(57)【要約】【課題】ループが含まれるような制御ロジックにおいても、実際の信号の演算と、当該信号に付随するその信号の不信頼情報との２つを正確に伝播することが可能な制御装置を得る。【解決手段】制御ロジック演算において得られる演算結果である信号を伝播する信号伝播手段と、その信号が通過した制御装置の各部位の状態に基づいた二値化信号からなる不信頼発生／不信頼解消の不信頼情報を示す不信頼信号を、当該信号に付随させる不信頼信号付随手段と、不信頼信号が不信頼発生の状態から不信頼解消の状態に移行したときに反転して、当該不信頼信号の不信頼を消去するための二値化信号からなる不信頼消去信号を、当該信号に付随させる不信頼消去信号付随手段とを備えた制御装置である。【選択図】        図３
2004185201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御ロジック演算における信号とともに、当該信号の不信頼情報を伝播する制御装置であって、
上記制御ロジック演算において得られる演算結果である上記信号を伝播する信号伝播手段と、
上記信号が通過した上記制御装置の各部位の状態に基づいた二値化信号からなる不信頼発生／不信頼解消の不信頼情報を示す不信頼信号を、上記信号に付随させる不信頼信号付随手段と、
上記不信頼信号が不信頼発生の状態から不信頼解消の状態に移行したときに反転して、当該不信頼信号の不信頼を消去するための二値化信号からなる不信頼消去信号を、上記信号に付随させる不信頼消去信号付随手段と
を備えたことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
制御ロジックを構成する各演算要素における演算で得られる信号とともに、当該信号の不信頼情報を伝播する制御装置であって、
上記制御ロジックの演算要素において得られる演算結果である上記信号を伝播する信号伝播手段と、
上記信号が通過した上記制御装置の各部位の状態に基づいた二値化信号からなる不信頼発生／不信頼解消の不信頼情報を示す不信頼信号を、上記信号に付随させる不信頼信号付随手段と、
上記不信頼信号が入力される入力端と当該入力端から最も遠い出力端との間に介在する上記制御ロジックの演算要素の個数以上の値が設定される不信頼信号伝播有効回数を、上記信号に付随させる不信頼信号伝播有効回数付随手段と
を備えたことを特徴とする制御装置。
【請求項３】
制御ロジックを構成する各演算要素における演算で得られる信号とともに当該信号の不信頼情報を伝播する制御装置で用いるエンジニアリングツール装置であって、
上記制御ロジックに対する信号が入力される入力端から各上記演算要素に信号が伝わるまでに経由する上記演算要素の個数を、入力からの距離として算出し、全演算要素の内、最大の上記入力からの距離を上記不信頼情報の伝播有効回数として導き出すことを特徴するエンジニアリングツール装置。
【請求項４】
制御ロジックを構成する各演算要素における演算で得られる信号とともに当該信号の不信頼情報を伝播する制御装置で用いるエンジニアリングツール装置であって、
上記制御ロジックに対する信号が入力される入力端のうちの１つから各上記演算要素に信号が伝わるまでに経由する上記演算要素の個数を、入力からの距離として算出し、全演算要素の内、最大の上記入力からの距離を当該入力端の上記不信頼情報の伝播有効回数として導き出し、これを各入力端について行うことを特徴するエンジニアリングツール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は制御装置および制御装置で用いるためのエンジニアリングツール装置に関し、特に、制御ロジック演算で信号の不信頼情報を伝播する制御装置および制御装置で用いるためのエンジニアリングツール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラント設備などの装置内で異常な過度事象が発生した場合には、異常な過度事象が発生した場合に、過度変化の起点となった観測信号と、