(57)【要約】【課題】プラント監視制御システムの試験に要する時間の短縮を図る。【解決手段】試験装置１１は、試験実施指令を補助試験装置１２及び端末１３に送信し、端末１３は、端末記憶装置１３ａに記憶された試験手順データＤ１及び試験データＤ２の中から前記試験実施指令に対応する試験手順データＤ１２及び試験データＤ２２を抽出し、抽出された両データに基づいてプログラマブルコントローラ４を模擬的に動作させ、得られたフィールド機器５に対して出力すべき出力データＤ５を監視制御装置２に送信する。一方、試験実施指令を受けた補助試験装置１２は、試験手順データＤ１及び試験データＤ２の中から前記試験実施指令に対応し自己が関係する試験手順データＤ１１及び試験データＤ２１を抽出し、抽出された両データ並びにプログラマブルコントローラ４から送信された出力データに基づいて監視あるいは制御動作を模擬的に行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１制御装置と第２制御装置と前記第２制御装置に接続線を介して接続され前記第１制御装置により前記第２制御装置を介して制御されるフィールド機器とを有しプラントを監視あるいは制御するプラント監視制御システムを試験するプラント監視制御システム試験装置であって、
試験装置と試験端末と補助試験装置とを有し、
前記試験装置は、データ記憶装置を有し、前記データ記憶装置に試験仕様に基づいて生成された試験手順を記述した試験手順データと前記試験における初期条件を与える試験データとが記憶されるものであり、
前記試験端末は、試験端末記憶装置を有し、
前記補助試験装置は、補助試験記憶装置を有し、
前記試験装置は、前記試験端末及び前記補助試験装置に、前記試験手順データと前記試験データとを送信するとともに、試験の実施を指令する試験実施指令を発するものであり、前記試験端末は、送信された前記試験手順データと前記試験データとを前記試験端末記憶装置に記憶するとともに、前記試験実施指令を受けて前記試験端末記憶装置に記憶された前記試験手順データ及び前記試験データの中から前記試験実施指令に対応する前記試験手順データ及び前記試験データを抽出して前記第２制御装置に送信し、前記第２制御装置に前記試験端末にて抽出され前記試験手順データ及び前記試験データに基づいて制御動作を模擬的に行なわせ、前記制御動作の結果得られた前記フィールド機器に対する出力データを前記フィールド機器に出力するのを前記接続線を外すことなく禁止するとともに前記第１制御装置に送信させ、
前記補助試験装置は、送信された前記試験手順データと前記試験データとを前記補助試験記憶装置に記憶するとともに、前記試験実施指令を受けて前記補助試験記憶装置に記憶された前記試験手順データ及び前記試験データの中から前記試験実施指令に対応する前記試験手順データ及び前記試験データを抽出して前記第１制御装置に送信し、前記第１制御装置に前記補助試験装置により抽出された前記試験手順データ及び前記試験データ並びに前記第２制御装置から送信された前記出力データに基づいて監視あるいは制御動作を模擬的に行なわせるものである
プラント監視制御システム試験装置。
【請求項２】
前記第１制御装置と前記第２制御装置とは、ネットワークを介して接続されるものであり、
前記試験端末は、前記第２制御装置に接続され、
前記補助試験装置は、前記第１制御装置に接続され、
前記試験端末と前記補助試験装置とは前記第２制御装置と前記ネットワークと前記第１制御装置とを介して通信するものである
請求項１に記載のプラント監視制御システム試験装置。
【請求項３】
補助記憶装置を有するものであって、
前記第１制御装置は、画面表示装置を有し、前記出力データに基づいて前記画面表示装置に監視画面を表示するものであり、
前記補助記憶装置は、前記監視画面のイメージデータを記憶するものである
請求項１または請求項２に記載のプラント監視制御システム試験装置。
【請求項４】
記録装置を有するものであって、
前記記録装置は、前記第２制御装置内のデータを記録するものである
