(57)【要約】【課題】種々の監視制御対象に対して廉価に、また、簡易にシステム構築ができ、かつ、高速で監視の画面表示ができる監視制御システムを提供する。【解決手段】監視制御対象を画面表示するＨＭＩ２、制御データを格納するタグメモリ３０を有し、制御データの入出力を行うコントローラ１、各種命令の制御アルゴリズムをプログラミングし、各種命令に対応するタグの情報を生成してコントローラ及びＨＭＩにダウンロードする、ＨＭＩエンジニアリングツール７１ａ及びコントローラエンジニアリングツール７１ｂを含むエンジニアリングツール３を備え、エンジニアリングツール７１ｂは、タグのデータ構造６８，６９にユーザが定義する機構を設けると同時に、データ構造を再配置して最適化したデータ構造を生成し、エンジニアリングツール７１ａは、データ構造からコンパイラ７２で検出された画面表示用の情報だけでプラント画面データを生成する。【選択図】        図１
2004199528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視制御対象の監視を画面表示によって行うマンマシンインターフェイス（ＨＭＩ）、
上記監視制御対象の制御データを格納するタグメモリを有し、上記制御データの入出力を行うコントローラ、
各種命令の制御アルゴリズムをプログラミングし、上記各種命令に対応するタグ（監視・制御を実行するためのデータ構造）の情報を生成し、該生成したタグの情報をネットワークを介して上記コントローラにダウンロードするコントローラエンジニアリングツール及び上記画面表示のデータを上記ネットワークを介して上記ＨＭＩにダウンロードするＨＭＩエンジニアリングツールを含むエンジニアリングツールを備え、
上記コントローラエンジニアリングツールは、上記タグのデータ構造にユーザが定義する機構を設けると同時に、定義されたデータ構造を再配置して最適化したデータ構造体を生成し、
上記ＨＭＩエンジニアリングツールは、上記最適化したデータ構造体から上記画面表示に必要な情報だけを検出する機能を有するコンパイラを介して該コンパイラが検出した情報によって上記画面表示のデータを生成することを特徴とする監視制御システム。
【請求項２】
上記ＨＭＩエンジニアリングツールは、上記監視制御対象の個々の計器の表示画面を定義する計器ビルダと１つの画面で上記個々の計器の表示画面を複数個組み合わせて表示するために、その表示レイアウトを決定する計器表示定義ビルダを備え、上記個々の計器の表示画面に対応して上記画面表示に必要な情報を検出することによって上記個々の計器の表示画面データを組み合わせた画面表示のデータを生成することを特徴とする請求項１記載の監視制御システム。
【請求項３】
上記ＨＭＩエンジニアリングツールは、上記監視制御対象の個々の計器の表示画面を定義する計器ビルダと１つの画面で上記個々の計器の表示画面を複数個組み合わせて表示するための表示レイアウトを決定する計器表示定義ビルダを備え、上記個々の計器の表示画面に対応して上記画面表示に必要な情報を上記データ構造体から検出し、上記個々の計器の表示画面データを組み合わせた画面表示のデータを生成し、上記コントローラエンジニアリングツールは、上記個々の計器の表示画面データに対応するタグの情報を生成し、該生成されたタグの情報と上記個々の計器の表示画面データとをリンクさせたことを特徴とする請求項１記載の監視制御システム。
【請求項４】
アーキテクチャの異なる複数個の上記コントローラがあり、上記コントローラエンジニアリングツールは、各コントローラに対応するタグのデータ構造情報と各種命令とから、各コントローラに適応するタグのデータ構造体を出力するコントローラデータ生成コンパイラを具備することを特徴とする請求項１記載の監視制御システム。
【請求項５】
上記コントローラの内部に、アドレス情報を格納するアドレスメモリと、加算器とを設け、上記タグメモリ内に格納される各種命令のタグの先頭アドレスを上記コントローラエンジニアリングツールから上記アドレスメモリに格納し、実行処理するタグの先頭アドレスを上記アドレスメモリから上記加算器に出力するとともに、上記タグの中の必要とするデータの先頭アドレスからのオフセットを上記加算器に入力することによって上記加算器で加算し、上記必要とするデータのアドレスを求めることを特徴とする請求項１記載の監視制御システム。
【請求項６】
上記コントローラの内部に、アラーム情報を格納するアラームアドレスメモリと、アラーム情報及びアラーム情報以外の情報のいずれかを選択するセレクタとを配置し、タグメモリ内に格納される各種命令のタグの中にあるアラームの先頭アドレスからのオフセットを上記コントローラエンジニアリングツールから上記アラームアドレスメモリに格納し、上記アラーム情報を上記セレクタで選択した場合には、アラーム情報の確認を実行するタグの先頭アドレスをアドレスメモリから加算器に出力するとともに、上記アラーム情報の確認を実行するタグのアラーム情報を上記アラームアドレスメモリから上記加算器に出力することによって上記加算器で加算し、上記アラーム情報のアドレスを求めることを特徴とする請求項５記載の監視制御システム。
【請求項７】
コントローラの内部に、アラーム情報の確認を実行するタグを順次選択するタグカウンタ機構を配置したことを特徴とする請求項６記載の監視制御システム。
【請求項８】
