(57)【要約】【課題】制御対象の制御を行う制御装置を、制御装置の製造工程又は製造後においても簡易に検査する、ことを目的とする。【解決手段】検査装置１４は、例えばプラント等の制御対象の制御を行うＤＣＳを検査する。ＤＣＳは、信号の入力、該信号に対する演算、及び演算結果を示す結果信号の出力を、同期信号をトリガとして予め定められたスケジュールで行う演算装置（ＬＳ及びＩＯモジュール）により、制御対象の制御を行う。そして、検査装置１４は、同期信号を受信する同期信号受信部５６と、同期信号を受信した場合に、スケジュールに従って演算装置に試験信号を出力する試験信号出力部５０と、演算装置によって行われた試験信号に対する演算の試験結果信号が入力される試験結果信号入力部６０と、試験結果信号の合否を判定する試験結果信号評価部６８と、を備える。【選択図】図３
2014106906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号の入力、該信号に対する演算、及び演算結果を示す結果信号の出力を、同期信号をトリガとして予め定められたスケジュールで行う演算装置により、制御対象の制御を行う制御装置を検査する検査装置であって、
前記同期信号を受信する受信手段と、
前記受信手段によって前記同期信号を受信した場合に、前記スケジュールに従って前記演算装置に試験信号を出力する出力手段と、
前記演算装置によって行われた前記試験信号に対する演算の結果信号が入力される入力手段と、
前記入力手段に入力された前記結果信号の合否を判定する判定手段と、
を備える検査装置。
【請求項２】
前記演算装置は、信号が入力される前に自己診断処理を行い、
前記同期信号は、前記演算装置が前記自己診断処理を行うタイミングで出力される請求項１記載の検査装置。
【請求項３】
前記制御装置は、複数の前記演算装置を同期させて前記制御対象を制御し、
複数の前記演算装置のうち少なくとも一つは、故障している前記演算装置と置き換えられる請求項１又は請求項２記載の検査装置。
【請求項４】
前記試験信号は、前記制御対象の安全機能の動作を確認するための信号である請求項１から請求項３の何れか１項記載の検査装置。
【請求項５】
前記制御対象は、プラントである請求項１から請求項４の何れか１項記載の検査装置。
【請求項６】
信号の入力、該信号に対する演算、及び演算結果を示す結果信号の出力を、同期信号をトリガとして予め定められたスケジュールを行う演算装置により、制御対象の制御を行う制御装置と、
請求項１から請求項５の何れか１項記載の検査装置と、
を備える検査システム。
【請求項７】
前記制御装置及び前記検査装置は、前記スケジュールを記憶する情報処理装置に接続され、前記情報処理装置から送信される前記スケジュールによって、前記制御装置及び前記検査装置が記憶している前記スケジュールが変更される請求項６記載の検査システム。
【請求項８】
信号の入力、該信号に対する演算、及び演算結果を示す結果信号の出力を、同期信号をトリガとして予め定められたスケジュールで行う演算装置により、制御対象の制御を行う制御装置を検査する検査方法であって、
前記同期信号を受信する第１工程と、
前記同期信号を受信した場合に、前記スケジュールに従って前記演算装置に試験信号を出力する第２工程と、
前記演算装置によって行われた前記試験信号に対する演算の結果信号の合否を判定する第３工程と、
を含む検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置、検査システム、及び検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばプラントや車両等を制御対象とする制御装置は、開発工程において動作試験が行われる。この場合、開発工程であるため、制御装置の基板等に対して動作試験のための加工がし易い。
しかし、制御装置の量産工程に入った後は、動作試験は出荷試験の一環でしか行えない。このため開発工程の動作試験で実施したような加工は行い難い。また出荷試験では、実際の制御対象を使用した制御装置の動作試験を行うことが困難である。制御対象を使用した制御装置の動作試験とは、例えば実際にガスタービンやボイラと制御装置とを接続して行う試験であり、制御対象が大規模でコストを要するために実施が困難である。
【０００３】
ここで、特許文献１には、制御用の入力信号を取込むアナログ入力回路、デジタル入力回路、及び制御用の出力信号と共に保守専用の出力信号を時分割で出力するアナログ出力回路、デジタル出力信号及び共有化した信号選択手段を備える制御装置が開示されている。制御装置は、演算処理ユニットが保守のための出力用の既知データを制御用の出力用の信号と共に時分割で出力し、保守装置は保守専用の出力信号を取込み、この取込み結果と上記既知データを比較判定することにより、プラントの制御を継続しつつ制御装置の保守点検を自動的に実施し、結果を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３６０３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、保守のための信号と制御のための信号とを時分割で出力されるために、そのためのスケジュールを新たに生成して用いる必要があり、プラントの制御に本来不要な保守の仕組みを設計して予め入れる手間が生じている。