(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計算機を応用した監視制御装置の製作用データベースであって、
前記監視制御装置による制御対象から生じるプロセス情報の監視、蓄積、表示、印字の処理を行うマンマシンコンポーネントを構築するための機器監視情報及び監視画面情報の雛形と、
前記制御対象プロセスを運転するための自動制御を処理するコントローラコンポーネントを構築するための制御回路情報及び制御信号情報の雛形とを備え、
これらが前記制御対象プロセスに存在する機器毎に定義されており、かつ、情報相互の一貫性が確保された、前記両コンポーネントを横断したデータ保持構造の標準化された雛形のプロセス監視制御ユニットとしてライブラリ管理されている
ことを特徴とする監視制御装置製作用データベース。
【請求項２】
標準化された雛形のプロセス監視制御ユニットの機器監視情報、監視画面情報、制御回路情報及び制御信号情報は、マンマシンコンポーネントとコントローラコンポーネントとのインタフェースに関する情報を保持しており、上記両コンポーネントを横断した整合性が取れたデータを生成できることを特徴とする請求項１に記載の監視制御装置製作用データベース。
【請求項３】
標準化された雛形のプロセス監視制御ユニットは、機器監視情報における信号情報部分によって別のプロセス監視制御ユニットを指定でき、別の監視制御ユニットとの階層構造を可能として監視制御装置に実装する機能を容易に変更、拡張できることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の監視制御装置製作用データベース。
【請求項４】
監視制御装置による制御対象から生じるプロセス情報の監視、蓄積、表示、印字の処理を行うマンマシンコンポーネントを構築するための機器監視情報及び監視画面情報の雛形と、前記制御対象プロセスを運転するための自動制御を処理するコントローラコンポーネントを構築するための制御回路情報及び制御信号情報の雛形とを備え、これらが前記制御対象プロセスに存在する機器毎に定義されており、かつ、情報相互の一貫性が確保された、前記両コンポーネントを横断したデータ保持構造の標準化された雛形のプロセス監視制御ユニットとしてライブラリ管理されている監視制御装置製作用データベースを用い、
この監視制御装置製作用データベースから、前記マンマシンコンポーネントを構築する場合は制御対象に適応した前記機器監視情報及び監視画面情報の雛形を取り出し、また、コントローラコンポーネントを構築する場合は制御対象に適応した制御回路情報及び制御信号情報の雛形を取り出し、これら取り出した雛形情報に制御対象に固有のデータを設定し、かつ実際の信号情報を割り付けて、監視制御装置への実装データとして、前記マンマシンコンポーネントについては信号監視データベースや画面表示用データベースを生成し、コントローラコンポーネントについては制御回路や上位計算機とのインタフェース及び入出力領域を生成する
ことを特徴とする監視制御装置のシステム構築方法。
【請求項５】
プロセス監視制御ユニットを、監視制御対象の機器や制御機能のオブジェクトとして構成し、このオブジェクトの積み重ねにより、多量のプロセス監視用信号情報の定義に一貫性を持たせたことを特徴とする請求項４に記載の監視制御装置のシステム構築方法。
【請求項６】
監視制御装置に実装する機能及び信号管理情報を、プロセス監視制御ユニットを用いてユーザーに対して迅速に情報提供し、前記ユーザーからの要望をフィードバックできることを特徴とする請求項４に記載の監視制御装置のシステム構築方法。
【請求項７】
監視制御装置による制御対象から生じるプロセス情報の監視、蓄積、表示、印字の処理を行うマンマシンコンポーネントを構築するための機器監視情報及び監視画面情報の雛形と、前記制御対象プロセスを運転するための自動制御を処理するコントローラコンポーネントを構築するための制御回路情報及び制御信号情報の雛形とを備え、これらが前記制御対象プロセスに存在する機器毎に定義されており、かつ、情報相互の一貫性が確保された、前記両コンポーネントを横断したデータ保持構造の標準化された雛形のプロセス監視制御ユニットとしてライブラリ管理されている監視制御装置製作用データベースを用い、
