(57)【要約】【課題】  エンジニアリングステーションと機器管理装置のエンジニアリングにおいて、（１）エンジニアリング時間の短縮（２）エンジニアリング手順の簡略化、およびエンジニアリングミスの低減（３）機器管理装置からエンジニアリングステーションへの修正の反映の簡略化（４）個々のエンジニアリング等に関する知識の削減を実現した管理システムを提供する。【解決手段】  プラントに存在する機器と通信して制御システムを構築するエンジニアリングステーションと、前記機器と通信してメンテナンスを行う機器管理装置を備えた管理システムにおいて、  前記エンジニアリングステーションと前記機器管理装置に共通なデータを格納する統合データベースを備える。【選択図】                    図１
2006059045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントに存在する機器と通信して制御システムを構築するエンジニアリングステーションと、前記機器と通信してメンテナンスを行う機器管理装置を備えた管理システムにおいて、
前記エンジニアリングステーションと前記機器管理装置に共通なデータを格納する統合データベースを備えたことを特徴とする管理システム。
【請求項２】
前記統合データベースは、前記エンジニアリングステーションで生成されたデータ及び前記機器管理装置で生成されたデータを取得して保持すると共に、この保持データを前記エンジニアリングステーション及び前記機器管理装置より相互に参照可能であることを特徴とする請求項１に記載の管理システム。
【請求項３】
前記統合データベースの保持データは、前記機器の登録データであることを特徴とする請求項１または２に記載の管理システム。
【請求項４】
前記統合データベースの保持データは、前記機器に設定するパラメータであることを特徴とする請求項１または２に記載の管理システム。
【請求項５】
前記統合データベースの保持データは、前記機器より通知されるアラームデータであることを特徴とする請求項１または２に記載の管理システム。
【請求項６】
前記統合データベースの保持するデータは、前記機器の保全に用いる保全データであることを特徴とする請求項１または２に記載の管理システム。
【請求項７】
前記機器管理装置は、前記エンジニアリングステーションのエンジニアリング完了時における前記統合データベースの機器登録データを参照してセットアップを実行することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の管理システム。
【請求項８】
前記機器管理装置は、フィールド通信サーバ又はＯＰＣサーバの少なくともいずれかを介して前記機器と通信することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の管理システム。
【請求項９】
前記機器は、Foundationフィールドバス規格、PROFIBUS規格、HART通信規格の少なくともいずれかに準拠する機器であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の管理システム。
【請求項１０】
前記エンジニアリングステーションから前記統合データベースへデータを書き込むためのインターフェイス、前記統合データベースへデータから前記エンジニアリングステーションへデータを書き込むためのインターフェイス、前記機器管理装置から前記統合データベースへデータを書き込むためのインターフェイス、前記統合データベースから前記機器管理装置へデータを書き込むためのインターフェイスの少なくともいずれかとして機能するインターフェイス手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントに存在する機器と通信して制御システムを構築するエンジニアリングステーションと、機器と通信してメンテナンスを行う機器管理装置を備えた管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、エンジニアリングステーションと機器管理装置との共通情報の統合を主題とするものである。
【０００３】
図２は、既存の分散型制御システムのエンジニアリング環境下で、フィールドバス（例えば、Foundationフィールドバス：ＦＦ−Ｈ１）規格に準拠するフィールド機器を制御するフィールドバスシステムに機器管理装置を適用した従来管理システムの機能ブロック図である。
【０００４】
１は、分散型制御システムにおいて操作監視機能を持つ上位装置であり、制御バス２に接続されている。３は制御バス２に接続された制御装置であり、上位装置１と通信すると共にプラントの機器の制御を担当する。
【０００５】
４はインターフェースカードであり、制御装置３とＦＦ−Ｈ１規格のフィールドバス５を接続するゲートウェイ機能を有する。６１，６２，…６ｎは、フィールドバス５に接続されたＦＦ−Ｈ１規格に準拠するプラントの機器である。
