(57)【要約】【課題】制御装置の制御パラメータを変更する場合に、プラント等における動作の安定性を確保し、プラント等の機器の損傷、停止を防止する。【解決手段】プラント１４の動作を模擬するシミュレータ１６を備え、保守ツール１１は、パラメータ変化率（パラメータ値の変化値／変化前のパラメータ値）で定義され、プラント１４における動作の安定性を保つ範囲となるパラメータ制限変化率を格納するパラメータ制限変化率記憶手段１１３、パラメータ変化率を自動的に変化させ、この変化に対応する制御パラメータをシミュレータ１６に適用して、安定に動作するパラメータ変化率を自動的に求め、この求めたパラメータ変化率をパラメータ制限変化率として設定するシステム制御手段１１５、制御パラメータのパラメータ値を変更するときのパラメータ変化率とパラメータ制限変化率とを比較判定するパラメータ変更判定手段１１４を備えたものとする。【選択図】        図１
2004192419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象を制御する制御装置の制御パラメータを変更する保守ツールを備えた制御システムにおいて、上記制御対象の動作を模擬するシミュレータを具備し、上記保守ツールは、上記制御パラメータのパラメータ値を変化させたときのパラメータ変化率（パラメータ値の変化値／変化前のパラメータ値）で定義され、上記制御対象における動作の安定性を保つ範囲となるパラメータ制限変化率を格納するパラメータ制限変化率記憶手段と、上記変化前のパラメータ値に対応するパラメータ変化率の変化値を設定し、該設定した変化値に対応する制御パラメータを順次上記シミュレータに適用して上記制御対象を模擬し、安定に動作するパラメータ変化率の限界値を求め、該求めたパラメータ変化率の限界値を上記パラメータ制限変化率として設定するシステム制御手段と、上記制御パラメータのパラメータ値を変更するときのパラメータ変化率と上記パラメータ制限変化率記憶手段に格納された上記パラメータ制限変化率とを比較判定し、判定結果を出力するパラメータ変更判定手段とを備えたことを特徴とする保守ツールを備えた制御システム。
【請求項２】
上記シミュレータは、ネットワークを介して上記保守ツールに接続されていることを特徴とする請求項１記載の保守ツールを備えた制御システム。
【請求項３】
上記シミュレータは、上記保守ツール内に設けられていることを特徴とする請求項１記載の保守ツールを備えた制御システム。
【請求項４】
上記パラメータ変更判定手段において上記変更するパラメータ変化率が上記パラメータ制限変化率を越えるという判定結果が出力された場合に、上記保守ツールが警告情報を生成することを特徴とする請求項１記載の保守ツールを備えた制御システム。
【請求項５】
制御対象を制御する制御装置の制御パラメータを変更する保守ツールを備えた制御システムのパラメータ設定方法において、上記制御パラメータのパラメータ値を変化させたときのパラメータ変化率（パラメータ値の変化値／変化前のパラメータ値）を定義し、上記変化前のパラメータ値に対応するパラメータ変化率を変化値を設定し、該設定した変化値に対応する制御パラメータを順次上記制御対象を模擬したシミュレータに適用して、上記制御対象が安定に動作するパラメータ変化率の限界値を求め、該求めたパラメータ変化率の限界値を上記制御対象における動作の安定性を保つ範囲となるパラメータ制限変化率として設定し、上記制御パラメータのパラメータ値を変更するときのパラメータ変化率が、上記パラメータ制限変化率を越えないように上記制御パラメータを設定することを特徴とする保守ツールを備えた制御システムのパラメータ設定方法。
【請求項６】
制御対象を制御する制御装置の制御パラメータを変更する保守ツールを備えた制御システムのプログラムにおいて、コンピュータに、上記制御パラメータのパラメータ値を変化させたときのパラメータ変化率（パラメータ値の変化値／変化前のパラメータ値）を定義し、上記変化前のパラメータ値に対応するパラメータ変化率の変化値を設定し、該設定した変化値に対応する制御パラメータを順次上記制御対象を模擬したシミュレータに適用して、上記制御対象が安定に動作するパラメータ変化率の限界値を求め、該求めたパラメータ変化率の限界値を上記制御対象における動作の安定性を保つ範囲となるパラメータ制限変化率として設定する機能、及び上記制御パラメータのパラメータ値を変更するときのパラメータ変化率が、上記パラメータ制限変化率を越えないように上記制御パラメータを設定する機能を実現させることを特徴とする保守ツールを備えた制御システムのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プラント等の制御装置の保守ツールに関し、特に、プラントの試運転調整時等のプラント運転中に制御装置の制御パラメータを調整、変更する保守ツール及びパラメータ設定方法並びにこれに用いるプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプラントの制御システムは、プラントの自動制御を行う制御装置と、この制御装置の保守管理を行う保守ツールと、制御装置と保守ツールとを接続するネットワークとから構成される。