アドレスメモリ内にタグのデータ更新を許可するタグ更新許可ビットを設け、タグメモリへの書き込みを指示するタグメモリ書き込みコマンドと上記タグ更新許可ビットの出力との論理積をとるＡＮＤ素子をコントローラの内部に配置し、特定のタグのデータ更新を禁止したい場合には、該特定のタグの上記タグ更新許可ビットを無意に設定することを特徴とする請求項５記載の監視制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廉価に、また簡易にシステム構築が可能な監視制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラント制御システムの計装制御分野では、標準計装機能をタグといわれるデータ構造を用いて抽象化することにより、監視及び制御におけるエンジニアリングの容易性を実現してきた。（例えば、非特許文献１参照）
【０００３】
タグを用いた標準計装機能の構造は、コントローラ、マンマシンインターフェイスであるＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ  Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、コントローラ及びＨＭＩのエンジニアリングを司るエンジニアリングツールを備え、コントローラ、ＨＭＩ及びエンジニアリングツールは、メンテナンスネットワークで接続されている。
【０００４】
ＨＭＩ内には、ＨＭＩ制御ソフトウエア（Ｓ／Ｗ）及びＨＭＩタグメモリを備えている。
【０００５】
コントローラ内には、コントローラ制御Ｓ／Ｗ、コントローラタグメモリを備えている。
【０００６】
エンジニアリングツールは、制御ループ群を作成し、制御ループ群の１つ１つが、モニタ用命令やＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ  ａｎｄ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）用命令等の各種命令を行う制御アルゴリズムである。制御ループ群で示される命令ごとに対応して、タグのデータ構造の群がある。
【０００７】
以上の構成において、ユーザは、制御対象の計装制御をするためにエンジニアリングツールを用いて制御ループ群を作成する。制御ループ群は、一般に、制御対象からの入力値（ＰＶ値）、制御対象への出力値（ＭＶ値）、制御対象への設定値（ＳＶ値）を有し、そのほかにＰＶ値、ＭＶ値、ＳＶ値の演算を行う演算部分を有する。
【０００８】
制御ループ群の演算部分は、演算方法を複数種の標準的な演算方法の中から選択できるようになっており、演算方法を調整するためのパラメータも入れられるようになっている。また、制御ループ群において使用される演算によっては、上記ＰＶ値、ＭＶ値及びＳＶ値を一部しか使用しない場合もある。制御ループ群の中の個々の命令に対応してタグといわれるデータ構造が定義されたデータ構造体の群が作成され、制御ループ群の個々の命令に対応してデータ構造体における固定長のメモリが占有される。
【０００９】
データ構造体の群は、ＨＭＩ及びコントローラへメンテナンスネットワークを介してダウンロードされ、ＨＭＩ制御Ｓ／Ｗ及びコントローラ制御Ｓ／Ｗはそれぞれ、タグメモリのデータ構造を理解する。メンテナンスネットワークを介してダウンロードし、ＨＭＩタグメモリのデータ構造とコントローラタグメモリのデータ構造とが常に等価であるようにすることによって、ＨＭＩとコントローラ間で制御ループ群に関するデータを共有化することができる。
【００１０】
この共有化によって、コントローラにおける制御の出力値や入力値がＨＭＩに反映され、ユーザは制御状態を監視することができる。また、ＨＭＩから設定値を入力することによって、コントローラへ制御指示データを通知することができる。
【００１１】
また、タグデータ構造は、各演算ごとにＰＶ値、ＭＶ値及びＳＶ値の格納個所が同じであり、コントローラ及びＨＭＩは、使用するデータ構造上の格納位置を意識することなしに、必要な値を適切に使用することができる。
【００１２】
【非特許文献１】
西本朗雄、外４名，「情報制御基本システム−大規模プラント用監視制御マンマシン−」，三菱電機技報，三菱電機株式会社，Ｖｏｌ．６９，Ｎｏ．８，１９９５，ｐ．２４−２９
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の監視制御システムは、上記のように構成されているので、コントローラ及びＨＭＩそれぞれが持っているタグメモリの容量によって、コントローラが制御することができる制御ループ数が固定的に決まっていた。このため、さらに制御ループを追加したい時に、制御ループ数がタグメモリの容量の上限を越えた場合、別のコントローラとＨＭＩを追加することが必要になり、高価になるという問題があった。
【００１４】
また、ユーザが使えるタグ構造は、予め決められた命令に対してのみ使えるようになっているため、ユーザの目的に合う適切なものがない場合、監視制御システム自体の設計変更が必要になり、システム構築に手間がかかるという問題があった。
【００１５】