さらに、特許文献１では、制御装置の製造後に保守の方法を変えたい場合、制御装置の保守の仕組みの改造が必要になる。このため、特許文献１に記載の制御装置は、製造工程又は製造後においても簡便に制御対象を検査できるとは言い難く、さらには改造による追加の品質検査を行う手間も生じる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、制御対象の制御を行う制御装置を、制御装置の製造工程又は製造後においても簡易に検査できる、検査装置、検査システム、及び検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の検査装置、検査システム、及び検査方法は以下の手段を採用する。
【０００８】
本発明の第一態様に係る検査装置は、信号の入力、該信号に対する演算、及び演算結果を示す結果信号の出力を、同期信号をトリガとして予め定められたスケジュールで行う演算装置により、制御対象の制御を行う制御装置を検査する検査装置であって、前記同期信号を受信する受信手段と、前記受信手段によって前記同期信号を受信した場合に、前記スケジュールに従って前記演算装置に試験信号を出力する出力手段と、前記演算装置によって行われた前記試験信号に対する演算の結果信号が入力される入力手段と、前記入力手段に入力された前記結果信号の合否を判定する判定手段と、を備える。
【０００９】
本構成に係る検査装置は制御対象の制御を行う制御装置を検査する。制御装置は、信号の入力、該信号に対する演算、及び演算結果を示す結果信号の出力を、同期信号をトリガとして予め定められたスケジュールで行う演算装置により、制御対象の制御を行う。
【００１０】
本構成は、受信手段によって同期信号を受信した場合に、送信手段によってスケジュールに従って演算装置に試験信号が送信される。試験信号は、制御装置の動作を検査するための信号であり、例えば、制御対象が正常に動作している場合を想定した信号や制御対象に異常が生じた場合を想定した信号である。試験信号が入力された演算装置は、スケジュールに従って試験信号に対する演算を行い、演算結果を示す結果信号を出力する。
そして、演算装置から出力された結果信号が入力手段に入力されると、判定手段によって結果信号の合否が判定される。演算装置は、試験信号に応じて期待される結果信号を出力するはずである。しかし、演算装置が出力する結果信号が期待される結果信号と違っていた場合、判定手段によって合致しないと判定される。このような場合は、演算装置に異常が生じていることが考えられる。
【００１１】
このように、本構成によれば、同期信号を受信して試験信号を演算装置に出力し、結果信号の合否判断をするので、制御装置に対して試験を行うための特殊な加工を新たに行うことなく、演算装置の検査を行うことができる。これにより、制御装置に検査の仕組みが内蔵される必要が無いため、制御装置の開発者は、開発工程において検査の方法を検討し、実装する必要が無くなる。
従って、本構成は、制御対象の制御を行う制御装置を、制御装置の製造工程又は製造後においても簡易に検査することができる。
【００１２】
上記第一態様では、前記演算装置が、信号が入力される前に自己診断処理を行い、前記同期信号が、前記演算装置が前記自己診断処理を行うタイミングで出力されることが好ましい。
【００１３】
本構成によれば、演算装置の自己診断処理が行われるタイミングで受信手段が同期信号を受信することとなる。これにより、検査装置による同期信号の受信と演算装置への試験信号の出力までの間に十分な時間的余裕が生じるので、演算装置には適切なタイミングで検査装置が出力する試験信号が入力される。
【００１４】
上記第一態様では、前記制御装置が、複数の前記演算装置を同期させて前記制御対象を制御し、複数の前記演算装置のうち少なくとも一つが、故障している前記演算装置と置き換えられることが好ましい。
【００１５】
本構成によれば、演算装置が故障している演算装置と置き換えられて検査されることとなるので、試験信号だけでは実現できない、例えば電気回路等のハードウェアの故障も含んだ検査が可能となる。
【００１６】
上記第一態様では、前記試験信号が、前記制御対象の安全機能の動作を確認するための信号であることが好ましい。
【００１７】
本構成によれば、制御対象に異常が生じた場合、制御対象に安全機能が正常に動作するか否かを判定できる。
【００１８】
上記第一態様では、前記制御対象が、プラントであることが好ましい。
【００１９】
本構成によれば、プラントの制御を行う制御装置を簡易に検査できる。
【００２０】
本発明の第二態様に係る検査システムは、信号の入力、該信号に対する演算、及び演算結果を示す結果信号の出力を、同期信号をトリガとして予め定められたスケジュールを行う演算装置により、制御対象の制御を行う制御装置と、上記記載の検査装置と、を備える。