【０００６】
７はエンジニアリングステーションであり、制御バス２に接続され、上位装置１及び制御装置３を介してプラントの機器６１，６２，…６ｎと通信する。８は機器管理装置であり、制御バス２に接続され、制御装置３を介してプラントの機器６１，６２，…６ｎと通信する。９は、イーサネット（登録商標）で代表される汎用通信バスであり、上位装置１、エンジニアリングステーション７、機器管理装置８が接続されており、更に上位の装置（図示せず）との通信を可能としている。以下、エンジニアリングステーション７及び機器管理装置８の機能の概要を説明する。
【０００７】
エンジニアリングステーション７において、７１は各種のビルダを備えたシステム構築手段であり、フィールドバス上の機器６１，６２，…６ｎに実装された各種機能を持つファンクションブロックをこの機能に対応して制御装置３に実装されたフェースプレートブロックに割り当ててタグ名が付された機能ブロックを生成し、この機能ブロックを結合して制御ループを構築して上位装置１，制御装置３，機器６１，６２，…６ｎにダウンロードする。
【０００８】
７２はパラメータ管理手段であり、エンジニアリングで構築された制御ループを機器６１，６２，…６ｎにダウンロードする際に各機器のファンクションブロックに設定されるパラメータを、エンジニアリングで仮に決めた初期値にするか、機器のベンダがあらかじめ設定した値にするか、又は後述の機器管理装置で設定された修正値にするかを決定して確定させる。
【０００９】
７３は通信経路管理手段であり、エンジニアリングが実行されてタグ名で管理される機器を、論理的及び空間的に階層配置した機器台帳を備えており、プロジェクト単位、プラント単位に通信可能な機器を把握し、表示する機能を有する。
【００１０】
７４はエンジニアリングデータベースであり、エンジニアリングステーション７におけるエンジニアリング結果で生成されたデータを保持する。
【００１１】
機器管理装置８において、８１はフィールド通信サーバであり、フィールドバスに接続された機器６１，６２，…６ｎと通信してデータの取得及び保全データのダウンロードを実行する。このサーバは機器管理装置８とは独立した装置として制御バス２に接続される構成であってもよい。
【００１２】
８２は保全管理手段であり、通信が可能となった機器に機器ＩＤを割り付けて識別し、保全情報管理、保全点検作業、保全点検結果の記録と報告等を行う。保全情報管理では、機器台帳で管理する機器登録データが、エンジニアリングステーション７における機器登録データと関連する。尚、保全管理の具体的な内容は、非特許文献１に詳細に開示されている。
【００１３】
８３はパラメータ管理手段であり、保全点検作業としてフィールドバス対応の機器に対する遠隔キャリブレーション機能によるパラメータ調整（パラメータ値の表示・比較・設定）を実行する。この機能によるデータは、前記したエンジニアリングステーション７におけるパラメータ管理データと関連する。
【００１４】
８４はアラーム管理手段であり、同じく保全点検作業として実行される遠隔での機器監視機能である。この機能により、アラーム発生時に即座に機器状態（正常／異常、パラメータ）を確認し、プラント運転への影響度、対処方法、部品交換、交換機器の有無情報提示等を実行する。この機能によるデータは、エンジニアリングステーション７で実行される機器交換や再エンジニアリングに伴う必要データと関連する。
【００１５】
８５は通信経路管理手段であり、通信が確立された管理対象の機器を論理的及び空間的に階層配置した機器台帳を備えており、プロジェクト単位、プラント単位に通信可能な機器を把握し、表示する。
【００１６】
８６は機器管理データベースであり、機器管理装置８おけるエンジニアリング結果で生成されたデータを保持する。
【００１７】
以上説明した分散型制御システムにおけるエンジニアリングステーション７と機器管理装置８は、共にフィールドバスの機器と通信するが、両者は全く別のコンポーネントであり、個別のエンジニアリングを必要とする。
【００１８】
特にフィールドバスを用いたシステムの場合では、エンジニアリングステーションの機能を用いたエンジニアリングも必要である上、機器管理装置の機能を用いた機器の調整も欠かすことができず、両者は協業関係にある。
【００１９】
従来の機能を使用しての機器へのエンジニアリングの協業手順は次のようになる。
（１）エンジニアリングステーション７の機能で機器をエンジニアリングする。
（２）エンジニアリングステーション７のエンジニアリング結果を機器へダウンロードする（機器に対する各種データの設定）。
（３）機器管理装置８で通信経由で機器の情報を読み込み（データベースへ登録）、必要に応じて手動修正する。
（４）機器管理装置８の機能で機器の調整をする。
（５）エンジニアリングステーション７の機能で機器の情報や機器と接続しているブロックに必要な修正を加える。
【００２０】