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、タグのデータ構造の形式を演算ごとに適切に設定できる構造とし、また、このデータ構造と演算の組み合わせをユーザで定義できるようにすることによって、コントローラ及びＨＭＩ内のタグメモリを有効に使用して、種々の監視制御対象に対して廉価に、また、簡易にシステム構築ができるような監視制御システムを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る監視制御システムは、監視制御対象の監視を画面表示によって行うマンマシンインターフェイス（ＨＭＩ）、
上記監視制御対象の制御データを格納するタグメモリを有し、上記制御データの入出力を行うコントローラ、
各種命令の制御アルゴリズムをプログラミングし、上記各種命令に対応するタグ（監視・制御を実行するためのデータ構造）の情報を生成し、該生成したタグの情報をネットワークを介して上記コントローラにダウンロードするコントローラエンジニアリングツール及び上記画面表示のデータを上記ネットワークを介して上記ＨＭＩにダウンロードするＨＭＩエンジニアリングツールを含むエンジニアリングツールを備え、
上記コントローラエンジニアリングツールは、上記タグのデータ構造にユーザが定義する機構を設けると同時に、定義されたデータ構造を再配置して最適化したデータ構造体を生成し、
上記ＨＭＩエンジニアリングツールは、上記最適化したデータ構造体から上記画面表示に必要な情報だけを検出する機能を有するコンパイラを介して上記画面表示のデータを生成するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明に係る監視制御システムの実施の形態１を示す構成図である。同図に示したように、本実施の形態の監視制御システムは、プラント等の監視制御対象の計装制御データの入出力を行うコントローラ１、プラント等の監視制御対象の状態を監視するマンマシンインターフェイスであるＨＭＩ２、コントローラ１とＨＭＩ２のエンジニアリングを司るエンジニアリングツール３を備えている。
【００１８】
コントローラ１及びＨＭＩ２とエンジニアリングツール３とは、ネットワーク（メンテナンスネットワーク）４で接続されている。
【００１９】
エンジニアリングツール３のコントローラエンジニアリングツール７１ｂでは、制御アルゴリズムをプログラミングしたプログラムが作成され、プログラム内にはモニタ用命令６５及びＰＩＤ制御用命令６６が存在し、それぞれの命令６５，６６は、モニタ用命令６５に関連したモニタ用のタグデータ構造体６８と、ＰＩＤ制御用命令６６に関連したＰＩＤ制御用のタグデータ構造体６９を有する。
【００２０】
従来のエンジニアリングツールは、モニタ用命令に対するタグデータ構造体としては、ＰＩＤ制御用命令のデータ構造に合わせて固定的にしていたため、必要としないデータあるいは空きが混在していて無駄なデータ構造体６７となっていたが、本発明におけるコントローラエンジニアリングツール７１ｂでは、例えば、図１に示したように、従来のデータ構造体６７が９６ワードであったものを、再配置したタグデータ構造体６８とすることによって、４８ワードに削減することができる。
【００２１】
また、エンジニアリングツール３は、プラント画面を作成するＨＭＩエンジニアリングツール７１ａ、ＨＭＩデータ生成コンパイラ７２、プラント監視画面表示データ７３を有し、ＨＭＩデータ生成コンパイラ７２は、タグデータ構造情報５からプラント監視画面表示データ７３が参照するコントローラ１のデータの物理アドレスを検索して、検索した物理アドレスをプラント監視画面表示データ７３に埋め込む。
【００２２】
ＨＭＩ２内には、ＨＭＩ制御Ｓ／Ｗ２１及びＨＭＩ制御Ｓ／Ｗ２１によって参照されるプラント監視画面表示データ７３が備えられている。
【００２３】
コントローラ１内には、コントローラ制御Ｓ／Ｗ１１及びコントローラ制御Ｓ／Ｗ１１によって参照されるコントローラタグメモリ３０が備えられている。
【００２４】
上記構成において、ユーザは、監視制御対象の計装制御をするためにコントローラエンジニアリングツール７１ｂを用いてモニタ用命令６５及びＰＩＤ制御用命令６６の制御アルゴリズムをプログラミングする。
【００２５】
本発明におけるエンジニアリングツール３のコントローラエンジニアリングツール７１ｂは、各種命令に対応するタグデータ構造をユーザが定義できるようにすると同時に、上記のように、データの再配置を実施することができる機能を有しており、必要なデータを最小限のデータ容量内に構造化することができる。
【００２６】
また、エンジニアリングツール３のコントローラエンジニアリングツール７１ｂは、各種命令に対するタグデータ構造をユーザが定義できるようにしているので、ユーザの目的に適合する演算方法を定義することができる。例えば、図２に示すように、複数の命令を複合化した命令として、この複合化命令に対して、新たなタグデータ構造体を作成できるようにするのである。
【００２７】
エンジニアリングツール３のコントローラエンジニアリングツール７１ｂは、任意のワード数で構成されたモニタ用のタグデータ構造体６８とＰＩＤ制御用のタグデータ構造体６９、並びに全てのタグの管理情報（例えば、データ構造の個数、使用している種類など）をコントローラ１にメンテナンスネットワーク４経由でダウンロードする。
【００２８】
コントローラ１上のコントローラ制御Ｓ／Ｗ１１は、ダウンロードされたモニタ用のタグデータ構造体６８とＰＩＤ制御用のタグデータ構造体６９によって、コントローラ１のタグメモリ３０の構造を理解することができる。