このライブラリデータベースから、前記マンマシンコンポーネントについては制御対象に適応した前記機器監視情報及び監視画面情報の標準ドキュメント情報を取り出し、また、コントローラコンポーネントについては制御対象に適応した制御回路情報及び制御信号情報の標準ドキュメント情報を取り出し、これら取り出した標準ドキュメント情報に制御対象に固有のデータを設定し、かつ実際の信号情報を割り付けて、前記マンマシンコンポーネントについては信号監視データベースや画面表示用データベースのデータ生成処理を行い、コントローラコンポーネントについては制御回路や上位計算機とのインタフェース及び入出力領域のデータ生成処理を行って監視制御システム製作用データドキュメントを出力する
ことを特徴とする監視制御装置のエンジニアリング方法。
【請求項８】
エンジニアリングを行うデータを、プロセス監視制御ユニットを用いて機器の単位で管理できるデータ構造に定義することで、エンジニアリング業務を簡易化したことを特徴とする請求項７に記載の監視制御装置のエンジニアリング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、計算機を応用した監視制御装置の、コンピュータソフトウェアの設計・製造や、ハード回路の設計・製造等に用いられる監視制御装置製作用データベース及びこれを用いた監視制御装置のシステム構築方法及び監視制御装置のエンジニアリング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
計算機を応用した監視制御装置は、プロセス情報の監視、蓄積、表示、印字等の処理を行うマンマシンコンポーネント、プロセスを運転するための自動制御を処理するコントローラーコンポーネント、さらにインタフェース信号を伝送するための伝送装置やハード回路などにより成り立っている。
【０００３】
そして、監視制御装置を製作するためには、これらのマンマシンコンポーネントやコントローラーコンポーネントに実装するソフトウェアの設計・製造やハード回路などを製作するための設計・製造を行わなくてはならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の計算機を応用した監視制御装置の製作では、マンマシンコンポーネント、コントローラーコンポーネント、リレー回路などの製作は、ユーザーからの仕様に基づいて各々別々に設計・製造を行っていた。このため、各々のソフトウェア、ハードウェアの製作工程において、重複した情報を扱うことが多く、効率が悪かった。
【０００５】
また、各々のコンポーネント及びハード回路間でインタフェースする情報については、個別に設計・製造してインタフェース試験を行わなければならず、設計・製造の過程で生じる誤りにより、プロセス監視のための情報が正しく伝達できないと言う問題も発生していた。
【０００６】
さらに、コンポーネントに実装するソフトウェアやハード回路の標準化を行なう場合にも、ソフトウェアや標準回路図などが別々に管理されているため、コンポーネント毎のソフトウェアやハードウェアを横断した管理が出来なかった。
【０００７】
また、プロセスを管理するためのデータベース情報は膨大な量があるため、データ製作過程で例えば信号の名称、まとまりの単位等、データ情報の整合性、一貫性が崩れることもあった。
【０００８】
本発明は上記の問題を解決するためになされたもので、監視制御装置を構成する各コンポーネントを横断したデータ保持構造により、データの一貫性を確保し、各コンポーネントを横断したインタフェース情報の整合が保たれたデータを作成できる監視制御装置製作用データベース及びこれを用いた監視制御装置のシステム構築方法及び監視制御装置のエンジニアリング方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による監視制御装置製作用データベースは、計算機を応用した監視制御装置の製作用データベースであって、前記監視制御装置による制御対象から生じるプロセス情報の監視、蓄積、表示、印字の処理を行うマンマシンコンポーネントを構築するための機器監視情報及び監視画面情報の雛形と、前記制御対象プロセスを運転するための自動制御を処理するコントローラコンポーネントを構築するための制御回路情報及び制御信号情報の雛形とを備え、これらが前記制御対象プロセスに存在する機器毎に定義されており、かつ、情報相互の一貫性が確保された、前記両コンポーネントを横断したデータ保持構造の標準化された雛形のプロセス監視制御ユニットとしてライブラリ管理されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の監視制御装置製作用データベースでは、標準化された雛形のプロセス監視制御ユニットの機器監視情報、監視画面情報、制御回路情報及び制御信号情報は、マンマシンコンポーネントとコントローラコンポーネントとのインタフェースに関する情報を保持しており、上記両コンポーネントを横断した整合性が取れたデータを生成できる。
【００１１】
また、本発明の監視制御装置製作用データベースでは、標準化された雛形のプロセス監視制御ユニットは、機器監視情報における信号情報部分によって別のプロセス監視制御ユニットを指定でき、別の監視制御ユニットとの階層構造を可能として監視制御装置に実装する機能を容易に変更、拡張できる。
【００１２】
本発明による監視制御装置のシステム構築方法は、監視制御装置による制御対象から生じるプロセス情報の監視、蓄積、表示、印字の処理を行うマンマシンコンポーネントを構築するための機器監視情報及び監視画面情報の雛形と、前記制御対象プロセスを運転するための自動制御を処理するコントローラコンポーネントを構築するための制御回路情報及び制御信号情報の雛形とを備え、これらが前記制御対象プロセスに存在する機器毎に定義されており、かつ、情報相互の一貫性が確保された、前記両コンポーネントを横断したデータ保持構造の標準化された雛形のプロセス監視制御ユニットとしてライブラリ管理されている監視制御装置製作用データベースを用い、この監視制御装置製作用データベースから、前記マンマシンコンポーネントを構築する場合は制御対象に適応した前記機器監視情報及び監視画面情報の雛形を取り出し、また、コントローラコンポーネントを構築する場合は制御対象に適応した制御回路情報及び制御信号情報の雛形を取り出し、これら取り出した雛形情報に制御対象に固有のデータを設定し、かつ実際の信号情報を割り付けて、監視制御装置への実装データとして、前記マンマシンコンポーネントについては信号監視データベースや画面表示用データベースを生成し、コントローラコンポーネントについては制御回路や上位計算機とのインタフェース及び入出力領域を生成することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の監視制御装置のシステム構築方法では、プロセス監視制御ユニットを、監視制御対象の機器や制御機能のオブジェクトとして構成し、このオブジェクトの積み重ねにより、多量のプロセス監視用信号情報の定義に一貫性を持たせることができる。
【００１４】
また、本発明の監視制御装置のシステム構築方法では、監視制御装置に実装する機能及び信号管理情報を、プロセス監視制御ユニットを用いてユーザーに対して迅速に情報提供し、前記ユーザーからの要望をフィードバックできる。
【００１５】
また、本発明による監視制御装置のエンジニアリング方法は、監視制御装置による制御対象から生じるプロセス情報の監視、蓄積、表示、印字の処理を行うマンマシンコンポーネントを構築するための機器監視情報及び監視画面情報の雛形と、前記制御対象プロセスを運転するための自動制御を処理するコントローラコンポーネントを構築するための制御回路情報及び制御信号情報の雛形とを備え、これらが前記制御対象プロセスに存在する機器毎に定義されており、かつ、情報相互の一貫性が確保された、前記両コンポーネントを横断したデータ保持構造の標準化された雛形のプロセス監視制御ユニットとしてライブラリ管理されている監視制御装置製作用データベースを用い、このライブラリデータベースから、前記マンマシンコンポーネントについては制御対象に適応した前記機器監視情報及び監視画面情報の標準ドキュメント情報を取り出し、また、コントローラコンポーネントについては制御対象に適応した制御回路情報及び制御信号情報の標準ドキュメント情報を取り出し、これら取り出した標準ドキュメント情報に制御対象に固有のデータを設定し、かつ実際の信号情報を割り付けて、前記マンマシンコンポーネントについては信号監視データベースや画面表示用データベースのデータ生成処理を行い、コントローラコンポーネントについては制御回路や上位計算機とのインタフェース及び入出力領域のデータ生成処理を行って監視制御システム製作用データドキュメントを出力することを特徴とする
