(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台のプログラマブル・コントローラと複数台のヒューマン・インターフェースとを伝送ライン上で接続し、診断対象となるヒューマン・インターフェースから診断用信号をプログラマブル・コントローラ側に送信し、プログラマブル・コントローラ側ではこの診断用信号を用いて異常診断を行うと共に、その診断結果を全てのヒューマン・インターフェース側に返信する、プラント制御システムにおいて、
前記複数台のプログラマブル・コントローラは、その全てが前記異常診断を行う異常診断手段を有すると共に、
前記複数台のヒューマン・インターフェースは、それぞれが最終診断手段を備え、これら最終診断手段はそれぞれが前記全てのプログラマブル・コントローラの異常診断手段からの診断結果を入力し、この入力に基づき最終診断を行うものである、
ことを特徴とするプラント制御システム。
【請求項２】
前記各ヒューマン・インターフェースの最終診断手段は、前記全てのプログラマブル・コントローラの診断手段からの診断結果の論理和又は多数決に基づき最終診断を行うものである、
ことを特徴とする請求項１記載のプラント制御システム。
【請求項３】
前記プログラマブル・コントローラと前記ヒューマン・インターフェースとの間で行う通信は、ブロードキャスト又はマルチキャストに基づくパケット通信である、
ことを特徴とする請求項１又は２記載のプラント制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般の産業プラントで用いられるプラント制御システムに関するものであり、より詳しくは、ヒューマン・インターフェースに対する異常診断の技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般の産業プラントで用いられるプラント制御システムでは、汎用の複数台のプログラマブル・コントローラ（以下、適宜ＰＬＣと略すことがある）と汎用の複数台のヒューマン・インターフェース（以下、適宜ＨＭＩと略すことがある）との間を伝送ライン上で接続し、これら汎用ＰＬＣと汎用ＨＭＩとの間で種々のデータについて伝送を行うことができるようになっている。したがって、オペレータはこれら汎用ＨＭＩを操作することによりプラント機器の制御を行うことができる。また、このようなプラント制御システムにおけるＨＭＩは、ＰＬＣ側との間の信号の送受信を利用した異常診断機能を有しているのが通常である。
【０００３】
図３は、このような異常診断機能を有するＨＭＩを備えた従来のプラント制御システムの概略構成を示すブロック図である。この図において、伝送ラインＬ上にＨＭＩ1〜ＨＭＩ5が接続されると共に、ＰＬＣ1〜ＰＬＣ5が接続されている。ＨＭＩ1〜ＨＭＩ5は、それぞれ診断用信号送信部Ａ1〜Ａ5を有している。ＰＬＣ1〜ＰＬＣ5のうち、ＰＬＣ1は「代表ＰＬＣ」と呼ばれるものであり、このＰＬＣ1のみが診断手段Ｃ1を有している。
【０００４】
次に、図３の動作を説明する。まず、ＨＭＩ1の担当オペレータは所定の操作を行い、ＨＭＩ1を起動する。なお、以下に述べるＨＭＩ1に対する診断動作は、ＨＭＩ1の稼働中に予め設定された間隔で自動的に行われるものである。ＨＭＩ1が起動すると、その診断用信号送信部Ａ1は診断用信号ｓ1を伝送ラインＬを介して所定間隔でＰＬＣ1に送信する。この診断用信号送信部Ａ1としては、例えば、所定間隔でインクリメント又はデクリメントされるカウンタ送信部等を用いることができる。
【０００５】
ＰＬＣ1では、診断手段Ｃ1がこの診断用信号ｓ1を入力してＨＭＩ1についての異常診断を行い、診断結果信号ｄ1を出力する。この診断結果信号ｄ1は、伝送ラインＬを介して診断対象のＨＭＩ1ばかりでなく、他のＨＭＩ２〜ＨＭＩ5にも送信されて、その診断結果が画面上に表示される。したがって、ＨＭＩ1に異常が発生し、異常である旨を知らせる診断結果信号ｄ1の内容がＨＭＩ1の画面上に表示されない場合であっても、ＨＭＩ２〜ＨＭＩ5の各担当オペレータがＨＭＩ1の異常に気が付き、適切な措置をとることが可能である。
