(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象の外部の制御機器に接続するための第１入出力ポートと、
前記制御機器に係る少なくとも一部制御機能の動作の、ある程度の実績がある制御プログラムを実行させる旧制御装置の、該制御機器を接続していた入出力ポートに接続するための第２入出力ポートと、
前記第１入出力ポートからの入出力信号を、試運転しようとする新制御装置に対して、伝送入出力信号として受け渡す伝送処理装置と、
前記第１入出力ポートの入力信号を前記第２入出力ポートの出力ポート及び前記伝送入出力信号の出力ポートの両方に転送すると共に、前記第２入出力ポートの入力信号を前記第１入出力ポートの出力ポートに転送する試運転モード機能を有し、又、前記第１入出力ポートの入力信号を前記伝送入出力信号の出力ポートに転送すると共に、該伝送入出力信号の入力信号を前記第１入出力ポートの出力ポートに転送する本運転モード機能を有する入出力制御部と、
前記試運転モード時に、前記第２入出力ポートの入力信号と前記伝送入出力信号の入力信号とを比較する保守機能部とを備えると共に、
これらを、ハードリレーの信号増幅機能を備えたシーケンサ制御装置を用いて実現したことを特徴とする制御プログラム試運転補助装置。
【請求項２】
制御対象の外部の制御機器に係る少なくとも一部制御機能の動作の、ある程度の実績がある制御プログラムを実行させる旧制御装置から、前記制御機器に対する電気的接続を取り外し、
請求項１の制御プログラム試運転補助装置に対して、これに係る前記制御機器、前記旧制御装置、及び試運転しようとする旧制御装置を電気的に接続し、
前記新制御装置の試運転を行う際には、まず前記制御プログラム試運転補助装置の入出力制御部を試運転モードにし、
前記旧制御装置の制御プロクラムで前記制御機器を制御しつつ、前記新制御装置の出力信号と、前記旧制御装置の出力信号とを前記制御プログラム試運転補助装置の前記保守機能部で比較し、
該比較結果に基づいて前記新制御装置の動作を確認するようにしたことを特徴とする制御プログラム試運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御装置の試運転に用いる制御プログラム試運転補助装置及び制御プログラム試運転方法に係り、特に、少なくともある程度実績がある旧制御装置で制御され、既に稼動している制御機器に対する、新制御装置の試運転による利用時間を短縮することで、該制御機器が稼動できないダウンタイムを抑えることができる制御プログラム試運転補助装置及び制御プログラム試運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
システム劣化や寿命等のため、実績がある旧制御装置を新制御装置に更新することがある。このような更新では、特に大規模な制御装置では、試運転で設備の稼動を停止させると失われる利益が大きい。従って新制御機器の試運転を如何に能率良くできるかが重要である。新制御装置の試運転方法としては、例えば以下のように分類できる。
【０００３】
図１に示される旧制御盤１０内の旧制御装置１２は、分線盤Ａを経由した信号線で取り込まれるフィールド信号Ｓ１により、制御対象の制御機器に対して制御信号の入出力を行っている。この旧制御装置１２を新制御盤２０に納められた新制御装置２２に更新する場合を考える。
【０００４】
まず第１試運転例として、旧制御盤１０の分線盤Ａで信号線を取り外し、新制御盤２０の分線盤Ｂに接続替えして、図１矢印のように入れ替えすることで、最終的には図２のような状態になる。大規模な場合、この接続替えには通常、数日を要する。この例では、設備停止タイミング１回で、旧制御装置１２から新制御装置２２へ入れ替え、この後に試運転してから本稼動に入る。この場合、一度切替え工事を開始したら基本的に、旧制御装置１２には後戻りできない。
【０００５】
次に第２試運転例として、図３のように、フィールド信号Ｓ１の入出力信号と旧制御装置１２の間に信号切替えスイッチ２４を設置し、旧制御装置１２あるいは新制御装置２２に択一的に切り替えて、フィールド信号Ｓ１を接続できるようにする。この信号切替えスイッチ２４の切替えは、大規模な場合、数時間を要する。この例では、随時可能な設備停止タイミングで旧制御装置１２又は新制御装置２２の信号切替えが可能であり、新制御装置２２の試運転や本稼動、あるいは旧制御装置１２による運転が可能である。新制御装置２２の試運転が完了するまでは、旧制御装置１２で操業を再開する。この作業を数回繰り返し、新制御装置２２の試運転が完了次第、新制御装置２２での操業を開始する。
【０００６】