【００１６】
また、本発明による監視制御装置のエンジニアリング方法では、エンジニアリングを行うデータを、プロセス監視制御ユニットを用いて機器の単位で管理できるデータ構造に定義することで、エンジニアリング業務を簡易化した。
【００１７】
本発明では、監視制御装置を構成する各コンポーネントのソフトウェア機能やハードウェアの情報をまとめて管理するデータ保持構造を定義し、これらの各コンポーネントのソフトウェア機能やハードウェアを横断した一貫性のあるデータを作成することを可能とする。
【００１８】
また、データを扱う単位をプロセスの信号個別ではなく、監視対象となる機器の単位で信号を扱うための概念を提供することで、信号のまとまりの一貫性を確保することを可能とする。
【００１９】
さらに、エンジニアリング作業においてはエンジニアリングの単位が個別の信号の単位から機器というより具体的なイメージでデータを扱うことを可能とし、ソフトウェアのエンジニアリング作業を専門のエンジニア以外でも行えるようにする。
【００２０】
また、監視制御装置のソフトウェアやハードウェアを製作するためのデータベースを各々のコンポーネント個別ではなく、監視装置を構成する各コンポーネントが相互に必要となる単位で情報をまとめて保持する。このため複数のコンポーネントに亘ってインタフェース情報の整合が取れた状態で製作情報を出力することが可能となる。
【００２１】
さらに、データの管理単位を各々別個の信号ではなく、意味のある信号のまとまりとして保持しているため、データベース情報の構築により部品を積み上げる（ビルディングブロック）方式で行うことが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるデータベース構築システムの一実施の形態を説明する。
【００２３】
図１は、データ保持構造の一例を示すプロセス監視制御ユニット２０と、制作機器２１との関係を表わす説明図である。
【００２４】
この例ではデータを管理する構造として、プロセス監視制御ユニット２０は、マンマシンコンポーネントのための機器監視情報１及び監視画面情報２、コントローラコンポーネントのための制御用回路情報３及び制御用信号情報４、ハードウェア情報５のように機能を分けて保持している。
【００２５】
機器監視情報１はプロセス監視を行なうための信号管理単位（機器単位など）毎の信号属性情報であり、名称、ユニット識別情報、信号毎処理情報、Ｉ／Ｏ割付ポイント情報などからなっている。監視画面情報２は監視画面に信号情報を表示するための表示情報（表示オブジェクトのサイズ、位置、表示方式など）であり、フェースプレート表示パターン情報やオブジェクト表示情報などがある。
【００２６】
制御用回路情報３は該当信号に関連する連動制御、自動制御を行なうためのコントローラのプログラム仕様、プログラムおよびデータであり、例えば制御回路ライブラリデータや上位計算機Ｉ／Ｆ回路などがある。制御用信号情報４は制御用回路で使用するＩ／Ｆ信号のポイントや属性情報などであり、例えばＩ／Ｏ割付ポイント情報や仮想信号ポイント情報などがある。
【００２７】
そして、ハード情報５は関連信号を入力するハードウェア構成および接続情報であり、機器組み込み筐体情報などがある。
【００２８】
このようなデータ保持構造のプロセス監視制御ユニット２０は、監視制御装置の監視対象となるプロセスに存在する機器毎に定義されている。そして、これら保持された各情報１，２，３，４、は、前記マンマシンコンポーネント及びコントローラコンポーネントを横断して設定されており、これら両コンポーネントのインタフェースに関する情報を保持している。
【００２９】
監視制御システムのデータを作成する場合には、これらのプロセス監視制御ユニット群からの情報を基に各々のコンポーネントに実装するためのソフトウェアを生成する。
【００３０】
