(57)【要約】【課題】システムパフォーマンスを向上でき、稼働中のシステムのパフォーマンスを妨げることなく更新された制御用データベースの動作検証ができる制御システムを提供する。【解決手段】制御対象にデータ授受可能に接続される主制御装置１と複数の操作側制御装置２とを備える。主制御装置１と各操作側制御装置２との間および各操作側制御装置２相互の間は、互いにデータ授受可能に接続される。各操作側制御装置２の操作により、制御システムを機能させるためのデータにより構成される制御用データベースＤを用いて、制御対象の制御が行われる。制御用データベースＤは各操作側制御装置２それぞれにインストールされる。制御用データベースＤの更新は、任意の一つの操作側制御装置２においてのみ有効にした後に、残りの操作側制御装置２において有効にすることが可能とされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象にデータ授受可能に接続される主制御装置と、
複数の操作側制御装置とを備え、
主制御装置と各操作側制御装置との間および各操作側制御装置相互の間は、互いにデータ授受可能に接続され、
各操作側制御装置の操作により、制御システムを機能させるためのデータにより構成される制御用データベースを用いて、制御対象の制御が行われる制御システムにおいて、
その制御用データベースは各操作側制御装置それぞれにインストールされ、
その制御用データベースの更新は、任意の一つの操作側制御装置においてのみ有効にした後に、残りの操作側制御装置において有効にすることが可能とされていることを特徴とする制御システム。
【請求項２】
その制御用データベースは、制御システムと制御対象との間のデータ授受に関与しないデータからなるオペレーションデータベースと、そのデータ授受に関与するデータからなるシステムデータベースとから構成される請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
請求項２に記載の制御システムにおける制御用データベースを更新する際に、各操作側制御装置に同一の更新されたシステムデータベースを書き込んだ後に、その更新されたシステムデータベースに整合するように任意の一つの操作側制御装置においてオペレーションデータベースを生成することで、その一つの操作側制御装置においてのみ制御用データベースの更新を有効にすることを特徴とする制御システムにおけるデータベースの更新方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば化学物質製造プラントや発電所等において温度や圧力等の制御を行うための制御システムと、その制御システムにおけるデータベースの更新方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばプラントにおける温度や圧力の調節や監視等のための制御を行う制御システムは、クライアントサーバシステムにより構成され、その制御システムを機能させるファイルやソフトウェア等のデータは、市販のリレーショナルデータベース等のデータベース管理システムにより一元的に管理される一つのデータベースとしてサーバにインストールされていた。例えばプラントにおける複数箇所の温度制御を行う場合、温度制御箇所の温度センサによる測定値を取り込むためのソフトウェア、クライアントから入力される温度指示信号を温度制御箇所の温度調節用機器に出力するためのソフトウェア、温度制御箇所をディスプレイ装置において表示するための画像ファイル、その画像ファイルやクライアントから入力指示される温度をディスプレイ装置に出力するためのソフトウェア等が、一つのデータベースとしてサーバに構築され、そのサーバに複数のクライアントからアクセスすることでプラント等の制御が行われている。
【０００３】
上記のような制御システムの制御内容をエンジニアリング作業等により変更する場合、その制御システムを機能させるデータベースを更新する必要がある。例えばエンジニアリング作業によりプラントの温度制御箇所を変更・追加する場合、その変更・追加箇所の温度測定値の取り込み、変更・追加箇所への温度指示信号の出力、変更・追加箇所の画像表示等が可能になるように、関連するファイルやソフトウェアを変更することでデータベースの更新を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
制御システムを機能させるファイルやソフトウェア等のデータがサーバにおいて一元的に管理される一つのデータベースとして構築されている場合、複数のクライアントから一つのサーバへアクセスが集中するためにシステムパフォーマンスが低下してしまう。
【０００５】
また、サーバにおいて一元的に管理される一つのデータベースをエンジニアリング作業等により更新すると、制御システム全体が更新後のデータベースに基づき稼働することになる。すなわち、サーバに接続される複数のクライアントの中の一つだけを用いて更新後のデータベースの動作検証を行うことはできなかった。しかし、動作検証を行うことなく制御システム全体を稼働させた場合、エンジニアリング作業等の誤りがプラントの制御に反映されて悪影響を及ぼすおそれがある。例えばエンジニアリング作業によりプラントの温度制御箇所を２箇所追加する場合において、エンジニアリング作業のミスにより、一方の追加箇所の温度測定値が他方の追加箇所の温度測定値として表示されたり、一方の追加箇所への温度指示信号の入力が他方の追加箇所への温度指示信号として出力されるような事態を生じる。