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプラント監視制御システム試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラント監視制御システム試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来は、プラント監視制御システムの機能確認試験を実施するには、複数装置の操作や動作を連携させるために、多数の試験要員が試験手順に沿って、タイミングを合わせながら試験の実施と動作確認をしており、時間とコストがかかっていた。これらの問題を解決するために機能確認試験を自動化する技術はこれまでも検討されてきた。例えば、マスタシステムから遠方のリモート装置を介して実データと実設備のコントロールを行う遠方監視制御システムにおいて、リモート装置のデータ入出力装置に接続されるディジタル入力回路及び出力回路と、現場とデータ入出力装置を試験用伝送路で通信を行う伝送装置と、試験器マンマシン装置からの操作情報を翻訳し、伝送データとして伝送装置に受け渡し，さらにデータ入出力装置から伝送されるレスポンスデータを試験器マンマシン装置に受け渡す翻訳手段と、ディジタル入力回路からのデータを伝送データとして伝送装置に受け渡し、さらに現場からの伝送データを出力データとする入出力制御手段を備え、マスタシステム側で試験対象システムの良否の判定ができるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２４０３３６号公報（段落番号００１５、００１８及び図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のプラント監視制御システム試験装置は以上のように構成され、試験に際してはリモート装置と実フィールド機器とを接続する信号ケーブルを取り外した後、遠方監視制御システム試験器を試験用ケーブルにてリモート装置に接続することにより試験回路を構成しているので、信号ケーブルの取り外し、試験用ケーブルの接続と取り外し、信号ケーブルの再取り付けなど、多くの工数を要するという問題点があった。また、全ての機器が接続された状態で械能確認試験を実施することは、実プラントへの影響が生じるため不可能であり、また試験を実施するために機器との接続を切断することは、作業時間の増加や作業ミスを誘発することに繋がり、現実的な手段とはいえなかった。
【０００５】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、接続線の取り外し及び再取り付けを要せず試験を実施できるとともに、プラント監視制御システムの試験に要する作業時間の削減と試験時間の短縮を図ることのできるプラント監視制御システム試験装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るプラント監視制御システム試験装置においては、
第１制御装置と第２制御装置と前記第２制御装置に接続線を介して接続され前記第１制御装置により前記第２制御装置を介して制御されるフィールド機器とを有しプラントを監視あるいは制御するプラント監視制御システムを試験するプラント監視制御システム試験装置であって、
試験装置と試験端末と補助試験装置とを有し、
前記試験装置は、データ記憶装置を有し、前記データ記憶装置に試験仕様に基づいて生成された試験手順を記述した試験手順データと前記試験における初期条件を与える試験データとが記憶されるものであり、
前記試験端末は、試験端末記憶装置を有し、
前記補助試験装置は、補助試験記憶装置を有し、
前記試験装置は、前記試験端末及び前記補助試験装置に、前記試験手順データと前記試験データとを送信するとともに、試験の実施を指令する試験実施指令を発するものであり、
前記試験端末は、送信された前記試験手順データと前記試験データとを前記試験端末記憶装置に記憶するとともに、前記試験実施指令を受けて前記試験端末記憶装置に記憶された前記試験手順データ及び前記試験データの中から前記試験実施指令に対応する前記試験手順データ及び前記試験データを抽出して前記第２制御装置に送信し、前記第２制御装置に前記試験端末にて抽出され前記試験手順データ及び前記試験データに基づいて制御動作を模擬的に行なわせ、前記制御動作の結果得られた前記フィールド機器に対する出力データを前記フィールド機器に出力するのを前記接続線を外すことなく禁止するとともに前記第１制御装置に送信させ、
