(57)【要約】【課題】フィールド機器の状態を把握する際の労力を軽減する。【解決手段】いずれかのユニットグループに割り当てられるデバイスＩＤを設定したフィールド機器２１と、フィールド機器２１に入出力されるＨＡＲＴ通信信号を送受信し、このＨＡＲＴ通信信号に含まれる直流信号および当該直流信号に重畳されるデジタル信号を送受信するＩＯユニット２２と、ＩＯユニット２２から入出力されるデジタル信号を受信し、当該デジタル信号に基づいてフィールド機器２１の状態を、ユニットグループ単位で管理する管理部３１と、管理部３１に対して付与されるユニットグループ単位の権限情報を記憶する記憶部３２と、を備え、管理部３１は、権限情報を参照し、デジタル信号に対応するフィールド機器２１が属するユニットグループに対して許可されている権限の範囲内でデジタル信号に対応するフィールド機器２１の状態を管理する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のユニットグループのうち、いずれかのユニットグループに割り当てられるデバイスＩＤを設定した複数のフィールド機器と、
前記フィールド機器の入出力信号を送受信し、当該入出力信号に含まれる第１信号および当該第１信号に付加される第２信号を送受信する一または複数の入出力装置と、
前記入出力装置から入出力される前記第２信号を受信し、当該第２信号に基づいて前記フィールド機器の状態を、前記ユニットグループ単位で管理する一または複数の管理部と、
を備えることを特徴とするフィールド機器管理システム。
【請求項２】
前記管理部に対して付与される前記ユニットグループ単位の権限情報を記憶する記憶部をさらに備え、
前記管理部は、前記権限情報を参照し、前記第２信号に対応する前記フィールド機器が属する前記ユニットグループに対して許可されている権限の範囲内で前記第２信号に対応する前記フィールド機器の状態を管理する、
ことを特徴とする請求項１記載のフィールド機器管理システム。
【請求項３】
前記第２信号は、前記フィールド機器のアラートに関する情報を含み、
前記管理部は、前記フィールド機器のアラート状態を管理することを特徴とする請求項１または２記載のフィールド機器管理システム。
【請求項４】
前記権限情報は、前記フィールド機器を操作する操作権限、前記フィールド機器の状態を表示して監視する監視権限および前記フィールド機器のアラート通知を受信する通知権限に関する情報を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィールド機器管理システム。
【請求項５】
前記入出力装置から出力される前記第１信号を受信し、当該第１信号に基づいて前記フィールド機器を制御する制御部を、さらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィールド機器管理システム。
【請求項６】
前記フィールド機器の入出力信号はＨＡＲＴ通信信号であり、前記第１信号は４〜２０ｍＡの直流信号であり、前記第２信号はデジタル信号を変換した周波数信号である、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィールド機器管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発信機能を有する各種のフィールド機器を管理するフィールド機器管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
生産プロセスを管理する現場では、発信機能を有する各種のフィールド機器（例えばセンサやバルブ等）をプラントに設置し、フィールド機器から発信される信号をシステムに取り込むことで、各種の生産プロセスを管理している。生産プロセスを管理するシステムとして、例えばセンサから取得した流量や温度、圧力等に基づいてバルブの開度等を制御するものがある。下記特許文献１および特許文献２には、フィールド機器ごとに設定される計測値の上限閾値と下限閾値とに基づいて、生産プロセスのアラーム管理をするシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１９２５４３号公報
【特許文献２】特開２００５−２１６１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した各特許文献のシステムでは、フィールド機器の計測値が閾値を超えると、生産プロセスに何らかの異常が発生していることを示すアラームを管理装置に通知している。しかしながら、計測値が閾値を超えた要因についてまでは把握できないため、別途要因を調査して対応する必要があり、労力を要していた。
