに接続するようにする。
【００３９】
続いて、オペレータは、タグ番号（ＴＡＧＮｏ.）と、タグタイプ（ＴＡＧＴＹＰＥ）とをそれぞれ指定する（Ｓ４２）。
これに応じて、テーブル作成手段４８は、自動的に図２に示したマッピングテーブルと図３に示したタグ管理テーブルとを生成する（Ｓ４３）。
【００４０】
次に、オペレータは入力手段４４を操作して、テーブル作成手段４８で生成されたタグ管理テーブルをタグバインドにて監視装置３に転送する（Ｓ４４）。これにより、監視装置３のタグ管理テーブルメモリ３３にはこのタグ管理テーブルが格納される。また、コンフィグレータ４は、ゲートウェイ装置７にマッピングテーブルをダウンロードする（Ｓ４５）。これにより、ゲートウェイ装置７のマッピングテーブルメモリ７５にマッピングテーブルが格納される。
【００４１】
こうして、コンフィグレーションが完了すると、その後は、ゲートウェイ装置７のゲートウェイ処理部７６が、マッピングテーブルメモリ７５に格納されているマッピングテーブルに従って、一定の周期でコントローラ２と各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…に対してタグ対応のデータ収集を行い、それらのデータをタグメモリ７４の該当する領域に格納する。
【００４２】
また、監視装置３は、そのタグ管理機能部３４がタグ管理テーブルメモリ３３に記憶されているタグ管理テーブルを参照して、ゲートウェイ装置７のタグメモリ７４の格納されているタグの情報を定周期で読み出し、このタグの情報を表示器３１の各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…に対応して設定された標準部品３２の画面に表示する。
【００４３】
たとえば、上記の例では、流量センサ１ａの検出出力に基づいてコントローラ２によってＰＩＤ制御されるバルブ１ｂの開度のタグデータがゲートウェイ装置７のタグメモリ７４にあるタグ番号Ｆ１Ｃ００１のエリアから読み出されて、監視装置３の表示器３１に標準部品３２として表示される。
【００４４】
このように、ファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…，２１がインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２に分散されている場合、従来は、オペレイタがコンフィグレータ４においてインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２のデータ収集のための制御規則をプログラム編集画面４２上でプログラムによって逐一記述していたが、この実施の形態１では、タグコングレーション画面４７においてファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，…，２１を組合せるだけで、マッピングテーブルとタグ管理テーブルとが自動生成され、これらのテーブルによってタグによるプログラミングと監視が可能になるため、コントロールロジックや監視画面のエンジニアジングに要する時間を短くすることができる。
【００４５】
実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図であり、図１に示した実施の形態１と対応する部分には同一の符号を付す。
【００４６】
この実施の形態２のプラント制御システムの特徴は、図１に示した実施の形態１の構成に加えて、コンフィグレータ４には、テーブル作成手段４８によってタグンフィグレーション画面４７で生成されたタグ管理テーブルを自動的に読み込んで監視装置１に転送するタグ一致機能部４９が設けられる一方、監視装置３にはコンフィグレータ４から転送されるタグ管理テーブルを取り込んでタグ管理テーブルメモリ３３に自動的に格納するタグ一致機能部３５が設けられていることである。
その他の構成は、図１に示した実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００４７】
次に、この実施の形態２のプラント制御システムにおいてコンフィグレイションを行う場合の動作について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。
図６において、Ｓ６１〜Ｓ６３、およびＳ６５は、上記の実施の形態１におけるフローチャート（図４）のＳ４１〜Ｓ４３およびＳ４５と基本的に同じであるが、この実施の形態２では、Ｓ６４において、コンフィグレータ４のテーブル作成手段４８によって生成されたタグ管理テーブルがタグ一致機能部４９で自動的に監視装置３に転送され、これに応じて監視装置３のタグ一致機能部３５がこのタグ管理テーブルをタグ管理テーブルメモリ３３に格納する。これにより、常にタグ管理テーブルの一致が行われる。
【００４８】
実施の形態１では、コンフィグレータ４で生成したタグ管理テーブルと監視装置３に格納されるタグ管理テーブルの内容を一致させるために、入力手段４４を用いてタグバインドの処理を手動で実行していたが、この実施の形態２では、タグ一致機能部４９，３５で自動的にこのバインド作業が行なわれるので、常に監視装置３とコンフィグレータ４との間でタグ定義が一致し、不一致に伴う不具合発生を無くすことができ、品質向上とエンジニアリング時間の短縮を図ることができる。
【００４９】
実施の形態３．
図７は本発明の実施の形態３におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図であり、図５に示した実施の形態２に対応する部分には同一の符号を付す。
【００５０】
この実施の形態３のプラント制御システムの特徴は、図５に示した実施の形態２では、監視装置３にタグ管理機能部３４とタグ一致機能部３５とを設けているが、その代わりに、ゲートウェイ装置７にタグ一致機能部７７とタグ管理テーブルメモリ７８とが設けられていることである。
