(57)【要約】【課題】汎用ソフトウェアで記載された仕様書により、容易にプロセス制御機能の構築が可能な計装用プラント制御機能構築システムを実現する。【解決手段】プラント設計者は汎用端末装置で制御情報ワークシート（プラント制御に必要な情報が格納される）を作成する。運転操作卓の制御情報変換処理部は汎用端末装置から制御情報ワークシートを各制御情報別に読込む。ステップ５００でシーケンス制御情報４１２の読込を行い、インターロック制御情報の読込を行い（ステップ５０１）、シーケンス１〜nのうちインターロック制御とする対象シーケンス制御を検索／分別し対象シーケンスファイル１１２に格納する（ステップ５０２）。格納されたプラント制御付帯情報を読込み（ステップ５０３）、シーケンス１〜nのうち対象とするシーケンス制御を検索／分別し、対象シーケンスのプラント制御付帯情報ファイル２１７に格納する（ステップ５０４）。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作機器と、
上記操作機器を監視し、制御を行うプロセス監視制御装置と、
上記プロセス監視制御装置と通信ネットワークを介して接続され、上記プロセス監視制御装置に上記操作機器への制御情報を指令する運転監視操作卓と、
汎用端末装置と、
を備え、上記汎用端末装置は、少なくとも、ループ制御情報、シーケンス制御情報、操作機器制御情報を有するプラント制御情報を格納し、上記運転監視操作卓は、上記汎用端末装置に格納されプラント制御情報を、上記プロセス監視制御装置に制御指令を行うための制御情報に変換する制御情報変換処理部と、この制御情報変換処理により変換された制御情報を格納する制御情報格納部とを有することを特徴とする計装用プラント制御機能構築システム。
【請求項２】
請求項１に記載の計装用プラント制御機能構築システムにおいて、
上記プラント制御情報は、さらにインターロック制御情報を有し、上記制御情報変換処理部は、上記プラント制御情報のインターロック制御情報から、対象となるループ制御情報及びシーケンス制御情報を分別し、上記プロセス監視制御装置に制御指令を行うための制御情報に変換することを特徴とする計装用プラント制御機能構築システム。
【請求項３】
請求項１に記載の計装用プラント制御機能構築システムにおいて、
上記プラント制御情報は、さらにプラント制御付帯情報を有し、上記制御情報変換処理部は、上記プラント制御情報のプラント制御付帯情報から、対象となるループ制御情報及びシーケンス制御情報を分別し、上記プロセス監視制御装置に制御指令を行うための制御情報に変換することを特徴とする計装用プラント制御機能構築システム。
【請求項４】
請求項１に記載の計装用プラント制御機能構築システムにおいて、
上記制御情報変換処理部は、上記制御情報格納部に格納されたプラント制御情報を、上記汎用端末装置に格納するためのデータ形式に逆変換し、逆変換されたプラント制御情報が上記汎用端末装置に格納されることを特徴とする計装用プラント制御機能構築システム。
【請求項５】
汎用端末装置に、少なくとも、ループ制御情報、シーケンス制御情報、操作機器制御情報を有するプラント制御情報を格納し、
操作機器を監視し、制御を行うプロセス監視制御装置と通信ネットワークを介して接続される運転監視操作卓により、上記汎用端末装置に格納されプラント制御情報を、上記プロセス監視制御装置に制御指令を行うための制御情報に変換し、
上記変換された制御情報を制御情報格納部に格納することを特徴とする計装用プラント制御機能構築方法。
【請求項６】
請求項５に記載の計装用プラント制御機能構築方法において、
上記プラント制御情報は、さらにインターロック制御情報を有し、上記プラント制御情報のインターロック制御情報から、対象となるループ制御情報及びシーケンス制御情報を分別し、上記プロセス監視制御装置に制御指令を行うための制御情報に変換することを特徴とする計装用プラント制御機能構築方法。
【請求項７】
請求項５に記載の計装用プラント制御機能構築方法において、
上記プラント制御情報は、さらにプラント制御付帯情報を有し、上記プラント制御情報のプラント制御付帯情報から、対象となるループ制御情報及びシーケンス制御情報を分別し、上記プロセス監視制御装置に制御指令を行うための制御情報に変換することを特徴とする計装用プラント制御機能構築方法。
【請求項８】
請求項５に記載の計装用プラント制御機能構築方法において、