過度変化が観測信号をどのような経路で伝わっていたかを推定して、原因候補の絞り込みを支援するプラント診断方法が考案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２８９６３０６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、プラント設備のような大規模な装置においては、観測信号等の情報を伝播して、プラント設備の診断を行っているが、パソコン等の小さな装置においても、同様の方法を適用することも可能であるが、パソコンにより送受信される実際の信号の信頼性については、それを診断することは困難であるといった問題点があった。
【０００５】
特に、演算部で実行する制御ロジックにループが含まれているような場合には、更に難しいという問題点があった。
【０００６】
この発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、ループが含まれるような制御ロジックにおいても、実際の信号の演算と、当該信号に付随するその信号の不信頼情報との２つを正確に伝播することが可能な制御装置および制御装置で用いるためのエンジニアリングツール装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、制御ロジック演算における信号とともに、当該信号の不信頼情報を伝播する制御装置であって、上記制御ロジック演算において得られる演算結果である上記信号を伝播する信号伝播手段と、上記信号が通過した上記制御装置の各部位の状態に基づいた二値化信号からなる不信頼発生／不信頼解消の不信頼情報を示す不信頼信号を、上記信号に付随させる不信頼信号付随手段と、上記不信頼信号が不信頼発生の状態から不信頼解消の状態に移行したときに反転して、当該不信頼信号の不信頼を消去するための二値化信号からなる不信頼消去信号を、上記信号に付随させる不信頼消去信号付随手段とを備えた制御装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１に、本発明に係る制御装置の構成の一例および当該制御装置における制御ロジック（または制御ロジック）の一例を示す。図１（ａ）に示すように、制御装置１−ａ内には演算部１−１が設けられ、当該演算部１−１には、入力部と出力部とがそれぞれ２つずつ接続されている。すなわち、１−２は入力部１、１−３は入力部２、１−４は出力部１、１−５は出力部２である。
【０００９】
演算部１−１は、図１（ｂ）に示すような制御ロジック１−ｂを演算する。このとき、制御装置外部からの信号は入力部１−２，１−３から入力され、制御装置で演算した結果は出力部１−４，１−５から制御装置外部へ出力される。なお、図１（ｂ）において、１−６〜１−１３は、制御ロジック１−ｂ内の各演算要素を示す。１−６は入力１から入力信号を取り込み、１−７は入力２から入力信号を取り込み、１−８は１−６と１−７の信号のＡＮＤ処理をする演算要素である。１−９は１−８の結果をＮＯＴ（反転）する演算要素である、１−１０はＯＮディレイタイマで１−９の結果のＯＮ状態を指定した時間だけ遅延して出力する演算要素である。１−１１は、１−１０の結果を出力部１に出力する演算要素である。また、１−１２は１−７の出力値をＮＯＴ（反転）する演算要素である。１−１３は１−１２の結果を出力部２に出力する演算要素である。
【００１０】
次に動作について説明する。制御ロジック１−ｂにおいて、例えば、１−６が入力部１−２から入力した信号がＯＮ、１−７が入力部１−３から入力した信号がＯＦＦであるとき、１−８は１−６の出力であるＯＮと１−７の出力であるＯＦＦを入力信号としてＡＮＤ演算をし、その結果であるＯＦＦを出力する。１−９は、１−８の出力であるＯＦＦを入力として反転演算を行い、その結果であるＯＮを出力する。１−１０は、１−９の出力であるＯＮを入力として、ＯＮディレイ演算を行い、例えばディレイ時間が１秒に設定されていれば、１秒後にＯＮを出力する。１−１１は、１−１０の出力であるＯＮを入力として、出力部である出力１にＯＮを出力する。その結果、出力１からＯＮが制御装置外部へ出力される。１−１２は、１−７の出力であるＯＦＦを入力信号とし、ＮＯＴ演算を行い、ＯＮを出力する。１−１３は、１−１２の出力であるＯＮを入力として、出力部である出力２にＯＮを出力する。その結果、出力２からＯＮが制御装置外部へ出力される。