【０００６】
また、そのデータベースの中でクライアントの操作のみに関連してプラント等の制御には直接関連しないファイルやソフトウェアを変更するような場合でも、データベース全体を更新し、全てのクライアントを再起動する必要があるため作業効率が低下する。さらに、そのような操作のみに関連するファイルやソフトウェアの変更のためのエンジニアリング作業中の予期しない問題に対処するため、動作が保証されている元のデータベースに戻す場合、バックアップされた元のデータベースを読み込んだ後に全てのクライアントを再起動する必要があるため作業効率が低下する。
【０００７】
すなわち、従来においては制御システムを機能させるデータベースは市販のデータベース管理システムにより一つのサーバにおいて一元的に管理されていることから、上記のような問題を解決することのできる先行技術はなかった。本発明は上記問題を解決することのできる制御システムと、その制御システムにおけるデータベースの更新方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、制御対象にデータ授受可能に接続される主制御装置と複数の操作側制御装置とを備え、主制御装置と各操作側制御装置との間および各操作側制御装置相互の間は、互いにデータ授受可能に接続され、各操作側制御装置の操作により、制御システムを機能させるためのデータにより構成される制御用データベースを用いて、制御対象の制御が行われる制御システムにおいて、その制御用データベースは各操作側制御装置それぞれにインストールされ、その制御用データベースの更新は、任意の一つの操作側制御装置においてのみ有効にした後に、残りの操作側制御装置において有効にすることが可能とされていることを特徴とする。本発明の制御装置によれば、制御システムは各操作側制御装置それぞれにインストールされた制御用データベースに基づき稼働するので、負荷を分散してデータアクセスを高速化することでシステムパフォーマンスを向上できる。また、制御用データベースを更新する場合、その更新を任意の一つの操作側制御装置においてのみ有効にできるので、制御システムの稼働中においても更新された制御用データベースの動作検証を行うことができる。動作検証により不具合が発見されて制御用データベースを再構築しなければならない場合でも、一つの操作側制御装置において再構築すればよいので、制御システム全体への影響を最小限にして効率的に作業を進めることができる。また、動作検証中の操作側制御装置の制御用データベースを予期しない問題等により元に戻す場合でも、動作が保証された制御用データベースを他の操作側制御装置から読み込むだけでよく、柔軟なユーザーインターフェイスを有する制御システムを得ることができる。
【０００９】
その制御用データベースは、制御システムと制御対象との間のデータ授受に関与しないデータからなるオペレーションデータベースと、そのデータ授受に関与するデータからなるシステムデータベースとから構成されるのが好ましい。
これにより、各操作側制御装置それぞれにおいて制御システムを稼働させる上で必要な制御用データベースへのアクセスが分散され、システムパフォーマンスをより向上することができる。
【００１０】
本発明の制御システムにおけるデータベースの更新方法は、各操作側制御装置に同一の更新されたシステムデータベースを書き込んだ後に、その更新されたシステムデータベースに整合するように任意の一つの操作側制御装置においてオペレーションデータベースを生成することで、その一つの操作側制御装置においてのみ制御用データベースの更新を有効にすることを特徴とする。
この構成により、制御用データベースを更新する場合、まず更新されたシステムデータベースを全ての操作側制御装置におけるハードディス等に書き込むことで、任意の操作側制御装置においてシステムデータベースに基づきオペレーションデータベースを生成でき、その任意の操作側制御装置における更新された制御用データベースの動作検証後に残りの全ての操作側制御装置にオペレーションデータベースを伝送することで、全ての操作側制御装置に同一の最新バージョンの制御用データベースをインストールできる。これにより、制御用データベースの更新作業を能率良く且つ制御用データベースのバージョン不整合を生じることなく安全確実に行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に示す制御システムは、コンピュータにより構成される主制御装置１と複数の操作側制御装置２を備える。主制御装置１と各操作側制御装置２との間、および各操作側制御装置２相互の間は、ＬＡＮ等を介して互いにデータ授受可能に接続されている。主制御装置１は制御システムの制御対象における制御機器３にデータ授受可能に接続される。各操作側制御装置２の操作により、制御システムを機能させるためのデータにより構成される制御用データベースＤを用いて、制御対象の制御が行われる。例えば制御システムによりプラントにおける温度や圧力の調節や監視等のための制御を行う場合、その制御機器３として温度や圧力の調節用装置や測定用センサ等が用いられる。各操作側制御装置２はキーボード等の入力装置や液晶ディスプレイ等の表示装置を含み、入力装置の操作により入力される温度や圧力の調節信号に応じてプラントにおける温度や圧力の値が調節され、また、入力装置の操作により入力される温度や圧力の読み込み要求信号に応じて、各操作側制御装置２におけるディスプレイ装置にセンサにより検出された温度や圧力の値が監視のために表示可能とされている。