【０００５】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、フィールド機器の状態を把握する際の労力を軽減することができるフィールド機器管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るフィールド機器管理システムは、複数のユニットグループのうち、いずれかのユニットグループに割り当てられるデバイスＩＤを設定した複数のフィールド機器と、前記フィールド機器の入出力信号を送受信し、当該入出力信号に含まれる第１信号および当該第１信号に付加される第２信号を送受信する一または複数の入出力装置と、前記入出力装置から入出力される前記第２信号を受信し、当該第２信号に基づいて前記フィールド機器の状態を、前記ユニットグループ単位で管理する一または複数の管理部と、を備える。
【０００７】
かかる構成を採用することで、フィールド機器は、第１信号に加えて第２信号を入出力することができ、管理部は、第２信号に基づいてフィールド機器の状態を管理することができる。これにより、管理部は、フィールド機器の測定値や制御値以外の各種のデータに基づいてフィールド機器の状態を管理することができるため、例えばいずれかのフィールド機器に故障等の異常が発生した場合であっても、そのフィールド機器の状態を的確に把握することが可能となる。
【０００８】
また、本発明に係るフィールド機器管理システムは、前記管理部に対して付与される前記ユニットグループ単位の権限情報を記憶する記憶部をさらに備え、前記管理部は、前記権限情報を参照し、前記第２信号に対応する前記フィールド機器が属する前記ユニットグループに対して許可されている権限の範囲内で前記第２信号に対応する前記フィールド機器の状態を管理する、こととしてもよい。
【０００９】
このように構成することで、フィールド機器の状態を管理する際に、ユニットグループ単位で管理することができ、そのユニットグループに対して許可されている権限の範囲内で管理することができる。したがって、管理部に割り当てられたユニットグループに属するフィールド機器を、管理部に割り当てられた権限の範囲内で効率良く管理することが可能となる。
【００１０】
前記第２信号は、前記フィールド機器のアラートに関する情報を含み、前記管理部は、前記フィールド機器のアラート状態を管理することとしてもよい。また、前記権限情報は、前記フィールド機器を操作する操作権限、前記フィールド機器の状態を表示して監視する監視権限および前記フィールド機器のアラート通知を受信する通知権限に関する情報を含むこととしてもよい。
【００１１】
前記入出力装置から出力される前記第１信号を受信し、当該第１信号に基づいて前記フィールド機器を制御する制御部を、さらに備えることとしてもよい。また、前記フィールド機器の入出力信号をＨＡＲＴ通信信号とし、前記第１信号を４〜２０ｍＡの直流信号とし、前記第２信号をデジタル信号に変換した周波数信号としてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、フィールド機器の状態を把握する際の労力を軽減することが可能なフィールド機器管理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態におけるフィールド機器管理システムの構成を模式的に例示する図である。
【図２】ユニットグループの概念を模式的に例示する図である。
【図３】権限情報テーブルのデータ構成を例示する図である。
【図４】デバイス情報テーブルのデータ構成を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除するものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００１５】
まず、図１を参照して、実施形態におけるフィールド機器管理システムの構成について説明する。図１に示すように、フィールド機器管理システム１は、プラント系２に含まれるフィールド機器２１、ＩＯユニット２２および制御部２３と、管理系３に含まれる管理部３１および記憶部３２と、を有する。
【００１６】
なお、本実施形態では、説明の便宜のために各機器および各部の数を限定して説明するが、各機器および各部の数はこれに限られず、プラントの規模に合わせて任意に設計することができる。すなわち、フィールド機器管理システム１は、複数のフィールド機器２１と、一または複数のＩＯユニット２２と、一または複数の制御部２３と、一または複数の管理部３１および記憶部３２と、を備えることができる。
