(57)【要約】【課題】プログラム可能なコントローラと被制御機器の間で送受信される信号に加えてその伝送経路を管理することができ、コントローラの入出力信号に異常が発生した場合に早急に対処することができる機器制御装置を提供する。【解決手段】プログラム可能なコントローラ５０との間でそれぞれ送受信される入出力信号を管理することによって１乃至複数の被制御機器を制御する機器制御装置１において、前記コントローラ５０の入力／出力端と前記被制御機器の入力／出力端との間の接続経路に関する接続経路情報が保存された記憶部１１と、使用者による、前記コントローラ５０の入力／出力端又は／及び前記被制御機器の入力／出力端を特定する情報である経路特定情報の入力を受け付ける経路特定情報入力受付部２０と、前記経路特定情報に対応する接続経路情報を出力する経路情報出力部１２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プログラム可能なコントローラとの間でそれぞれ送受信される入出力信号を管理することによって１乃至複数の被制御機器を制御する機器制御装置であって、
a) 前記プログラム可能なコントローラの入力／出力端と前記被制御機器の入力／出力端との間の接続経路に関する接続経路情報が保存された記憶部と、
b) 使用者による、前記プログラム可能なコントローラの入力／出力端又は／及び前記被制御機器の入力／出力端を特定する情報である経路特定情報の入力を受け付ける経路特定情報入力受付部と
c) 前記経路特定情報に対応する接続経路情報を出力する経路情報出力部と、
を備えること特徴とする機器制御装置。
【請求項２】
d) 前記入出力信号の状態をモニタリングする信号モニタリング部と、
e) 前記入出力信号の状態が予め設定された条件から外れた場合に、当該入出力信号の異常を検知し、前記経路情報出力部に当該入出力信号に対応する接続経路情報を出力させる異常検知部
を備えることを特徴とする請求項１に記載の機器制御装置。
【請求項３】
f) 使用者による前記接続経路情報の編集指示を受け付ける編集指示受付部と、
g) 前記編集指示により新たな接続経路情報が作成された場合に、該接続経路情報を前記記憶部に保存する経路情報保存部と、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の機器制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣＳ（distributed control system：分散形制御装置）やＰＬＣ（programmable logic controller）のような、プログラム可能なコントローラ（以下、「コントローラ」という。）を用いて設備機器を制御する機器制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場や発電設備等のプラントにおいて複数の設備機器（圧力計、温度計、流量計、モータなど）を一括制御するために、コントローラが広く用いられている。コントローラによる制御では、設備機器のそれぞれの入力／出力端とコントローラの入力／出力端とを配線接続し、それらの間で信号を送受信させる。プラント内の各所に配置されている設備機器からの配線は、リレー盤や信号変換器、ノイズ除去フィルタ等の種々の中継機器を経由してコントローラの入力／出力端に到達する。また、コントローラの製造メーカーから提供されるソフトウェアによりコンピュータ上で具現化されるエンジニアリングツールを用いてコントローラの入出力信号の属性（圧力信号、温度信号等）を設定する。さらに、エンジニアリングツールを用いて制御命令を記述し、コントローラに書き込む。こうして、設備機器からコントローラに入力される信号の状態を管理したり、制御命令に従ってコントローラから設備機器に信号を出力したりする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2006-79501号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、コントローラに入力される信号に異常が発生した場合、その要因としては、設備機器そのものの異常のほかに、設備機器からコントローラに至る配線経路上に存在する中継機器の異常、あるいはそれらを接続している配線の損傷が考えられる。しかし、コントローラを用いた制御では、コントローラの入力／出力端における信号の属性とその状態のみを管理しているため、その信号が伝送される経路を特定することができない。そのため、トラブルの発生時には、作業者がＣＡＤ図面や展開接続図を確認し、コントローラの入力／出力端からの配線が、プラント内のどこに配置されたどの中継機器に接続され、どの配線経路で設備機器の入力／出力端に接続されているのかを確認して対処しなければならず、時間がかかってしまうという問題があった。
【０００５】