【００２９】
また、エンジニアリングツール３のＨＭＩデータ生成コンパイラ７２は、予め、表示するために必要な情報のみをタグデータ構造情報５から検出し、検出した情報を参照して物理アドレスのみを含んだ監視制御用のプラント画面データ７３を生成し、得られたプラント画面データ７３をＨＭＩにメンテナンスネットワーク２１経由でダウンロードする。
【００３０】
上記のように、タグデータ構造情報５の中にあり、画面表示するために必要な情報のみをＨＭＩ画面表示データ７３としているので、ＨＭＩ監視制御Ｓ／Ｗ制御時にタグデータ構造情報５の画面表示に必要な情報を検索する必要がなくなり、画面を高速に表示することが可能になる。
【００３１】
本実施の形態１は、ユーザが定義したタグデータ構造体の構造を再配置して無駄のないように構成しているので、コントローラ１上のタグメモリ３０及びＨＭＩ２上のプラント画面データ７３のデータ容量を効率的に使用することができ、扱うことができるタグの数を増加させることができ、システムを再構築するに当り、コントローラ１、ＨＭＩ２を増設する必要がなくなり、廉価に再構築することができるとともに、ＨＭＩデータ生成コンパイラ７２によって、予め、画面表示するために必要な情報のみをタグデータ構造情報５から検出し、検出した情報を参照してＨＭＩの監視制御用のプラント画面７３のプラント画面データとしているので、画面表示を高速化することができる。
【００３２】
また、各種命令に対するタグデータ構造体の構造をユーザが定義できるようにしたので、個々の監視・制御対象に応じたカスタマイズが可能となり、最適なシステムを容易に構築することができる。
【００３３】
なお、本実施の形態においては、タグデータ構造体６８、６９を構成する各アイテムの内容は、予め決定されており、その予め決定された範囲で再配置を実施する。
【００３４】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、タグデータ構造体を構成する各アイテムの内容は、予め決定されており、その決定された範囲で再配置を実施するために、特定のアーキテクチャを持つコントローラのみ対応可能で、電力、鉄鋼向けのＤＣＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）のコントローラと機械制御用の汎用ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）の組み合わせ等、異なったアーキテクチャを持つコントローラを組み合わせて実現されるシステムや、Ｆｉｅｌｄ機器に制御機器機能を持たせたフィールドバス制御機器とコントローラの組み合わせでは、容易に適用できない問題点があった。
【００３５】
本実施の形態２は、上記問題点を解決して、異なったアーキテクチャを持つコントローラを組み合わせたシステムに、本発明を適用できるようにするものである。
【００３６】
図３は、本発明に係る監視制御システムの実施の形態２を示す構成図であり、図１と同一符号は同一部分または相当部分を示す。図において、コントローラＡ６は、アーキテクチャＡを元にして開発され、コントローラＢ１は、アーキテクチャＡとは異なるアーキテクチャＢを元にして開発されたものである。
【００３７】
コントローラエンジニアリングツール７１ｂで作成されたプログラムの、制御アルゴリズムであるモニタ用命令６５と、制御アルゴリズムであるＰＩＤ制御用命令６６内のそれぞれに対応するモニター用及びＰＩＤ制御用のタグデータ構造は、コントローラエンジニアリングツール７１ｂによって、必要なデータを最小限のデータ容量内に構造化されており、この構造化されたタグデータ構造は、コントローラ毎のタグ構造データ情報７４に基づき、コントローラデータ生成コンパイラ７０によって、アーキテクチャＡを持つコントローラＡ６及びアーキテクチャＢを持つコントローラＢ１それぞれに対応するＰＩＤ制御用のタグデータ構造体７５，７６として生成され、それぞれメンテナンスネットワーク４を経由してモニター用のタグデータ構造体とともにコントローラＡ６及びコントローラＢ１にダウンロードされる。
【００３８】
コントローラＡ６及びコントローラＢ１上のコントローラ制御Ｓ／Ｗ７７及び１１は、ダウンロードされたモニタ用のタグデータ構造体７５及び７６によって、それぞれのコントローラ６及び１のタグメモリＡ７８及びタグメモリＢ１２の構造を理解することができる。
【００３９】
本実施の形態によれば、エンジニアリングツール３で作成されたモニタ用命令６５及びＰＩＤ制御用命令６６と、コントローラＡ６及びコントローラＢ１それぞれに対するタグデータ構造情報７４を入力して、コントローラＡ６及びコントローラＢ１それぞれに最適なタグデータ構造体７５および７６を出力するコントローラデータ生成コンパイラ７０を持つので、複数のアーキテクチャを元にしたコントローラの組を備えた監視制御システムにおいても、タグメモリＡ７８及びタグメモリＢ１２のデータ容量を効率的に使用することができる。
【００４０】
また、タグデータ構造情報５の中の、画面表示するために必要な情報のみをＨＭＩ２の監視制御用のプラント画データ７３としているので、ＨＭＩ監視制御Ｓ／Ｗ制御時に画面表示に必要なタグデータ構造情報５の情報を検索する必要がなくなり、画面を高速に表示することが可能になる。