【００１１】
図２は、本発明に係る制御装置における制御ロジック（または演算ロジック）の他の例を示した図である。図２（ａ）の制御装置２−ａの構成は、上述の図１（ａ）の構成と基本的に同じであるが、図２（ｂ）に示す制御ロジック２−ｂにおいては、ループが含まれている。
【００１２】
図１および図２に示した演算部１−１においては、制御ロジック１−ｂや制御ロジック２−ｂの各演算要素（１−６〜１−１３および２−１〜２−７）では、図１に係る動作説明で説明したような実際の信号の演算の他に、当該信号に付随するその信号の不信頼情報の２つを伝播（処理）する。
【００１３】
本発明の制御装置は、制御ロジック演算における信号とともに、当該信号の不信頼情報を伝播する制御装置であって、制御ロジック演算において得られる演算結果である実際の信号を伝播する信号伝播手段と、上記信号が通過した上記制御装置の各部位の状態に基づいた二値化信号からなる不信頼発生／不信頼解消の不信頼情報を示す不信頼信号を、上記信号に付随させる不信頼信号付随手段と、上記不信頼信号が不信頼発生の状態から不信頼解消の状態に移行したときに反転して、当該不信頼信号の不信頼を消去するための二値化信号からなる不信頼消去信号を、上記信号に付随させる不信頼消去信号付随手段とを備えている。
【００１４】
以下、実際の信号に付随するその信号の不信頼情報の処理について説明する。まず、図３に基づいて説明する。以降、不信頼情報の伝播についてのみ記載するため、各演算要素の信号演算内容は無関係であるため、各演算要素を図中では○で示す。
【００１５】
図３は、制御ロジックの他の例を示しており、図３において、３−１〜３−１０は演算要素である。３−１〜３−１０の演算要素は、３−１→３−２→・・・→３−９→３−１０の順番で演算されるとする。演算要素３−１〜３−１０は、それぞれの演算要素の出力信号の不信頼信号と不信頼消去信号とを付随している。図３において、△（白三角）は不信頼信号を示し、□（白四角）は不信頼消去信号を示す。それぞれ、△，□はｏｆｆの状態を示し、これらの△および□の中が黒く塗りつぶされた黒三角および黒四角の場合はｏｎの状態を示す。
【００１６】
次に動作について説明する。各演算要素では、以下の通り不信頼信号と、不信頼消去信号を伝播する事とする。
【００１７】
まず、不信頼信号の伝播について説明する。全入力信号の不信頼信号のＯＲ（以下、このＯＲを（１）と呼ぶ。）と、全入力信号の不信頼消去信号のＯＲ（以下、このＯＲを（２）と呼ぶ。）を取り、（２）のＮＯＴを求め、（２）のＮＯＴと（１）とのＡＮＤを取り、出力の不信頼信号とする。
【００１８】
つまり、入力信号の不信頼消去信号が全てｏｆｆであれば、全入力信号の不信頼信号のＯＲを出力信号の不信頼信号とし、入力信号の不信頼消去信号が１つでもｏｎであれば、出力信号の不信頼信号をｏｆｆとする。
【００１９】
次に、不信頼消去信号の伝播について説明する。出力の不信頼消去信号のＮＯＴ（以下、（ａ）と呼ぶ。）と、全入力の不信頼消去信号のＯＲ（以下、（ｂ）と呼ぶ。）とを取り、（ａ）と（ｂ）のＡＮＤを出力の不信頼消去信号とする。
【００２０】
つまり、前回の不信頼消去信号に対する処理結果である出力の不信頼消去信号がｏｆｆのときは、全入力信号の不信頼消去信号のＯＲを出力信号の不信頼消去信号とし、前回の不信頼消去信号に対する処理結果である出力の不信頼消去信号がｏｎのときは、出力の不信頼消去信号をｏｆｆにする。これにより、不信頼消去信号がループで保持されることを避ける。
【００２１】
