(57)【要約】【課題】プラントを制御するプラント制御装置を自動的に点検可能とする。【解決手段】自動点検制御装置３０は、信号切替装置４０のスイッチ４１、４２を切り替え、模擬制御起動信号６５を出力してプラント制御装置２０を手動運転モードに切り替える。次に模擬温度制御結果信号６１を出力し、これを受けてプラント制御装置２０は温度制御信号５０を出力する。自動点検制御装置３０は、模擬温度制御結果信号６１の変化に応じて温度制御信号５０が正常に変化しているか否かを検証する。次に、自動点検制御装置３０は模擬圧力制御結果信号６４を出力する。これを受けてプラント制御装置２０は模擬圧力制御結果信号６４に応じた模擬圧力制御信号６６を出力する。自動点検制御装置３０は模擬圧力制御信号６６が、模擬圧力制御結果信号６４の変化に応じて正常に変化しているか否かを検証する。【選択図】        図１
2005031964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの操業時に、プラント内の各装置に制御信号を送信して各装置を制御すると共に、プラント内の各センサから制御結果信号を受信するプラント制御装置と、
プラント制御装置の点検時に、プラント制御装置に模擬制御結果信号を送信し、これに応じてプラント制御装置から出力される制御信号を受信し、この制御信号を検証する自動点検制御装置と、
プラントの操業時又はプラント制御装置の点検時に応じて各信号の経路を所定に切り替える信号切替装置とからなるプラント制御装置の点検システム。
【請求項２】
前記自動点検制御装置は、前記プラント内の特定の装置に対して模擬制御信号を前記信号切替装置を介して送信し、これに応じて特定の装置に関するセンサから出力される制御結果信号を信号切替装置を介して受信し、この制御結果信号を検証することを特徴とする請求項１記載のプラント制御装置の点検システム。
【請求項３】
前記特定の装置はアクチュエータ（例；エア、油圧、電気駆動の装置）であり、前記模擬制御信号はバルブを開閉する信号であり、前記制御結果信号は前記センサがアクチュエータの実際の開閉を検出した信号であることを特徴とする請求項２記載のプラント制御装置の点検システム。
【請求項４】
プラントの操業時に、プラント内の各装置に制御信号を送信して各装置を制御すると共に、プラント内の各センサから制御結果信号を受信するプラント制御装置を自動的に点検するプラント制御装置の点検方法において、プラントの操業時又は前記点検時に応じて各信号経路を所定に切り替えるステップと、
点検時に、プラント制御装置に模擬制御結果信号を送信するステップと、
これに応じてプラント制御装置から出力される制御信号を受信するステップと、
受信した制御信号を検証するステップとを有することを特徴とするプラント制御装置の点検方法。
【請求項５】
前記プラント内の特定の装置に対して模擬制御信号を送信するステップと、
これに応じて特定の装置に関するセンサから出力される制御結果信号を受信するステップと、
受信した制御結果信号を検証するステップとを有することを特徴とする請求項４記載のプラント制御装置の点検方法。
【請求項６】
プラントの操業時に、プラント内の各装置に制御信号を送信して各装置を制御すると共に、プラント内の各センサから制御結果信号を受信するプラント制御装置の点検時に、プラント制御装置に模擬制御結果信号を送信する送信処理と、
模擬制御結果信号に応じてプラント制御装置から出力される制御信号を受信する受信処理と、
受信した制御信号を検証する検証処理と、
プラントの操業時又はプラント制御装置の点検時に応じて各信号経路を所定に切り替える信号切替処理とを実行させるコンピュータ（シーケンサ、パソコン、ＬＳＩロジック等）読み取り可能なプログラム。
【請求項７】
前記プラント内の特定の装置に対して模擬制御信号を送信する送信処理と、
これに応じて特定の装置に関するセンサから出力される制御結果信号を受信する受信処理と、
受信した制御結果信号を検証する検証処理とを実行させることを特徴とする請求項６記載のコンピュータ（シーケンサ、パソコン、ＬＳＩロジック等）読み取り可能なプログラム。