【００４１】
なお、本実施の形態においては、コントローラデータ生成コンパイラ７０を介してタグデータ構造体を生成すると同時に、各コントローラ６，１で実行する制御プログラム（命令の組み合わせ）を生成して各コントローラ６，１にダウンロードしている。コントローラデータ生成コンパイラ７０はコントローラ６，１のアーキテクチャに合わせてコントローラ６，１のどの位置に各タグが格納されているかを認識し、制御プログラムの実行結果を納める位置を制御プログラムに埋め込む。
【００４２】
実施の形態３．
図４は、本発明に係る監視制御システムの実施の形態３を示す構成図であり、図３と同一符号は同一部分または相当部分を示す。
【００４３】
本実施の形態においては、画面表示するための計装画面を作成するＨＭＩエンジニアリングツール７１１が、個々の計器の表示画面を定義する計器ビルダと１つの画面で複数の計器の表示画面を表示するために、その表示レイアウトを決定する計器表示定義ビルダを備えている。
【００４４】
ＨＭＩ２が計装画面を表示するための計装画面表示データ７３１は、個々の計器の種類別の表示定義（表示画面の定義）である計器データと、１つの画面で複数個の表示画面を表示するためのレイアウト定義である１画面の計器表示データを有する。また、計装画面表示データ７３１は、コントローラエンジニアリングツール７１ｂで生成されたタグデータ構造情報５を参照し、ＨＭＩデータ生成コンパイラ７２１を介して得られる、個々の計器の表示画面に対応して画面表示するために必要なコントローラ６，１の物理アドレスを有する。
【００４５】
次に、動作について説明する。
実施の形態２と同様、コントローラエンジニアリングツール７１ｂで作成されたプログラムの、制御アルゴリズムであるモニタ用命令６５と、制御アルゴリズムであるＰＩＤ制御用命令内のそれぞれに対応するモニター用及びＰＩＤ制御用のタグデータ構造は、コントローラデータ生成コンパイラ７０によって、コントローラ毎のタグ構造データ情報５９に基づき、アーキテクチャＡを持つコントローラＡ６及びアーキテクチャＢを持つコントローラＢ１それぞれに対応するＰＩＤ制御用のタグデータ構造体７５，７６として生成されるとともに、図示していないモニター用のタグデータ構造は必要なデータを最小限のデータ容量内に構造化され、この構造化したタグデータ構造及びＰＩＤ制御用のタグデータ構造７５，７６は、それぞれメンテナンスネットワーク４を経由してコントローラＡ６及びコントローラＢ１にダウンロードされる。
【００４６】
ユーザは表示画面上で、画面表示しようとする複数の計器の種類を計器ビルダで定義し、この複数の計器の並び方を計器表示定義ビルダで定義する。ＨＭＩデータ生成コンパイラ７２１は、タグデータ構造情報５から画面表示に必要な情報（物理アドレス）のみを検出し、この検出情報、複数の計器の種類の定義及びこの複数の計器の並び方の定義から、複数の計器を含んだ計装画面表示データ７３１を生成する。
【００４７】
本実施の形態によれば、コントローラＡ６及びコントローラＢ１それぞれに対するタグ構造データ情報７４を入力して、コントローラＡ６及びコントローラＢ１それぞれに最適なタグデータ構造７５及び７６を出力するコントローラデータ生成コンパイラ７０を持つので、複数のアーキテクチャを元にしたコントローラの組を備えた監視制御システムにおいても、タグメモリＡ７８及びタグメモリＢ１２のデータ容量を効率的に使用することができる。
【００４８】
また、タグデータ構造情報５の中にある、画面表示するために必要な情報のみをＨＭＩ２の監視制御用の計装画面表示データ７３１としているので、ＨＭＩ監視制御Ｓ／Ｗ２１制御時に表示に必要なタグデータ構造情報５の情報を検索する必要がなくなり、画面を高速に表示することが可能になる。
【００４９】
また、計器ビルダを設けたので、計器の種類を、計器の表示状態、例えば、記号、グラフのような形で、任意に変更できるので、客先や適用分野に応じた自由な適用が可能になる。
【００５０】
実施の形態４．
図５は、本発明に係る監視制御システムの実施の形態４を示す構成図であり、図３と同一符号は同一部分または相当部分を示す。
【００５１】
本実施の形態は、プラント画面のエンジニアリングを効率化するためのものであり、プラント画面データ７３２に複合化命令毎あるいは計器毎にブロック化した複数のプラント画面データ（監視画面部品という）を蓄積する機能を持たせ、ＨＭＩデータ生成コンパイラ７２２で、コントローラデータ生成コンパイラ７０で出力生成されたタグ構造体７５，７６を参照することにより、監視画面部品の物理アドレスを自動変更することができる。これによって、過去に設計した監視画面や制御アルゴリズムを類似プラントの監視制御に適用する場合にコントローラ６，１側の変更だけで、プラント画面データは自動的に変更される。また、監視画面部品とコントローラ６，１が監視制御する計器（マクロブロック部品という）との関係をリンクさせ、相互に関連するデータを簡単に検索できるようにするものである。
【００５２】
本実施の形態では、実施の形態３と同様、ＨＭＩエンジニアリングツール７１２によって、物理アドレスを含んだプラント画面７３２に、複合化命令毎あるいは計器毎にブロック化した複数の監視画面部品が埋め込まれ、蓄積される。
【００５３】