又第３試運転例として、特開平６−２２５３６４では、外部の制御機器に対して一定期間、旧制御装置１２及び新制御装置２２を共に通信回線等を利用して接続し、新制御装置２２の試運転、あるいは旧制御装置１２による運転を選択的に行うという技術が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した第１試運転例は、一旦接続替えすると基本的に旧制御装置１２での稼動はできなくなる。又敢えてしようとすると、再び数日の時間をかけて、フィールド信号Ｓ１を旧制御装置１２側に接続替えすることになるという問題がある。
【０００８】
又第２試運転例は、旧制御盤１０を設置しながら、新たに新制御盤２０を設置する必要があり、設置スペースを要するという問題がある。又、大規模になるとフィールド信号Ｓ１の信号数が数百にものぼり、このような多数の信号を個別に切り替えるためのスイッチのために多大なコストがかかるという問題がある。更にはその数が増加すると、スイッチ自体の信頼性の問題が生じる。
【０００９】
更に、前述した第１試運転例〜第３試運転例はいずれも、設備停止タイミングのみで新制御装置の試運転を実施するものであり、設備の規模が大きくなればなる程、制御装置の規模も大きくなるため、新制御装置の試運転に必要な設備停止時間は大きくなる。設備停止時間の超大化は即生産量のダウンにつながる。
【００１０】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、少なくともある程度実績がある旧制御装置で制御され、既に稼動している制御機器に対する、新制御装置の試運転による利用時間を短縮することで、該制御機器が稼動できないダウンタイムを抑えることができる制御プログラム試運転補助装置及び制御プログラム試運転方法を提供することを目的とする。
【００１１】
まず本願の第１発明の制御プログラム試運転補助装置は、制御対象の外部の制御機器に接続するための第１入出力ポートと、前記制御機器に係る少なくとも一部制御機能の動作の、ある程度の実績がある制御プログラムを実行させる旧制御装置の、該制御機器を接続していた入出力ポートに接続するための第２入出力ポートと、前記第１入出力ポートからの入出力信号を、試運転しようとする新制御装置に対して、伝送入出力信号として受け渡す伝送処理装置と、前記第１入出力ポートの入力信号を前記第２入出力ポートの出力ポート及び前記伝送入出力信号の出力ポートの両方に転送すると共に、前記第２入出力ポートの入力信号を前記第１入出力ポートの出力ポートに転送する試運転モード機能を有し、又、前記第１入出力ポートの入力信号を前記伝送入出力信号の出力ポートに転送すると共に、該伝送入出力信号の入力信号を前記第１入出力ポートの出力ポートに転送する本運転モード機能を有する入出力制御部と、前記試運転モード時に、前記第２入出力ポートの入力信号と前記伝送入出力信号の入力信号とを比較する保守機能部とを備えると共に、これらを、ハードリレーの信号増幅機能を備えたシーケンサ制御装置を用いて実現したことにより、前記課題を解決したものである。
【００１２】
又本願の第２発明の制御プログラム試運転方法は、制御対象の外部の制御機器に係る少なくとも一部制御機能の動作の、ある程度の実績がある制御プログラムを実行させる旧制御装置から、前記制御機器に対する電気的接続を取り外し、請求項１の制御プログラム試運転補助装置に対して、これに係る前記制御機器、前記旧制御装置、及び試運転しようとする旧制御装置を電気的に接続し、前記新制御装置の試運転を行う際には、まず前記制御プログラム試運転補助装置の入出力制御部を試運転モードにし、前記旧制御装置の制御プロクラムで前記制御機器を制御しつつ、前記新制御装置の出力信号と、前記旧制御装置の出力信号とを前記制御プログラム試運転補助装置の前記保守機能部で比較し、該比較結果に基づいて前記新制御装置の動作を確認するようにしたことにより、前記課題を解決したものである。
【００１３】
以下、本発明の作用について簡単に説明する。
【００１４】
前記第２発明の制御プログラム試運転方法が用いる前記第１発明の制御プログラム試運転補助装置は、制御対象の外部の制御機器に接続するための第１入出力ポートを備える。又、前記制御機器に係る少なくとも一部制御機能の動作の、少なくともある程度の実績がある制御プログラムを実行させる旧制御装置の、該制御機器を接続していた入出力ポートに接続するための第２入出力ポートを備える。更に、前記第１入出力ポートからの入出力信号を、試運転しようとする新制御装置に対して、伝送入出力信号として受け渡す伝送処理装置を備える。
【００１５】
又該制御プログラム試運転補助装置は、第１入出力ポート、第２入出力ポート及び伝送処理装置に対して処理を行う、入出力制御部と、保守機能部とを備える。
【００１６】