【００２１】
上記第二態様では、前記制御装置及び前記検査装置が、前記スケジュールを記憶する情報処理装置に接続され、前記情報処理装置から送信される前記スケジュールによって、前記制御装置及び前記検査装置が記憶している前記スケジュールが変更されることが好ましい。
【００２２】
本構成によれば、演算装置及び検査装置のスケジュールを簡易かつ確実に変更することができる。
【００２３】
本発明の第三態様に係る検査方法は、信号の入力、該信号に対する演算、及び演算結果を示す結果信号の出力を、同期信号をトリガとして予め定められたスケジュールで行う演算装置により、制御対象の制御を行う制御装置を検査する検査方法であって、前記同期信号を受信する第１工程と、前記同期信号を受信した場合に、前記スケジュールに従って前記演算装置に試験信号を出力する第２工程と、前記演算装置によって行われた前記試験信号に対する演算の結果信号の合否を判定する第３工程と、を含む。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、制御対象の制御を行う制御装置を、制御装置の製造工程又は製造後においても簡易に検査する、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る検査システムの構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るＤＣＳが備えるＬＳとＩＯモジュールの同期処理を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る検査装置の構成図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る検査装置がＩＯモジュールの検査を行う場合のタイミングチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態に係る検査装置がＬＳの検査を行う場合のタイミングチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態に係るＬＳに対する検査処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態に係る検査システムの構成図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る検査システムの構成図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る検査システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明に係る検査装置、検査システム、及び検査方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２７】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本第１実施形態に係る検査システム１０の構成図である。
検査システム１０は、被検査対象である分散制御装置（Distributed  Control  System、以下「ＤＣＳ」という。）１２、及びＤＣＳ１２を検査する検査装置１４を備える。検査装置１４によるＤＣＳ１２の検査は、例えばＤＣＳ１２を工場で組み立て、出荷する前に行う。
【００２８】
ＤＣＳ１２は、信号の入力、該信号に対する演算、及び演算結果を示す結果信号の出力を、同期信号をトリガとして予め定められたスケジュールで行う演算装置を備え、演算装置により、制御対象の制御を行う。
なお、ＤＣＳ１２は、制御対象として、例えばガスタービンやボイラ等を備えるプラントの制御を行うが、これに限らず、車両等の制御を行うものであってもよい。
【００２９】
また、ＤＣＳ１２は、演算装置として複数の制御演算装置（Logic  Solver、以下「ＬＳ」という。）２０及び複数の信号入出力装置（Input/Output  module、以下「ＩＯモジュール」という。）２２を備える。すなわち、ＤＣＳ１２は、同じ制御機能を有する複数のＬＳ２０を備えることによって冗長構成とされている。本第１実施形態では、一例として、ＬＳ２０を４つ備えることで４重化されており、後述するように各ＬＳ２０は、同期がとられて同じタイミングで演算を行う。
【００３０】
また、ＬＳ２０及びＩＯモジュール２２は、同期信号をトリガとして予め定められたスケジュールで行うため、演算等の処理順番はタイマーを用いて管理されている。例えば、処理が予め定められた一定時間内に終了しない場合や早く終了し過ぎた場合は、異常が発生したとみなされ、安全機能が動作することとなる。
安全機能は、例えば、ＤＣＳ１２が誤動作しない為のアプリケーションソフトウェアの作動停止、他機器との通信処理停止、機器全体の処理停止を行う機能、及び制御対象が安全な状態となる信号を出力する機能である。
【００３１】
ＩＯモジュール２２は、各種センサ４０やアクチュエータ４２に接続され（図２参照）、センサ４０からの信号が入力され、アクチュエータ４２に信号を出力する。