前記補助試験装置は、送信された前記試験手順データと前記試験データとを前記補助試験記憶装置に記憶するとともに、前記試験実施指令を受けて前記補助試験記憶装置に記憶された前記試験手順データ及び前記試験データの中から前記試験実施指令に対応する前記試験手順データ及び前記試験データを抽出して前記第１制御装置に送信し、前記第１制御装置に前記補助試験装置により抽出された前記試験手順データ及び前記試験データ並びに前記第２制御装置から送信された前記出力データに基づいて監視あるいは制御動作を模擬的に行なわせるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係るプラント監視制御システム試験装置は、送信された試験手順データと試験データとを試験端末記憶装置に記憶するとともに、試験実施指令を受けて試験端末記憶装置に記憶された試験手順データ及び試験データの中から試験実施指令に対応する試験手順データ及び試験データを抽出して第２制御装置に送信し、第２制御装置に試験端末にて抽出され試験手順データ及び試験データに基づいて制御動作を模擬的に行なわせ、動作の結果得られたフィールド機器に対する出力データをフィールド機器に出力するのを接続線を外すことなく禁止するとともに第１制御装置に送信させる試験端末を備えたので、接続線の取り外し及び再取り付けを要せず試験を実施できるとともに、プラント監視制御システムの試験に要する作業時間の削減と試験時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１であるプラント監視制御システム試験装置の構成を示す構成図である。
【図２】図１のプラント監視制御システム試験装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】図１のプラント監視制御システム試験装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】図１のプラント監視制御システム試験装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】図４のステップＳ３３の詳細を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２であるプラント監視制御システム試験装置の構成を示す構成図である。
【図７】この発明の実施の形態３であるプラント監視制御システム試験装置の構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１〜図５は、この発明を実施するための実施の形態１を示すものであり、図１は試験対象を含むプラント監視制御システム試験装置の構成を示す構成図である。図２〜図５は、動作を説明するためのフローチャートである。図１において、試験対象となるプラント監視制御システムは、情報ネットワーク１、第１制御装置としての監視制御装置２、ネットワークとしての制御ネットワーク３、第２制御装置としてのプログラマブルコントローラ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）４を有しており、フィールド機器５を制御する。監視制御装置２は、プラントの監視制御を担うオペレータがプラントの監視や操作を行うための監視画面を表示する画面表示装置２ａを有する。プログラマブルコントローラ４は、フィールド機器５からの入力信号の処理や操作機器への出力を担う。プログラマブルコントローラ４は、監視制御装置２から離れた場所に設置されている。２台の監視制御装置２は、情報ネットワーク１にて接続されている。また、２台の監視制御装置２と２台のプログラマブルコントローラ４とは、これらの装置間の通信を担う制御ネットワーク３にて接続されている。監視制御装置２は、プログラマブルコントローラ４を介してフィールド機器５の制御やデータの収集を行う。
【００１０】
フィールド機器５は、プロセス入出力装置（Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｉｎｐｕｔ−Ｏｕｔｐｕｔ  Ｄｅｖｉｃｅ、以下ＰＩＯと称する）５ａ、プラント内の温度センサ５１、温度センサ５１の出力により制御される燃料弁５２、ポンプ５３等の機器を有する。ＰＩＯ５ａは、温度センサ５１、燃料弁５２、ポンプ５３に個別に対応するようにされており、温度センサ５１、燃料弁５２、ポンプ５３等の機器は、ＰＩＯ５ａ及び接続線６を介してプログラマブルコントローラ４に接続され、プログラマブルコントローラ４と信号（データ）のやりとりをする。
【００１１】