図３は、フィールドバスシステムにおけるシステム構築と機器管理装置との協業による運用の流れを示す遷移図である。ステップＳ１の機器発注／調整／設置と、ステップＳ２のシステム設計／オフラインエンジニアリングの作業は独立並行して進行する。
【００２１】
ステップＳ３でこれら作業を結合し、機器へのダウンロードが実行される。ステップＳ４でパラメータ決定等の機器調整が行われる。このステップＳ３及びＳ４は、スタートアップステップである。
【００２２】
ステップＳ５では、ダウンロードされた制御ループの試運転／実運転が実行され、ステップＳ６ではシステムのメンテナンスが実行される。
【００２３】
機器管理装置は、エンジニアリングが完了したスタートアップ時以降に、確定された通信経路で機器データを取得して機器台帳登録するセットアップが実行される。ステップＳ４の機器調整以降の機器メンテナンス期間において、エンジニアリングステーションと協業し、メンテナンス作業を支援する。
【００２４】
プラントに存在する機器と通信してメンテナンスを行う機器管理装置に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
【００２５】
【非特許文献１】横河技報  Vol.45 No.3(2001)「統合機器管理パッケージ“ＰＲＭ”」
【００２６】
【特許文献１】特開２００４−２９８９７号公報
【００２７】
非特許文献１には、プラントに存在するFoundationフィールドバス規格（ＦＦ−Ｈ１）に準拠するフィールド機器と通信して機器の保全管理を行う機器管理パッケージＰＲＭ（Plant Resource Manager）についての技術開示がある。
【００２８】
特許文献１には、プラントに存在する機器を管理する機器管理装置と、この機器管理装置よりも広い範囲を管理範囲とし、プラントを含む設備を管理する設備管理装置とを用いて設備管理を行う管理システムについての技術開示がある。
【００２９】
この管理システムでは、機器管理装置が管理するプラントの階層と設備管理装置が管理する設備体系の階層とを対応付けることによって、機器管理装置と設備管理装置の機器台帳を同期させ、設備管理装置と機器管理装置の間における情報の二重管理を防止することを主題としている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
このように、エンジニアリングステーションと機器管理装置とは全く別のコンポーネントであり、個別のエンジニアリングを必要とする。又夫々が生成したデータを保持するためのデータベースも別のものである。
【００３１】
このため、エンジニアリングステーションと機器管理装置で同一の機器に対して作業をするにも関わらず、別々にエンジニアリングしなければならない、いわゆる二重エンジニアリングが発生する。
【００３２】
この点に関する具体的な問題点としては、
（１）二重エンジニアリングのため、ユーザに余分な負担をかけている。
（２）エンジニアリングステーションと機器管理装置の両方の知識を必要とする。
（３）機器管理装置での修正後、エンジニアリングステーションへのデータ反映が簡単に行えない。
ということがあげられる。
【００３３】
フィールドバス機器を含むシステムの構築には、「機器の調整」が必須で、調整は機器管理装置を使用して行うことができる。それにも関わらず、現行の管理システムでは機器管理装置のセットアップに時間がかかるため、スタートアップの最終ステップの段階で機器管理装置のセットアップを行っているのが現状である。
この点に関する具体的な問題としては、
（１）機器管理装置のエンジニアリング（機器登録）時に通信を使用するため、機器までの通信経路が確立されていなければならない。
（２）管理対象の機器を登録するのに通信を使用するため、データ取得に非常に時間がかかってしまう。
ということがあげられる。
【００３４】
従って本発明が解決しようとする課題は、エンジニアリングステーションと機器管理装置のエンジニアリングにおいて、
（１）エンジニアリング時間の短縮
（２）エンジニアリング手順の簡略化、およびエンジニアリングミスの低減
（３）機器管理装置からエンジニアリングステーションへの修正の反映の簡略化
（４）個々のエンジニアリング等に関する知識の削減
を実現した管理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
このような課題を達成するために、本発明の構成は次の通りである。
（１）プラントに存在する機器と通信して制御システムを構築するエンジニアリングステーションと、前記機器と通信してメンテナンスを行う機器管理装置を備えた管理システムにおいて、
前記エンジニアリングステーションと前記機器管理装置に共通なデータを格納する統合データベースを備えたことを特徴とする管理システム。
【００３６】