【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、焼結炉やスプレードドライヤ、化学プラント、食品プラント等のプラントを制御するプラント制御装置を自動的に点検するプラント制御装置の点検システム、点検方法及びこのシステム、方法で用いられるコンピュータ読み取り可能なプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プラントの動作を、プラント制御装置を用いて制御するプラント制御システムが知られている。プラント制御装置は、プラント内のバルブ等のアクチュエータやヒータ等を含む各装置に設けられた温度センサ、圧力センサ、リミットスイッチ等を含む各種センサの検出値に基づいて制御信号を作成してプラント側に送り、上記各装置を制御するようにしている。
このような制御システムでは、プラント制御装置の保守、点検を行う必要があるが、従来はプラントの操業を停止して人手により点検作業を行っていた。
【０００３】
また従来より、プラント内の各種センサの検出値を監視してプラントの予防保全を行うようにしたプラント予防保全システム、方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここでは、センサの検出値に以上があったとき、対応する点検項目のリストが出力され、これに基づいて入力される点検結果に応じて所定の演算によりその点検項目が適正であったか否かを判定するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１７５１３４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の人手によるプラント制御装置の点検方法では、
・プラントを長時間操業停止しなければならない。
・人員の確保や多大な保全費を必要とする。
・例えば年１回程度の定期的な点検しかできないＴＢＭ（Ｔｉｍｅ  Ｂａｓｅｄ  Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）方式による点検となり、その間に異常が発生した場合には対処できない等の問題があった。
また、特許文献１では、プラントの点検に際しての点検項目が適正であったか否かを判定するだけであり、上記の問題を解決することはできなかった。
【０００６】
本発明は上記の問題を解決するためのもので、プラントを制御するプラント制御装置を自動的に点検することのできるプラント制御装置の点検システム、点検方法及びコンピュータ読み取り可能なプログラムを提供することを目的とするものである。
また、プラント制御装置の点検以外に、プラント内のバルブ等のアクチュエータの点検も行うようにすることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明によるプラント制御装置の点検システムは、プラントの操業時に、プラント内の各装置に制御信号を送信して各装置を制御すると共に、プラント内の各センサから制御結果信号を受信するプラント制御装置と、プラント制御装置の点検時に、プラント制御装置に模擬制御結果信号を送信し、これに応じてプラント制御装置から出力される制御信号を受信し、この制御信号を検証する自動点検制御装置と、プラントの操業時又はプラント制御装置の点検時に応じて各信号の経路を所定に切り替える信号切替装置とからなるものである。
【０００８】
本発明によるプラント制御装置の点検方法は、プラントの操業時に、プラント内の各装置に制御信号を送信して各装置を制御すると共に、プラント内の各センサから制御結果信号を受信するプラント制御装置を自動的に点検するプラント制御装置の点検方法において、プラントの操業時又は前記点検時に応じて各信号経路を所定に切り替えるステップと、点検時に、プラント制御装置に模擬制御結果信号を送信するステップと、これに応じてプラント制御装置から出力される制御信号を受信するステップと、受信した制御信号を検証するステップとを有することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によるコンピュータ読み取り可能なプログラムは、プラントの操業時に、プラント内の各装置に制御信号を送信して各装置を制御すると共に、プラント内の各センサから制御結果信号を受信するプラント制御装置の点検時に、プラント制御装置に模擬制御結果信号を送信する送信処理と、模擬制御結果信号に応じてプラント制御装置から出力される制御信号を受信する受信処理と、この制御信号を検証する検証処理と、プラントの操業時又はプラント制御装置の点検時に応じて各信号経路を所定に切り替える信号切替処理とをコンピュータ（シーケンサ、パソコン、ＬＳＩロジック等）に実行させるものである。
