(57)【要約】【課題】  発生した異常の内容に応じた適切な処理を自動的に実行することで、オペレータの負担を大幅に低減できる安全計装システムを提供する。【解決手段】  検出手段１０１は、プラントの異常を検出する。記憶手段１０２は、検出された異常を記憶する。実行手段１０３は、ユーザにより定められた処理を、検出された異常の内容に応じて実行する。提示手段１０４は、プラントを監視するためのマンマシンインタフェースを介して異常の発生を提示する。この場合、実行手段１０３は、提示手段１０４に異常の発生を提示させる。また、転送手段１０５は、他のフィールドコントローラで検出された異常を実行手段１０３に向けて転送する。この場合、実行手段１０３は、転送手段１０５により転送された異常の内容に応じた処理を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの異常を、フィールド機器を制御するフィールドコントローラにより検出し、所定の処理を実行する安全計装システムにおいて、
前記フィールドコントローラは、
プラントの異常を検出する検出手段と、
検出された異常を記憶する記憶手段と、
ユーザにより定められた処理を、検出された前記異常の内容に応じて実行する実行手段と、
を具備することを特徴とする安全計装システム。
【請求項２】
前記実行手段は、検出された前記異常の重要度を反映させた処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の安全計装システム。
【請求項３】
前記記憶手段は、異常とその重要度を関連付けて記憶することを特徴とする請求項２に記載の安全計装システム。
【請求項４】
前記実行手段は、プラントの現場に異常の発生を通知することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の安全計装システム。
【請求項５】
プラントを監視するためのマンマシンインタフェースを介して異常の発生を提示する提示手段を備え、
前記実行手段は、前記提示手段に異常の発生を提示させることを特徴とする請求項１に記載の安全計装システム。
【請求項６】
前記実行手段は、検出された前記異常の重要度を反映させた処理を実行することを特徴とする請求項５に記載の安全計装システム。
【請求項７】
前記実行手段は、前記提示手段に、異常の発生状況を、その重要度とともに表示させることを特徴とする請求項５に記載の安全計装システム。
【請求項８】
他のフィールドコントローラで検出された異常を前記実行手段に向けて転送する転送手段を備え、
前記実行手段は、前記転送手段により転送された異常の内容に応じた処理を実行することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の安全計装システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントの異常を検出し、所定の処理を実行する安全計装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
工業プラントで発生した異常は、フィールド機器を制御するフィールドコントローラで検出され、システムアラームとしてプラント制御のためのマンマシンインタフェースを通じてオペレータに通知される。オペレータは、システムアラームの内容を確認し、通知されたアラームの種別、内容を元に異常個所、影響の範囲の特定、連絡部署への通知を行う。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−５４５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プラントで発生する異常の重要度は様々である。例えば、安全計装システムは異常発生時に必要な処置（シャットダウン動作）を実行する機能を持つ。このため、安全計装システム自身の機器に異常が発生した場合、迅速な対応が必要となる。一方、プラントの設備が二重化されている箇所では、稼動側の装置が故障しても、待機側の装置が自動的に起動する。このため、このような箇所の異常は緊急性の低い比較的軽微な異常である。したがって、異常の重要度に応じておのずと適切な対処方法が異なったものとなる。
【０００５】
異常が発生した場合、従来のシステムではオペレータが監視するマンマシンインタフェースにアラームが通知され、アラームの履歴もマンマシンインタフェースが保存している。したがって、フィールド側にいる作業員に故障発生を通知するには、オペレータから現場に故障を通知する必要がある。しかし、現場に対する通知の必要性の有無についての判断は困難な場合もあり、人手を介することから誤報や通知遅れ等の問題が発生する要因がある。
【０００６】
このように、異常発生時にオペレータが実行すべき処置は状況に応じて異なり、その内容も複雑である。オペレータはアラーム音が鳴る緊迫した状況で、瞬時に適切な判断を迫られ、その負担は非常に大きい。
【０００７】
また、プラントにおける事情は個々に異なるため、異常発生時の処理をユーザ側できめ細かく設定可能とすることが望まれる。
【０００８】
本発明の目的は、発生した異常の内容に応じた適切な処理を自動的に実行することで、オペレータの負担を大幅に低減できる安全計装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】
【０００９】
本発明の安全計装システムは、プラントの異常を、フィールド機器を制御するフィールドコントローラにより検出し、所定の処理を実行する安全計装システムにおいて、前記フィールドコントローラは、プラントの異常を検出する検出手段と、検出された異常を記憶する記憶手段と、ユーザにより定められた処理を、検出された前記異常の内容に応じて実行する実行手段と、を具備することを特徴とする。
この安全計装システムによれば、検出された異常をフィールドコントローラにおいて記憶するので、異常の内容に応じた処理をプラントの現場において合理的に実行できる。また、ユーザにより定められた処理を、検出された異常の内容に応じて実行するので、プラントの事情に応じた適切な処理を実行できる。
【００１０】
前記実行手段は、検出された前記異常の重要度を反映させた処理を実行してもよい。
【００１１】
前記記憶手段は、異常とその重要度を関連付けて記憶してもよい。
【００１２】
前記実行手段は、プラントの現場に異常の発生を通知してもよい。
【００１３】
プラントを監視するためのマンマシンインタフェースを介して異常の発生を提示する提示手段を備え、前記実行手段は、前記提示手段に異常の発生を提示させてもよい。
【００１４】
前記実行手段は、検出された前記異常の重要度を反映させた処理を実行してもよい。
【００１５】
前記実行手段は、前記提示手段に、異常の発生状況を、その重要度とともに表示させてもよい。
【００１６】
他のフィールドコントローラで検出された異常を前記実行手段に向けて転送する転送手段を備え、前記実行手段は、前記転送手段により転送された異常の内容に応じた処理を実行してもよい。
この場合には、他のフィールドコントローラで必要な処理が実行できない場合でも、このような処理を実行手段により実行できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の安全計装システムによれば、検出された異常をフィールドコントローラにおいて記憶するので、異常の内容に応じた処理をプラントの現場において合理的に実行できる。また、ユーザにより定められた処理を、検出された異常の内容に応じて実行するので、プラントの事情に応じた適切な処理を実行できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本発明による安全計装システムを機能的に示すブロック図である。
【００１９】
図１において、検出手段１０１は、プラントの異常を検出する。記憶手段１０２は、検出された異常を記憶する。実行手段１０３は、ユーザにより定められた処理を、検出された異常の内容に応じて実行する。
【００２０】
提示手段１０４は、プラントを監視するためのマンマシンインタフェースを介して異常の発生を提示する。この場合、実行手段１０３は、提示手段１０４に異常の発生を提示させる。
【００２１】
また、転送手段１０５は、他のフィールドコントローラで検出された異常を実行手段１０３に向けて転送する。この場合、実行手段１０３は、転送手段１０５により転送された異常の内容に応じた処理を実行する。
【００２２】
以下、図２〜図７を参照して、本発明による安全計装システムの実施例について説明する。
【実施例１】
【００２３】
図２は実施例１の安全計装システムの構成を示すブロック図である。
【００２４】
図２に示すように、本実施例の安全計装システムは、電磁弁、センサ等のフィールド機器１，１，・・・が接続されたフィールドコントローラ２，２，・・・と、プラント内に分散配置されたフィールドコントローラ２を介してフィールド機器１，１，・・・を監視するマンマシンインタフェース３と、を備える。フィールドコントローラ２，２，・・・およびマンマシンインタフェース３は、制御バス５を介して互いに接続されている。
【００２５】
図２に示すように、フィールドコントローラ２は、フィールドコントローラ２の動作を制御するＣＰＵ２１と、フィールド機器１，１，・・・との間での通信を行う入出力装置２２と、を具備する。入出力装置２２には、各フィールド機器１との間での通信を担当する入出力モジュール２２ａが、それぞれ実装される。
【００２６】