【００３２】
ＩＯモジュール２２は、ハブに相当する機能を有するＩＯアダプター２４、通信回線であるＩＯネットワーク２６、ルータに相当する機能を有するＩＯスキャナー２８を介して、複数のＬＳ２０と接続され、ＬＳ２０との間で信号の入出力が行われる。
【００３３】
ＬＳ２０は、ルータに相当する機能を有するＮＡ（Network  Adapter)３０を介して、監視装置であるＯＰＳ（Operator  Station）３２や制御ロジック保守装置であるＥＭＳ（Engineering  &  Maintenance  Station）３４と接続される。
【００３４】
ＥＭＳ３４は、ＬＳ２０及びＩＯモジュール２２を動作させるためのソフトウェアの管理機能を有している。また、ＥＭＳ３４は、ＬＳ２０及びＩＯモジュール２２のスケジュールを示したスケジューリング定義ファイルを記憶している。
【００３５】
ＬＳ２０は、ＩＯモジュール２２からの信号に対して演算を行い、演算結果を示す信号をＩＯモジュール２２やＮＡ３０を介してＯＰＳ３２及びＥＭＳ３４へ出力する。ＩＯモジュール２２は、ＬＳ２０からの信号をアクチュエータ４２に出力する。
複数のＬＳ２０は、各々同じ信号が入力されるため、各々同じ結果を出力すると考えられる。しかし、あるＬＳ２０から他のＬＳ２０とは異なる結果が出力された場合には、例えば、各ＬＳ２０からの信号が入力されるＩＯモジュール２２（後述する出力モジュール２２Ｂ）によって多数決処理が行われる。この多数決処理によってＩＯモジュール２２からアクチュエータ４２へ出力される信号が決定される。なお、ＬＳ２０が出力する信号は、一例として通信パケットの形式である。
【００３６】
図２は、第１実施形態に係るＤＣＳ１２が備えるＬＳ２０とＩＯモジュール２２の同期処理を示す模式図である。
【００３７】
ＩＯモジュール２２の入力モジュール２２Ａはセンサ４０に接続され。センサ４０からの信号が入力される。ＩＯモジュール２２の出力モジュール２２Ｂはアクチュエータ４２に接続され、アクチュエータ４２に信号を出力する。
複数のＬＳ２０は、所定のＬＳ２０から他のＬＳ２０は同期信号が出力され、各ＬＳ２０は、信号の入出力や演算等の各種処理を、同期信号をトリガとして予め定められたスケジュールで行う。なお、同期信号は通信パケットの形式で出力されてもよい。
【００３８】
また、複数のＩＯモジュール２２も所定のＬＳ２０から同期信号が入力され、信号の入出力や演算等の各種処理を、同期信号をトリガとして予め定められたスケジュールで行う。これにより、各ＩＯモジュール２２から各ＬＳ２０へ同じタイミングで信号が出力される。また、ＩＯモジュール２２からＬＳ２０へも同期信号が出力される。
なお、ＩＯモジュール２２からＬＳ２０へ出力される同期信号は、ＩＯモジュール２２による他の演算、ＩＯモジュール２２の状態データやセンサ４０からの信号を含む通信パケットの形式で出力されてもよい。すなわち、ＩＯモジュール２２からＬＳ２０へ出力される同期信号は、ＬＳ２０からＩＯモジュール２２へ出力された同期信号に対する応答信号を兼ねる。
さらに、ＬＳ２０とＩＯモジュール２２との同期は、完全なものではなく、ＩＯモジュール２２とＬＳ２０との間の信号の入出力を遅延させたり早めたりしてもよい。
【００３９】
図３は、本第１実施形態に係る検査装置１４の構成図である。
検査装置１４は、試験信号出力部５０、信号入力部５２、及び試験管理部５４を備える。
【００４０】
試験信号出力部５０は、試験信号をＩＯモジュール２２及びＬＳ２０へ出力する。一例として、ＩＯモジュール２２に出力する試験信号（以下、「ＩＯ試験信号」という。）は、アナログ信号やデジタル信号であり、ＬＳ２０へ出力する試験信号（以下、「ＬＳ試験信号」という。）は、通信パケットである。試験信号は、ＬＳ２０やＩＯモジュール２２を検査するための信号であり、例えば、制御対象が正常に動作している場合を想定した信号や制御対象に異常が生じた場合を想定した信号である。
【００４１】
信号入力部５２は、試験信号に基づくＩＯモジュール２２及びＬＳ２０による演算結果を示す結果信号（以下、「試験結果信号」という。）が入力される。一例として、ＩＯモジュール２２から出力される試験結果信号（以下、「ＩＯ出力信号」という。）は、アナログ信号やデジタル信号であり、ＬＳ２０から出力される試験結果信号（以下、「ＬＳ出力信号」という。）は、通信パケットである。信号入力部５２にアナログ信号が入力された場合は、デジタル信号に変換する。
【００４２】
試験管理部５４は、ＩＯ出力信号又はＬＳ出力信号の合否を判定する。
ここで、ＩＯモジュール２２及びＬＳ２０は、試験信号に応じて期待される信号（以下、「期待結果信号」という。）を出力するはずである。しかし、ＩＯモジュール２２及びＬＳ２０から出力された試験結果信号が期待結果信号と違っていた場合、試験管理部５４によって合致しないと判定される。このような場合は、ＩＯモジュール２２及びＬＳ２０に異常が生じていることが考えられる。
【００４３】