３−１、３−２の入力端では入力する不信頼信号をそのまま出力し、入力の不信頼情報がｏｎ→ｏｆｆへ変化した時、すなわち、不信頼発生（不信頼信号ｏｎ）の状態から不信頼解消（不信頼信号ｏｆｆ）の状態に移行した時は、不信頼消去信号を１回だけｏｎとする（ｏｎとした次回の処理では、ｏｆｆとする）。
【００２２】
以上の通り、本実施の形態においては、不信頼消去信号を設け、不信頼信号と、不信頼消去信号とのｏｎ、ｏｆｆを制御することで、制御ロジック内にループがある場合でも、不信頼信号が保持されないようにすることが出来る、という特徴がある。
【００２３】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２を図４に基づいて説明する。図４は制御ロジックの例を示しており、図４において、４−１〜４−１０は演算要素である。４−１〜４−１０の演算要素は、４−１→４−２→・・・→４−９→４−１０の順番で演算されるとする。また、図４において、４−１１、４−１２、４−１３、４−１４、４−１５、４−１６、４−１７、４−１９は、それぞれの演算要素４−１、４−２、４−３、４−４、４−５、４−６、４−７、４−９の出力信号の不信頼信号と不信頼信号伝播有効回数である。△は不信頼信号を示し、□内の数値は不信頼信号伝播有効回数を示す。△はｏｆｆの状態を示し、黒三角はｏｎの状態を示す。
【００２４】
本実施の形態の制御装置は、制御ロジックを構成する各演算要素における演算で得られる信号とともに、当該信号の不信頼情報を伝播する制御装置であって、上記制御ロジックの演算要素において得られる演算結果である上記信号を伝播する信号伝播手段と、上記信号が通過した上記制御装置の各部位の状態に基づいた二値化信号からなる不信頼発生／不信頼解消の不信頼情報を示す不信頼信号を、上記信号に付随させる不信頼信号付随手段と、上記不信頼信号が入力される入力端と当該入力端から最も遠い出力端との間に介在する上記制御ロジックの演算要素の個数以上の値が設定される不信頼信号伝播有効回数を、上記信号に付随させる不信頼信号伝播有効回数付随手段とを備えている。
【００２５】
次に動作について説明する。各演算要素では、以下の通り、不信頼信号と、不信頼信号伝播有効回数を伝播する事とする。
【００２６】
まず、不信頼信号伝播有効回数の伝播について説明する。全入力信号の内、不信頼信号伝播有効回数が１以上でかつ最大の値のものから１引いた値を出力の不信頼信号伝播有効回数とする。全ての入力信号の不信頼信号伝播有効回数が０の場合は、出力の不信頼信号伝播有効回数も０とする。
【００２７】
次に、不信頼信号の伝播について説明する。上記の通り算出した出力の不信頼信号伝播有効回数が０の場合、不信頼信号はｏｆｆとする。出力の不信頼信号有効回数が１以上の場合、全入力信号の不信頼信号のＯＲを出力の不信頼信号とする。つまり、入力信号の不信頼信号伝播有効回数が１より大きいもののみ、出力へ伝播させ、不信頼信号伝播有効回数が０になったものは、それ以降不信頼信号を伝播させないようにする。
【００２８】
４−１、４−２の入力端では、入力の不信頼信号がｏｎとなった時は、後述の“適正な値”を不信頼信号伝播有効回数にセットし、入力の不信頼信号がｏｆｆとなった時は、不信頼信号伝播有効回数に０をセットする。適正な値とは、その入力端から一番遠い出力端にも不信頼信号が伝播されるだけの有効回数である。例えば、図４の４−１の場合、最も遠い出力端である４−１０までは４つの演算要素が介在するので、５以上の値を不信頼信号伝播有効回数にセットし、４−１の不信頼信号が４−１０に届く時にも、不信頼信号伝播有効回数を１以上となるようにする。
【００２９】
以上の通り、不信頼信号伝播有効回数を設け、その値が０以上の時のみ不信頼信号を有効にすることで、制御ロジック内にループがある場合でも、不信頼信号が保持されないようにすること出来る、という効果が得られる。
【００３０】
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３を図５に基づいて説明する。図５において、図５（ａ）の部分は、実施の形態２の制御ロジックの一例をエンジニアリングツール内に模擬的に構築したものである。図５（ｂ）において、５−１〜５−１０は演算要素である。５−１〜５−１０の演算要素は、５−１→５−２→…→５−９→５−１０の順番で演算されるものとする。
