(57)【要約】【課題】複数システムの動作を同期させることができるプラント制御システム、プラント制御方法およびプラント制御のためのプログラムを提供する。【解決手段】要求出力手段３１から第１の演算装置２Ａに向けて、演算実行要求を送信する。第１の演算装置２Ａでは、スケジューラ２１Ａの要求受付インタフェース２６が、受信された演算実行要求を解釈し、制御実行部２５を介して演算部２２Ａでの演算を実行させる。これにより、演算部２２Ａでは、所定の演算処理を１回実行し、演算結果は、プラント１に出力される。同様に、順次、第２の演算装置２Ｂおよび第３の演算装置２Ｃでの演算が実行される。【選択図】図１
2008146534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の演算を実行し、演算結果をプラントに出力する第１の演算装置と、
前記第１の演算装置とは独立して構成され、プラントのデータに基づく第２の演算を実行する第２の演算装置と、
を具備するプラント制御システムにおいて、
前記第１の演算装置および前記第２の演算装置に対し、それぞれ演算実行要求を出力することで、前記第１の演算および前記第２の演算の実行タイミングを制御する演算実行制御手段を備えることを特徴とするプラント制御システム。
【請求項２】
演算実行制御手段は、
前記第１の演算装置および前記第２の演算装置に向けて前記演算実行要求を出力する要求出力手段と、
前記第１の演算装置を構成するソフトウェアに、前記要求出力手段からの前記演算実行要求を渡す第１のインタフェースと、
前記第２の演算装置を構成するソフトウェアに、前記要求出力手段からの前記演算実行要求を渡す第２のインタフェースと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のプラント制御システム。
【請求項３】
第１の演算を実行し、演算結果をプラントに出力する第１の演算装置と、
前記第１の演算装置とは独立して構成され、プラントのデータに基づく第２の演算を実行する第２の演算装置と、
を具備するプラントに適用されるプラント制御方法において、
前記第１の演算装置および前記第２の演算装置に対し演算実行要求を出力するステップと、
前記第１の演算装置および前記第２の演算装置に対する前記演算実行要求の出力タイミングを制御するステップと、
を備えることを特徴とするプラント制御方法。
【請求項４】
第１の演算を実行し、演算結果をプラントに出力する第１の演算装置と、
前記第１の演算装置とは独立して構成され、プラントのデータに基づく第２の演算を実行する第２の演算装置と、
を具備するプラントに適用されるプラント制御のためのプログラムにおいて、
コンピュータに、
前記第１の演算装置および前記第２の演算装置に対し演算実行要求を出力するステップと、
前記第１の演算装置および前記第２の演算装置に対する前記演算実行要求の出力タイミングを制御するステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の演算装置を備えるプラントに適用される、プラント制御システム、プラント制御方法およびプラント制御のためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
多変数モデル予測制御や性状推定をリアルタイムに実行することで、高度制御を可能とするシステムが知られている。例えば、多変数モデル予測制御システムでは、例えば、一定の制御周期で制御対象からプロセス値を読み込み、制御演算を実行し、演算結果である操作量を出力することができる。性状推定システムは、計測可能なプロセス値を読み込み、推定結果である性状を出力する機能を有する。
【０００３】
これらのシステムは、個々にスケジューラ機能を有する。スケジューラ機能は、演算機能を起動・停止させるとともに、定周期で演算を実行させる機能である。スケジューラ機能は内部にタイマーを持ち、このタイマーがリアルタイムで演算実行の周期を管理する。
【特許文献１】特開２００５−９２５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらのシステムは、大規模プラントにおける個々のプロセスに対して適用可能であり、演算目的やメーカー等が異なる様々なシステムを混在させることもできる。上記のように、通常、個々のシステムは個別に内部タイマーを持つため、個々のシステムが独立した周期で動作する。
【０００５】
しかし、個々のシステムでの演算結果がプラントに反映されると同時に、そのプラントの状態が別のシステムでの演算に影響を与えるという関係にある。このため、プラント全体を統合し、プラント全体としての最適化を図るためには、各システムにおけるデータの読み込みや演算を同期させることが必要で、システム同士の連携を図らなければならない。
【０００６】
本発明の目的は、複数システムの動作を同期させることができるプラント制御システム、プラント制御方法およびプラント制御のためのプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のプラント制御システムは、第１の演算を実行し、演算結果をプラントに出力する第１の演算装置と、前記第１の演算装置とは独立して構成され、プラントのデータに基づく第２の演算を実行する第２の演算装置と、を具備するプラント制御システムにおいて、前記第１の演算装置および前記第２の演算装置に対し、それぞれ演算実行要求を出力することで、前記第１の演算および前記第２の演算の実行タイミングを制御する演算実行制御手段を備えることを特徴とする。