なお、試験信号出力部５０、信号入力部５２、及び試験管理部５４は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記録媒体等に記録されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。
【００４４】
以下、信号入力部５２及び試験管理部５４の構成について説明する。
信号入力部５２は、同期信号受信部５６、試験データ登録編集部５８、及び試験結果信号入力部６０を備える。
試験管理部５４は、試験スケジューラ６２、試験用入力データ記憶部６４、試験結果信号記憶部６６、試験結果信号評価部６８、及び評価結果記憶部７０を備える。
【００４５】
同期信号受信部５６は、ＩＯモジュール２２及びＬＳ２０が出力する同期信号を受信する。
【００４６】
試験スケジューラ６２は、ＩＯモジュール２２及びＬＳ２０から受信した同期信号をトリガとして、予め記憶しているスケジューリング定義ファイルに沿って規定時間後に試験信号や確認コマンドを出力するように、試験信号出力部５０の制御を行う。これにより、検査装置１４は、検査対象であるＤＣＳ１２が備えるＩＯモジュール２２及びＬＳ２０の処理スケジュールに同期して検査を行うことができる。
【００４７】
試験データ登録編集部５８は、試験スケジューラ６２が試験信号を出力する時間(例えばμ秒オーダー)、試験用入力データ記憶部６４に記憶されている試験信号の識別番号、試験信号の出力先となるＩＯモジュール２２及びＬＳ２０のアドレス等、ＤＣＳ１２の検査に関する試験データを登録（記憶）している。
試験データ登録編集部５８は、試験結果信号評価部６８での評価処理を柔軟に行うため、許容誤差の上下限値が存在する試験データに対してその許容値も登録される。また、試験データが通信パケットの場合、無視項目（例えばタイムスタンプ及びアドレス等）が指定されてもよい。
試験データ登録編集部５８に登録される各種データは、インタフェース（例えばＷＥＢ画面やエディタ）を介してユーザによって入力される。さらに、ユーザが登録した試験データの編集も可能とされている。なお、記憶される試験データの形式は、例えば設定ファイルのようなファイル形式やリレーショナルデータベースである。
【００４８】
試験結果信号入力部６０は、ＩＯモジュール２２の出力モジュール２２Ｂから出力される試験結果信号であるＩＯ出力信号（アナログ出力やデジタル出力）が入力される。また、試験結果信号入力部６０は、ＬＳ２０から出力される試験結果信号であるＬＳ出力信号（通信パケット）が入力される。なお、試験結果信号入力部６０は、通信パケットが入力された場合、通信パケットを解析することで通信パケットの健全性チェックを行い、実データを取り出す。
【００４９】
試験用入力データ記憶部６４は、各試験に応じてＩＯモジュール２２やＬＳ２０へ出力する試験信号を示すデータ、並びに試験信号に応じてＩＯモジュール２２及びＬＳ２０からの出力が期待される期待結果信号を示すデータを記憶する。
なお、試験用入力データ記憶部６４に記憶されるデータは、アナログ値やデジタル値以外に通信パケットのような構造化データである。このためデータの実体は、試験信号及び期待結果信号毎にファイル形式で記憶されることが好ましい。各ファイルのファイルパス名と識別番号は、設定ファイルのようなファイル形式又はリレーショナルデータベースで記憶される。試験信号の識別番号と試験信号との実体とは、紐付けされて記憶される。
【００５０】
試験結果信号記憶部６６は、試験結果信号入力部６０が受信した試験結果信号を記憶する。試験結果信号記憶部６６は、試験結果信号とこれに対応する試験信号とを紐付けするために、試験用入力データ記憶部６４に記憶されている試験信号の識別番号を、試験結果信号と共に記憶する。なお、試験結果信号記憶部６６におけるデータの形式は試験用入力データ記憶部６４と同じである。
【００５１】
試験結果信号評価部６８は、試験用入力データ記憶部６４に記憶されている識別番号を用いて、試験用入力データ記憶部６４に記憶されている期待結果信号と試験結果信号記憶部６６に記憶されている試験結果信号を比較する。試験結果信号評価部６８は、期待結果信号と試験結果信号が一致していれば合格、不一致なら不合格と判定する。
【００５２】
評価結果記憶部７０は、試験結果信号評価部６８による判定結果を記憶する。評価結果記憶部７０は、試験信号と評価結果を紐づけるために、試験用入力データ記憶部６４に記憶されている識別番号を評価結果と共に記憶する。
なお、評価結果記憶部７０におけるデータの形式は試験用入力データ記憶部６４と同じである。
【００５３】
さらに、検査装置１４は、ユーザが試験結果を視認するための表示インターフェースである試験結果表示部７２を備える。試験結果表示部７２は、ｗｅｂ画面や専用画面によって試験結果を表示する。試験結果表示部７２による表示項目は、試験信号を示す識別番号、試験結果信号、及び評価結果等である。また、試験結果表示部７２は、印刷機能を有していてもよい。
【００５４】
図４は、本第１実施形態に係る検査装置１４が、ＩＯモジュール２２の検査を行う場合のタイミングチャートである。