【０００３】
保守ツールは、キーボード、マウス等の入力装置と、ＣＲＴ等の表示装置と、制御装置の制御ロジック構成情報である実行プログラム、制御装置の制御ロジック設定情報であるパラメータデータ及び演算結果である制御データを記憶する記憶装置を備えたシステム制御部とから構成される。
【０００４】
システム制御部は、入力装置からのデータ入力処理、表示装置への画面データ出力処理、実行プログラム及びパラメータデータを記憶する記憶装置へのデータ書き込み／読みだし処理、並びに保守ツールと制御装置との間のデータ伝送処理等を実行しており、保守ツールで生成されたデータは、制御装置の記憶装置に、それぞれ実行プログラム、パラメータデータとして書き込まれる。
【０００５】
また、制御装置は、プラントからの検出信号等が入力され、プラント機器の制御を行い、制御装置の記憶装置には、制御演算実行結果が書き込まれる。保守ツールは、周期的に制御装置の制御演算実行結果を受け取り、表示装置に制御状態（マクロの出力信号）を表示し、マクロの出力信号の表示を周期的に更新する。
【０００６】
上記構成において、オペレータは入力装置からパラメータ設定を行いたい演算マクロを指定し、表示装置の画面からパラメータ変更値を入力し、保守ツールに対して制御装置に対する変更指示を与えることにより、保守ツールは入力された値に対し、制御装置のパラメータの変更を行うかどうかの確認メッセージを表示する。オペレータは、表示された確認メッセージに対し、変更するか否かを判断し、変更する場合は入力装置から入力された値を設定する。
【０００７】
オペレータは変更したパラメータが適切であるか否かを判断するために、実プラントの試運転を行い、表示装置の画面上で周期的に変更されるマクロの出力信号を確認する。ここでオペレータは変更したパラメータが適切な値か否かを判断し、変更したパラメータが適切でないと判断した場合には、再度、変更パラメータを入力し、変更したパラメータが適切な値であると判断した場合には作業を終了する（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２０８６５号（第４−第５頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の保守ツール及びパラメータ設定方法では、実プラントの試運転によって変更したパラメータの適否を判断するものであるので、誤って制御パラメータを変更してしまうとプラント動作の安定性が失われ、プラント機器の損傷またはプラント停止に至る等の問題があった。
【００１０】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、制御パラメータを変更する場合にもプラント等の制御対象における動作の安定性を確保し、制御対象における機器の損傷または制御対象の停止を防止できる制御装置の保守ツール及びパラメータ設定方法並びにこれに用いるプログラムを提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る保守ツールを備えた制御システムは、制御対象を制御する制御装置の制御パラメータを変更する保守ツールを備えた制御システムにおいて、上記制御対象の動作を模擬するシミュレータを具備し、上記保守ツールは、上記制御パラメータのパラメータ値を変化させたときのパラメータ変化率（パラメータ値の変化値／変化前のパラメータ値）で定義され、上記制御対象における動作の安定性を保つ範囲となるパラメータ制限変化率を格納するパラメータ制限変化率記憶手段と、上記変化前のパラメータ値に対応するパラメータ変化率の変化値を設定し、該設定した変化値に対応する制御パラメータを順次上記シミュレータに適用して上記制御対象を模擬し、安定に動作するパラメータ変化率の限界値を求め、該求めたパラメータ変化率の限界値を上記パラメータ制限変化率として設定するシステム制御手段と、上記制御パラメータのパラメータ値を変更するときのパラメータ変化率と上記パラメータ制限変化率記憶手段に格納された上記パラメータ制限変化率とを比較判定し、判定結果を出力するパラメータ変更判定手段とを備えたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る制御装置の保守ツール及びパラメータ設定方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の構成を示す構成図であり、図２は、本実施の形態におけるパラメータ設定操作を示すフローチャートである。