このプラント制御システムによれば、第１の演算装置および第２の演算装置に対し、それぞれ演算実行要求を出力することで、第１の演算および第２の演算の実行タイミングを制御するので、第１の演算および第２の演算を同期させることができる。
【０００８】
演算実行制御手段は、前記第１の演算装置および前記第２の演算装置に向けて前記演算実行要求を出力する要求出力手段と、前記第１の演算装置を構成するソフトウェアに、前記要求出力手段からの前記演算実行要求を渡す第１のインタフェースと、前記第２の演算装置を構成するソフトウェアに、前記要求出力手段からの前記演算実行要求を渡す第２のインタフェースと、を備えてもよい。
【０００９】
本発明のプラント制御方法は、第１の演算を実行し、演算結果をプラントに出力する第１の演算装置と、前記第１の演算装置とは独立して構成され、プラントのデータに基づく第２の演算を実行する第２の演算装置と、を具備するプラントに適用されるプラント制御方法において、前記第１の演算装置および前記第２の演算装置に対し演算実行要求を出力するステップと、前記第１の演算装置および前記第２の演算装置に対する前記演算実行要求の出力タイミングを制御するステップと、を備えることを特徴とする。
このプラント制御方法によれば、第１の演算装置および第２の演算装置に対し、それぞれ演算実行要求を出力することで、第１の演算および第２の演算の実行タイミングを制御するので、第１の演算および第２の演算を同期させることができる。
【００１０】
本発明のプログラムは、第１の演算を実行し、演算結果をプラントに出力する第１の演算装置と、前記第１の演算装置とは独立して構成され、プラントのデータに基づく第２の演算を実行する第２の演算装置と、を具備するプラントに適用されるプラント制御のためのプログラムにおいて、コンピュータに、前記第１の演算装置および前記第２の演算装置に対し演算実行要求を出力するステップと、前記第１の演算装置および前記第２の演算装置に対する前記演算実行要求の出力タイミングを制御するステップと、を実行させることを特徴とする。
このプログラムによれば、第１の演算装置および第２の演算装置に対し、それぞれ演算実行要求を出力することで、第１の演算および第２の演算の実行タイミングを制御するので、第１の演算および第２の演算を同期させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のプラント制御システムによれば、第１の演算装置および第２の演算装置に対し、それぞれ演算実行要求を出力することで、第１の演算および第２の演算の実行タイミングを制御するので、第１の演算および第２の演算を同期させることができる。
【００１２】
本発明のプラント制御方法によれば、第１の演算装置および第２の演算装置に対し、それぞれ演算実行要求を出力することで、第１の演算および第２の演算の実行タイミングを制御するので、第１の演算および第２の演算を同期させることができる。
【００１３】
本発明のプログラムによれば、第１の演算装置および第２の演算装置に対し、それぞれ演算実行要求を出力することで、第１の演算および第２の演算の実行タイミングを制御するので、第１の演算および第２の演算を同期させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１〜図２を参照して、本発明によるプラント制御システムの一実施形態について説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態のプラント制御システムの構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態のプラント制御システムは、所定の演算を実行し、演算結果をプラント１に出力する第１の演算装置２Ａと、所定の演算を実行し、演算結果をプラント１に出力する第２の演算装置２Ｂと、所定の演算を実行し、演算結果をプラント１に出力する第３の演算装置２Ｃとを備える。各演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃは互いに独立して演算を実行する。
【００１７】
第１の演算装置２Ａは、その機能として、スケジューラ２１Ａおよび演算部２２Ａを含んで構成される。本実施形態の例では、プラント制御のための所定の演算を実行するための従来のソフトウェアの一部を改変することで、演算装置２Ａを構成している。演算部２２は、上記従来のソフトウェアの機能の一部である。
【００１８】
スケジューラ２１は、上記ソフトウェアに含まれているタイマー２３、起動・停止部２４および制御実行部２５に加えて、新たに要求受付インタフェース２６を設けることで構成される。
【００１９】
第１の演算装置２Ａと同様、第２の演算装置２Ｂにはスケジューラ２１Ｂおよび演算部２２Ｂが、第３の演算装置２Ｃにはスケジューラ２１Ｃおよび演算部２２Ｃが、それぞれ設けられている。スケジューラ２１Ｂおよびスケジューラ２１Ｃは、それぞれスケジューラ２１Ａと同様に構成されている。
【００２０】