まず、該入出力制御部については、択一選択される試運転モード機能及び本運転モード機能を有する。これらの機能はいずれも、第１入出力ポート、第２入出力ポート及び伝送処理装置のこれらの部分の間において、所定の部分の入力信号を、異なる所定の部分の出力信号に転送する。即ち、まず試運転モードでは、前記第１入出力ポートの入力信号を前記第２入出力ポートの出力信号及び前記伝送入出力信号の出力信号の両方に転送すると共に、前記第２入出力ポートの入力信号を前記第１入出力ポートの出力信号に転送する。一方、前記本運転モード機能では、前記第１入出力ポートの入力信号を前記伝送入出力信号の出力信号に転送すると共に、該伝送入出力信号の入力信号を前記第１入出力ポートの出力信号に転送する。
【００１７】
更に、前記の保守機能部は、前記試運転モード時に、前記第２入出力ポートの入力信号と前記伝送入出力信号の入力信号とを比較する。該比較結果によれば、前記新制御装置の動作を確認することができる。例えば、旧制御装置と新制御装置とが共通の動作機能を有している場合であれば、少なくとも該共通動作機能について比較結果は基本的に一致するはずであるので、該一致あるいは不一致により、新制御装置の動作が正しいか否か試験することができる。なお、本願の第１発明及び第２発明のいずれにおいても、該比較結果の利用方法や形態、比較のタイミング等を具体的に限定するものではない。
【００１８】
なお、本発明では、例えば、旧制御装置の通常の運転中に設備を停止せずに、新制御装置の試運転を行うことができる。即ち、前記入出力制御部の試運転モード時には、前記第１入出力ポートの入力信号が、旧制御装置が接続される前記第２入出力ポートの出力信号に転送されているので、まず該旧制御装置を動作させることができ、設備の通常の運転を行うことができる。更に、該試運転モードでは、前記第１入出力ポートの入力信号が、新制御装置が接続される前記伝送入出力信号の出力信号にも転送される。従って、旧制御装置の通常の運転中に設備を停止せずに、この新制御装置を試運転として動作させることができる。
【００１９】
例えば、旧制御装置にも入力されている入力信号を新制御装置にも取り込み、該新制御装置で計算や演算等をさせ、その結果を出力する。次に、予め収集している旧制御装置出力信号と、新制御装置の出力信号を比較し、新制御装置の計算や演算等の結果が正しいか否かを判定する。両者の出力結果が一緒であれば、旧制御装置と新制御装置の計算や演算や制御論理等は等価であり、期待通りであれば試運転を完了することができる。
【００２０】
このように本願の第１発明及び第２発明においては、新制御装置の大抵の部分の試運転を、例えば、旧制御装置の通常の運転中に設備を停止せずに行うことができる。これにより、設備停止での試運転の多くが不要となる。従って、少なくともある程度実績がある旧制御装置で制御され、既に稼動している制御機器に対する、新制御装置の試運転による利用時間を短縮することで、該制御機器が稼動できないダウンタイムを抑えることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２２】
図５は、前記第２発明にかかる制御プログラム試運転方法を行う際の構成を示すブロック図である。
【００２３】
この図では、前記第１発明にかかる実施形態の制御プログラム試運転補助装置３０に加えて、旧制御盤１０及び新制御盤５０が示される。まず、制御プログラム試運転補助装置３０は、入出力処理装置３２及び伝送処理装置３４を有する。又旧制御盤１０は、旧制御装置１２を有する。新制御盤５０は、新制御装置５２に加えてモニタ装置５４を有する。
【００２４】
ここで、本発明では、試運転以前には旧制御盤１０の旧制御装置１２に直接入出力していた信号、即ちフィールド信号Ｓ１を、シーケンサ制御装置を用いる制御プログラム試運転補助装置３０に一旦収集し、信号増幅後、旧制御装置１２にフィールド信号Ｓ２として、又、新制御装置５２にＬＡＮ信号Ｓ３として分配する。このため該シーケンサ制御装置では、その処理速度が重要になる。従って該シーケンサ制御装置には、小型−高速−汎用シーケンサを用いている。具体的には該シーケンサ制御装置には、その計算周期が旧制御装置１２の計算周期の約５倍以上のものを選定する。
【００２５】
なお、該シーケンサ制御装置に代えて、ハードリレー等により信号増幅を行う方法もある。しかしながら、旧制御装置１２の入出力点数が数千点に及ぶものは、膨大なリレーを用意する必要があり、リレー接点の劣化等の問題で適当な方法とはいえない。
【００２６】
図６は本実施形態の制御プログラム試運転補助装置３０の構成を示すブロック図である。
【００２７】
この図に示されるように、入出力処理装置３２は、制御対象の外部の制御機器に接続するための第１入出力ポート４２と、旧制御装置１２の上記制御機器を過去に接続していた入出力ポートに接続するための第第２入出力ポート４４と、伝送入出力ポート４６とを有している。更に該入出力処理装置３２は、これら第１入出力ポート４２と第２入出力ポート４４と伝送入出力ポート４６に対して処理を行う、入出力制御部３６と、保守機能部３８とを有する。
【００２８】