【００１４】
図１に示したように、ワークステーション内に設けられたプラント１４の動作を模擬するプラントシミュレータ１６が、プラント１４の動作を制御する制御装置１３にネットワーク１２を介して接続されている。保守ツール１１は、プラントシミュレータ１６のパラメータ設定を行うものであり、保守ツール１１は、ネットワーク１２を介してプラントシミュレータ１６及び制御装置１３に接続されている。
【００１５】
保守ツール１１は、実行プログラムを記憶する実行プログラム記憶装置１１１と、制御パラメータを記憶するパラメータデータ記憶装置１１２と、制御パラメータのパラメータ値を変化させたときのパラメータ変化率（パラメータ値の変化値／変化前のパラメータ値）で定義され、プラント動作の安定性を失わない範囲となるパラメータ制限変化率を記憶するパラメータ制限変化率データ記憶装置（手段）１１３及びオペレータが入力装置１１６から入力したパラメータ変更値をシステム制御部１１５を経由して読み込み、変更前のパラメータ値（元のパラメータ値）ＰＯＬＤからパラメータ変更値ＰＩＮまでのパラメータ変化率（（ＰＩＮ−ＰＯＬＤ）／ＰＯＬＤ）とパラメータ制限変化率データ記憶装置１１３のパラメータ制限変化率データとを比較して大小の判定を行うパラメータ変更判定部（手段）１１４を有するパラメータ変更判定装置１５と、オペレータが入力装置１１６から入力するための入力画面あるいはパラメータ変更判定装置１５の判定結果等を表示する表示装置１１７を備えている。
【００１６】
制御装置１３は、プラント１４の検出器、機器の操作端等の制御を実行する実行プログラム１１９、制御のためのパラメータデータ１２０、制御装置１３の制御演算実行結果である制御データ１２１を記憶する記憶装置１８を有する。
【００１７】
次に、図１及び図２を参照して、パラメータ設定操作を説明する。
まず、オペレータが、キーボード、マウス等の入力装置１１６を用いてパラメータ制限変化率自動設定画面を選択すると、実行プログラム１１１がシステム制御部１１５に読み込まれ、ＣＲＴ等の表示装置１１７へパラメータ制限変化率自動設定画面が表示される（ステップ２０１）。
【００１８】
次に、オペレータが入力装置１１６から、パラメータ制限変化率自動設定画面に表示された演算マクロのうち、パラメータ制限変化率の自動設定を行いたい演算マクロを指定する（ステップ２０２）。システム制御部１１５には、パラメータデータ記憶部１１２に格納された標準的な値である基準のパラメータ値が読み込まれる。
【００１９】
システム制御部１１５には、例えば、プラントの出力を標準出力１に対して、パラメータ制限変化率５，４，３，…０．２，０．１の比で上昇させた場合の演算マクロのパラメータが、基準のパラメータに対して設定されている。
【００２０】
システム制御部１１５は、パラメータ制限変化率５から順次０．１まで自動的に変化させると、指定された演算マクロのパラメータが自動変更される（ステップ２０３）。自動変更されたパラメータは順次、制御装置１３に送信される（２０４）。
【００２１】
制御装置１３では、自動変更されたパラメータに基づいて実行プログラムを実行し（ステップ２０５）、機器の操作端制御出力が出力され、この出力がシステム制御部１１５から、プラントシミュレータ１６へ送信される（ステップ２０６）。
【００２２】
プラントシミュレータ１６では、プラント動作を模擬し（ステップ２０７）、プラント動作が安定しているか否かを保守ツール１１内のシステム制御部１１５へ送信する（ステップ２０８）。
【００２３】
保守ツール１１内のシステム制御部１１５では、プラントシミュレータ１６におけるプラント動作が安定していれば、その安定状態におけるパラメータ変化率を上限のパラメータ制限変化率ｒＬＩＭとしてパラメータ制限変化率データ記憶装置１１３に格納する。プラント動作が安定していなければ、プラント動作が安定するまでパラメータの自動変更を繰り返す。
【００２４】
その後、オペレータはパラメータ設定画面を表示し（ステップ２１１）、パラメータ設定を行いたい演算マクロを指定し（ステップ２１２）、パラメータ変更値ＰＩＮを入力する（ステップ２１３）。
【００２５】
パラメータ変更判定部１１４は、指定された演算マクロのパラメータについて、元のパラメータ値ＰＯＬＤからオペレータによって入力されたパラメータ変更値ＰＩＮまでのパラメータ変化率ｒがパラメータ制限変化率データ記憶装置１１３に記憶されているパラメータ制限変化率ｒＬＩＭを越えているか否かを判定する。
【００２６】
パラメータ変更判定部１１４は、パラメータ変化率ｒがパラメータ制限変化率ｒＬＩＭを越えている場合は、表示装置１１７に越えている旨の警告を表示して（ステップ２１８）、オペレータに対して再度、パラメータ変更値を入力するように要求する。