【００１０】
【作用】
従って、本発明によれば、信号切替装置は、プラントの操業時前記点検時とで各信号経路を所定に切り替え、点検時に自動点検制御装置は、プラント制御装置に模擬制御結果信号を送信し、これに応じてプラント制御装置から出力される制御信号を受信し、この制御信号を検証することにより、プラント制御装置の異常を検出することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
図１、図２は本発明の実施の形態によるプラント制御装置の点検システムを示すブロック図であり、図１はプラント制御装置の点検時の構成及び信号の流れを示し、図２はプラントの通常の操業時の構成及び信号の流れを示す。
【００１２】
図１、図２において、本実施の形態によるプラント制御装置の点検システムは、プラントフィールド（プラントの制御対象部分）１０と、このプラントフィールド１０を制御し、計装盤を有するプラント制御装置２０と、このプラント制御装置２０と後述するバルブを自動的に点検する自動点検制御装置３０と、プラントフィールド１０とプラント制御装置２０及び自動点検制御装置３０との間に設けられ各信号経路を所定に切り替える信号切替装置４０とにより構成されている。
【００１３】
プラントフィールド１０には、ヒータ等を含むアナログ装置１１、ヒータの温度を検出する温度センサ１２、シリンダバルブ等を含むアクチュエータ１３、上記バルブの開閉を検出するリミットスイッチ等を含む近接センサ１４、バルブの圧力を検出する圧力センサ１５が設けられている。信号切替装置４０には、それぞれ接点ａ，ｂを有する５個のスイッチ４１とオン・オフスイッチ４２が設けられている。尚、スイッチ４２がオフのとき、スイッチ４１は接点ａ側に接続され、スイッチ４２がオンのとき、スイッチ４１は接点ｂ側に接続されるものとする。
【００１４】
次に、上記構成によるプラント制御装置２０の点検システムの動作について説明する。尚、以下の説明においては、アナログ装置１１をヒータ１１とし、アクチュエータ１３をバルブ１３とし、近接センサ１４をリミットスイッチ１４として説明する。
【００１５】
まず、図２の操業時におけるプラント制御装置２０動作について説明する。
図２において、スイッチ４２はオフで、各スイッチ４１は接点ａに接続され、プラント制御装置２０は自動運転モードで動作している。プラント制御装置２０は、アナログの温度制御信号５０を出力し、スイッチ４１を介してヒータ１１を加熱する。ヒータ１１の温度は温度センサ１２で検出される。温度センサ１２は、０〜５２Ｍｖ  の検出電圧の範囲でアナログの温度制御結果信号５１をプラント制御装置２０に出力する。
【００１６】
このとき、プラントが正常に動作していれば、温度制御信号５０の電流が４〜２０ｍＡの所定範囲のときヒータ１１は所定範囲又は所定値の温度に制御される。
即ち、ヒータ１１の温度が上がると、温度制御結果信号５１の電圧が上がるので、プラント制御装置２０は、温度制御信号５０の電流を小さくしてヒータ１１の温度を下げるように制御する。また、ヒータ１１の温度が下がれば、温度制御信号５０の電流を大きくして、ヒータ１１の温度を上げるように制御する。また、温度制御結果信号５１が閾値を超えれば、警報を出力すると共に、動作を停止させる等の適当な処置がとられる。
【００１７】
一方、プラント制御装置２０は、バルブ１３の開閉を制御する２値の圧力制御信号５２を出力する。このバルブ１３の開閉に応じてバルブ内の圧力が変化するので、圧力センサ１５から１〜５Ｖのアナログの圧力制御結果信号５４が出力される。プラント制御装置２０は、この圧力制御結果信号５４に応じて圧力制御信号５２を出力することにより、圧力を所定に制御する。即ち、圧力が上がればバルブ１３を閉じ、圧力が下がればバルブ１３を開ける制御を行う。
【００１８】
また、バルブ１３の開閉に応じてリミットスイッチ１４がオン・オフし、２値の制御アンサー信号５３が出力される。バルブ１３の開閉が正常に行われていれば、２値の制御アンサー信号５３は２値の圧力制御信号５２に対応したものとなる。バルブ１３に異常があると、開閉が遅れたり、開閉しないことになり、制御アンサー信号５３は圧力制御信号５２に対応しなくなる。そこで、制御アンサー信号５３をチェックし、圧力制御信号５２に対応しなかった場合は、バルブ異常、あるいはリミットスイッチ１２異常として、警報を出力すると共に適当な処置がとられる。
【００１９】