このシステムでは、マンマシンインタフェース３に備えられた制御機能により、フィールドコントローラ２，２，・・・を介してフィールド機器１，１，・・・が制御され、プラントの自動操業が実行される。また、マンマシンインタフェース３を介して、プラントに対する各種の手動操作を実行できる。
【００２７】
図３は、本実施例の安全計装システムにおける異常検出時の処理手順を示すフローチャートである。
【００２８】
この手順は、フィールドコントローラ２のＣＰＵ２１の制御に従って実行される。ＣＰＵ２１は、入出力装置２２からの信号に基づいて、常時、異常を監視している。監視対象となる異常には、フィールド機器１や入出力装置２２の故障、各種配線の異常等が含まれる。
【００２９】
図３のステップＳ１では、ＣＰＵ２１において異常の発生が検出されるのを待って、ステップＳ２へ進む。
【００３０】
ステップＳ２では、制御バス５を介してマンマシンインタフェース３に向けてシステムアラームを通知する。システムアラームは、プラントのオペレータに異常の発生を通知するためのものである。例えば、入出力モジュール２２ａ（図２）が故障した場合、その旨を示すシステムアラームをＣＰＵ２１が作成し、これをマンマシンインタフェース３に向けて送信する。マンマシンインタフェース３では、入出力モジュール２２ａの故障を示すメッセージ表示等を実行する。
【００３１】
次に、ステップＳ３では、ＣＰＵ２１内のバッファに、検出された異常のアラーム情報（異常の内容を示す情報）を格納する。
【００３２】
図４は、バッファに格納されるアラーム情報の内容を例示する図である。図４に示す例では、バッファに格納されるアラーム情報は、異常を特定する「アラーム番号」、異常の発生時刻を示す「発生時刻」、異常の重要度を示す「アラームクラス」、異常発生の箇所を示す「発生場所」、および異常の内容を示す「アラーム内容」からなるレコードとしての「アラーム」からなる。「アラームクラス」は、例えば１〜３のいずれかが選択され、１から順に異常の重要度が低くされる。
【００３３】
次に、図３のステップＳ４では、ＣＰＵ２１に実装されたアプリケーションプログラムに従った所定の処理を実行する。この処理は、ユーザにより作成されたアプリケーションプログラムを介してその内容が規定される。例えば、ユーザは、発生した異常の重要度に応じた処理を、異常発生時に実行すべき処理として規定することができる。
【００３４】
図５は、アプリケーションプログラムにより定義されたファンクションブロック（SYS_ALARM）の例を示している。この例では、ファンクションブロックは、アラームクラス別の出力端子（ＣＬＳ１、ＣＬＳ２、ＣＬＳ３）およびすべてのアラームクラスの論理和を出力する出力端子（ＳＵＭ）を持つ。そして、ファンクションブロックには、例えば、定周期で、現在バッファに格納されているアラームが通知させる。各アラームには、各異常がその異常の重要度と対応付けられているため、ユーザは、各出力端子からの出力（「ＦＡＬＳＥ」または「ＴＲＵＥ」）を用いて、異常の重要度に応じた処理を規定できる。
【００３５】
例えば、異常発生時に、その異常の重要度に応じて、プラントの現場で警報ランプ１１（図２）を点灯させたり、あるいは警報音を鳴らしたりするアルゴリズムを、フィールドコントローラ２における処理として事前に組み込むことができる。
【００３６】
また、異常の重要度に応じて、マンマシンインタフェース３に向けて送信する情報の有無あるいは内容を変えることもできる。例えば、重大な異常の場合には、オペレータにマンマシンインタフェース３を介して警報音や所定の表示によって迅速に通知し、緊急の処置が必要でない場合には警報音を鳴らさないようにしてもよい。例えば、プラントの安全を確保する安全計装システム自体に影響のあるような重大な異常（例えば、レベル１）であれば上記のシステムアラームとは別に所定の通知を実行してもよい。また、待機側の装置に自動的に切り替わる二重化システムにおいて、稼動側の装置に故障が発生した場合のように比較的軽微な異常（例えば、レベル３）であれば、このような通知をしないように設定することもできる。
【００３７】
また、本実施例によれば、バッファに格納されている各アラームクラスのアラームの個数をカウントすることで、発生した異常の個数を異常の重要度別に集計できる。このため、アラームの発生状況をその緊急度に応じた方法で表示できる。異常の発生状況を、その重要度とともにマンマシンインタフェース３等に表示することで、オペレータは必要な処置を容易に判断することができる。
【００３８】
以上のように、本実施例では、アラーム情報をフィールドコントローラ２の内部に格納するため、警報ランプ１１（図２）等を用いた異常の発生現場への通知を迅速に実行できる。したがって、現場の安全を確実に確保できる。また、アプリケーションプログラムによって異常発生時の処理をあらかじめプログラムすることで、必要な処理の実行を自動化できる。このため、異常発生時の人為ミスを防止できる。