【０００６】
上記した異常診断処理はＨＭＩ1に関するものであったが、ＨＭＩ２〜ＨＭＩ5についても全く同様に異常診断処理が行われる。そして、ＰＬＣ1とＨＭＩ1〜ＨＭＩ5との間の通信方式は、主として、ポーリング通信方式が採用されていた。このように、ＨＭＩ1〜ＨＭＩ5に対する各異常診断がＰＬＣ1の機能を利用して行われるのは、一般に、ハードウエア上の構成はＰＬＣの方がＨＭＩよりも頑健であり故障し難いと考えられ、ＰＬＣの機能を用いて異常診断を行った方がＨＭＩの機能のみで異常診断を行うよりも信頼性を高めることができると考えられるからである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ＰＬＣ1の機能を利用することにより、ＨＭＩ単独で異常診断を行うよりも高い信頼性を得ることができる。しかし、ＰＬＣ1はハードウエア的にＨＭＩ1〜ＨＭＩ5よりも頑健であるといっても全く故障しないわけではなく、当然のことながら、時として故障することがある。そして、ＰＬＣ1に故障が発生すると、その故障が復旧するまでの間は、ＨＭＩ1〜ＨＭＩ5に対する異常診断が行われなかったり、誤った異常診断が行われる結果となる。また、ＰＬＣ1に故障が発生しなくとも、プラント運転の都合上、人為的にＰＬＣ1の動作を停止せざるを得ない場合が生じるが、このような場合にもＰＬＣ1の動作が再開されるまでの間は、ＨＭＩ1〜ＨＭＩ5に対する異常診断が行われない状態となる。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、常にＨＭＩに対する異常診断が可能な状態とし、システム全体としての信頼性を向上させることが可能なプラント制御システム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】
上記課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明は、複数台のプログラマブル・コントローラと複数台のヒューマン・インターフェースとを伝送ライン上で接続し、診断対象となるヒューマン・インターフェースから診断用信号をプログラマブル・コントローラ側に送信し、プログラマブル・コントローラ側ではこの診断用信号を用いて異常診断を行うと共に、その診断結果を全てのヒューマン・インターフェース側に返信する、プラント制御システムにおいて、前記複数台のプログラマブル・コントローラは、その全てが前記異常診断を行う異常診断手段を有すると共に、前記複数台のヒューマン・インターフェースは、それぞれが最終診断手段を備え、これら最終診断手段はそれぞれが前記全てのプログラマブル・コントローラの異常診断手段からの診断結果を入力し、この入力に基づき最終診断を行うものである、ことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記各ヒューマン・インターフェースの最終診断手段は、前記全てのプログラマブル・コントローラの診断手段からの診断結果の論理和又は多数決に基づき最終診断を行うものである、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記プログラマブル・コントローラと前記ヒューマン・インターフェースとの間で行う通信は、ブロードキャスト又はマルチキャストに基づくパケット通信である、ことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係るプラント制御システムの概略構成を示すブロック図である。伝送ラインＬ上にはＨＭＩ1〜ＨＭＩ5が接続されると共に、ＰＬＣ1〜ＰＬＣ5が接続されている。ＨＭＩ1〜ＨＭＩ5は、それぞれ診断用信号送信部Ａ1〜Ａ5及び最終診断手段Ｂ1〜Ｂ5を有しており、ＰＬＣ1〜ＰＬＣ5はそれぞれ診断手段Ｃ1〜Ｃ5を有している。図３に示した従来システムでは、「代表ＰＬＣ」であるＰＬＣ1のみが診断手段Ｃ1を有するものであったが、本発明では「代表ＰＬＣ」という概念はなくなり、ＰＬＣ1〜ＰＬＣ5の全てが同等の機能の診断手段Ｃ1〜Ｃ5を有する構成となっている。