その他の構成は、図５に示した実施の形態２の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００５１】
次に、この実施の形態３のプラント制御システムにおいてコンフィグレイションを行う場合の動作について、図８に示すフローチャートを参照して説明する。
図８において、Ｓ８１〜Ｓ８３、およびＳ８５は、上記の実施の形態２におけるフローチャート（図６）のＳ６１〜Ｓ６３およびＳ６５と基本的に同じであるが、この実施の形態３では、Ｓ８４において、コンフィグレータ４のテーブル作成手段４８によって生成されたタグ管理テーブルがタグ一致機能部４９で自動的にゲートウェイ装置７に転送され、タグ管理テーブルメモリ７８に格納されるので、常にタグ管理テーブルの一致が行われる。
【００５２】
このように、上記の実施の形態１，２では、監視装置３内にタグ管理テーブルメモリ３３を設けているのに対して、この実施の形態３では、ゲートウェイ装置７内にタグ一致機能部７７とタグ管理テーブルメモリ７８とを設けているので、監視装置３を新規に入れ替えるとき、コンフィグレータ４と監視装置３との間でタグデータの一致をとるため処理が不要となり、監視装置３を新規に入れ替える時のエンジニアリングのコストを低減することができる。
【００５３】
実施の形態４．
図９は本発明の実施の形態４におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図であり、図１に示した実施の形態１に対応する部分には同一の符号を付す。
【００５４】
この実施の形態４のプラント制御システムの特徴は、実施の形態１の構成に対して、複数のゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…が設けられており、また、コンフィグレータ４には、複数定義したタグを各ゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…の内のいずれに割り当てるかを定義するタグ配置機能部５０が設けられていることである。
【００５５】
ここで、各ゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…の構成は基本的に同じである。また、いずれの各ゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…にインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，１ｃ，…やコントローラ２の各ファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，…，２１を割り当てるかは、マッピングテーブルのノードアドレスとＦＢアドレスとによって規定される。ここでは、流量センサ１ａ、バルブ１ｂの各ファンクションブロック１１ａ，１１ｂは、一方のゲートウェイ装置７ａに、温度センサ１ｃのファンクションブロック１１ｃ，１１ｃが他のゲートウェイ装置７ｂにそれぞれ所属するように割り当てられるものとする。
その他の構成は、実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００５６】
次に、この実施の形態４のプラント制御システムにおいてコンフィグレイションを行う場合の動作について、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。
図１０において、Ｓ１０１，Ｓ１０２は、上記の実施の形態１におけるフローチャート（図４）のＳ４１，Ｓ４２と基本的に同じであるが、この実施の形態４では、Ｓ１０３において、オペレータが各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，１ｃ，…やコントローラ２の各ファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，…，２１のタグをいずれのゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…割り当てるかを設定すると、このタグ配置情報がタグ配置機能部５０に登録されるので、テーブル作成手段４８は、このタグ配置機能部５０のタグ配置情報に基づいてマッピングテーブルとタグ管理テーブルを作成する。
【００５７】
次に、オペレータは入力手段４４を操作して、テーブル作成手段４８で生成されたタグ管理テーブルをタグバインドにて監視装置に転送する（Ｓ１０４）。また、コンフィグレータ４は、タグ配置機能部５０のタグ配置情報に基づいて、所定のゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…にマッピングテーブルをダウンロードする（Ｓ１０５）。これにより、各ゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…のマッピングテーブルメモリ７５にマッピングテーブルが格納される。
【００５８】
上記の実施の形態１のように、マッピングテーブルをダウンロードするゲートウェイ装置７を単一のものとした場合には、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の数が増加したときに、ゲートウェイ装置７のデータ処理の負荷が大きくなって定周期でタグメモリ７４を更新するのが困難になるが、この実施の形態４では、複数のゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…を設けて、各ゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…のマッピングテーブルメモリ７５にマッピングテーブルを分散配置しているので、タグメモリ７４の更新を分散化することができ、高速なデータの更新が可能となる。