【００２７】
パラメータ変化率ｒがパラメータ制限変化率ｒＬＩＭを越えていない場合は、表示装置１１７にパラメータの変更を行うか否かの確認メッセージを表示し（ステップ２１５）、オペレータが変更すると判断した場合は、保守ツール１１から制御装置１３に対してパラメータ値ＰＯＬＤをパラメータ変更値ＰＩＮに書き換えるパラメータ変更処理を行う（ステップ２１６）。オペレータが変更しないと判断した場合は、パラメータ変更値入力（ステップ２１３）の前の状態に戻る。
【００２８】
本実施の形態によれば、プラントシミュレータ１６を用いて、プラント等制御対象が安定に動作し得るパラメータ制限変化率ｒＬＩＭを自動的に求めることができ、制御パラメータを変更する場合にパラメータ制限変化率ｒＬＩＭを越えないように設定することができるので、制御対象における動作の安定性を確保し、制御対象における機器損傷及び不要な停止動作等を防止することができる。
【００２９】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２の構成を示す図である。上記実施の形態１においては、プラントシミュレータを保守ツールとは別のワークステーションに備えていた。
【００３０】
本実施の形態は、図３に示したように、プラントシミュレータ１６を保守ツール１１内、例えば、システム制御部１１５に備えたものである。
【００３１】
本実施の形態によれば、保守ツールとは別に設けられたワークステーション等のハードウェアを削減することができる。
【００３２】
なお、上記実施の形態１及び２における保守ツール１１は、システム制御部１１５のコンピュータに、制御パラメータのパラメータ値を変化させたときのパラメータ変化率（パラメータ値の変化値／変化前のパラメータ値）を定義し、変化前のパラメータ値に対応するパラメータ変化率の変化値を設定し、この設定した変化値に対応する制御パラメータをプラント１４を模擬したプラントシミュレータ１６に順次適用して、プラント１４が安定に動作するパラメータ変化率の限界値を求め、求めたパラメータ変化率の限界値をプラント１４における動作の安定性を保つ範囲となるパラメータ制限変化率として設定する機能、及び制御パラメータのパラメータ値を変更するときのパラメータ変化率が、パラメータ制限変化率を越えないように制御パラメータを設定する機能を実現させるプログラムが搭載されている。
【００３３】
【発明の効果】
本発明に係る保守ツールを備えた制御システムによれば、制御対象を制御する制御装置の制御パラメータを変更する保守ツールを備えた制御システムにおいて、上記制御対象の動作を模擬するシミュレータを具備し、上記保守ツールは、上記制御パラメータのパラメータ値を変化させたときのパラメータ変化率（パラメータ値の変化値／変化前のパラメータ値）で定義され、上記制御対象における動作の安定性を保つ範囲となるパラメータ制限変化率を格納するパラメータ制限変化率記憶手段と、上記変化前のパラメータ値に対応するパラメータ変化率の変化値を設定し、該設定した変化値に対応する制御パラメータを順次上記シミュレータに適用して上記制御対象を模擬し、安定に動作するパラメータ変化率の限界値を求め、該求めたパラメータ変化率の限界値を上記パラメータ制限変化率として設定するシステム制御手段と、上記制御パラメータのパラメータ値を変更するときのパラメータ変化率と上記パラメータ制限変化率記憶手段に格納された上記パラメータ制限変化率とを比較判定し、判定結果を出力するパラメータ変更判定手段とを備えたものであるので、パラメータ制限変化率をシミュレータで自動的に求めることができ、該求めたパラメータ制限変化率を適用することによって、この制御対象における動作の安定性を確保し、制御対象における機器損傷及び不要な停止動作等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１の動作を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態２の構成を示す図である。
【符号の説明】
１１  保守ツール、１２  ネットワーク、１３  制御装置、１４  プラント、
１５  パラメータ変更判定装置、１６  プラントシミュレータ、
１１１，１１９  実行プログラム、１１２，１２０  パラメータデータ、
１１３  パラメータ制限変化率データ、１１４  パラメータ変更判定部、
１１５  システム制御部、１１６  入力装置、１１７  表示装置、
１１８  記憶装置、１２１  制御データ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004192419.tif 000005