上記制御情報格納部に格納されたプラント制御情報を、上記汎用端末装置に格納するためのデータ形式に逆変換し、逆変換されたプラント制御情報が上記汎用端末装置に格納されることを特徴とする計装用プラント制御機能構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセス状態監視やフィードバック制御、並びにシーケンス制御等を行う計装用プラント制御機能構築システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロセス産業の分野では、制御システムにおけるプロセス制御の構築はワークステーション等の専用の端末装置で行われることが一般的である。専用端末装置ではプロセス制御構築用の専用画面が準備され、プロセス制御を構築することができる。
【０００３】
例えば、ループ制御を構築する場合は、ループ制御構築の専用画面が用意され、その専用画面でループ制御を構築する。同様に、シーケンス制御や警報制御、ガイダンス制御等も各々専用画面で構築する。
【０００４】
計装制御における公知技術としては、特許文献１、特許文献２に記載されたものがある。特許文献１には、低コストでエンジニアリング時間の短い計装制御用コントローラのソフトウェア設計支援装置が記載されている。また、特許文献２には、設計手順に制約を設けることがない制御装置用エンジニアリングツールが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２４８５０２号公報
【特許文献２】特開２００２−１３２５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術においては、専用端末装置を用意できるユーザや専用端末装置の操作方法を熟知したエンジニアであれば容易にプロセス制御を構築することができるが、初めて制御システムを取り扱うユーザや、専用端末装置を所持していないユーザはプロセス制御を構築することが困難であった。
【０００７】
また、プラント制御について制御仕様を決定する際、ユーザからプロセス制御を記載した仕様書を提供される場合において、汎用ソフトウェアで記載／作成された仕様書（プロセス制御情報）は、そのままの形態では、専用端末装置で使用することはできない。これは、専用端末装置には、専用の制御ソフトウェアが組み込まれているからである。
【０００８】
このため、汎用ソフトウェアを専用端末装置用のデータに変換する必要がある。これは、手動により専用端末装置で構築する必要があるが、その作業は煩雑であり、人為的間違いを起こす等の問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、汎用ソフトウェアで記載された仕様書により、容易にプロセス制御機能の構築が可能な計装用プラント制御機能構築システム及び構築方法を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は次のように構成される。
【００１１】
本発明の計装用プラント制御機能構築システムは、操作機器を監視し、制御を行うプロセス監視制御装置と、このプロセス監視制御装置と通信ネットワークを介して接続され、上記プロセス監視制御装置に上記操作機器への制御情報を指令する運転監視操作卓と、汎用端末装置とを備え、この汎用端末装置は、ループ制御情報、シーケンス制御情報、操作機器制御情報を有するプラント制御情報を格納し、運転監視操作卓は、汎用端末装置に格納されプラント制御情報を、プロセス監視制御装置に制御指令を行うための制御情報に変換する制御情報変換処理部と、変換された制御情報を格納する制御情報格納部と、を有する。
【００１２】
本発明の計装用プラント制御機能構築方法は、汎用端末装置に、ループ制御情報、シーケンス制御情報、操作機器制御情報を有するプラント制御情報を格納し、操作機器を監視し、制御を行うプロセス監視制御装置と通信ネットワークを介して接続される運転監視操作卓により、上記汎用端末装置に格納されプラント制御情報を、上記プロセス監視制御装置に制御指令を行うための制御情報に変換し、上記変換された制御情報を制御情報格納部に格納する。
【発明の効果】
【００１３】
汎用ソフトウェアで記載された仕様書により、容易にプロセス制御機能の構築が可能な計装用プラント制御機能構築システム及び構築方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明が適用されるプロセス制御システムの一例の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施例が適用されたプラント制御構築システムの内部構成説明図である。
【図３】本発明の一実施例における制御情報変換処理フローを示す図である（インポート）。