【００５５】
ＩＯモジュール２２は、信号入力処理、信号変換処理、信号出力処理、及び自己診断処理をスケジュールに従って繰り返し行う。
ＩＯモジュール２２における信号入力処理は、センサ４０からの信号の入力を入力モジュール２２Ａ受け付ける処理である。信号変換処理は、入力された信号に対して予め定められた演算を行う処理である。信号出力処理は、信号変換処理された信号をＬＳ２０へ出力する処理である。自己診断処理は、信号が入力される前に自己の健全性を診断する処理である。
【００５６】
なお、ＩＯモジュール２２は、信号出力処理の終了と共に、ＬＳ２０へ同期信号を出力する。
検査装置１４は、ＩＯモジュール２２からＬＳ２０へ出力される同期信号を同期信号受信部５６によって受信すると、ＩＯモジュール２２の信号入力処理のタイミングに合わせて、試験信号出力部５０からＩＯ試験信号を出力する。
【００５７】
すなわち、図４に示されるように検査装置１４は、ＩＯモジュール２２が自己診断処理を行うタイミングで同期信号を受信することとなる。これにより、検査装置１４による同期信号の受信とＩＯモジュール２２へのＩＯ試験信号の出力までの間に十分な時間的余裕が生じるので、ＩＯモジュール２２には適正なタイミングで検査装置１４が出力するＩＯ試験信号の入力を受け付けることができる。
【００５８】
ＩＯモジュール２２は、入力されたＩＯ試験信号に対して信号変換処理を行い、試験結果信号であるＩＯ出力信号を出力する。
そして、検査装置１４は、ＩＯモジュール２２の信号出力処理のタイミングで、ＩＯモジュール２２からのＩＯ出力信号が試験結果信号入力部６０に入力される。
検査装置１４は、入力されたＩＯ出力信号と期待結果信号とが合致するか否かを試験結果信号評価部６８によって判定する試験評価を行い、試験結果表示部７２に評価結果を表示する。
【００５９】
図５は、本第１実施形態に係る検査装置１４が、ＬＳ２０の検査を行う場合のタイミングチャートである。
【００６０】
ＬＳ２０は、ＩＯモジュール２２と同様に、信号入力処理、信号変換処理、信号出力処理、及び自己診断処理をスケジュールに従って繰り返し行う。
ＬＳ２０における信号入力処理は、入力モジュール２２Ａからの信号の入力を受け付ける処理である。信号変換処理は、入力された信号に対して予め定められた演算を行う処理である。信号出力処理は、信号変換処理された信号を出力モジュール２２Ｂ、ＯＰＳ３２、及びＲＭＳ３４へ出力する処理である。自己診断処理は、信号が入力される前に自己の健全性を診断する処理である。
【００６１】
なお、ＬＳ２０は、信号入力処理をＩＯモジュール２２から同期信号が入力されたタイミングで行う。また、ＬＳ２０は、信号出力処理をＬＳ２０間で入出力される同期信号が入力されるタイミングで行う。
検査装置１４は、信号出力処理のためにＬＳ２０間で入出力される同期信号を同期信号受信部５６によって受信すると、ＬＳ２０の信号入力処理のタイミングに合わせて、試験信号出力部５０からＬＳ試験信号を出力する。
【００６２】
すなわち、図５に示されるように検査装置１４は、ＬＳ２０が自己診断処理を行うタイミングで同期信号を受信することとなる。これにより、検査装置１４による同期信号の受信とＬＳ２０へのＬＳ試験信号の出力までの間に十分な時間的余裕が生じるので、ＬＳ２０には適正なタイミングで検査装置１４が出力するＬＳ試験信号の入力を受け付けることができる。
【００６３】
ＬＳ２０は、入力されたＬＳ試験信号に対して信号変換処理を行い、試験結果信号であるＬＳ出力信号を出力する。
そして、検査装置１４は、ＬＳ２０の信号出力処理のタイミングで、ＬＳ２０からのＬＳ出力信号が試験結果信号入力部６０に入力される。
検査装置１４は、入力されたＬＳ出力信号と期待結果信号とが合致するか否かを試験結果信号評価部６８によって判定する試験評価を行い、試験結果表示部７２に評価結果を表示する。
【００６４】
ここで、検査装置１４からＬＳ２０へ出力されるＬＳ試験信号、及び検査装置１４からＩＯモジュール２２へ出力されるＩＯ試験信号の例を説明する。
【００６５】
ＬＳ２０は、安全機能の一例であるウォッチドッグタイマの機能を有している。このウォッチドッグタイマのセット信号及びリセット信号が、ＬＳ試験信号の一例である。ＬＳ試験信号としてリセット信号がＬＳ２０に入力されると、例えば通信がシャットダウンされる。この場合、シャットダウンに応じた試験結果信号であるＬＳ出力信号がＬＳ２０から出力される。このＬＳ出力信号が入力されると検査装置１４は、ＬＳ２０の安全機能が正常に動作していると判定する。
ＬＳ試験信号の他の例は、例えば安全機能であるＤＣＳ１２の電源遮断を行うための電源遮断信号である。ＬＳ試験信号として電源遮断信号がＬＳ２０に入力されると、ＬＳ２０はＤＣＳ１２の電源を遮断する。この場合、電源遮断に応じた試験結果信号であるＬＳ出力信号がＬＳ２０から出力される。このＬＳ出力信号が入力されると検査装置１４は、ＬＳ２０の安全機能が正常に動作していると判定する。
【００６６】