【００１２】
その制御用データベースＤは各操作側制御装置２それぞれにおけるハードディスク等の記憶装置にインストールされている。その制御用データベースＤは、オペレーションデータベースＤ１とシステムデータベースＤ２とから構成されている。
【００１３】
オペレーションデータベースＤ１は、制御システムを機能させるためのファイルやソフトウェア等のデータの中で、制御システムと制御対象との間のデータ授受に関与しないもの、例えばプラントにおける温度制御箇所を操作側制御装置２のディスプレイ装置により表示するための画像ファイル、その画像ファイルや操作側制御装置２の入力装置から入力指示される温度を操作側制御装置２のディスプレイ装置に出力するためのソフトウェア等からなる。このオペレーションデータベースＤ１は操作側制御装置２の操作用アプリケーションが効率よく動作するように構築され、例えば操作側制御装置２の起動の際にオペレーションデータベースＤ１を構成する画像ファイルが読み出され、その画像ファイルに対応する温度制御箇所の画像が起動完了時に操作側制御装置２のディスプレイ装置に表示される。
【００１４】
システムデータベースＤ２は、制御システムを機能させるファイルやソフトウェア等のデータの中でオペレーションデータベースＤ１を構成するもの以外のもの、すなわち制御システムと制御対象との間のデータ授受に関与するもの、例えばプラントにおける温度制御箇所の温度センサによる測定値を取り込むためのソフトウェア、操作側制御装置２の入力装置から入力される温度指示信号を温度制御箇所の温度調節用装置に出力するためのソフトウェア等からなる。このシステムデータベースＤ２は例えばプラントの温度や調節といった制御が最適化されるように構築され、操作側制御装置２の起動完了の後に操作側制御装置２の入力装置から入力される温度指示信号を温度制御箇所の温度調節用装置に出力したり、温度制御箇所の温度測定用センサによる検出信号に応じた測定値を操作側制御装置２のディスプレイ装置において表示するために使用される。
【００１５】
オペレーションデータベースＤ１とシステムデータベースＤ２は互いに独立して管理され、それぞれの管理は市販のリレーショナルデータベース等の公知のデータベース管理システムにより行うことができる。
【００１６】
その制御用データベースＤの更新は、任意の一つの操作側制御装置２においてのみ有効にした後に、残りの操作側制御装置２において有効にすることが可能とされている。すなわち、各操作側制御装置２それぞれにおいて、更新されたシステムデータベースＤ２をハードディスク等に書き込み、次に、任意の一つの操作側制御装置２において、その書き込まれたシステムデータベースＤ２に整合するオペレーションデータベースＤ１を生成してハードディスク等に書き込むことで、その一つの操作側制御装置２への更新された制御用データベースＤのインストールが完了する。これにより、その一つの操作側制御装置２にインストールされたアプリケーションソフトウェアにより、更新された制御用データベースＤを使用することが可能になる。なお、各操作側制御装置２において制御用データベースＤを有効にするために、オペレーションデータベースＤ１のハードディスク等への書き込み後に再起動することを条件としてもよい。
【００１７】
例えばエンジニアリング作業によりプラントの温度制御箇所を変更・追加する場合、先ずシステムデータベースＤ２を構成する温度制御箇所の温度センサによる測定値を取り込むためのソフトウェア、操作側制御装置２の入力装置から入力される温度指示信号を温度制御箇所の温度調節用機器に出力するためのソフトウェア等を変更することで、更新されるシステムデータベースＤ２を生成する。この更新されるシステムデータベースＤ２は、制御システムとは別のコンピュータシステムにおいて生成したものを主制御装置１を介して各操作側制御装置２に伝送してもよいし、何れかの操作側制御装置２において更新されるシステムデータベースＤ２を生成し、それを残りの操作側制御装置２に伝送してもよく、要は全ての操作側制御装置２それぞれのハードディスク等に書き込まれる更新されたシステムデータベースＤ２のバージョンが互いに整合されていればよい。これにより、各操作側制御装置２に同一の最新バージョンの更新されたシステムデータベースＤ２が書き込まれる。
【００１８】
各操作側制御装置２に更新されたシステムデータベースＤ２が書き込まれた後に、何れか一つの任意の操作側制御装置２において、更新されたシステムデータベースＤ２に整合するようにオペレーションデータベースＤ１が生成される。例えばエンジニアリング作業によりプラントの温度制御箇所を変更・追加する場合、オペレーションデータベースＤ１を構成する温度制御箇所を操作側制御装置２のディスプレイ装置において表示するための画像ファイル、その画像ファイルや操作側制御装置２の入力装置から入力指示される温度を操作側制御装置２のディスプレイ装置に出力するためのソフトウェア等を、システムデータベースＤ２の変更に対応するように変更することで、更新されたオペレーションデータベースＤ１を生成する。その更新されたオペレーションデータベースＤ１をその操作側制御装置２におけるハードディスク等に書き込むことにより、最新バージョンの更新されたオペレーションデータベースＤ１とシステムデータベースＤ２とからなる制御用データベースＤが、任意の一つの操作側制御装置２にインストールされる。すなわち、制御用データベースＤの更新を一つの操作側制御装置２においてのみ有効にすることができる。