次に、図１のプラント制御装置２０及びバルブ１３の点検時における点検システムの動作について、図３の自動点検制御装置３０の処理を示すフローチャートを用いて説明する。
図１、図３において、自動点検制御装置３０により信号切替装置４０内のスイッチ４１を接点ｂ側に接続しスイッチ４２をオンにすると共に、模擬制御起動信号６５を出力し、スイッチ４２を介してプラント制御装置２０を自動運転モードから手動運転モードに切り替える（ステップＳ１）。
【００２０】
この状態において、自動点検制御装置３０は、アナログの模擬温度制御結果信号６１を出力し、スイッチ４１を介してプラント制御装置２０に送信する（ステップＳ２）。この模擬温度制御結果信号６１は、ヒータ１１の正常な温度変化に応じた信号、即ち図２の温度制御結果信号５１に対応する信号である。これを受けてプラント制御装置２０は、アナログの温度制御信号５０を出力し、自動点検制御装置３０に送信する。
【００２１】
自動点検制御装置３０は温度制御信号５０を受信し（ステップＳ３）、自分が出力した模擬温度制御結果信号６１の変化に応じて受信した温度制御信号５０が正常に変化しているか否かを検証する（ステップＳ４）。正常に変化していなければ、プラント制御装置２０は、温度制御部に異常があることになる。温度制御部の正常・異常はそれぞれ表示される（ステップＳ５、Ｓ６）。
【００２２】
次に、自動点検制御装置３０は、アナログの模擬圧力制御結果信号６４を出力し、プラント制御装置２０に送信する（ステップＳ７）。この模擬圧力制御結果信号６４は、バルブ圧力の正常な変化に応じた信号、即ち図２の圧力制御結果信号５４に対応する信号である。これを受けてプラント制御装置２０は、上記模擬圧力制御結果信号６４に応じたアナログの模擬圧力制御信号６６を出力し自動点検制御装置３０に送信する。
【００２３】
自動点検制御装置３０は模擬圧力制御信号６６を受信し（ステップＳ８）、受信した模擬圧力制御信号６６が、自分が出力した模擬圧力制御結果信号６４の変化に応じて正常に変化しているか否かを検証する（ステップＳ９）。正常に変化していなければ、プラント制御装置２０は、圧力制御部に異常があることになる。この正常・異常はそれぞれ表示される（ステップＳ１０、Ｓ１１）。
【００２４】
上記模擬圧力制御信号６６が返信されない、又は返信が遅れた場合は、圧力センサ１３の故障、異常の警報を出す設定値の設定間違い、電気配線の断線等の異常が発生したものとすることができる。
【００２５】
次に、自動点検制御装置３０は、バルブ１３を所定の時間・回数で開閉させる２値の模擬圧力制御信号６２を出力する（ステップＳ１２）。リミットスイッチ１２は、このときのバルブの開閉に応じた２値の模擬制御アンサー信号６３を自動点検制御装置３０に出力する（ステップＳ１３）。自動点検制御装置３０は、自分が出力した模擬圧力制御信号６２が示すバルブ開閉の時間・回数と模擬制御アンサー信号６３が示すバルブ開閉の時間・回数とを比較し（ステップＳ１４）、両者が一致すれば正常とし（ステップＳ１５）、一致しなければ異常とする（ステップＳ１６）。
【００２６】
上記両者が一致しない場合は、次のような異常が考えられる。
（１）模擬制御アンサー信号６３が返信されない場合
・バルブ１３の動作不良
・リミットスイッチ１２の動作不良
・バルブ１３を動かす電磁弁又はモータの動作不良
・バルブ１３を動かす配管の欠損、電気配線の断線
【００２７】
（２）模擬制御アンサー信号６３の返信が遅い場合
・バルブ内のエア、油等の漏れ
・バルブ内のパッキング劣化によるエア、油等の漏れ
・電磁弁内のパッキング劣化によるエア、油等の漏れ
【００２８】
尚、図３のフローチャートでは、最初に温度制御に関する処理を行い、次に、圧力制御、バルブの開閉制御の順で処理を行っているが、この順番は変更してもよい。
【００２９】
本実施の形態によれば、次の効果を得ることができる。
・プラント制御装置２０の計装盤における計器等の点検を行うことができると共に、アクチュエータ（エア、油圧、電気駆動の装置、例えば、バルブ）の点検も行うことができる。また、これらの点検をＣＢＭ（Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ  Ｂａｓｅｄ  Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）方式により行い、プラントの予防保守を実現することができる。