【００１７】
フィールド機器２１は、プラント内に装備される各種の機器である。フィールド機器２１としては、例えば、流量センサ、圧力センサおよび温度センサ等の各種センサや、流量制御弁および圧力制御弁等のバルブ、ポンプおよびファン等のアクチュエータが該当する。
【００１８】
フィールド機器２１は、ＨＡＲＴ（Highway Addressable Remote Transducer）通信機能を有し、ＨＡＲＴ通信信号を入出力する。ＨＡＲＴ通信信号は、４〜２０ｍＡの直流信号に、１２００Ｈｚと２２００Ｈｚとの周波数信号に変換されたデジタル信号を重畳することで生成される信号である。
【００１９】
上記直流信号は、フィールド機器２１ごとに設定される１つの変数の値を示す信号である。変数の値としては、例えば、流量、圧力、温度等の測定値や、弁開度等の制御値が該当する。上記デジタル信号は、例えば、フィールド機器２１内で収集可能な各種のデータを示す信号である。各種のデータとしては、例えば、フィールド機器２１の故障等の状態を知らせるアラート情報（デバイスアラート信号）や、フィールド機器２１における機器情報が該当する。なお、フィールド機器２１の測定値や制御値を各種のデータに含めることとしてもよい。
【００２０】
フィールド機器２１は、例えば、以下にようにしてＨＡＲＴ通信信号を生成する。最初に、フィールド機器２１は、０と１とで表されるデジタル信号を、２２００Ｈｚの信号と１２００Ｈｚの信号とで表される周波数信号に変換する。続いて、フィールド機器２１は、変換後の周波数信号を、測定値や制御値等を示す４〜２０ｍＡの直流信号に重畳する。これにより、ＨＡＲＴ通信信号が生成される。
【００２１】
各フィールド機器２１に設定されるデバイスＩＤは、所定のユニットグループにそれぞれ割り当てられ、ユニットグループ単位で管理される。図２を参照して、ユニットグループについて説明する。図２に示すように、フィールド機器Ａ、Ｄ、Ｇ、Ｈは第１のユニットグループＵａに属し、フィールド機器Ｂは第２のユニットグループＵｂに属し、フィールド機器Ｃ、Ｅ、Ｆは第３のユニットグループＵｃに属する。ユニットグループは、プラントを任意に区分けして形成する。プラントの区分けは、例えばプロセスや場所に応じて行うことができる。１つのプラントには、通常複数のユニットグループが形成される。１つのユニットグループには、一または複数のデバイスＩＤが割り当てられる。
【００２２】
ここで、識別情報には、上記デバイスＩＤの他に、タグＩＤがある。デバイスＩＤは、各フィールド機器２１の状態を管理するためにフィールド機器２１ごとに設定される識別情報であるのに対し、タグＩＤは、各フィールド機器２１に入出力される直流信号ごとに設定される識別情報である。タグＩＤを設定することで、各フィールド機器２１での測定値や制御値を、タグＩＤを用いて管理することができる。
【００２３】
ＩＯユニット２２は、フィールド機器２１に入出力されるＨＡＲＴ通信信号を送受信し、このＨＡＲＴ通信信号に含まれる周波数信号に対応するデジタル信号と直流信号とをそれぞれ別のラインで送受信する入出力装置である。なお、図１においては、デジタル信号と直流信号を別ラインで送受信しているが、同一のラインで送受信することとしてもよい。
【００２４】
ＩＯユニット２２は、例えば、以下のようにしてＨＡＲＴ通信信号から周波数信号に対応するデジタル信号と直流信号とを生成する。最初に、ＩＯユニット２２は、入力されたＨＡＲＴ通信信号を、１２００Ｈｚの信号および２２００Ｈｚの信号で表される周波数信号と、４〜２０ｍＡの直流信号とに分離する。続いて、ＩＯユニット２２は、分離後の周波数信号をデジタル信号に変換する。ＩＯユニット２２は、デジタル信号を管理系３の管理部３１に送信し、直流信号を制御部２３に送信する。
【００２５】
制御部２３は、ＩＯユニット２２から出力される直流信号を受信し、この直流信号に基づいてプロセスを制御する。例えば、制御部２３は、フィールド機器Ａから取得した流量や圧力等の測定値に基づいて、フィールド機器Ｇ（例えばバルブ）の開度等を制御する。
【００２６】
管理部３１は、ＩＯユニット２２から出力されるデジタル信号に基づいてフィールド機器２１の状態を、ユニットグループ単位で管理する。管理部３１は、記憶部３２の権限情報テーブルおよびデバイス情報を参照し、管理部３１に付与されている権限の範囲内でフィールド機器２１の状態等をモニタに表示する。
【００２７】