大規模なプラントでは、プラント全体を複数の機能ブロックに分割し、各ブロック内の設備機器をコントローラによりそれぞれ制御する、分散形制御方式と呼ばれる制御方式が採られることが多い（特許文献１）。この制御方式では、各コントローラが接続されている設備機器を制御しつつ、別のコントローラとの間で信号を送受信して動作するように構成される。
【０００６】
プラントにおいて制御システムを導入する際に、その費用を抑えるためにブロック単位で入札が行われることが多く、その結果、１つのプラントを構成する複数のブロックがそれぞれ異なる製造メーカーのコントローラで制御されることがある。この場合、各コントローラの製造メーカーからそれぞれ提供されるエンジニアリングツールが用いられる。一般に、エンジニアリングツールには種々の設備機器に対応した信号の属性を設定することができるようになっているが、他メーカーのコントローラに対応する信号の属性を設定することはできない。このような状況で、他メーカーのコントローラから入力される信号に異常が発生すると、属性が設定されていない信号が伝送される経路を確認しなければならないため、より一層対応に時間がかかってしまう。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、コントローラと被制御機器の間で送受信される信号に加えてその伝送経路を管理することができ、コントローラの入出力信号に異常が発生した場合に早急に対処することができる機器制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために成された本発明は、プログラム可能なコントローラとの間でそれぞれ送受信される入出力信号を管理することによって１乃至複数の被制御機器を制御する機器制御装置であって、
a) 前記プログラム可能なコントローラの入力／出力端と前記被制御機器の入力／出力端との間の接続経路に関する接続経路情報が保存された記憶部と、
b) 使用者による、前記プログラム可能なコントローラの入力／出力端又は／及び前記被制御機器の入力／出力端を特定する情報である経路特定情報の入力を受け付ける経路特定情報入力受付部と、
c) 前記経路特定情報に対応する接続経路情報を出力する経路情報出力部と、
を備えること特徴とする。
【０００９】
上記の接続経路情報は、例えば、プログラム可能なコントローラ（コントローラ）のターミナルの入力（出力）端と、被制御機器の出力（入力）端と、それらの接続経路上に存在する種々の中継機器とを紐付けた情報である。コントローラに対して別のコントローラが接続されている場合には、当該別のコントローラも被制御機器の１つとして取り扱う。
【００１０】
本発明に係る機器制御装置では、コントローラと被制御機器の間で送受信される入出力信号だけでなく、その信号が伝送される経路を含めて管理することができる。また、被制御機器からコントローラへの入力信号に異常が発生した場合に、使用者が当該信号を出力する被制御機器の出力端を特定する経路特定情報を入力すると、当該機器の出力端とコントローラの入力端の間の接続経路情報が出力される。従って、展開接続図やＣＡＤ図面を確認することなく配線経路を特定することができ、早急に対処することができる。さらに、コントローラが他メーカーのコントローラとの間で信号の送受信を行っている場合でも、両コントローラ間の接続経路が管理されているため、トラブルへの対応に困難が生じることがない。
【００１１】
本発明に係る機器制御装置は、さらに、
d) 前記入出力信号の状態をモニタリングする信号モニタリング部と、
e) 前記入出力信号の状態が予め設定された条件から外れた場合に、当該入出力信号の異常を検知し、前記経路情報出力部に当該入出力信号に対応する接続経路情報を出力させる異常検知部と、
を備えることが望ましい。これにより、被制御機器の状態や配線経路にトラブルが発生した場合に、使用者が接続経路情報を即座に確認して早急に対処することができる。
【００１２】
また、本発明に係る機器制御装置は、
f) 使用者による前記接続経路情報の編集指示を受け付ける編集指示受付部と、
g) 前記編集指示により新たな接続経路情報が作成された場合に、該接続経路情報を前記記憶部に保存する経路情報保存部と、
を備えることが望ましい。これにより、設備機器の交換や修繕等の際の接続経路の変更をスムーズに反映させることができる。なお、使用者からの編集指示には、使用者自身による接続経路情報の一部の編集以外に外部機器からのデータの取り込みや外部機器へのデータの書き出しも含まれる。編集指示がデータの書き出しのみである場合には、新たな接続経路情報が作成されないため、経路情報保存部は記憶部への新たな経路情報の保存を行わない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る機器制御装置では、コントローラと被制御機器の間で送受信される入出力信号だけでなく、その信号が伝送される経路を含めて管理することができる。従って、コントローラと被制御機器の間で送受信される信号に加えてその伝送経路を管理することができ、コントローラの入出力信号に異常が発生した場合に早急に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る機器制御装置の一実施例の要部構成図。