【００１２】
本発明に係るシステムでは、図１の波線又は１点鎖線の矢印で示すように、ＨＭＩ1の診断用信号送信部Ａ1から出力される診断用信号ｓ1はＰＬＣ1〜ＰＬＣ5の全てに送信され、これらのＰＬＣ1〜ＰＬＣ5により診断が行われるようになっている。そして、これらの診断結果信号ｄ1〜ｄ5のそれぞれは全てのＨＭＩ1〜ＨＭＩ5の最終診断手段Ｂ1〜Ｂ5に送信されるようになっている。各最終診断手段Ｂ1〜Ｂ5は、診断結果信号ｄ1〜ｄ5の全ての入力に基づいて最終診断を行うようになっている。なお、診断結果信号ｄ1〜ｄ5は、異常の診断結果を示す信号が「１」信号であり、正常の診断結果を示す信号が「０」信号であるとする。
【００１３】
図２は、図１における最終診断手段Ｂ1の構成例を示す説明図であり、（ａ）は論理和回路ＯＲ1を用いて構成した場合、（ｂ）は多数決回路Ｍ1を用いて構成した場合を示している。最終診断手段Ｂ2〜Ｂ5も同様の構成である。
【００１４】
（ａ）における最終診断手段Ｂ1では、論理和回路ＯＲ1が診断手段Ｃ1〜Ｃ5からの診断結果信号ｄ1〜ｄ5の入力に基づいて最終診断結果信号Ｄを出力するようになっている。すなわち、論理和回路ＯＲ1は、これらの入力信号のうちにいずれか一つでも異常であることを示す「１」信号が含まれている場合には、最終診断結果が異常であることを示す「１」信号を最終診断結果信号Ｄとして出力し、全ての入力信号が正常であることを示す「０」信号である場合には、最終診断結果が正常であることを示す「０」信号を最終診断結果信号Ｄとして出力するようになっている。
【００１５】
一方、（ｂ）における最終診断手段Ｂ1では、多数決回路Ｍ1が診断手段Ｃ1〜Ｃ5からの診断結果信号ｄ1〜ｄ5の入力に基づいて最終診断結果信号Ｄを出力するようになっている。すなわち、多数決回路Ｍ1は、これらの入力信号のうち異常であることを示す「１」信号の方が正常であることを示す「０」信号よりも多い場合には、最終診断結果が異常であることを示す「１」信号を最終診断結果信号Ｄとして出力し、そうでない場合には、最終診断結果が正常であることを示す「０」信号を最終診断結果信号Ｄとして出力するようになっている。
【００１６】
次に、図１の動作を説明する。ＨＭＩ1の担当オペレータが所定の操作を行ってＨＭＩ1を起動すると、ＨＭＩ1の診断用信号送信部Ａ1は、自己の診断を行うための診断用信号ｓ1をＰＬＣ1〜ＰＬＣ5の全てに送信する。
【００１７】
ＰＬＣ1〜ＰＬＣ5では、診断手段Ｃ1〜Ｃ5がこの診断用信号ｓ1を入力してＨＭＩ1についての異常診断をそれぞれ独自に行い、診断結果信号ｄ1〜ｄ5を出力する。これら診断結果信号ｄ1〜ｄ5のそれぞれは、伝送ラインＬを介してＨＭＩ1〜ＨＭＩ5の全てに送信される。そして、最終診断手段Ｂ1〜Ｂ5が図２（ａ）に示したような論理和回路で構成されている場合、各最終診断手段は、既述したように、診断結果信号ｄ1〜ｄ5の論理和に基づいて最終診断を行う。また、最終診断手段Ｂ1〜Ｂ5が図２（ｂ）に示したような多数決回路で構成されている場合、各最終診断手段は、既述したように、診断結果信号ｄ1〜ｄ5の多数決に基づいて最終診断を行う。
【００１８】