【００５９】
実施の形態５．
図１１は本発明の実施の形態５におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図であり、図９に示した実施の形態４と対応する部分には同一の符号を付す。
【００６０】
この実施の形態５のプラント制御システムの特徴は、実施の形態４の構成に対して、コンフィグレータ７内に、現在の各ゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…にマッピングされたタグの数やプログラムの情報に基づいて、各ゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…における負荷を計算し、いずれのゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…にタグを割り付けるべきかを自動設定するゲートウェイ処理負荷計算機能部５１を備えていることである。
その他の構成は、図９に示した実施の形態４の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００６１】
次に、この実施の形態５のプラント制御システムにおいてコンフィグレイションを行う場合の動作について、図１２に示すフローチャートを参照して説明する。
図１２において、Ｓ１２１〜Ｓ１２５は、上記の実施の形態４におけるフローチャート（図１０）のＳ１０１〜Ｓ１０５と基本的に同じであるが、この実施の形態５では、Ｓ１２６において、ゲートウェイ処理負荷計算機能部５１が、各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，１ｃ，…やコントローラ２の各ファンクションブロック１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，…，２１のタグをいずれのゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…割り付けるべきかを自動的に設定し、このタグ配置情報をタグ配置機能部５０に登録する。テーブル作成手段４８は、このタグ配置機能部５０のタグ配置情報に基づいてマッピングテーブルとタグ管理テーブルを作成する。
【００６２】
上記の実施の形態４では、タグを定義する際に、どのゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…にタグを配置するかをオペレータ自身が決定する必要があり、多数のタグのコンフィグレーションが必要となる大規模なシステムでは管理が困難であったが、この実施の形態５では、ゲートウェイ処理負荷計算機能部５１によって、各ゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…の処理が偏らずに平滑となるように、いずれのゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…にタグを割り付けるべきかが自動的に設定されるので、オペレータはどのゲートウェイ装置７ａ，７ｂ，…にタグを配置するかを管理する必要がなくなり、エンジニアリング時間を低減することができる。
【００６３】
実施の形態６．
図１３は本発明の実施の形態６におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図であり、図１に示した実施の形態１と対応する部分には同一の符号を付す。
【００６４】
この実施の形態６におけるプラント制御システムの特徴は、実施の形態１の構成に加えて、コンフィグレータ４内に、タグコンフィグレーション画面４７において定義したタグの情報とインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の実際の状態とが一致しているか否かを検出して、不一致の場合にはタグコンフィグレーション画面４７にその旨を表示するタグ照合機能部５２が設けられていることである。
その他の構成は、図１に示した実施の形態１と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００６５】
実施の形態１では、コンフィグレータ４で定義したタグに割り付けられたインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２が正常に動作しているか、また、コンフィグレーションの結果と実際の機器の接続が一致しているか否かといった照合をオペレータ自身が実施する必要があったが、この実施の形態６では、タグ照合機能部５２によって各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の動作をモニタして、その故障や離脱を検知し、タグコンフィグレイション画面４７に不良なファンクションブロックを表示するため、各インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の入れ替えや故障を早期に発見でき、エンジニアリング時間を低減することができる。
【００６６】
実施の形態７．
図１４は本発明の実施の形態７のプラント制御システムの構成を示すブロック図であり、図１３に示した実施の形態６に対応する部分には同一の符号を付す。
【００６７】
この実施の形態７のプラント制御システムの特徴は、実施の形態６の構成に加えて、コンフィグレータ４内に、オンライン時にタグ照合機能部５２を定周期に起動して、タグの照合を行い、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の故障や離脱をリアルタイムに検知させる定周期監視部５３が設けられていることである。
