(57)【要約】【課題】  保守用交換モジュールの共通化により保守費の削減を可能にすると共に、制御システムと安全システムが互いに干渉しないように、動作環境の区別を可能にする統合制御システムを実現する。【解決手段】  プラントの制御を実行する制御ステーションと、プラントからのトリップ要求に対して停止操作を実行する安全制御ステーションとが共通の制御バスに接続されて上位ステーションと通信する統合制御システムにおいて、  前記制御ステーション及び前記安全制御ステーションは、共通のモジュール構成を有し、共通の保守交換用モジュールにより交換可能とされる。【選択図】                    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの制御を実行する制御ステーションと、プラントからのトリップ要求に対して停止操作を実行する安全制御ステーションとが共通の制御バスに接続されて上位ステーションと通信する統合制御システムにおいて、
前記制御ステーション及び前記安全制御ステーションは、共通のモジュール構成を有し、共通の保守交換用モジュールにより交換可能とされたことを特徴とする統合制御システム。
【請求項２】
前記安全制御ステーションは、セキュリティキー情報保持手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の統合制御システム。
【請求項３】
前記上位ステーションでエンジニアリングされる安全システムソフトは、前記セキュリティキー情報と照合するためのセキュリティキー情報を有するキー照合部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の統合制御システム。
【請求項４】
前記上位ステーションより前記安全制御ステーションにダウンロードされた前記キー照合部は、前記安全制御ステーション側のセキュリティキー情報とキー照合部側のセキュリティキー情報との照合を実行し、照合が成立すれば前記上位ステーションに対し前記安全システムソフトのダウンロード要求を通知することを特徴とする請求項３に記載の統合制御システム。
【請求項５】
前記前記安全制御ステーションは、前記安全システムソフトのダウンロードが実行された場合に表示される安全システム動作表示手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の統合制御システム。
【請求項６】
前記前記安全制御ステーションは、前記上位ステーションより制御システムソフトがダウンロードされた場合には、制御ステーションとして機能することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の統合制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントの制御を実行する制御ステーションと、プラントからのトリップ要求に対して停止操作を実行する安全制御ステーションとが共通の制御バスに接続されて上位ステーションと通信する統合制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラントからのトリップ要求に対して停止操作を実行する安全制御ステーションを有する安全システム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。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２３４６５５号公報
【０００４】
プラントの制御を実行する制御ステーションを有する制御システムと前記安全システムは、エンジニアリングの効率や設備にかかるコストを考えた場合、同一制御バス上に接続された統合環境にあった方がよい。一方、両者は互いに干渉しないようにシステム上分離することがIEC61508の規約で定義されている。
【０００５】
図６は、従来の統合制御システムの構成例を示す機能ブロック図である。１は制御対象のプラント、２はこのプラントの制御を実行する制御ステーションである。３は制御バスであり、制御ステーション２及びこの制御ステーションと通信する統合環境の上位ステーション５が接続されている。これら要素により、分散型の制御システムが構成されている。
【０００６】
４は安全制御ステーションであり、プラント１からのトリップ要求に対して停止操作を実行する。この安全制御ステーション４も制御バス３に接続され、統合環境の上位ステーション５と通信する。これら要素により、安全システムが構成されている。
【０００７】
統合環境においてこの上位ステーション５は、制御システム並びの安全システムの共通エンジニアリングツール及び共通操作・監視ステーションとして機能する。
【０００８】
即ち、制御システム専用のエンジニアリングツールとして、制御システム専用のアプリケーションソフトをエンジニアリングして制御ステーション２にダウンロードする。更に、安全システム専用のエンジニアリングツールとして、安全システム専用のアプリケーションソフトをエンジニアリングして安全制御ステーション４にダウンロードする。
【０００９】
共通の制御バス３に接続される制御システムと安全システムは、IEC61508の規約を順守するように、両者は互いに干渉しないようにシステム上分離され、夫々専用の制御ステーション及び安全制御ステーション（ハードウェア）を備え、互いに独立しており互換性がない。