【００３１】
また、図５（ａ）および図５（ｂ）において、５−ｌｌ〜５−２０はそれぞれの演算要素５−１〜５−１０の出力信号の伝播回数（これを以下「入力からの距離」と記載する）であり、図５（ａ）は、当該伝播回数を保管する配列である。
【００３２】
エンジニアリングツールは、入力信号から各要素に信号が伝わるまでに何回演算要素を経由するか算出し、全演算要素の内、最大の入力からの距離を実施の形態２の不信頼信号の伝播有効回数として導き出す機能を有する。
【００３３】
次に動作について説明する。
【００３４】
まず、入力端（図５では５−１、５−２）である要素の「入力からの距離」を０とする。つまり、図５（ａ）の配列の５−１１、５−１２を０とする。
【００３５】
各演算要素に対して、演算の順番に従って、次の通り「入力からの距離」を算出する。
自身の信号全入力元である演算要素の「入力からの距離」の内、一番大きい値に対して１を加算し、自身の「入力からの距離」とする。
尚、入力元の演算要素の「入力からの距離」が未定の場合、その演算要素の「入力からの距離」は０として扱う。
例えば、演算要素５−３の場合、演算要素５−１と５−７とが入力元となり、５−１の「入力からの距離」５−１１は０、５−７の「入力からの距離」５−１７は未定なので０とし、５−３の「入力からの距離」５−１３は、０＋１＝１とする。
【００３６】
上記を全演算要素に対して行う。
【００３７】
全演算要素の「入力からの距離」の算出が完了すると、その中から最大の値を選択し、それを実施の形態２の不信頼の伝播有効回数とする。
【００３８】
以上の通り、不信頼信号伝播有効回数を算出することで、実施の形態２に対して、最適な不信頼の伝播有効回数を設定できるため、不信頼の要因がなくなった後にすばやく制御ロジック内の残留している不信頼を消去できる、という効果が得られる。
【００３９】
実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４を図６に基づいて説明する。実施の形態３では、全ての入力端に対して同一の不信頼の伝播有効回数を算出するが、実施例４では、各入力端に対して、それぞれ最適な不信頼の伝播有効回数を算出することが可能である。
【００４０】
図６において、図６（ａ）の部分は、実施の形態２の制御ロジックの一例をエンジニアリングツール内に模擬的に構築したものである。図６（ｂ）において、６−１〜６−１０は演算要素である。６−１〜６−１０の演算要素は、６−１→６−２→…６−９→６−１０の順番で演算されるとする。
【００４１】
また、図６（ａ）および図６（ｂ）において、６−２１〜６−３３はそれぞれの演算要素６−１〜６−１３の出力信号の伝播回数（これを以下「入力からの距離」と記載する）であり、図６（ａ）は、当該伝播回数を保管する配列である。
【００４２】
本実施の形態におけるエンジニアリングツールは、制御ロジックに対する信号が入力される入力端のうちの１つから各上記演算要素に信号が伝わるまでに経由する上記演算要素の個数を、入力からの距離として算出し、全演算要素の内、最大の上記入力からの距離を当該入力端の上記不信頼信号の伝播有効回数として導き出し、これを各入力端について行う。
【００４３】
実施の形態４の動作について説明する。
【００４４】
まず、入力端（図６では６−１と６−２）の内、１つに対して「入力からの距離」を０とする。それ以外の入力端は、不定を示す値（例えば−１）とする。つまり、配列の６−２１を０とし、６−２２を−１とする。
【００４５】
各演算要素に対して、演算の順番に、次の通り「入力からの距離」を算出する。
自身の信号全入力元である演算要素の「入力からの距離」の内、一番大きい値に対して１を加算し、自身の「入力からの距離」とする。