制作機器２１は、実際に製造される監視制御装置の各コンポーネントに対し、プロセス監視制御ユニット２０からの情報を元に生成されたソフトウエアを実装する。すなわち、マンマシンコンポーネントのヒューマンインターフェース６は機器監視情報１および監視画面情報２を基に生成された信号監視データベースや画面表示用データベースを有する。
【００３１】
また、コントローラコンポーネントを構成するＰＬＣ（プログラムロジカルコントローラ）７は、制御回路情報３および制御信号情報４を基に生成された制御回路や上位計算機とのインタフェース情報を有するとともに入出力領域７Aも同時に生成される。
【００３２】
さらに、これら両コンポーネントのインタフェース領域６Ａは、前述のように各情報１，２，３，４、が、両コンポーネントを横断して設定され、インタフェースに関する情報を保持しているため、整合性を持って自動的に生成される。すなわち、従来のように特別にインタフェースを設計して試験する必要はない。
【００３３】
また、ハード情報５からはハードウエア製作図面８が生成され、信号接続情報や筺体内実装情報などが出力される。
【００３４】
このプロセス監視制御ユニット２０のデータ構造は、標準化された雛形としてライブラリデータベースにライブラリ管理されており、監視制御装置に実装されるデータとは別になっている。実際に監視制御装置に実装する場合は、ライブラリより雛形となるデータ構造の元ネタを取りだし、ユーザ固有のデータを設定したり、実際の信号情報を割り付けたりして実装データを生成する。
【００３５】
上記構成において、監視制御装置を構成するマンマシンコンポーネントのヒューマンインターフェース６部分の表示と、コントローラコンポーネントのＰＬＣ７部分の制御とが、密接に関連するデータ保持構造によりプロセス監視制御ユニット２０としてライブラリ化されている。この場合、表示機能に関わる情報と制御機能に関わる情報が一体となったオブジェクトとして管理することが出来る。このため、表示と制御双方における機能のバージョンの整合が取れた形で保持することが可能となる。
【００３６】
また、監視制御装置のヒューマンインターフェース６部分の表示とコントローラ７部分の制御とのインタフェース６Aに関する情報が、プロセス監視制御ユニット２０の雛形に保持されているため、その雛形を利用して製作されたソフトウェアやハードウェアについてもインタフェースの整合性が取れたものを製作できる。
【００３７】
また、プロセス監視制御ユニット２０は、その監視対象となる信号情報部分に別のプロセス監視制御ユニットを指定することが可能である。この機能により、ユニットの階層構造が可能となり、低レベルのユニットを組み合わせて高機能なユニットを構築することが出来る。また、プロセス監視制御ユニットを部品として再利用することで、監視制御装置の機能を容易に変更、拡張することが可能となる。
【００３８】
また、プロセス監視制御ユニット２０が扱うプロセス信号は、監視制御の対象となる機器や制御機能などの、より具体的な単位でまとめられる。これはプロセス監視制御ユニット２０そのものが、その対象となる機器や制御機能のオブジェクトと位置付けられるものだからである。これにより、監視制御装置の製作の際はこれらの具体的な単位のオブジェクトの積み重ねにより構築することが可能となる。このことは、製作工程におけるメリットのほかに、実際に監視制御装置を操作する場面においても、対象となる機器や設備の情報を直感的にとらえ易くなるメリットがある。
【００３９】
このように、プロセス監視制御ユニットは監視制御対象を反映したオブジェクトである。このため監視制御装置の製作の際には、これらのオブジェクトの積み重ねとなる。実際には対象となる装置や制御機能の種類を整理して、それに対応するプロセス監視制御ユニット２０の雛形を選択し、それを一部修正して使用することになる。
【００４０】
この手順によると、ユニットのバリエーションは該当のシステムの中で整理されたバリエーションとなり、同様の機器や制御方式は同一のユニットを使用することになる。このため、同様の機器や制御方式のデータは自ずと一貫性が保たれたデータが製作できることになる。
【００４１】