また、ＩＯ試験信号は、例えばセンサ４０の仕様範囲外のアナログ信号又はデジタル信号である。ＩＯ試験信号として仕様範囲外の信号がＩＯモジュール２２に入力されると、ＩＯモジュール２２は、試験結果信号であるＩＯ出力信号としてエラー信号を出力する。このＩＯ出力信号が入力されると検査装置１４は、ＩＯモジュール２２が正常に動作していると判定する。
【００６７】
図６は、本第１実施形態に係るＬＳ２０に対する検査処理（検査プログラム）の流れを示すフローチャートである。検査プログラムは、検査装置１４が備えるＲＯＭ等の記憶媒体に予めインストールされているが、その他コンピュータ読み取り可能な可搬型の記憶媒体に記憶されていてもよく、有線又は無線による通信手段を介して配信されてもよい。
【００６８】
まず、ステップ１００では、ユーザによって試験に用いるデータが検査装置１４に入力され、試験用入力データ記憶部６４に記憶される。
【００６９】
次のステップ１０２では、ユーザによって試験データ登録編集部５８に試験データの登録及び編集が行われる。
【００７０】
このステップ１００，１０２の処理によって、検査装置１４によってＬＳ２０に行われる試験が確定する。なお、試験は、複数種類行われてもよい。本第１実施形態では、試験の種類をＮｏ．Ｘ（Ｘは１以上の整数）として特定する。
【００７１】
次のステップ１０４では、ユーザによって検査装置１４に対して試験の開始指示が入力される。
【００７２】
次のステップ１０６では、検査装置１４からＤＣＳ状態コマンドの送受信が行われる。ステップ１０６で行われる処理は、これから開始する試験をＬＳ２０及びＩＯモジュール２２が実行可能な状態にあるか否かを確認するための処理である。例えば、ＬＳ２０及びＩＯモジュール２２の内部状態が、未だ初期化中の状態である場合には通常状態で行うべき試験をすることはできない。このような場合、試験をスキップする処理又は強制的に通常状態に遷移させる情報を送る処理等が行われる。
なお、このような状態情報の取得や状態の遷移のトリガとなる情報は、ＯＰＳ３２やＥＭＳ３４とＬＳ２０やＩＯモジュール２２との間で用いられている情報である。
【００７３】
次のステップ１０８では、同期信号を受信したか否かを判定し、肯定判定の場合はステップ１１０へ移行し、否定判定の場合は待ち状態となる。
【００７４】
ステップ１１０では、試験Ｎｏ．Ｘの試験信号であるＬＳ試験信号をＬＳ２０へ出力する。
【００７５】
次のステップ１１２では、試験Ｎｏ．Ｘの試験結果信号であるＬＳ出力信号の入力を受け付ける。
【００７６】
次のステップ１１４では、検査装置１４からＤＣＳ状態コマンドの送受信が行われる。
【００７７】
次のステップ１１６では、試験Ｎｏ．ＸのＬＳ出力信号に対して試験評価を行い、評価結果を記憶する。
【００７８】
ここで、ステップ１１４で行われる処理は、１つの試験を実行した後に、ＬＳ２０及びＩＯモジュール２２の内部状態を確認するための処理である。例えば、検査装置１４は、異常を引き起す試験信号を出力した後、試験結果信号が期待値となるという要件と共に、ＬＳ２０及びＩＯモジュール２２が異常モードに遷移するという要件をＤＣＳ状態コマンドによって確認する。検査装置１４は、両方の要件を満たしていることでステップ１１６において試験合格と判定する。
【００７９】
次のステップ１１８では、試験Ｎｏ．Ｘの評価結果を表示する。
【００８０】
次のステップ１２０では、ＤＣＳ１２をリセットする。
【００８１】
次のステップ１２２では、行うべき全ての試験が終了したか否かを判定し、肯定判定の場合は検査処理を終了し、否定判定の場合はステップ１０６へ戻り、全ての試験が終了するまで検査処理を繰り返す。
【００８２】
以上説明したように、本第１実施形態に係る検査装置１４は、検査装置１４は、例えばプラント等の制御対象の制御を行うＤＣＳ１２を検査する。ＤＣＳ１２は、信号の入力、該信号に対する演算、及び演算結果を示す結果信号の出力を、同期信号をトリガとして予め定められたスケジュールで行う演算装置（ＬＳ２０及びＩＯモジュール２２）により、制御対象の制御を行う。そして、検査装置１４は、同期信号を受信する同期信号受信部５６と、同期信号を受信した場合に、スケジュールに従って演算装置に試験信号を出力する試験信号出力部５０と、演算装置によって行われた試験信号に対する演算の試験結果信号が入力される試験結果信号入力部６０と、試験結果信号の合否を判定する試験結果信号評価部６８と、を備える。
【００８３】
従って、検査装置１４は、同期信号を受信して試験信号をＬＳ２０及びＩＯモジュール２２に出力し、試験結果信号の合否判断をするので、ＤＣＳ１２に対して試験を行うための特殊な加工を新たに行う必要が無い。これにより、ＤＣＳ１２に検査の仕組みが内蔵される必要が無いため、ＤＣＳ１２の開発者は、開発工程において検査の方法を検討し、実装する必要が無くなる。
従って、検査装置１４は、ＤＣＳ１２の製造工程又は製造後においても、ＤＣＳ１２を簡易に検査することができる。
【００８４】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