図１において、アプリケーション３は、演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃにおける演算のタイミングを制御するためのプログラムであり、そのプログラムが実装されるコンピュータの機能として、演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃに向けて起動・停止要求および演算実行要求を出力する要求出力手段３１を備える。アプリケーション３を演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃと別のコンピュータに実装することで、演算のタイミングを遠隔制御することもできる。
【００２１】
なお、要求出力手段３１、および演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃに設けられた要求受付インタフェースは、協働して各演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃでの演算のタイミングを制御する演算実行制御手段として機能する。
【００２２】
次に、本実施形態のプラント制御システムの動作について説明する。
【００２３】
図２は、アプリケーション３における処理手順を示すフローチャートである。
【００２４】
図２のステップＳ１では、要求出力手段３１から演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃに向けて、起動要求を送信する。第１の演算装置２Ａでは、スケジューラ２１Ａの要求受付インタフェース２６が、受信された起動要求を解釈し、起動・停止部２４が演算部２２Ａを起動する。
【００２５】
同様に、第２の演算装置２Ｂでは、スケジューラ２１Ｂの要求受付インタフェースが、受信された起動要求を解釈し、演算部２２Ｂを起動する。また、第３の演算装置２Ｃでは、スケジューラ２１Ｃの要求受付インタフェースが、受信された起動要求を解釈し、演算部２２Ｃを起動する。
【００２６】
このように、演算部２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃを起動させることで、演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃでの演算処理を受け入れ可能な状態としている。
【００２７】
次に、ステップＳ２では、要求出力手段３１から第１の演算装置２Ａに向けて、演算実行要求を送信する。第１の演算装置２Ａでは、スケジューラ２１Ａの要求受付インタフェース２６が、受信された演算実行要求を解釈し、制御実行部２５を介して演算部２２Ａでの演算を実行させる。これにより、演算部２２Ａでは、所定の演算処理を１回実行する。
【００２８】
演算処理では、演算部２２Ａがプラント１の現在のデータを読み込み、読み込まれたデータを用いた演算を実行する。演算結果は、プラント１に出力される。
【００２９】
次に、ステップＳ３では、要求出力手段３１から第２の演算装置２Ｂに向けて、演算実行要求を送信する。第２の演算装置２Ｂでは、スケジューラ２１Ｂの要求受付インタフェースが、受信された演算実行要求を解釈し、演算部２２Ｂでの演算を実行させる。これにより、演算部２２Ｂでは、所定の演算処理を１回実行する。
【００３０】
演算処理では、演算部２２Ｂがプラント１の現在のデータを読み込み、読み込まれたデータを用いた演算を実行する。演算結果は、プラント１に出力される。
【００３１】
次に、ステップＳ４では、要求出力手段３１から第３の演算装置２Ｃに向けて、演算実行要求を送信する。第３の演算装置２Ｃでは、スケジューラ２１Ｃの要求受付インタフェースが、受信された演算実行要求を解釈し、演算部２２Ｃでの演算を実行させる。これにより、演算部２２Ｃでは、所定の演算処理を１回実行する。
【００３２】
演算処理では、演算部２２Ｃがプラント１の現在のデータを読み込み、読み込まれたデータを用いた演算を実行する。演算結果は、プラント１に出力される。
【００３３】
次に、ステップＳ５では、演算停止が指令されているか否か判断し、判断が肯定されればステップＳ６へ進み、判断が否定されればステップＳ２へ戻る。
【００３４】
ステップＳ６では、要求出力手段３１から演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃに向けて、停止要求を送信する。第１の演算装置２Ａでは、スケジューラ２１Ａの要求受付インタフェース２６が、受信された停止要求を解釈し、起動・停止部２４が演算部２２Ａの機能を停止させる。
【００３５】
同様に、第２の演算装置２Ｂでは、スケジューラ２１Ｂの要求受付インタフェースが、受信された停止要求を解釈し、演算部２２Ｂの機能を停止させる。また、第３の演算装置２Ｃでは、スケジューラ２１Ｃの要求受付インタフェースが、受信された停止要求を解釈し、演算部２２Ｃの機能を停止させる。
【００３６】
ステップＳ６の終了後、一連の処理を終了する。
【００３７】
以上のように、本実施形態のプラント制御システムでは、演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃとアプリケーション３とを連携させることで、演算のタイミングをアプリケーション３の側で制御し、演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃでの演算処理を同期させている。すなわち、第１の演算装置２Ａでの演算終了後に第２の演算装置２Ｂでの演算を、第２の演算装置２Ｂでの演算終了後に第３の演算装置２Ｃでの演算を、第３の演算装置２Ｃでの演算終了後に第１の演算装置２Ａでの演算を、それぞれ実行している。