【図４】本発明の一実施例におけるインターロック制御情報変換処理フローを示す図である。
【図５】本発明の一実施例における付帯情報変換処理フローの一例を示す図である。
【図６】本発明の一実施例における制御情報変換処理フローを示す図である。制御情報変換処理フロー（エクスポート）
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は本発明が適用されるプロセス制御システムの一例の概略構成図である。また、図２は本発明の一実施例が適用されたプラント制御構築システムの内部構成説明図であり、図３及び図６は本発明の一実施例における制御情報変換処理フローを示す図である。また、図４は本発明の一実施例におけるインターロック制御情報変換処理フローを示す図であり、図５は本発明の一実施例における付帯情報変換処理フローの一例を示す図である。
【００１７】
まず、図１において、プロセス監視制御装置３及び４は、操作機器（制御対象機器）である流量検出器５３、５０と温度検出器５７、５６からの信号をモニタリングし、操作機器（制御対象機器）である調節弁５４、５２をコントロールして反応缶５８における化学反応の進行を司り、生成物を得るプロセス制御を行う。
【００１８】
流量検出器５３は、反応缶５８に原料を仕込む配管５５に設置され、流量検出器５０はジャケット５９に温水／冷水を供給する配管５１に設置されている。また、温度検出器５７は、反応缶５８に設置され、温度検出器５６はジャケット５９に設置されている。
【００１９】
また、プロセス監視制御装置３、４は、通信回線１０を介して、専用端末装置としての運転監視操作卓１に接続されている。
【００２０】
運転監視操作卓１は、プロセス監視制御装置３、４のそれぞれに、制御対象機器の制御方法、条件等を指示する。プロセス監視制御装置３、４は、運転監視操作卓１からの制御指令に従って、制御対象機器の動作を制御する。
【００２１】
流量検出器５３、５０によって検出された反応缶５８に流れ込む原料の流量やジャケット５９に流れ込む温水／冷水の流量は、プロセス監視制御装置３、４及び通信回線１０を介して運転監視操作卓１に取り込まれ、そのディスプレイ上にそれらの流量値が表示される。
【００２２】
また、プロセス監視制御装置３、４による調節弁５２、５４の弁開度具合も通信回線１０を介して運転監視操作卓１のディスプレイ上に表示される。
【００２３】
よって、オペレータは、運転監視操作卓１のディスプレイ画面をモニターすることにより、反応缶５８及びジャケット５９への原料等の流入状況を把握することができる。
【００２４】
また、マニュアルで調節弁５２、５４の弁開度制御をしようとする場合には、この運転監視操作卓１からその制御を行うことができる。
【００２５】
プロセス制御構築用汎用端末装置２は、プロセス制御構築用のプラント制御情報を記載した各種仕様書を有し、運転監視操作卓１とデータの取合いをおこなうことができる。この運転監視操作卓１と、プロセス制御構築用汎用端末装置２により、計装用プラント制御機能構築システムが構成されている。また、汎用端末装置２は、ＣＤやＵＳＢ等の外部媒体１１に記録された制御情報を読み取ることができる。
【００２６】
最近では、プロセス産業のトータル維持コスト削減要求が日増しに強まり、プラントの設計者及び運転員の人数削減、及び１人当たりの業務範囲が拡大される傾向にある。このような傾向の中で、プラント設計者は効率よいプラント運転・監視を支援する環境の提供のため、様々な運転用画面の構築と保守を行う。
【００２７】
ここで、日常のプラント操業の業務に従事するプラント運転員は、プラント設計者の意図とは異なるプラント挙動等に遭遇することがしばしばあり、設計者に改造を要求することが多々ある。
【００２８】
このような事情において、プラント設計者はプラント制御の新規構築、改造に関し、常に少なからずの残作業を抱えており、作業効率を大幅に向上したいという要望が生じるのも必定のことである。
【００２９】
図２は、運転監視操作卓１と汎用端末装置２のプラント制御構築システムの機構を示したものである。
【００３０】
図２に示すように、汎用端末装置２には制御情報ワークシート４０１が格納される。この制御情報ワークシート４０１には、プラント制御に必要な情報を格納する、ループ制御情報格納部４１１と、シーケンス制御情報格納部４１２と、インターロック制御情報格納部４１３と、操作機器制御情報格納部４１４と、警報監視情報格納部４１５と、グラフィック情報格納部４１６と、プラント制御付帯情報格納部４１７とを有する。これらに格納された情報は、汎用ソフトが用いられて記載されている。この制御情報ワークシート４０１は、運転操作卓１へ読み込まれる。