【００３９】
さらに、ユーザがプログラムを作成できるため、プラントの状況を反映した処理を、異常発生時に実行できる。例えば、プラントの事情にあわせ、異常の重要度等に応じて警報の通知／非通知、警報の方法等を任意に選択できる。例えば、上記ファンクションブロックでは、アラームの重要度別に出力を区別しているので、異常発生時の緊急度に応じて、適切な処理を選択することが可能となる。
【実施例２】
【００４０】
図６は実施例２の安全計装システムの構成を示すブロック図である。図２に示す実施例１と同一要素には同一符号を付している。
【００４１】
図６に示すように、実施例２では、フィールドコントローラ２と、フィールドコントローラ２Ａとが、制御バス５を介して互いに接続されている。フィールドコントローラ２Ａはフィールドコントローラ２と同等に構成され、２つのコントローラは制御バス５を用いて互いに異常発生状況を相互監視する。
【００４２】
図７は、本実施例における異常検出時の処理手順を示すフローチャートである。
【００４３】
図７のステップＳ１１〜ステップＳ１４の処理は、フィールドコントローラ２ＡのＣＰＵ２１Ａの制御に基づいて実行されるフィールドコントローラ２Ａにおける処理である。また、ステップＳ２１〜ステップＳ２２の処理は、フィールドコントローラ２のＣＰＵ２１の制御に基づいて実行されるフィールドコントローラ２における処理である。
【００４４】
図７のステップＳ１では、ＣＰＵ２１Ａにおいて入出力装置２２Ａからの信号を監視する。フィールドコントローラ２Ａの側での異常が検出されると、ステップＳ１２へ進む。
【００４５】
ステップＳ１２では、制御バス５を介してマンマシンインタフェース３に向けてシステムアラームを通知する。
【００４６】
次に、ステップＳ１３では、制御バス５を介してフィールドコントローラ２に向けてアラームを送信する。アラームは、実施例１におけるアラーム情報（図４）の各レコードに相当する情報である。
【００４７】
次に、ステップＳ１４では、ＣＰＵ２１内のバッファにアラーム情報を格納し、フィールドコントローラ２Ａにおける処理を終了する。
【００４８】
一方、フィールドコントローラ２の側では、ステップＳ２１において、フィールドコントローラ２Ａからのアラームを受信すると、ステップＳ２２において、ＣＰＵ２１に実装されたアプリケーションプログラムに従った処理を実行する。この処理では、例えば、フィールドコントローラ２に接続された警報ランプ１１を点灯させることで、プラントの現場に異常の発生を知らせる。
【００４９】
本実施例では、フィールドコントローラで検出された異常を示すアラームを他のフィールドコントローラに転送し、転送先のフィールドコントローラで所定の処理を実行する。このため、例えば、異常を検出したフィールドコントローラにおいて、ＣＰＵの故障等により異常発生に対処するための処理が実行できなくなっているような場合でも、転送先のフィールドコントローラにより警報ランプによる警報等、必要な処理が実行可能となる。その他の処理として、実施例１に示した各種の処理を実行してもよい。
【００５０】
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、プラントの異常を検出して所定の処理を実行する安全計装システムに対し、広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明による安全計装システムを機能的に示すブロック図。
【図２】実施例１の安全計装システムの構成を示すブロック図。
【図３】実施例１の安全計装システムにおける異常検出時の処理手順を示すフローチャート。
【図４】バッファに格納されるアラーム情報の内容を例示する図。
【図５】アプリケーションプログラムにより定義されたファンクションブロックを例示する図。
【図６】実施例２の安全計装システムの構成を示すブロック図。
【図７】実施例２の安全計装システムにおける異常検出時の処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５２】
３      マンマシンインタフェース（提示手段）
２１    ＣＰＵ（検出手段、記憶手段、実行手段）
２１Ａ  ＣＰＵ（転送手段）
１０１  検出手段
１０２  記憶手段
１０３  実行手段
１０４  提示手段
１０５  転送手段
【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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【図７】
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