なお、第１発明が有する伝送処理装置は、本実施形態では伝送入出力ポート４６及び伝送処理装置３４により構成され、第１入出力ポート４２からの入出力信号を、試運転しようとする新制御装置５２に対して、ＬＡＮ５５を経由して伝送入出力信号として受け渡す。なお、旧制御装置１２は、上記制御機器に係る少なくとも一部制御機能の動作の、ある程度の実績がある制御プログラムを実行する。
【００２９】
ここで、まず入出力制御部３６は、第１入出力ポート４２の入力信号を第２入出力ポート４４の出力ポート及び伝送入出力信号の出力ポートの両方に転送すると共に、第２入出力ポート４４の入力信号を第１入出力ポート４２の出力ポートに転送する試運転モード機能を有すると共に、第１入出力ポート４２の入力信号を伝送入出力信号の出力ポートに転送すると共に、伝送入出力信号の入力信号を第１入出力ポート４２の出力ポートに転送する本運転モード機能を有する。又保守機能部３８は、試運転モード時に、第２入出力ポート４４の入力信号と伝送入出力信号の入力信号とを比較する。
【００３０】
本実施形態による制御プログラム試運転方法では、入出力制御部３６の試運転モード時には、第１入出力ポート４２の入力信号が、旧制御装置１２が接続される第２入出力ポート４４の出力信号に転送されているので、まず該旧制御装置１２を動作させることができ、設備の通常の運転を行うことができる。更に、該試運転モードでは、第１入出力ポート４２の入力信号が、ＬＡＮ５５で伝達されるＬＡＮ信号Ｓ３の伝送入出力信号の出力信号として、新制御装置５２にも転送される。
【００３１】
従って以上説明したように、本実施形態の制御プログラム試運転方法によれば、旧制御装置１２の通常の運転中に設備を停止せずに、この新制御装置５２を試運転として動作させることができる。従って、少なくともある程度実績がある旧制御装置で制御され、既に稼動している制御機器に対する、新制御装置の試運転による利用時間を短縮することで、該制御機器が稼動できないダウンタイムを抑えることができる。
【００３２】
なお、以上説明したように本実施形態を用い、下記のように制御装置の更新を行った。
【００３３】
フィールド信号Ｓ１やＳ２又ＬＡＮ信号Ｓ３の入出力点数が約１万点の制御装置で、前述した第１試運転例と同様の従来方法の場合では、設備停止時間が約３０日必要であった。これに対し、本実施形態の場合、約１／１０の３日の設備停止時間で、制御装置の切替えを実施することができた。即ち、本実施形態により、従来多大な設備停止時間を必要とした大型制御装置の切替えが、約１／１０の設備停止時間にて実現することが可能となった。なおここでの制御装置は、入出力点数が約１万点と非常に多いため、合計１５台の大型制御装置を利用している。
【００３４】
なお、試運転で新制御装置５２の動作が検証された後には、全体の構成を図７のようにして、旧制御盤１０や旧制御装置１２を取り外すこともできる。この場合、該旧制御装置１２に対する信号入出力に使用した第２入出力ポート４４は、新制御装置の予備入出力として使用できる。あるいは、新たな制御機器のために増加したフィールド信号Ｓ１の入出力信号のために使用することもでき、このような点で利点がある。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、少なくともある程度実績がある旧制御装置で制御され、既に稼動している制御機器に対する、新制御装置の試運転による利用時間を短縮することで、該制御機器が稼動できないダウンタイムを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の第１試運転例中の機器構成を示すブロック図
【図２】上記第１試運転例の後の機器構成を示すブロック図
【図３】従来の第２試運転例中の機器構成を示すブロック図
【図４】上記第２試運転例の後の機器構成を示すブロック図
【図５】本願の第２発明にかかる制御プログラム試運転方法を行う際の構成を示すブロック図
【図６】上記制御プログラム試運転方法に用いる前記第１発明の実施形態の制御プログラム試運転補助装置の構成を示すブロック図
【図７】上記制御プログラム試運転方法を行った後の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０…旧制御盤
１２…旧制御装置
２０、５０…新制御盤
２２、５２…新制御装置
２４…信号切替えスイッチ
３０…制御プログラム試運転補助装置
３２…入出力処理装置
３４…伝送処理装置
３６…入出力制御部
３８…保守機能部
４２…第１入出力ポート
４４…第２入出力ポート
４６…伝送入出力ポート
５４…モニタ装置
５５…ＬＡＮ
Ｓ１、Ｓ２…フィールド信号
Ｓ３…ＬＡＮ信号
【図１】
0003595139.tif 000002
【図２】
0003595139.tif 000003
【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】
0003595139.tif 000008