プロセス監視制御ユニット２０を使用したエンジニアリングでは、製作する監視制御装置のデータベースは監視制御の対象となる機器や制御方式を反映したオブジェクトの積み重ねとなる。これは、監視制御装置を製作するためのデータ管理に関する特別な知識を必要とする領域を縮小し、専門のエンジニアでなくても、ある程度のデータベース構築作業を行える環境を提供することが出来る。
【００４２】
このエンジニアリングを、図２を基に説明する。プロセス監視制御ユニット２０の雛形をライブラリデータベース９Ａとして管理する。ここで管理しているライブラリデータは、上記プロセス監視制御ユニット２０の雛形に相当するものであり、ユーザーの要求仕様を実現するための基本的な情報のまとまりとして基本ライブラリ９に保持している。
【００４３】
システム構築を行うエンジニアは基本ライブラリ９に対して最小限の条件定義を行い、ユーザー仕様に対応した標準ドキュメントとデータからなる標準ドキュメントデータ１０を基本ライブラリ９から抽出する。例えば、条件定義として、制御の名称や制御方式、対象機器仕様や台数などを検索キー情報として入力し、これらの条件を満足する標準ドキュメントデータ（雛形）１０を抽出する。
【００４４】
次に、出力された標準ドキュメントデータ１０に対して、ユーザーの固有仕様の情報や、標準仕様の修正情報をステップ１０ａで入力し、ユーザー別仕様情報１１を作成する。この作業は予め用意された雛形に対するデータの設定や部分的な修正作業である。
【００４５】
このユーザー別仕様情報１１をエンジニアリングツール１０Ａのデータ生成処理１２に入力することで、監視制御システム製作用データとドキュメント１３が生成される。
【００４６】
プロセス監視制御ユニット２０をベースにしたエンジニアリングは、監視制御装置のデータベース構築を装置の一般ユーザーが認識しやすい単位で行うことになる。このため、ユーザーと製作者の間の製作仕様の確認をこのユニット情報をベースとして行うことで、より判りやすく迅速な情報交換が可能となる。すなわち、製作の早期におけるユーザーへの仕様提示やユーザーの確認作業を容易にするため、ユーザーからの要望のフィードバックも迅速に行うことが可能となる。
【００４７】
上記内容は、監視制御装置の製作作業における効率化について説明したが、本発明では、ビルディングブロック形式で監視制御装置の情報を構築できるため、システムの構築に詳しいエンジニアでなくても、システムの機能構成を理解しやすいメリットがある。
【００４８】
これを利用して、本データから展開した電子メディアをネットワークを介してユーザーに提示することも可能となる。データベース情報はネットワークにより配信または閲覧、修正する事が可能な仕組みを提供する。これにより該当仕様のユーザーからのフィードバック情報もより迅速に処理が可能となる。
【００４９】
また、このデータベース構築システムは、監視制御装置のコンポーネントやシステム構成に依存せずに利用することが可能である。さらに、このデータベース構築システムにより製作したデータは、ライブラリと同様にデータベースに保管される。このデータベースにより別システムの監視制御装置を製作する場合に既存のシステムデータの再利用が可能となり、資産の有効利用が可能となる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、監視制御装置の製作工程における、ソフトウェアやハードウェアの設計製造作業を効率化することが可能であり、従来よりもデータの整合性、一貫性の優れた製品を製作することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるデータベース構築システムの一実施の形態を示すデータ構成図である。
【図２】同上一実施の形態におけるエンジニアリング動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１    機器監視情報
２    監視画面情報
３    制御用回路情報
４    制御用信号情報
５    ハードウェア情報
６    ヒューマンインターフェース
６Ａ  Ｉ／Ｆ領域
７    ＰＬＣ
７Ａ  Ｉ／Ｏ領域
８    ハードウエア制作図面
２０    プロセス監視制御ユニット
２１    制作機器
【図１】
0003954412.tif 000002
【図２】
0003954412.tif 000003