尚、入力元の演算要素の「入力からの距離」に未定や不定が含まれる場合、それら入力元の演算要素の「入力からの距離」は０として扱う。
また、入力元の演算要素の「入力からの距離」に未定と不定のみが含まれる場合、その演算要素自身の「入力からの距離」を未定とする。
また、入力元の演算要素の「入力からの距離」が全て不定の場合、その演算要素の「入力からの距離」は不定として扱う。
例えば、演算要素６−９の場合、演算要素６−２が唯一の入力元となり、６−２の「入力からの距離」６−２２は不定なので、６−９の「入力からの距離」６−２９は、不定とする。
【００４６】
上記を全演算要素に対して行う。
【００４７】
全演算要素の「入力からの距離」を算出が完了すると、その中から最大の値を選択し、それを「入力からの距離」として０を設定した入力端の不信頼の伝播有効回数とする。
【００４８】
上記を全入力端に対して繰り返し、各入力端の不信頼の伝播有効回数を算出する。
【００４９】
以上の通り、不信頼信号伝播有効回数を算出することで、実施の形態２の各入力端に対して、それぞれ最適な不信頼信号の伝播有効回数を設定できるため、不信頼の要因がなくなった後にすばやく演算ロジック内の残留している不信頼を消去できる、という効果が得られる。
【００５０】
【発明の効果】
この発明は、制御ロジック演算における信号とともに、当該信号の不信頼情報を伝播する制御装置であって、上記制御ロジック演算において得られる演算結果である上記信号を伝播する信号伝播手段と、上記信号が通過した上記制御装置の各部位の状態に基づいた二値化信号からなる不信頼発生／不信頼解消の不信頼情報を示す不信頼信号を、上記信号に付随させる不信頼信号付随手段と、上記不信頼信号が不信頼発生の状態から不信頼解消の状態に移行したときに反転して、当該不信頼信号の不信頼を消去するための二値化信号からなる不信頼消去信号を、上記信号に付随させる不信頼消去信号付随手段とを備えた制御装置であるので、ループが含まれるような制御ロジックにおいても、実際の信号の演算と、当該信号に付随するその信号の不信頼情報との２つを正確に伝播することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の制御装置の構成の一例と、（ｂ）当該制御装置における制御ロジックの一例を示した説明図である。
【図２】（ａ）本発明の制御装置の構成の一例と、（ｂ）当該制御装置における制御ロジックの他の例を示した説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る制御装置における不信頼情報の伝播を示した説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る制御装置における不信頼情報の伝播を示した説明図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る制御装置およびエンジニアリングツールにおける不信頼情報の伝播を示した説明図である。
【図６】本発明の実施の形態４に係る制御装置およびエンジニアリングツールにおける不信頼情報の伝播を示した説明図である。
【符号の説明】
１−１  演算部、１−２  入力部１、１−３  入力部２、１−４  出力部１、１−５  出力部２、１−６，１−７，１−８，１−９，１−１０，１−１１，１−１２，１−１３，２−１，２−２，２−３，２−４，２−５，２−６，２−７，３−１，３−２，３−３，３−４，３−５，３−６，３−７，３−８，３−９，３−１０，４−１，４−２，４−３，４−４，４−５，４−６，４−７，４−８，４−９，４−１０，５−１，５−２，５−３，５−４，５−５，５−６，５−７，５−８，５−９，５−１０，６−１，６−２，６−３，６−４，６−５，６−６，６−７，６−８，６−９，６−１０，６−１１，６−１２，６−１３  演算要素。
【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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