【００３１】
また、運転監視操作卓１のモニター３０２上に表示される画面の例として、プロセス運転画面３０３が記載されている。これは、図１のジャケット付き反応缶５８に関する配管や調節弁と別の反応缶に関する配管や調節弁を同一画面に配置して、ループ制御に関連する状況の監視性を高めた画面であり、その元となる汎用端末装置２で描いた原図が図５のプラント制御付帯情報６００である。
【００３２】
計装システムの設計を行うプラント設計者は、図２の汎用端末装置２において、仕様書（制御情報ワークシート４０１）の作成を行う。
【００３３】
なお、図２には、プロセス監視制御装置３によりバルブ６０、６１、制御盤６３、６４に、制御指令を伝送する例が示されている。
【００３４】
次に、図２の運転監視操作卓１の制御情報変換処理部３０１について図３を用いてシーケンス制御の変換処理を例に説明する。
【００３５】
制御情報変換処理部３０１は外部媒体１１を介して、汎用端末装置２から運転監視操作卓１へ移動した制御情報ワークシート４０１に記載された情報について、各制御情報別に読込を行う。
【００３６】
制御情報変換処理部３０１は、図３のシーケンス制御情報読込処理ステップ５００で、シーケンス制御情報４１２の読込を行い、続いて格納部４１３に格納されたインターロック制御情報の読込を行う（ステップ５０１）。読込んだインターロック制御情報をシーケンス１〜シーケンスnのうちインターロック制御とする対象シーケンス制御を検索／分別しインターロック制御を対象シーケンスファイル１１２に格納する（ステップ５０２）。
【００３７】
続いて、制御情報変換処理部３０１は、格納部４１７に格納されたプラント制御付帯情報を読込み（ステップ５０３）、読込んだプラント制御付帯情報をシーケンス１〜シーケンスnのうち対象とするシーケンス制御を検索／分別し、制御情報ファイル（制御情報格納部）１０１における対象シーケンスのプラント制御付帯情報ファイル２１７に格納する（ステップ５０４）。
【００３８】
本処理と同様に、ループ制御ファイル１１１、シーケンス制御ファイル１１２、操作機器制御ファイル１１４、警報制御ファイル１１５の各制御情報ファイルに順次、インターロック制御情報及びプラント制御付帯情報の関連付けを行う。
【００３９】
次に、格納部４１３に格納されたインターロック制御情報の読込／分別について図４を用いて説明する。
【００４０】
格納部４１３に格納されたインターロック制御情報４１３は、プラント設計者がプラント運転員、プラント、プラントで生成される製品を保護するために必要な条件を記載し作成する。一例としてインターロック制御情報の原画７００を図４に示す。原画７００には、インターロック動作条件として、反応釜Ａ温度危険状態７０１、反応釜Ａレベル危険状態及び反応Ａ系統異常状態７０２があり、インターロック動作として、反応釜Ａ冷却バルブ開７５１、仕込バルブ閉及び反応釜Ａ冷却バルフ開７５２が設定されている。
【００４１】
制御情報変換処理部３０１でインターロック制御情報を読込み（ステップ５３０）、動作条件及び動作に分別する（ステップ５３１）。続いて、分別した動作条件・動作を対象となるシーケンス制御ファイル１１２に関連付けし格納する（ステップ５３２）。例えば、シーケンス制御ファイル１１２のインターロック部７２０はインターロック条件７２１、７２２とインターロック動作７７１、７７２との論理関係が格納されている。
【００４２】
次に、格納部４１7に格納されたプラント制御付帯情報の読込／分別について図５を用いてループ制御の変換処理を例として説明する。
【００４３】
プラント制御付帯情報は、プラント設計者がループ制御やシーケンス制御の監視に有効な情報として、文字や図形を自由に記載し作成する。例として汎用端末装置２で描いたプラント制御付帯情報の原画６００を示す。原画６００（画面表示される）には、センサ６０１、６０２、６０４、６５３、攪拌器６０３、配管６５１、モータ６５２、反応缶６５４、バルブ６５５、６５６が記載されている。
【００４４】
制御情報変換処理部３０１で格納部４１７に格納されたプラント制御付帯情報を読込み（ステップ５１０）、コメント及び図形情報に分割する（ステップ５１１）。そして、対象となるループのプラント情報付帯ファイル２１７に関連付けし格納する（ステップ５１２）。
【００４５】
プラント制御情報ファイル２１７に格納された情報は運転監視操作卓１の各制御画面に表示し、プラント監視及びプラントオペレーションを円滑に行うことができる。
【００４６】