また、ＨＭＩエンジニアリングツール７１２によって、プラント画面７３２のブロック化された監視画面部品としての画面データは、コントローラエンジニアリングツール７１ｂの制御アルゴリズムによって監視制御される計器（マクロ監視制御ブロック（複合化命令）という）とリンク（関連付け）され、コントローラ６，１には、マクロ監視制御ブロックに対応する監視制御データが蓄積されている。
【００５４】
すなわち、プラント画面データ７３２の監視画面部品としての画面データと、この監視画面部品に対応するコントローラ６，１に蓄積されたマクロブロック部品としての制御アルゴリズムを含む監視制御データとがリンクされている。
【００５５】
従って、本実施の形態によれば、監視画面部品の物理アドレスが正しいかどうかを検証することができ、また、監視画面部品とコントローラ６，１が監視制御する計器（マクロブロック部品という）との関係をリンクさせ、相互に関連するデータを簡単に検索できるので、過去に設計した監視画面や、制御アルゴリズムを類似プラントの監視制御に応用することが容易にできるようになる。また、エンジニアリングの時間短縮ができ、結果的に、安価な監視制御システムを実現することができる。
【００５６】
実施の形態５．
上記実施の形態１及び２における監視制御システムでは、１つのタグのデータ構造を固定ワード数に限定しないようにしたため、各タグの必要とする情報がタグメモリ内のどの位置に格納されているかを求める、すなわち、アドレスを求めるために、情報を必要とするタグの種類からタグ構成情報を引出しコントローラにおいて、毎回複雑な演算を実施しなければならないという問題点がある。
【００５７】
本実施の形態５は、この問題点を解決するものであり、毎回複雑な演算を実施することなく、各タグの必要とする情報のアドレスを求めることができるようにするものである。
【００５８】
図６は、本発明に係る監視制御システムの実施の形態５を示す構成図であり、コントローラ１の構成を示している。図において、コントローラ１の動作を制御するコントローラ制御ＣＰＵ３１は、タグメモリアドレスライン３９とデータライン３５を出力する。
【００５９】
アドレスメモリ３２はタグメモリ６２のアドレス情報を格納する。タグレジスタ３３の内容はコントローラ制御ＣＰＵ３１によってセットされ、アドレスメモリアドレスライン３６に出力される。なお、アドレスメモリアドレスライン３６はアドレスメモリ３２に接続される。
【００６０】
加算器３４は、アドレスメモリ３２からアドレスメモリデータライン３８へ出力されるタグメモリアドレス情報と、コントローラ制御ＣＰＵ３１からタグメモリアドレスライン３９上に出力されるオフセットアドレス（先頭アドレスからのオフセット値）とを加算してタグメモリアドレスライン３７に結果を出力する。
【００６１】
本実施の形態においては、タグのデータ構造に関する構成情報を有するエンジニアリングツールで演算を行い、その結果（各タグの先頭アドレス）をコントローラ１内のアドレスメモリ３２に予め格納しておく。この時、タグの先頭アドレスはアドレスメモリ３２のアドレス“０”からタグ番号順（タグＮｏ．０、タグＮｏ．１、…）に格納されるものとする。
【００６２】
コントローラ制御ＣＰＵ３１は、処理を必要としているタグＮｏ．をタグレジスタ３３にセットする。これにより、アドレスメモリアドレスライン３６にはタグＮｏ．が出力され、アドレスメモリデータライン３８にはタグの先頭アドレスが出力される。
【００６３】
次に、コントローラ制御ＣＰＵ３１は、実行処理するタグの中で、必要なデータの位置、すなわち、オフセットアドレス（先頭アドレスからのオフセット値）をタグメモリアドレスライン３９に出力する。
【００６４】
アドレスメモリデータライン３８に出力されたタグの先頭アドレスとタグメモリアドレスライン３９に出力されたオフセットアドレスが加算器３４で加算されて、その結果がタグメモリ６２のアドレスとしてタグメモリアドレスライン３７へ出力され、処理すべきタグの所定の情報へのアクセスができる。
【００６５】
実施の形態６．
図７は、本発明に係る監視制御システムの実施の形態４を示す構成図であり、コントローラの構成を示している。図において、図６と同一符号は同一部分または相当部分を示している。アラームアドレスメモリ４０には、エンジニアリングツールにおいてデータ構造を定義されたタグのアラーム格納位置を示す情報（先頭アドレスからのオフセット値）が格納されている。セレクタ４１は、アラームアドレスメモリ４０が出力するデータとコントローラＣＰＵ３１が出力するアドレスメモリデータライン３８を、同じくコントローラＣＰＵ３１が出力する選択信号４２の内容に従って、いずれかを選択して選択結果を加算器３４に対して出力するものである。
【００６６】
各タグのアラームがＨＭＩに対して警報を出力させるようにするために、全てのタグに関して頻繁にアクセスが生じる。従って、アラームに対するアクセス性能はシステム全体の性能に影響を与える。
【００６７】
上記実施の形態１及び２における監視制御システムでは、タグのデータ構造をユーザが設定できるようにしたため、各タグのアラームデータがどの位置にあるか（オフセット値）を固定的な演算方法で計算することができなくなり、タグの種類からタグのデータ構造の構成情報を引き出し、アクセスの度に複雑な計算をしなければならないという問題があった。
【００６８】