（２）前記統合データベースは、前記エンジニアリングステーションで生成されたデータ及び前記機器管理装置で生成されたデータを取得して保持すると共に、この保持データを前記エンジニアリングステーション及び前記機器管理装置より相互に参照可能であることを特徴とする（１）に記載の管理システム。
【００３７】
（３）前記統合データベースの保持データは、前記機器の登録データであることを特徴とする（１）または（２）に記載の管理システム。
【００３８】
（４）前記統合データベースの保持データは、前記機器に設定するパラメータであることを特徴とする（１）または（２）に記載の管理システム。
【００３９】
（５）前記統合データベースの保持データは、前記機器より通知されるアラームデータであることを特徴とする（１）または（２）に記載の管理システム。
【００４０】
（６）前記統合データベースの保持するデータは、前記機器の保全に用いる保全データであることを特徴とする（１）または（２）に記載の管理システム。
【００４１】
（７）前記機器管理装置は、前記エンジニアリングステーションのエンジニアリング完了時における前記統合データベースの機器登録データを参照してセットアップを実行することを特徴とする（１）乃至（６）のいずれかに記載の管理システム。
【００４２】
（８）前記機器管理装置はフィールド通信サーバ又はＯＰＣサーバの少なくともいずれかを介して前記機器と通信することを特徴とする（１）乃至（７）のいずれかに記載の管理システム。
【００４３】
（９）前記機器は、Foundationフィールドバス規格、PROFIBUS規格、HART通信規格の少なくともいずれかに準拠する機器であることを特徴とする（１）乃至（８）のいずれかに記載の管理システム。
【００４４】
（１０）前記エンジニアリングステーションから前記統合データベースへデータを書き込むためのインターフェイス、前記統合データベースへデータから前記エンジニアリングステーションへデータを書き込むためのインターフェイス、前記機器管理装置から前記統合データベースへデータを書き込むためのインターフェイス、前記統合データベースから前記機器管理装置へデータを書き込むためのインターフェイスの少なくともいずれかとして機能するインターフェイス手段を備えたことを特徴とする（１）乃至（９）のいずれかに記載の管理システム。
【発明の効果】
【００４５】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
（１）エンジニアリングステーションでのエンジニアリングが完了した時点で、（通信経路の確立を待たずに）機器管理装置のセットアップが可能になる。
【００４６】
（２）エンジニアリングステーションで生成した機器のデータをそのまま機器管理装置へ反映することができるので、機器管理装置のエンジニアリング上のミスが低減できる。
【００４７】
（３）機器管理装置のセットアップの際に通信を使用しなくなることにより、機器管理装置のセットアップ時間が大幅（１０分の１程度）に短縮できる。
【００４８】
（４）機器管理装置での調整後のエンジニアリングステーションへのデータの反映も簡単になり、再エンジニアリング忘れなどのミスが大幅に低減できる。
【００４９】
（５）エンジニアリング関連の作業を簡略化することができ、立ち上げ等の時間の大幅な短縮、ミスの低減などをはかることができる。
【００５０】
（６）複雑なエンジニアリング作業が簡略化される。即ち、個々のエンジニアリング等に関する知識がなくとも、簡単にセットアップが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は、既存の分散型制御システムのエンジニアリング環境下で、フィールドバス（例えば、Foundationフィールドバス：ＦＦ−Ｈ１）規格に準拠するフィールド機器を制御するフィールドバスシステムに機器管理装置適用した本発明管理システムの機能ブロック図である。図２で説明した従来システムと同一要素には同一符号を付し、説明を省略する。以下、本発明の特徴部につき説明する。
【００５２】
図１において、１００は統合データベースであり、制御バス２及び汎用通信バス９に接続され、エンジニアリングステーション７及び機器管理装置８と通信して両社に共通なデータを格納する。
【００５３】
この統合データベース１００は、エンジニアリングステーション７で生成されたデータ及び機器管理装置８で生成されたデータを取得して保持する。この保持データは、エンジニアリングステーション７及び機器管理装置８より相互に参照可能である。
【００５４】
統合データベース１００において、１０１は機器登録データ保持手段であり、エンジニアリングステーション７でのシステム構築で登録された機器のタグ名、タイプ、ベンダ、レビジョン等のデータを取得して保持する。
【００５５】
機器管理装置８は、エンジニアリング完了時にこのデータを参照することで、従来の通信経路を利用した機器データの取得に比較して極めて短時間に管理対象の機器データを取得して自身の機器台帳を作成することが可能となり、機器管理装置８のエンジニアリング時間の大幅な短縮に貢献する。