次に、運転監視操作卓１内の制御情報ファイル１０１から上記汎用端末装置２に格納された制御情報ワークシート４０１のデータ形式に逆変換し、汎用端末装置２に格納される仕様書（制御情報ワークシート４０１）を作成する場合について図６を用いて説明する。
【００４７】
図６において、制御情報変換処理部３０１は、表示情報ファイル２０１のプラント制御付帯ファイル２１７を読込／分別し（ステップ５２０）、プラント制御付帯情報を逆変換して制御情報ワークシート４０１のプラント制御付帯情報格納部４１７へ格納する（ステップ５２１）。
【００４８】
続いて、制御情報変換処理部３０１は、シーケンス制御ファイル１１２を読込み、シーケンス制御情報を分別し（ステップ５２２）、インターロック制御情報を分別して逆変換して制御情報ワークシート４０１のインターロック制御情報格納部４１３へ格納する（ステップ５２３）。
【００４９】
最後に、制御情報変換処理部３０１は、分別されたシーケンス制御情報を逆変換して制御情報ワークシート４０１のシーケンス制御情報格納部４１２に格納する（ステップ５２４）。
【００５０】
作成された制御情報ワークシート４０１は外部媒体１１を介して汎用端末装置２へ移動される。制御情報ワークシート４０１は、外部媒体１１を使用することなく通信回線により汎用端末装置２へ移動することも可能である。
【００５１】
図６に示したように、運転監視操作卓１の制御情報ファイル１０１や表示情報ファイル２０１に格納された、制御情報や表示情報を汎用端末装置２の制御情報ワークシート４０１に書き込むことを可能とすれば、現状のプラントにおける制御シーケンスを汎用端末装置で確認することができる。
【００５２】
図６示したように、運転監視操作卓１内の制御情報ファイル１０１から仕様書を作成するように構成すれば、通常のパーソナルコンピュータである汎用端末装置によりプラントにおける現状のシーケンスを確認することができるため、現状のシーケンスに確認や、さらなる変更等について汎用端末装置を使用して検討することが可能である。
【００５３】
以上のように、本発明によれば、汎用ソフトウェアで記載された仕様書（プラント制御ワークシート）により、容易にプロセス制御機能の構築が可能な計装用プラント制御機能構築システム及び構築方法を実現することができる。
【００５４】
なお、上述した例は、本発明を計装用プラントに適用した場合の例であるが、本発明は、計装用プラントのみならず、部品製造工場等における複数の製造工程の動作制御を行うシステムについても、適用可能である。
【００５５】
また、上述した例における制御情報ワークシート４０１は、ループ制御情報格納部４１１と、シーケンス制御情報格納部４１２と、インターロック制御情報格納部４１３と、操作機器制御情報格納部４１４と、警報監視情報格納部４１５と、グラフィック情報格納部４１６と、プラント制御付帯情報格納部４１７とを有する例であるが、制御情報ワークシートは、これら全てを備える必要はない。例えば、ループ制御情報格納部４１１と、シーケンス制御情報格納部４１２と、操作機器制御情報格納部４１４とを少なくとも備えていればよい。
【符号の説明】
【００５６】
１・・・運転監視操作卓、２・・・汎用端末、３、４・・・プロセス監視制御装置、１０・・・通信回線、１１・・・外部媒体、５２、５４・・・調節弁、５８・・・反応缶、５９・・・ジャケット、５０、５３・・・流量検出端、１０１・・・制御情報ファイル、１１１・・・ループ制御ファイル、１１２・・・シーケンス制御ファイル、１１４・・・操作機器制御ファイル、２０１・・・表示情報ファイル、２１６・・・グラフィックファイル、２１７・・・プラント制御付帯ファイル、４０１・・・制御情報ワークシート、４１１・・・ループ制御情報ワークシート、４１２・・・シーケンス制御情報ワークシート、４１３・・・インターロック制御情報ワークシート、４１４・・・操作機器制御情報ワークシート、４１５・・・警報監視情報ワークシート、４１６・・・グラフィック情報ワークシート、４１７・・・プラント制御付帯情報ワークシート、６００・・・プラント制御付帯情報の原画、６０１〜６０４・・・画面上のコメント情報、６５１〜６５６・・・図形情報、７００・・・インターロック制御情報の原画、７０１、７０２・・・インターロック動作条件、７２０・・・シーケンス制御ファイルインターロック部、７２１、７２２・・・シーケンス制御ファイルインターロック条件、７５１〜７５２・・・インターロック動作、７７１、７７２・・・シーケンス制御ファイルインターロック動作
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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