【００３８】
上記のように、演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃでの演算結果は、プラント１のデータに反映されると同時に、演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、プラント１のデータに基づく演算を実行する。このため、演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃにおける演算の順序やタイミングは、個々の演算精度に影響を与え、演算の順序やタイミングが制御できない状態では、プラント制御の精度や、プラント状況の予測精度が低下する。これに対し、本実施形態のプラント制御システムでは、演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃにおける演算の順序やタイミングがアプリケーション３の側で完全に制御されるため、演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃを同期させることで演算精度を理想的な状態に保つことができ、プラント制御やプラント状況の予測の精度を大幅に向上させることができる。また、プラント１での制御動作も最適化される。
【００３９】
なお、演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃでの演算に使用されるデータとして、広くプラント１で生成されるデータが用いられる。すなわち、演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃでの演算は、他の演算装置での演算結果を直接使用する場合に限定されるものではない。例えば、プラント１では、演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃでの演算による解析データや予測データに基づいて、種々の方式でプラント制御が実行されるとともに、プロセス値が変動する。演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃでは、プラント１で生成される種々の制御値やプロセス値を読み込み、この値に基づいて演算結果を更新することができる。
【００４０】
このように、プラント１の各種データは、プラント１の状況や演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃの演算結果に応じて、刻々と変化するため、演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃがプラント１からデータを読み込み、演算を実行する順序やタイミングを管理することで、プラント制御の精度や予測精度を大きく改善することができる。演算を実行する順序やタイミングを制御することで、プラント全体を統合し、プラント全体としての最適化を図られる。
【００４１】
演算装置での演算内容としては、多変数モデル予測制御、性状推定、プラントシミュレータなど、制御や予測、その他の演算内容が広く適用できる。
【００４２】
上記実施形態では、従来から使用されているソフトウェアに改変を加えることで、演算装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃを構成しているが、演算実行制御手段の構成方法として任意の方法を選択できる。なお、本実施形態のように、インタフェースの付加というソフトウェアの改変によれば、ソフトウェア本来の機能を活かすことができ、作業工程を削減できる。
【００４３】
以上説明したように、本発明によれば、第１の演算装置および第２の演算装置に対し、それぞれ演算実行要求を出力することで、第１の演算および第２の演算の実行タイミングを制御するので、第１の演算および第２の演算を同期させることができる。したがって、プラント全体の統合により、プラント全体としての最適化を図ることができる。
【００４４】
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、演算を実行する複数の装置が設けられたプラントの制御に対し、広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】一実施形態のプラント制御システムの構成を示すブロック図。
【図２】演算のタイミング制御のための処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４６】
１      プラント
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ  演算装置（第１の演算装置、第２の演算装置）
３      アプリケーション
２６    要求受付インタフェース（第１のインタフェース、第２のインタフェース、演算実行制御手段）
３１    要求出力手段（演算実行制御手段）
【図１】
2008146534.tif 000003
【図２】
2008146534.tif 000004