図７は、本第２実施形態に係る検査システム１０の構成を示す。なお、図７における図１と同一の構成部分については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００８５】
本第２実施形態に係る検査装置１４は、予め故障しているＬＳ２０（以下、「故障ＬＳ２０’」という。）及び故障しているＩＯモジュール２２（以下、「故障ＩＯモジュール２２’」という。）を備えている。ここでいう故障とは、例えば試験信号だけでは実現できない電気回路の故障等である。
【００８６】
検査装置１４は、複数のＬＳ２０又はＩＯモジュール２２のうち少なくとも一つを、故障ＬＳ２０’又は故障ＩＯモジュール２２’と置き換える。故障ＬＳ２０’又は故障ＩＯモジュール２２’と置き換えられたＬＳ２０又はＩＯモジュール２２は、検査装置１４による試験の開始前に停止される。
そして、検査装置１４は、故障ＬＳ２０’又は故障ＩＯモジュール２２’に一部が置き換えられたＤＣＳ１２に対して、試験信号を出力して試験評価を行う。
【００８７】
これにより、ＬＳ２０又はＩＯモジュール２２が故障ＬＳ２０’又は故障ＩＯモジュール２２’と置き換えられて検査されることとなるので、本第２実施形態に係る検査装置１４は、試験信号だけでは実現できない、例えば電気回路等のハードウェアの故障も含んだ検査が可能となる。
【００８８】
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
図８は、本第３実施形態に係る検査システム１０の構成を示す。なお、図８における図１と同一の構成部分については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００８９】
本第３実施形態に係る検査装置１４及びＤＣＳ１２は、情報処理装置であり各種データを記憶している設計リポジトリ８０と例えばイーサネット（登録商標）を介して接続され、データの送受信が可能とされている。
設計リポジトリ８０は、ＬＳ２０及びＩＯモジュール２２のスケジュールを示したスケジューリング定義ファイルを記憶している。そして、検査装置１４及びＤＣＳ１２が設計リポジトリ８０に記憶されているスケジューリング定義ファイルを必要とする場合、設計リポジトリ８０は、検査装置１４及びＤＣＳ１２にスケジューリング定義ファイルを送信する。
【００９０】
検査装置１４及びＤＣＳ１２は、設計リポジトリ８０に同期しており、検査装置１４は、設計リポジトリ８０からスケジューリング定義ファイルを受信すると、該スケジューリング定義ファイルを試験スケジューラ６２に記憶させることでスケジュールを変更する。ＤＣＳ１２は、設計リポジトリ８０からスケジューリング定義ファイルを受信すると、該スケジューリング定義ファイルをＥＭＳ３４に記憶させることでスケジュールを変更する。
【００９１】
本第３実施形態に係る検査システム１０によれば、ユーザの手動によるスケジュールの変更を必要としないため、ＬＳ２０及びＩＯモジュール２２並びに検査装置１４のスケジュールを簡易かつ確実に変更することができる。
【００９２】
〔第４実施形態〕
以下、本発明の第４実施形態について説明する。
図９は、本第４実施形態に係る検査システム１０の構成を示す。なお、図９における図７と同一の構成部分については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００９３】
本第４実施形態に係る検査システム１０は、ＥＭＳ３４に検査装置１４の機能を備えさせる。これにより、制御対象である例えばプラントが設置されている現地においても、検査装置１４を用いたＤＣＳ１２の検査が簡易に行える。
なお、図９では、ＬＳ２０又はＩＯモジュール２２を故障ＬＳ２０’又は故障ＩＯモジュール２２’と置き換え可能とされているが、検査装置１４は、このような置き換え機能を有していなくてもよい。
【００９４】
以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００９５】
例えば、上記各実施形態では、制御対象の制御を行う制御装置を、演算装置としてＬＳ２０及びＩＯモジュール２を備えるＤＣＳ１２とする形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、同期信号をトリガとしてスケジュールに従って各種処理を行う演算装置を備える制御装置であれば、他の制御装置であってもよい。
【００９６】
また、上記各実施形態で説明した検査処理の流れも一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１０    検査システム
１２    ＤＣＳ
１４    検査装置
２０    ＬＳ
２２    ＩＯモジュール
５０    試験信号出力部
５６    同期信号受信部
６０    試験結果信号入力部
６８    試験結果信号評価部
８０    設計リポジトリ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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