【００１０】
６は、制御ステーション２の保守用交換モジュールである。７は、安全制御ステーション４の保守用交換モジュールである。両者も夫々制御システム及び安全システム専用のハードウェア構成を持ち、互換性がない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の統合制御システムでは、次のような問題点がある。
（１）制御システムと安全システムが専用ハードウェアを使用していることにより、制御システム、安全システム夫々個別に保守用交換モジュールを用意しなければならず、多額の保守費を要する。
【００１２】
（２）この問題に対応するために、ハードウェアを共通化することが考えられる。しかしながら、ハードウェアを共通化するためには、制御システムと安全システムが互いに干渉しないように、動作環境の区別をすることが必要になる(安全システムはIEC61508(SIL3)の認証を受けたハードウェアでしか動作させてはならないため)。
【００１３】
従って、本発明が解決しようとする課題は、保守用交換モジュールの共通化により保守費の削減を可能にすると共に、制御システムと安全システムが互いに干渉しないように、動作環境の区別を可能にする統合制御システムを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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）プラントの制御を実行する制御ステーションと、プラントからのトリップ要求に対して停止操作を実行する安全制御ステーションとが共通の制御バスに接続されて上位ステーションと通信する統合制御システムにおいて、
前記制御ステーション及び前記安全制御ステーションは、共通のモジュール構成を有し、共通の保守交換用モジュールにより交換可能とされたことを特徴とする統合制御システム。
【００１５】
（２）前記安全制御ステーションは、セキュリティキー情報保持手段を備えることを特徴とする（１）に記載の統合制御システム。
【００１６】
（３）前記上位ステーションでエンジニアリングされる安全システムソフトは、前記セキュリティキー情報と照合するためのセキュリティキー情報を有するキー照合部を備えることを特徴とする（１）又は（２）に記載の統合制御システム。
【００１７】
（４）前記上位ステーションより前記安全制御ステーションにダウンロードされた前記キー照合部は、前記安全制御ステーション側のセキュリティキー情報とキー照合部側のセキュリティキー情報との照合を実行し、照合が成立すれば前記上位ステーションに対し前記安全システムソフトのダウンロード要求を通知することを特徴とする（３）に記載の統合制御システム。
【００１８】
（５）前記前記安全制御ステーションは、前記安全システムソフトのダウンロードが実行された場合に表示される安全システム動作表示手段を備えることを特徴とする（４）に記載の統合制御システム。
【００１９】
（６）前記前記安全制御ステーションは、前記上位ステーションより制御システムソフトがダウンロードされた場合には、制御ステーションとして機能することを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載の統合制御システム。
【発明の効果】
【００２０】
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）同一ハードウェアで制御ステーションと安全制御ステーションを実現できるので、ハードウェア資源の有効活用が可能になり、システム構築コストの削減を実現できる。
【００２１】
（２）ハードウェアを共通化したことで、複数種類の保守用交換モジュールを持つ必要がなくなり、保守費の削減を実現できる。
【００２２】
（３）セキュリティキー照合の仕組みを導入することで、IEC61508(SIL3)の認証を受けたハードウェア上でのみ安全システムが動作できる環境を実現し、システムの分離が可能となる。
【００２３】
（４）安全システムのハードウェアが、ダウンロードプログラムを変更することで制御システムおよび安全システムの両方に実装可能となり、システムの保守と拡張が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は本発明を適用した統合制御システムの一実施形態を示す機能ブロック図である。図６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て説明を省略する。以下、本発明の特徴部につき説明する。
【００２５】
図１において、１００は本発明が適用された安全制御ステーション、２００は制御ステーションであり、両者は同一のハードウェア構成である。３００は統合環境の上位ステーションである。４００は保守用交換モジュールであり、安全制御ステーション１００及び制御ステーション２００のハードウェアと同一構成を持ち、共通に利用できる。
【００２６】
安全システムにおける安全制御ステーション１００は、制御システムのプログラムも実行可能で、ダウンロードするプログラムを書き換えることで制御システムにおける制御ステーションとしても使用することができる。
【００２７】