本実施の形態においては、タグのデータ構造の構成情報を有するエンジニアリングツールから各タグのアラームデータの位置（オフセット値）を抽出した結果（各タグのアラーム格納位置）をコントローラ１内のアラームアドレスメモリ４０に予め格納しておく。この時、タグのアラームデータの位置は、アラームアドレスメモリ４０のアドレス”０”からタグ番号順に格納されるものとする。
【００６９】
コントローラ制御ＣＰＵ３１は、アラーム情報以外にも必要なタグの情報へアクセスする。この場合、上記実施の形態３と同様に、処理すべきタグの所定の情報へアクセスする場合に、コントローラ制御ＣＰＵ３１は、セレクタ４１がタグメモリアドレスライン３９を選択するように選択信号４２を出力する。これによって、アドレスメモリデータライン３８に出力されたタグの先頭アドレスとタグメモリアドレスライン３９に出力されたオフセットアドレスが加算器３４で加算されて、その結果がタグメモリ６２のアドレスとしてタグメモリアドレスライン３７へ出力され、処理すべきタグの所定の情報へのアクセスができる。
【００７０】
アラームデータを確認したい場合には、コントローラ制御ＣＰＵ３１はセレクタ４１がアラームアドレスメモリ４０から出力されるデータを選択するように選択信号４２を出力する。この時、アラームアドレスメモリ４０のアドレスはタグレジスタ３３にセットされるタグＮｏ．が示されており、アラームアドレスメモリ４０のデータは、該当タグのアラーム格納位置が出力される。セレクタ４１で選択されたアラーム格納位置は、タグレジスタ３３にセットされたタグＮｏ．のアドレスメモリ３２から出力される先頭アドレスと加算器３４で加算され、タグメモリ６２のアドレスになる。これにより、タグメモリ６２内にある、任意のタグＮｏ．のアラーム情報へのアクセスが容易にできるようになる。
【００７１】
実施の形態７．
図８は、本発明に係る監視制御システムの実施の形態７を示す構成図であり、コントローラの構成を示している。図において、図６と同一符号は同一部分または相当部分を示している。本実施の形態では、タグカウンタ５０とセレクタ５２を具備する。タグカウンタ５０の出力は”０”からスタートし、コントローラ制御ＣＰＵ３１が出力するタグカウントアップコマンド５１の指示に従って、現在の出力値がカウントアップされる。セレクタ５２は、タグカウンタ５０の出力値とタグレジスタ３３の出力値を選択する機能を持つ。なお、セレクタ５２の選択信号４２はセレクタ４１の選択信号４２と同一であり、アラーム情報以外の情報へのアクセス時には、セレクタ４１はタグメモリアドレスライン３９を選択し、セレクタ５２はタグレジスタ３３の出力を選択する。
【００７２】
各タグのアラーム情報がＨＭＩに対して警報を出力させるようにするため、全てのタグのアラーム情報を頻繁にチェックする。本実施の形態は全アラーム情報のチェックを容易（高速化）する手段を提供するものである。
【００７３】
アドレスメモリ３２、アラームアドレスメモリ４０へのデータ格納については上記実施の形態４に示したアクセスに従う。
【００７４】
アラームデータを確認したい場合、コントローラ制御ＣＰＵ３１は、セレクタ４１がアラームアドレスメモリ４０から出力されるデータを選択し、セレクタ５２がタグカウンタ５０の出力を選択するように選択信号４２を出力する。この時、タグカウンタ５０の出力は“０”を示しているので、タグの先頭アドレス並びにアラーム格納位置はいずれもタグＮｏ．０の情報を出力することになる。従って、タグメモリ６２からはタグＮｏ．０のアラーム情報が読み込める。この後、コントローラ制御ＣＵＰ３１は、タグカウンタカウントアップコマンド５１を出力する。タグカウンタカウントアップコマンド５１の出力によって、タグカウンタ５０の出力はカウントアップされて“１”になり、タグメモリ６２からはタグＮｏ．１のアラーム情報が読み込める。
【００７５】
このように、タグカウンタカウントアップコマンド５１、タグカウンタ５０を含むタグカウンタ機構によって、タグＮｏ．０から順に全てタグのアラーム情報を読み込むことができ、タグレジスタ３３へタグＮｏ．をセットすることなく全てのアラーム情報を獲得することができる。
【００７６】
なお、本実施の形態では、タグカウンタカウントアップコマンド５１をコントローラ制御ＣＰＵ３１から出力するようにしたが、タグメモリ６２からのデータ読み込み完了で自動的にカウントアップするようなＨ／Ｗとしてもよく、この場合、コントローラ制御ＣＰＵ３１から明示的にカウントアップ指示を出す必要がなくなる。
【００７７】
実施の形態８．
図９は、本発明に係る監視制御システムの実施の形態８を示す構成図であり、コントローラの構成を示している。図において、図６と同一符号は同一部分または相当部分を示している。アドレスメモリ３２の中にデータの１ビットを使用したタグ更新許可ビット６０が格納され、タグ更新許可ビット６０の出力はＡＮＤ素子６１に入力される。ＡＮＤ素子６１の他方の入力は、コントローラ制御ＣＰＵ３１によって出力される、タグメモリ書き込みコマンド６２である。ＡＮＤ素子６１でとった論理積は、タグメモリ６２へのメモリ書き込みコマンド６３となる。
【００７８】