【図２】本実施例の機器制御装置における接続経路情報の例。
【図３】本実施例の機器制御装置においてモニタリングする入出力信号を表形式で示す例。
【図４】本実施例の機器制御装置の表示部における接続経路情報の表示例。
【図５】本実施例の機器制御装置における検索画面の例(a)と、絞り込み画面の例(b)。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る機器制御装置の一実施例について、以下、図面を参照して説明する。
図１に示す本実施例の機器制御装置１は、プラント全体を構成する複数のブロックのうち、ブロックＡを制御する第１コントローラ５０と、該第１コントローラ５０に中継機器（リレー盤、信号変換器、ノイズ除去フィルタ等）を介して接続された複数の被制御機器との間で送受信される信号を管理することにより、該複数の被制御機器を制御する装置である。以下の説明において、被制御機器には、ブロックＡ以外のブロックＢ及びブロックＣをそれぞれ制御する第２コントローラ１００と第３コントローラ１１０も含まれる。
本実施例における第１コントローラ５０、第２コントローラ１００、及び第３コントローラ１１０は、プログラム可能なコントローラであり、典型的な例としてはＤＣＳやＰＬＣが挙げられるが、必ずしもこれらの制御形式に限定されない。
【００１６】
第１コントローラ５０に接続されている被制御機器について説明する。第１コントローラ５０の入力端５２には、信号変換器６０を介して圧力計８１が、信号変換器６０とリレー盤７０を介して温度計８２及び流量計８３が接続されており、また、リレー盤９０を介して第２コントローラ１００の出力端１０１及び第３コントローラ１１０の出力端１１１とが接続されている。また、詳細を図示しないが、第１コントローラ５０の出力端５１にも同様に複数の被制御機器の入力端が接続されている。なお、図１に示す構成はシステム全体の一部を例示したものであり、設備機器の種類や数、配線経路はこれらに限定されない。
【００１７】
本実施例の機器制御装置１の要部構成を図１に示す。機器制御装置１は、記憶部１１を有し、経路情報出力部１２、信号モニタリング部１３、異常検知部１４、及び経路情報保存部１５を機能的に備えた本体１０と、該本体１０に接続された入力部２０及び表示部３０を備えている。また、本体１０には図示しないインターフェースを介して適宜外部機器４０を接続することができるようになっている。なお、詳細は後述するが、本実施例では、入力部２０が経路特定情報入力受付部及び編集指示受付部として機能する。
【００１８】
記憶部１１には、図２に示すような接続経路情報が保存されている。接続経路情報には、コントローラの入力（出力）スロットの端子番号、信号に付されたタグ、信号の名称、信号に規定されたレンジ、信号の単位、端子台の番号、配線上に位置する変換器及びリレーの種類や番号、当該変換器及びリレーが記載されているＣＡＤ図面や展開接続図の図面番号等の配線情報が詳細に記述されている。
また、記憶部１１には、第１コントローラ５０で送受信される各信号の値の許容幅（上限値及び下限値）も保存されている。
【００１９】
次に、本実施例の機器制御装置１の各部の動作を説明する。
プラントの稼動が開始されると、信号モニタリング部１３は、第１コントローラ５０から入出力信号を読み出し、表示部３０にそれらの値をモニタリング画面として表示する。モニタリング画面は、図３に示すように入出力信号の値を表形式で表示するもののほか、各被制御機器と第１コントローラ５０の接続を模式的に図示したものに入出力信号の値を重ね表示するものなど、種々の形式を用いることができる。
【００２０】
信号モニタリング部１３は、表示部３０に上記モニタリング画面を表示するとともに、第１コントローラ５０の入出力信号が、記憶部１１に保存されている許容幅の範囲内であるかを監視する。そして、入出力信号の値が許容幅の範囲外となった場合や、一定時間以上、入出力信号の値に変化が現れない場合（即ち、信号の入出力の異常停止が疑われる場合）に、当該入出力信号の異常を検知する。そして、異常が検知された入出力信号に対応する接続経路情報を記憶部１１から読み出して、表示部３０に経路情報画面を表示する。この経路情報画面には、第１コントローラ５０の入力（出力）端子から被制御機器の出力（入力）端子に至るまでの経路と、その経路上に位置する中継機器との間の全ての配線が示される。従って、使用者は、この配線情報を視認するだけで当該信号の伝送経路を確認し、当該配線を他の配線から切り分ける等の対応を早急に行うことができる。
【００２１】