図３を参照して、権限情報テーブルについて説明する。権限情報テーブルは、管理部３１における各種権限の有無情報をユニットグループごとに格納する。各種権限として、例えば、フィールド機器２１を操作する操作権限、フィールド機器２１の状態を表示して監視する監視権限、およびフィールド機器２１のアラーム通知を受信する通知権限を設定することができる。フィールド機器２１の操作としては、例えばフィールド機器２１の起動操作や停止操作が該当する。
【００２８】
図３に示す権限情報テーブルに格納されている権限情報の内容は以下のとおりである。管理部３１が操作権限を有するフィールド機器２１は、ユニットグループＵａに属するフィールド機器Ａ、Ｄ、Ｇ、Ｈのみに限定される。管理部３１が監視権限を有するフィールド機器２１は、ユニットグループＵａ、Ｕｂ、Ｕｃに属するフィールド機器Ａ〜Ｈである。管理部３１が通知権限を有するフィールド機器２１は、ユニットグループＵａに属するフィールド機器Ａ、Ｄ、Ｇ、Ｈのみに限定される。
【００２９】
図４を参照して、デバイス情報テーブルについて説明する。デバイス情報テーブルは、フィールド機器２１に関するデバイス情報を格納する。デバイス情報は、例えば、デバイスＩＤ、ユニットグループＩＤおよび時系列データを含む。デバイスＩＤは、フィールド機器２１を一意に特定する識別情報である。ユニットグループＩＤは、ユニットグループを一意に特定する識別情報である。時系列データは、フィールド機器２１から出力される各種のデータであり、データ項目ごとに時系列に格納される。各種のデータは、ＨＡＲＴ通信信号に含まれるデジタル信号として、フィールド機器２１から出力される。各種のデータとしては、例えば、フィールド機器２１の状態を診断した結果である診断情報が該当する。診断情報には、例えば、要保守状態、動作条件逸脱状態、調整中状態および故障状態等が含まれる。
【００３０】
管理部３１によってモニタに表示される画面として、例えば、デバイスアラート画面がある。デバイスアラート画面は、管理者によって指定された一または複数のユニットグループに属するフィールド機器２１のアラート情報を表示する。デバイスアラート画面は、例えば、フィールド機器ごとに、デバイスＩＤ、ユニットグループＩＤ、緊急度、発生時刻、アラートレベルおよびアラート内容等を含むアラート情報を一覧表示する。デバイスアラート画面は、一覧表示したアラート情報を、例えば緊急度や発生時刻、アラートレベルの順にソートして再表示する機能を有する。デバイスアラート画面は、一覧表示したフィールド機器の情報を、例えば緊急度やアラートレベルの内容でフィルタリングして再表示する機能を有する。
【００３１】
上述してきたように、実施形態におけるフィールド機器管理システム１によれば、フィールド機器２１がＨＡＲＴ通信信号を入出力し、管理部３１がＨＡＲＴ通信信号に含まれるデジタル信号に基づいてフィールド機器２１の状態を管理することができる。これにより、管理部３１は、フィールド機器２１の測定値や制御値以外の各種のデータに基づいてフィールド機器２１の状態を管理することができる。したがって、例えば、いずれかのフィールド機器２１に故障等の異常が発生した場合であっても、そのフィールド機器２１の状態を的確に把握することが可能となる。それゆえに、フィールド機器２１の状態を把握する際の労力を軽減することができる。
【００３２】
また、フィールド機器２１の状態を管理する際に、ユニットグループ単位でフィールド機器２１を管理することができ、そのユニットグループに対して許可されている権限の範囲内でフィールド機器２１を管理することができる。これにより、管理部３１に割り当てられたユニットグループに属するフィールド機器２１を、管理部３１に割り当てられた権限の範囲内で効率良く管理することが可能となる。
【００３３】
なお、上述した実施形態におけるフィールド機器２１はＨＡＲＴ通信機能を備えているが、フィールド機器２１に搭載する通信機能はＨＡＲＴ通信機能に限定されない。フィールド機器２１の測定値や制御値の他に、アラート情報やプロセス情報等の情報を付加して外部と通信できる機能であれば、他のどのような通信機能であっても適用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１…フィールド機器管理システム、２…プラント系、３…管理系、２１…フィールド機器、２２…ＩＯユニット、２３…制御部、３１…管理部、３２…記憶部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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