【００５６】
１０２はパラメータデータ保持手段であり、エンジニアリングステーション７でのエンジニアリング時に決定されたパラメータに追加して、機器管理装置８の保全点検作業によるパラメータ調整結果を時系列的に保持する。エンジニアリングステーション７によるシステムメンテナンス時にこれを参照することにより、パラメータ修正の参考データとすることができる。
【００５７】
１０３はアラームデータ保持手段であり、機器管理装置８の保全点検作業として実行される遠隔での機器監視機能で取得されるアラーム発生時の機器状態（正常／異常、パラメータ）、プラント運転への影響度、対処方法、部品交換、交換機器の有無情報提示データを時系列的に保持する。このデータは、エンジニアリングステーション７で実行される機器交換や再エンジニアリングに伴う必要データとして参照される。
【００５８】
１０４は保全データ保持手段であり、機器管理装置８で実行される保全管理の内容を時系列的に保持し、アラームデータと共にエンジニアリングステーション７で実行される機器交換や再エンジニアリングに伴う必要データとして参照される。
【００５９】
１０５は共通データベースであり、統合データベース１００でエンジニアリングステーション７及び機器管理システム８より取得するデータを保持すると共に、保持データを外部から参照するサーバ機能を有する。
【００６０】
１０６はインターフェイス手段であり、次の少なくともいずれかのインターフェイスとして機能する。
（ａ）エンジニアリングステーション７から統合データベース１００へデータを書き込むためのインターフェイス
（ｂ）統合データベース１００からエンジニアリングステーション７へデータを書き込むためのインターフェイス
（ｃ）機器管理装置８から統合データベース１００へデータを書き込むためのインターフェイス
（ｄ）統合データベース１００から機器管理装置８へデータを書き込むためのインターフェイス
【００６１】
なお、インターフェイス手段１０６は、統合データベース１００に設けなくてもよい。エンジニアリングステーション７、機器管理装置８またはその他の場所に設けてもよい。
【００６２】
本発明によれば、機器管理装置８はセットアップ時に統合データベースにおける機器登録データ保持手段１０１を参照できるが、従来と同様にフィールド通信サーバ８１の機能によりエンジニアリングステーション７で管理されていない他のフィールドバス機器と通信してデータ取得することが可能である。更に、図示されていないが汎用のデータ収集インターフェースを備えたＯＰＣサーバを介してフィールドバス規格に準拠しない機器のデータを取得することも可能である。
【００６３】
図１の実施形態では、機器６１，６２，…６ｎは、Foundationフィールドバス規格（ＦＦ−Ｈ１）に準拠する機器として示したが、本発明は、他の規格（PROFIBUS,HART等）に準拠し通信機能を有する機器に対しても汎用的に適用することができる。
【００６４】
以上説明した本発明を敷衍すれば、分散型制御システムとその制御対象機器をメンテナンスする機器管理装置に代表されるような、関連のあるコンポーネント間で必要な共通データを統合データベースに集約し、そのデータベースをアクセスするためのインターフェースを提供することにより、異種コンポーネント間の連携業務を支援してシステムの運用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】フィールドバスシステムに機器管理装置を適用した本発明管理システムの機能ブロック図である。
【図２】フィールドバスシステムに機器管理装置を適用した従来管理システムの機能ブロック図である。
【図３】フィールドバスシステムにおけるシステム構築と機器管理装置との協業による運用の流れを示す遷移図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  上位装置
２  制御バス
３  制御装置
４  インターフェースカード
５  フィールドバス
６１，６２，…６ｎ  機器
７  エンジニアリングステーション
７１  システム構築手段
７２  パラメータ管理手段
７３  通信経路管理手段
７４  エンジニアリングデータベース
８  機器管理装置
８１  フィールド通信サーバ
８２  保全管理手段
８３  パラメータ管理手段
８４  アラーム管理手段
８５  通信経路管理手段
８６  機器管理データベース
９  汎用通信バス
１００  統合データベース
１０１  機器登録データ保持手段
１０２  パラメータ設定データ保持手段
１０３  アラームデータ保持手段
１０４  保全データ保持手段
１０５  共通データベース
【図１】
2006059045.tif 000003
【図２】
2006059045.tif 000004
【図３】
2006059045.tif 000005