【００１９】
更新された制御用データベースＤがインストールされた一つの操作側制御装置２を操作することで、その更新後における制御システムの動作検証を行うことができる。この動作検証は、操作側制御装置２を操作することで実際の制御機器３に接続された制御システムが正しく機能するか否かを確認することで行ってもよいし、実際の制御機器３に代えてシミュレーションシステムを制御システムにより作動させることで動作検証を行ってもよい。この動作検証を行うために操作される一つの操作側制御装置２を除く他の操作側制御装置２においては、更新前の制御用データベースＤが用いられるので、制御システムによりプラント等の制御を行いつつ動作検証ができ、動作検証の際の制御システム全体への影響を軽微なものにできる。
【００２０】
エンジニアリング作業によるシステムデータベースＤ２あるいはオペレーションデータベースＤ１の更新の誤りにより、動作検証時に制御システムが正常動作しない場合、その誤りが生じたオペレーションデータベースＤ１あるいはシステムデータベースＤ２を修正して制御用データベースＤを再構築した後に再び動作検証を行う。その制御用データベースＤの再構築は任意の一つの操作側制御装置２において行うだけでよく、残りの操作側制御装置２に影響することはない。
【００２１】
動作検証により制御システムが正常動作することが検証されたならば、動作検証を行った操作側制御装置２におけるオペレーションデータベースＤ１を残りの操作側制御装置２に伝送し、各操作側制御装置２のハードディスク等に書き込む。これにより、全ての操作側制御装置２への更新された制御用データベースＤのインストールが完了し、更新された制御用データベースＤは制御システム全体で整合され、各操作側制御装置２それぞれにおいて同一の最新バージョンの制御用データベースＤが管理される。
【００２２】
上記実施形態によれば、制御システムは各操作側制御装置２それぞれにインストールされた制御用データベースＤに基づき稼働するので、従来のように制御用データベースが一元的に管理されているサーバに複数のクライアントからアクセスが集中するような事態が生じることはなく、負荷を分散してデータアクセスを高速化することでシステムパフォーマンスを向上できる。また、制御用データベースＤを更新する場合、その更新を任意の一つの操作側制御装置２においてのみ有効にできるので、制御システムの稼働中においても更新された制御用データベースＤの動作検証を行うことができ、スタンドアロン環境で使用することになる起動も他の操作側制御装置２に影響することなくスムーズに行える。動作検証により不具合が発見されて制御用データベースＤを再構築しなければならない場合でも、一つの操作側制御装置２において再構築すればよいので、制御システム全体への影響を最小限にして効率的に作業を進めることができる。また、動作検証中の操作側制御装置２の制御用データベースＤを予期しない問題等により元に戻す場合でも、動作が保証された制御用データベースＤを他の操作側制御装置２から読み込むだけでよく、柔軟なユーザーインターフェイスを有する制御システムを得ることができる。さらに、制御用データベースＤをオペレーションデータベースＤ１とシステムデータベースＤ２とから構成することで、各操作側制御装置２それぞれにおいて制御システムを稼働させる上で必要な制御用データベースＤへのアクセスが分散され、システムパフォーマンスをより向上することができる。また、制御用データベースＤを更新する場合、まず更新されたシステムデータベースＤ２を全ての操作側制御装置２におけるハードディス等に書き込むことで、任意の操作側制御装置２においてシステムデータベースＤ２に基づきオペレーションデータベースＤ１を生成でき、その任意の操作側制御装置２における更新された制御用データベースＤの動作検証後に残りの全ての操作側制御装置２にオペレーションデータベースＤ１を伝送することで、全ての操作側制御装置２に同一の最新バージョンの制御用データベースＤをインストールできる。これにより、制御用データベースＤの更新作業を能率良く且つ制御用データベースＤのバージョン不整合を生じることなく安全確実に行うことができる。
【００２３】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば本発明の制御システムの制御対象はプラントに限定されず、制御内容も温度や圧力の調節や監視に限定されない。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、システムパフォーマンスを向上でき、稼働中のシステムのパフォーマンスを妨げることなく更新された制御用データベースの動作検証ができ、制御用データベースの更新を誤動作を生じることなく効率良く安全確実に行うことができる制御システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の制御システムの構成説明図
【符号の説明】
１　主制御装置
２　操作側制御装置
３　制御機器
Ｄ　制御用データベース
Ｄ１　オペレーションデータベース
Ｄ２　システムデータベース
【図１】
2004110600.tif 000003