上述したのは、ＨＭＩ1に対して診断を行う場合の動作であるが、ＨＭＩ2〜ＨＭＩ5についても同様の動作となる。例えば、ＨＭＩ2に対する診断を行う場合は、ＨＭＩ2の診断用信号送信部Ａ2からの診断用信号ｓ2を、診断手段Ｃ1〜Ｃ5が入力し、それらの診断結果信号ｄ1〜ｄ5を最終診断手段Ｂ1〜Ｂ5が入力する。そして、最終診断手段Ｂ1〜Ｂ5は、これら診断結果信号ｄ1〜ｄ5の入力に基づき、ＨＭＩ2に対する最終診断を行うことになる。
【００１９】
なお、最終診断手段Ｂ1〜Ｂ5の構成を図２（ａ）又は図２（ｂ）のいずれとするかについては、一般的に、安全側誤診断（実際には正常なのに異常であるとする診断）は許容されるが危険側誤診断（実際には異常なのに正常であるとする診断）は許容されない場合に図２（ａ）の構成を採用し、また、誤診断の発生よりもプラント運転の効率を重視する場合等に図２（ｂ）の構成を採用することになろう。
【００２０】
図１の動作と図３の動作とを比較してみると、図３では、「代表ＰＬＣ」である１台のＰＬＣ1により診断対象のＨＭＩ（例えばＨＭＩ1）に対する診断を行っているのに対し、図１ではＰＬＣ1〜ＰＬＣ5の全てがＨＭＩ1に対する診断を行っている。したがって、図３では、ＰＬＣ1に故障が発生した場合には診断ができなくなり、仮にできたとしてもその診断結果は信頼性の低いものとなる。また、ＰＬＣ1の動作を人為的に停止させた場合には、その停止期間中はＨＭＩ1ばかりでなく他のＨＭＩに対する診断も全くできないことになる。
【００２１】
これに対し、図１の構成では、ＰＬＣ1〜ＰＬＣ5の診断手段Ｃ1〜Ｃ5の全てが独自にＨＭＩ1に対する診断を行っているので、ＰＬＣ1〜ＰＬＣ5のうちの少なくともいずれか１台が動作していれば、他のＰＬＣが動作していなくても診断を行うことが可能である。そして、ＰＬＣ1〜ＰＬＣ5の全てが動作を停止するという事態は極めて稀である。したがって、図１に係るシステムによれば、実質的には常にＨＭＩに対する異常診断が可能な状態を確保することができる。
【００２２】
ここで、ＨＭＩ1〜ＨＭＩ5とＰＬＣ1〜ＰＬＣ5との間の通信方式につき述べると、本実施形態では、UDP（User Datagram Protocol）／TCP（Transmission Control Protocol）すなわちブロードキャスト又はマルチキャストに基づくパケット通信方式を採用することを想定している。これは、ＨＭＩ1〜ＨＭＩ5とＰＬＣ1〜ＰＬＣ5との間で送受信されるデータが同一であり、このような通信方式を採用することにより通信ソフトウエアをより簡単化することができるからである。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、複数台のプログラマブル・コントローラの全てが異常診断手段を有し、複数台のヒューマン・インターフェースのそれぞれが全ての異常診断手段からの診断結果を入力し、この入力に基づき最終診断を行う構成としているので、常にＨＭＩに対する異常診断が可能な状態とし、システム全体としての信頼性を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るプラント制御システムの概略構成を示すブロック図。
【図２】図１における最終診断手段Ｂ1の構成例を示す説明図であり、（ａ）は論理和回路ＯＲ1を用いて構成した場合、（ｂ）は多数決回路Ｍ1を用いて構成した場合を示す。
【図３】従来のプラント制御システムの概略構成を示すブロック図。
【符号の説明】
ＨＭＩ1〜ＨＭＩ5  ヒューマン・インターフェース
Ａ1〜Ａ5  診断用信号送信部
Ｂ1〜Ｂ5  最終診断手段
ＰＬＣ1〜ＰＬＣ5  プログラマブル・コントローラ
Ｃ1〜Ｃ5  診断手段
ｓ1  診断用信号
ｄ1〜ｄ5  診断結果信号
ＯＲ1  論理和回路
Ｍ1  多数決回路
Ｄ  最終診断結果信号
Ｌ  伝送ライン
【図１】
0003884275.tif 000002
【図２】
0003884275.tif 000003
【図３】
0003884275.tif 000004