その他の構成は、図１３に示した実施の形態６の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００６８】
実施の形態６では、タグ照合機能部５２は設けられているものの、リアルタイムで照合が行われないため、インテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の故障や離脱の検知が遅れる場合があったが、この実施の形態７のように、定周期監視部４７を設けて定周期でインテリジェントデバイス１ａ，１ｂ，…やコントローラ２の故障や離脱を検知するとで、故障時の平均修復時間（ＭＴＴＲ）を短くするとができる。
【００６９】
なお、上記の各実施の形態１〜７のプラント制御システムにおいては、制御バス６とフィールドバス５とを別個に設けているが、同一バスでも構成することができる。また、ゲートウェイ装置７にタグを割り付けているが、この割付は通常のプログラマブルコントローラに対しても、データ収集機能部を搭載していれば、実現可能である。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明に係るプラント制御システムは、オペレータはコンフィグレータのタグコングレーション画面において、インテリジェントデバイスやコントローラに搭載されたファンクションブロックをドラグ＆ドロップの操作によって接続するだけで、タグ管理テーブルとマッピングテーブルとが自動的に生成され、これらのテーブルを監視装置やゲートウェイ装置に転送することでこれらの装置に対するコンフィグレイションが実施されるので、コントローラやインテリジェントデバイスにファンクションブロックが分散されている場合でも、コントローラやインテリジェントデバイスのタグデータを収集して監視することが可能になり、エンジニアジングに要する時間を短くすることができる。
【００７１】
請求項２記載の発明に係るプラント制御システムは、コンフィグレータで生成したタグ定義と監視装置のタグ管理テーブルを一致させるために、タグバインドの処理を手動で実行しなくても、タグ一致機能部で自動的にこのバインド作業を行えるため、常に監視装置とコンフィグレータの間でタグ定義が一致し、不一致に伴う不具合発生を無くすことで、品質向上とエンジニアリング時間の短縮を図ることができる。
【００７２】
請求項３記載の発明に係るプラント制御システムは、タグ一致機能部とタグ管理テーブルとをゲートウェイ装置内に配置しているので、監視装置を新規に入れ替えるとき、コンフィグレータと監視装置との間でタグデータの一致をとるため処理が不要となり、監視装置の交換時時のエンジニアリングのコストを低減することができる。
【００７３】
請求項４記載の発明に係るプラント制御システムは、複数のゲートウェイ装置を設け、各々のゲートウェイ装置にマッピングテーブルを分散配置しているので、タグメモリの更新を分散化することができ、ゲートウェイ処理の負荷が低くなるため、定周期でタグメモリのデータ内容を更新することが可能となる。
【００７４】
請求項５記載の発明に係るプラント制御システムは、タグを定義する際に、どのゲートウェイ装置にタグを配置するかをオペレータ自身が決定しなくても、ゲートウェイ処理負荷計算機能部で自動的に決定されるため、多数のタグのコンフィグレーションが必要となる大規模なシステムにおいても管理が可能となり、エンジニアリング時間を低減することができる。
【００７５】
請求項６記載の発明に係るプラント制御システムは、コンフィグレータで定義したタグに割り付けられたデバイスやコントローラが正常に動作しているか、また、コンフィグレーションの結果と実際の機器の接続が一致しているか否かといった照合をオペレータ自身が実施しなくても、タグ照合機能部によって容易に不一致検出を行うことができるので、機器の入れ替えや故障を早期に発見でき、エンジニアリング時間を低減することができる。
【００７６】
請求項７記載の発明に係るプラント制御システムは、定周期監視部によってリアルタイムで照合が行われるため、デバイスやコントローラの放障や離脱の検知を早期に行うことができ、故障時の平均修復時間（ＭＴＴＲ）を短くするとができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】 実施の形態１において使用されるマッピングテーブルを示す説明図である。
【図３】 実施の形態１において使用されるタグ管理テーブルを示す説明図である。
【図４】 実施の形態１でのコンフィグレーションの手順を示すフローチャートである。
【図５】 本発明の実施の形態２におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図である。
【図６】 実施の形態２でのコンフィグレーションの手順を示すフローチャートである。
【図７】 本発明の実施の形態３におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図である。
【図８】 実施の形態３でのコンフィグレーションの手順を示すフローチャートである。
【図９】 本発明の実施の形態４におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】 実施の形態４でのコンフィグレイションの手順を示すフローチャートである。
【図１１】 本発明の実施の形態５におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１２】 実施の形態５でのコンフィグレーションの手順を示すフローチャートである。