次に、制御システムと安全システムを分離するために導入された本発明特有のセキュリティキー照合の仕組みにつき説明する。統合環境の上位ステーション３００においてエンジニアリングされる安全システムソフト５００は、キー照合部５０１を持ち、このキー照合部５０１は、セキュリティキー情報５０２及び照合手段５０３を備えている。
【００２８】
この安全システムソフトを安全制御ステーション１００にダウンロードする場合、第１段階のダウンロードＤ１でキー照合部５０１がダウンロードされる。安全制御ステーション１００にダウンロードされたキー照合部５０１において、照合手段５０３は、キー照合部自身が持つセキュリティキー情報５０２（ソフト側）と安全制御ステーション１００に形成されたセキュリティキー情報保持手段５０２に保持されているセキュリティキー情報（ハード側）とを取得し、両者を照合する。
【００２９】
尚、照合されるソフト側及びハード側のセキュリティキー情報の形態は任意であるが、最低限１ビットの２値情報で実現することができる。
【００３０】
照合手段５０３のよる照合が成立すれば、照合確認信号Ｑが上位装置３００に通知され、
安全システムソフト５００の本体部分のダウンロードＤ２が続行される。照合が成立しない場合には、ダウンロードが中止される。
【００３１】
１０２は、安全制御ステーション１００に形成された安全システム動作表示手段であり、安全システムソフト５００の安全制御ステーション１００へのダウンロードが完了した情報を取得して点灯等の表示を行う。オペレータは、この表示により安全システムソフトのダウンロード終了と安全システム動作中を確認できる。
【００３２】
図２は、以上説明したセキュリティキー照合の手順を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１で安全システムソフトのうち、キー照合部を先にダウンロードする。それが終わった時点Ｓ２で、キー照合部がソフト側とハード側のセキュリティキーの内容を照合し、安全システムのハードウェアであるかどうかを判断する。
【００３３】
安全システムのハードウェア（照合成立）ならば、ステップＳ３で安全システムソフトのダウンロードを続行させ、ステップＳ４で安全システムとしての動作を実行する。もし、ステップＳ２の判断で安全システムのハードウェアでなければ、ステップＳ５に進み、ダウンロードを中止する。
【００３４】
図３は、安全システムソフト又は制御システムソフトを安全制御ステーション１００及び制御ステーション２００にダウンロードした場合の遷移図である。本発明の照合を導入することにより、ハード側のセキュリティキー情報を有する安全制御ステーション１００のみが安全システムとして動作することが可能になる。
【００３５】
これにより、IEC61508(SIL3)の認証を受けた安全計装システムソフトが同じくIEC61508(SIL3)の認証をうけたSCSハードウェア上のみで動作することになり、制御システムと安全計装システムの分離を可能にしている。
【００３６】
図４は、本発明の他の実施形態の統合制御システムを示す機能ブロック図である。この実施形態は、制御システムソフトを、上位装置３００より安全制御ステーション１００にダウンロードした場合を示している。このようなダウンロードにより、安全制御ステーション１００は別の制御ステーション６００として動作可能であり、システムの変更、拡張に適応することができる。
【００３７】
図５は、本発明の更に他の実施形態の統合制御システムを示す機能ブロック図である。この構成上の特徴点は、制御バス３に高速・高度制御システムの制御ステーション７００を接続した点である。プラントの制御システムよりも高速で高度な処理を必要とする産業分野との統合環境を実現することができる。
【００３８】
このような拡張システムにおいても、各ステーションのハードウェア構成を共通化することにより、保守用交換モジュール４００は全てのシステムに共通に使用でき、システムの構築コスト及び保守コストの低減に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明を適用した統合制御システムの一実施形態を示す機能ブロック図である。
【図２】セキュリティキー照合の手順を示すフローチャートである。
【図３】安全システムソフト又は制御システムソフトを安全制御ステーション及び制御ステーションにダウンロードした場合の遷移図である。
【図４】本発明の他の実施形態の統合制御システムを示す機能ブロック図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態の統合制御システムを示す機能ブロック図である。
【図６】従来の統合制御システムの構成例を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  プラント
３  制御バス
１００  安全制御ステーション
１０１  セキュリティキー情報保持手段
１０２  安全システム動作表示手段
２００  制御ステーション
３００  統合環境上位ステーション
４００  保守用交換モジュール
５００  安全システムソフト
５０１  キー照合部
５０２  セキュリティキー情報
５０３  照合手段
【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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