入出力信号に異常が発生した場合以外にも、信号の伝送経路の保守等を目的として配線経路を確認する必要が生じる場合がある。こうした場合に、使用者が、マウス操作等によって、モニタリング画面に表示されている第１コントローラ５０の入力（出力）端子の番号、及び／又は被制御機器の出力（入力）端子の番号を選択すると、経路情報出力部１２が、当該端子から第１コントローラ５０あるいは被制御機器のいずれかの端子までの配線経路及びその間に位置する中継機器が示された経路情報画面を表示する。つまり、本実施例では、マウスやキーボード等で構成される入力部２０が経路情報入力受付部に相当する。経路情報入力受付部としては、その他、音声入力手段や、使用者により操作され、インターフェースを介して本体１０に接続される外部機器４０とすることもできる。
【００２２】
なお、本実施例では、信号モニタリング部１３や経路情報出力部１２が該当する配線経路及び中継機器に関する情報を表示部３０に表示するが、該情報を印刷出力するようにしてもよい。
【００２３】
プラントにおいては、定期点検を行うことによって機器の老朽化や配線の劣化を発見し、それらを交換したり修繕したりする。機器の交換や修繕が行われると、当該機器に関係する配線の種類や経路が変更される場合がある。そこで、本実施例における機器制御装置１では、こうした機器あるいは配線の変更を接続経路情報に反映させることができるようになっている。
【００２４】
使用者が、入力部２０を通じて記憶部１１から接続経路情報の読み出しを指示すると、図４に示すように、表示部３０に全ての接続経路情報を示す経路情報画面が表示される。表示部３０の中央の領域３１には表形式で、この接続経路情報が表示され、スクロールバーを操作することにより、表示範囲を移動させることができようになっている。また、最表示部３０の上部の領域には「ファイル」、「編集」等のコマンドボタン３２が表示される。コマンドボタン３２の下には、領域３１に表示させる接続経路情報を絞り込むための接続グループ選択ボタン３４が表示される。また、表示部３０の下部の領域には、コントローラ５０に設定されたプログラムを図示する「図面」、あるいは第１コントローラ５０の入出力信号を確認するための「一覧モニタ」画面にジャンプするためのジャンプボタン３５と、「印刷」、「保存」、「閉じる」の各操作を行うための操作ボタン３６が表示される。その他、コマンドボタンを用いて「編集」、「検索」（「絞り込み」）を順に選択することにより、図５(a)に示すような検索画面や図５(b)に示すような絞り込み画面を表示させることができる。
【００２５】
接続経路情報の閲覧、及び編集を行う場合の操作の一例を説明する。
接続経路情報を確認する場合には、モード選択ボタン３３により「閲覧」モードを選択する。これにより、接続経路情報は編集不可にロックされ、使用者が誤って接続経路情報を上書きしてしまうことが防止される。続いて、接続グループ選択ボタン３４を操作して、確認しようとする接続グループを絞り込み表示させる。この状態で操作ボタン３６の「印刷」を選択すると、絞り込み表示中の接続経路情報が印刷される。
【００２６】
接続経路情報を更新する場合には、モード選択ボタン３３により「編集」モードを選択する。これにより、接続経路情報のロックが解除され、編集可能となる。使用者は、キーボード等を用いて該当箇所の接続経路情報を更新し、操作ボタン３６により更新後の情報の保存を指示する。すると、経路情報保存部１５が、これを新たな接続経路情報として記憶部１１に保存する。
【００２７】
本実施例に係る機器制御装置１では、インターフェースを介して接続された外部機器４０との間で、接続経路情報をインポート／エクスポートすることもできる。例えば、使用者が外部機器４０で編集された、ＣＳＶ(Comma Separated Values)形式等のファイル形式のデータのインポートを指示すると経路情報保存部１５がこれを取り込み記憶部１１に保存する。
【００２８】
上記実施例は一例であって、本発明の趣旨に沿って適宜に変更することができる。
例えば、上述した「編集」モードは、管理者権限によって機器制御装置にログインした場合にのみ選択可能とし、それ以外は「閲覧」モードのみ選択可能とすることができる。
また、本発明に係る機器制御装置は、本体部と、該本体部とネットワークによって接続されたサーバにより構成し、該サーバ上に記憶部１１を備えるように構成することもできる。
【符号の説明】
【００２９】
１…機器制御装置
１０…本体
１２…経路情報出力部
１３…信号モニタリング部
１４…異常検知部
１５…経路情報保存部
２０…入力部
３０…表示部
３１…領域
３２…コマンドボタン
３３…モード選択ボタン
３４…接続グループ選択ボタン
３５…ジャンプボタン
３６…操作ボタン
４０…外部機器
５０、１００、１１０…コントローラ
５１、１０１、１１１…出力端
５２、１０２、１１２…入力端
６０…信号変換器
７０…リレー盤
８１…圧力計
８２…温度計
８３…流量計
９０…リレー盤
【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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