一般の監視制御システムでは、各タグのデータはユーザが作成するアプリケーションプログラムにしたがって、コントローラ制御ＣＰＵ３１により更新されていく。一方、センサの故障等によって監視制御システムへの入力データに一部異常が生じた場合に、異常データによる制御処理の実行を防ぐために、特定のタグデータを更新させない機能を持つ。以下、この機能を計測休止機能と称す。一般の監視制御システムでは、計測休止機能を実現するために、計測休止指示を受けたタグＮｏ．をコントローラ制御ＣＰＵ３１が常に認識しておき、タグメモリ６２内のデータ更新を実施しないように、コントローラ制御ＣＰＵ３１が管理する機構を持つが、本実施の形態においてはコントローラ制御ＣＰＵ３１が特定のタグデータの更新可否を意識しないで処理できる手段を実現する。
【００７９】
通常のタグの情報にアクセスする方法については、上記実施の形態３の方法に従う。この時、アドレスメモリ３２内の全てのタグ更新許可ビット６０は、“１”が格納されており、全てのタグが“更新可能”であることを示している。センサの故障等により計測休止機能を特定タグに適用しなければならない場合、エンジニアリングツールまたはＨＭＩはユーザの指示により、計測休止機能を適用したいタグＮｏ．のタグ更新許可ビットを“０”にする。タグ更新許可ビットを“０”にすることによって、ＡＮＤ素子６１の出力は、タグメモリ書き込みコマンド６２の状態に関わらず常に無意になるので、該当する特定タグへのデータ更新（書き込み）が実施されなくなる。
【００８０】
以上のように、本実施の形態によれば、コントローラ制御ＣＰＵ３１は特定タグのデータ更新の可否を認識することなく処理することができるので、処理が容易になるとともに、高速化が図れる。
【００８１】
【発明の効果】
本発明に係る監視制御システムによれば、監視制御対象の監視を画面表示によって行うマンマシンインターフェイス（ＨＭＩ）、
上記監視制御対象の制御データを格納するタグメモリを有し、上記制御データの入出力を行うコントローラ、
各種命令の制御アルゴリズムをプログラミングし、上記各種命令に対応するタグ（監視・制御を実行するためのデータ構造）の情報を生成し、該生成したタグの情報をネットワークを介して上記コントローラにダウンロードするコントローラエンジニアリングツール及び上記画面表示のデータを上記ネットワークを介して上記ＨＭＩにダウンロードするＨＭＩエンジニアリングツールを含むエンジニアリングツールを備え、
上記コントローラエンジニアリングツールは、上記タグのデータ構造にユーザが定義する機構を設けると同時に、定義されたデータ構造を再配置して最適化したデータ構造体を生成し、
上記ＨＭＩエンジニアリングツールは、上記最適化したデータ構造体から上記画面表示に必要な情報だけを検出する機能を有するコンパイラを介して上記画面表示のデータを生成するものであるので、システムを再構築するに当り、廉価に再構築することができるとともに、画面表示を高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る監視制御システムの実施の形態１を示す構成図である。
【図２】ユーザによるタグのデータ構造の定義の例を示す図である。
【図３】本発明に係る監視制御システムの実施の形態２を示す構成図である。
【図４】本発明に係る監視制御システムの実施の形態３を示す構成図である。
【図５】本発明に係る監視制御システムの実施の形態４を示す構成図である。
【図６】本発明に係る監視制御システムの実施の形態５を示す構成図である。
【図７】本発明に係る監視制御システムの実施の形態６を示す構成図である。
【図８】本発明に係る監視制御システムの実施の形態７を示す構成図である。
【図９】本発明に係る監視制御システムの実施の形態８を示す構成図である。
【符号の説明】
１，６  コントローラ、２  ＨＭＩ、３  エンジニアリングツール、
４  メンテナンスネットワーク、５  タグデータ構造情報、
１１，７７  コントローラ制御Ｓ／Ｗ、１２，３０，７８  タグメモリ、
２１  ＨＭＩ制御Ｓ／Ｗ、３１  コントローラ制御ＣＰＵ、
３２  アドレスメモリ、３３  タグレジスタ、３４  加算器、
３５  データライン、３６  アドレスメモリアドレスライン、
３７  タグメモリアドレスライン、３８  アドレスメモリデータライン、
３９  タグメモリアドレスライン、４０  アラームアドレスメモリ、
４１，５２  セレクタ、４２  選択信号、５０  タグカウンタ、
５１  タグカウントアップコマンド、６０  タグ更新許可ビット、
６１  ＡＮＤ素子、６２  タグメモリ書き込みコマンド、
６３  メモリ書き込みコマンド、６５  モニタ用命令、
６６  ＰＩＤ制御用命令、６７  従来のタグデータ構造体、
６８  再配置されたモニター用のタグデータ構造体、
６９，７５，７６  再配置されたＰＩＤ制御用のタグデータ構造体、
７０  コントローラデータ生成コンパイラ、
７１ａ，７１２，７１３  ＨＭＩエンジニアリングツール、
７１ｂ  コントローラエンジニアリングツール、
７２，７２１，７２２，７２３  ＨＭＩデータ生成コンパイラ、
７３，７３２  プラント画面データ、
７５  コントローラ毎のタグデータ構造情報、７３１  計装画面表示データ、
７３３  システム監視画面データ。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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