【図１３】 本発明の実施の形態６におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１４】 本発明の実施の形態７におけるプラント制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１５】 従来のプラント制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１６】 従来のコンフィグレイションの手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ インテリジェントデバイス、２ コントローラ、３ 監視装置、４ コンフィグレータ、５ フィールドバス、６ 制御バス、７，７ａ，７ｂ ゲートウェイ装置、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ ファンクションブロック、２１ ファンクションブロック、３１ 表示器、３３ タグ管理テーブルメモリ、３４ タグ管理機能部、３５ タグ一致機能部、４４ 入力手段、４６ ブラウザ、４７ タグコンフィグレーション画面、４８ テーブル作成手段、４９ タグ一致機能部、５０ タグ配置機能部、５１ ゲートウェイ処理負荷計算機能部、５２ タグ照合機能部、５３ 定周期監視部、７１ フィールドバス通信機能部、７２ 制御バス通信機能部、７４ タグメモリ、７５ マッピングテーブルメモリ、７６ ゲートウェイ処理部、７７ タグ一致機能部、７８ タグ管理テーブルメモリ。
Claims (7)
- プラントに配備されたインテリジェントデバイスと、各インテリジェントデバイスを制御するコントローラと、前記インテリジェントデバイスやコントローラのデータを取り込んでその状態を監視する監視装置と、前記インテリジェントデバイスやコントローラの制御規則を設定するコンフィグレータと、前記インテリジェントデバイス相互間を接続するフ−ルドバスと、前記コントローラ、監視装置、およびコンフィグレータ相互間を接続する制御バスと、前記フ−ルドバスと制御バスとの中継を行うゲートウェイ装置とを備えており、
前記コンフィグレータは、前記インテリジェントデバイスやコントローラのファンクションブロックの階層構造を表示するブラウザと、このブラウザからタグコンフィグレーション画面上にファンクションブロックをドラッグ＆ドロップして該ファンクションブロックを接続することで、前記監視装置によるタグ管理用のタグ管理テーブルおよびゲートウェイ装置におけるインテリジェントデバイスやコントローラのタグ格納位置を特定するマッピングテーブルを生成するテーブル作成手段とを有し、
前記ゲートウェイ装置は、前記フイールドバスとの通信を行うフィールドバス通信機能部と、前記制御バスとの通信を行う制御バス通信機能部と、前記コンフィグレータからダウンロードされたマッピングテーブルを記憶するマッピングテーブルメモリと、このマッピングテーブルメモリに記憶されているマッピングテーブルを参照して前記インテリジェントデバイスやコントローラからのタグ対応のデータを収集するゲートウェイ処理部と、前記インテリジェントデバイスやコントローラのタグを格納するタグメモリとを備え、
前記監視装置は、インテリジェントデバイスやコントローラの情報を標準部品として表示する表示器と、前記コンフィグレータから転送されるタグ管理テーブルを記憶するタグ管理テーブルメモリと、このタグ管理テーブルメモリに記憶されているタグ管理テーブルを参照して前記ゲートウェイ装置のタグメモリに蓄積されているタグデータを収集するタグ管理機能部と、を含むことを特徴とするプラント制御システム。 - 前記コンフィグレータは、オペレータによるタグのコンフィグレーションの実施後にタグ管理テーブルを自動的に監視装置に送信するタグ一致機能部を備える一方、前記監視装置は、前記コンフィグレータのタグ一致機能部からのタグ管理テーブルを前記タグ管理テーブルメモリに自動的に記憶するタグ一致機能部を備えていることを特徴とする請求項１記載のプラント制御システム。
- 前記監視装置にタグ一致機能部とタグ管理テーブルメモリとを設ける代わりに、ゲートウェイ装置にタグ一致機能部とタグ管理テーブルメモリとを設け、前記監視装置は、ゲートウェイ装置のタグ管理テーブルを参照することで監視データを収集することを特徴とする請求項１記載のプラント制御システム。
- 前記ゲートウェイ装置を複数台備えるとともに、コンフィグレータには、複数定義したタグを複数の各ゲートウェイ装置の内のいずれに割り当てるかを定義するタグ配置機能部を備えることを特徴とする請求項１記載のプラント制御システム。
- 前記コンフィグレータは、各ゲートウェイ装置にダウンロードされるタグの数やプログラムの情報に基づいて各ゲートウェイ装置における負荷を計算し、いずれのゲートウェイ装置にタグを割り付けるべきかを自動設定するゲートウェイ処理負荷計算機能部を備えることを特徴とする請求項４記載のプラント制御システム。
- 前記コンフィグレータは、前記タグコンフィグレーション画面において定義したタグの情報と実際のインテリジェントデバイスやコントローラの状態とが一致しているか否かを検出して、不一致の場合には前記タグコンフィグレーション画面にその旨を表示するタグ照合機能部を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のプラント制御システム。
- 前記コンフィグレータは、オンライン時において前記タグ照合機能部を定周期で起動させて前記インテリジェントデバイスやコントローラの故障や離脱の発生をリアルタイムで検知させる定周期監視部を備えることを特徴とする請求項６記載のプラント制御システム。
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