・  アクチュエータ１１の動作時間を測定することにより、バルブのパッキング不良等の目に見えない僅かな異常でも検出することができる。
【００３０】
・夜間等のプラントの停止時に人手をかけずに自動的にしかも迅速に点検を行うことができる。
・自動点検制御装置３０は、コンピュータ、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、シーケンサ等の電子機器により簡単に制御することができる。
【００３１】
次に、本実施の形態によるプログラムについて説明する。
図３のフローチャートに示す処理を、コンピュータシステムのＣＰＵが実行するためのプログラムは、本発明によるコンピュータ読み取り可能なプログラムを構成する。
【００３２】
このプログラムを記録するための記録媒体としては、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ、磁気記録媒体等を用いることができ、これらをＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、メモリカード等に構成して用いてよい。
【００３３】
またこの記録媒体は、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部のＲＡＭ等の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持するものも含まれる。
【００３４】
また上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから伝送媒体を介して、あるいは伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されるものであってよい。上記伝送媒体とは、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように、情報を伝送する機能を有する媒体をいうものとする。
【００３５】
また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００３６】
従って、このプログラム及び記録媒体を図の装置とは異なるシステム又は装置において用い、そのシステム又は装置のコンピュータがこのプログラムを実行することによっても、各実施の形態で説明した機能及び効果と同等の機能及び効果を得ることができ、本発明の目的を達成することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、プラント制御装置の点検システムを、プラント制御装置と、このプラント制御装置を模擬的に運転して自動的に点検する自動点検制御装置と、操業時と点検時とで信号路を切り替える信号切替装置とにより構成したことにより、プラント制御装置の点検を、システムの状態に応じていつでも自動的に迅速に行うことができる。
また、プラント内におけるアクチュエータ（例えば、バルブ等）等の特定の装置を模擬制御することにより、アクチュエータ等の故障を確実に未然に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるプラント制御装置の点検システムの点検時における構成及び信号の流れを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態によるプラント制御装置の点検システムのプラント操業時における構成及び信号の流れを示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態によるプラント制御装置の点検システムの点検時における動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０：プラントフィールド、１１：アナログ装置（ヒータ）、１２：温度センサ、１３：アクチュエータ、１４：近接センサ（リミットスイッチ）、１５：圧力センサ、２０：プラント制御装置、３０：自動点検制御装置、４０：信号切替装置、４１，４２：スイッチ、５０：温度制御信号、６１：模擬温度制御結果信号、６２：２値の模擬圧力制御信号、６３：アナログの模擬圧力制御結果信号、６４：アナログの模擬圧力制御結果信号、６５：模擬制御起動信号、６６：アナログの模擬圧力制御信号
【図１】
2005031964.tif 000003
【図２】
2005031964.tif 000004
【図３】
2005031964.tif 000005