次にプラント監視制御システム試験装置の構成を説明する。プラント監視制御システム試験装置は、試験装置１１と補助試験装置１２と試験端末としての端末１３とを有する。試験装置１１は、データ記憶装置１１ａを有し、当該データ記憶装置１１ａにあらかじめ機能確認試験の試験仕様から生成された試験手順を記述した試験手順データＤ１と、各試験における初期条件を与える試験データＤ２とを記憶している。試験装置１１は、情報ネットワーク１に接続される。補助試験装置１２は、補助試験記憶装置１２ａを有し、監視制御装置２に接続される。端末１３は、試験端末記憶装置としての端末記憶装置１３ａを有している。各端末１３は、それぞれプログラマブルコントローラ４に接続される。つまり、試験装置１１と補助試験装置１２と端末１３との間の通信は、プラントの情報ネットワーク１、制御ネットワーク３を利用している。なお、図示していないが、試験装置１１、補助試験装置１２、端末１３は、いずれも中央演算装置とメモリと補助記憶装置とを備え、以下に説明する機能は、メモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現されている。
【００１２】
次に動作について説明する。まず、図２のフローチャートにおいて、試験実施前に補助試験記憶装置１２ａ及び端末記憶装置１３ａに次のようにして必要なデータを記憶させる。試験装置１１は、そのデータ記憶装置１１ａにあらかじめ記憶された機能確認試験の試験仕様から生成された試験手順を記述した試験手順データＤ１と、各試験項目の初期条件となる試験データＤ２とを、情報ネットワーク１を経由して監視制御装置２へ転送する（ステップＳ１１）。監視制御装置２は、データ記憶装置１１ａから送信された試験手順データＤ１と試験データＤ２とを補助試験装置１２及びプログラマブルコントローラ４に転送する（ステップＳ１２）。補助試験装置１２は転送された試験手順データＤ１と試験データＤ２とをその補助試験記憶装置１２ａに記憶する（ステップＳ１３）。プログラマブルコントローラ４が試験手順データＤ１と試験データＤ２を受信すると、当該データをプログラマブルコントローラ４に接続された端末１３へ転送する（ステップＳ１４）。端末１３は、プログラマブルコントローラ４から転送された試験手順データＤ１と試験データＤ２とをその端末記憶装置１３ａに記憶する（ステップＳ１５）。
【００１３】
次に、試験の実施手順について図３〜図５のフローチャートを用いて説明する。まず、図３のフローチャートにおいて、試験装置１１が監視制御装置２に対して、試験実施指令Ｄ３を送信する（ステップＳ２１）。試験実施指令Ｄ３を受信した監視制御装置２は、補助試験装置１２及びプログラマブルコントローラ４へ試験実施指令Ｄ３を転送する（ステップＳ２２）。試験実施指令Ｄ３を受信した補助試験装置１２は、試験実施指令Ｄ３に基づいて、補助試験記憶装置１２ａに記憶されている試験手順データＤ１及び試験データＤ２の中から試験実施指令Ｄ３に対応する試験手順データＤ１１と試験データＤ２１とを読み出す（抽出する）（ステップＳ２３）。試験実施指令Ｄ３を受信したプログラマブルコントローラ４は、端末１３に試験実施指令Ｄ３を転送する（ステップＳ２４）。試験実施指令Ｄ３を受信した端末１３は、試験実施指令Ｄ３に基づいて、端末記憶装置１３ａに記憶されている試験手順データＤ１及び試験データＤ２の中から試験実施指令Ｄ３に対応する試験手順データＤ１２と試験データＤ２２とを読み出す（抽出する）（ステップＳ２５）。
【００１４】
続く動作を図４のフローチャートにより説明する。図４において、端末１３は、プログラマブルコントローラ４へ端末記憶装置１３ａから読み出した試験手順データＤ１２と試験データＤ２２とを送信する（ステップＳ３１）とともに、試験手順データＤ１２と試験データＤ２２とに従って模擬の制御を行うように指示する命令を発する（ステップＳ３２）。命令を受けたプログラマブルコントローラ４が試験手順データＤ１２及び試験データＤ２２を用いて、制御を模擬的に行う（ステップＳ３３）。このステップＳ３３の詳細な動作は後述する。
【００１５】
監視制御装置２は、プログラマブルコントローラ４から受信した出力データＤ５を、画面表示装置２ａに監視画面として表示する（ステップＳ３４）。このとき、監視制御装置２のオペレータが監視画面上で表示される内容が模擬の制御によるものであることを認識できるように表示状態を変更する。例えば、データ表示部の文字色を模擬の制御によるものであることを示す色へ変更したり、表示デ←タの近傍に模擬の制御によるであることを示すマークを表示する等を行うようにする。
【００１６】
補助試験装置１２は、ステップＳ３４における表示と併せて試験実施指令Ｄ３に対応して抽出した自己に関する試験手順データＤ１１と試験データＤ２１とに基づいて監視制御を模擬的に自動実行する（ステップＳ３５）。監視制御装置２における監視制御の自動実行により、プログラマブルコントローラ４への模擬指令、例えば燃料弁５２に対して（緊急に）繰作すべき模擬指令が出されたか否かを判定する（ステップＳ３６）。模擬指令が出された場合は、監視制御装置２はプログラマブルコントローラ４に対して模擬指令を制御ネットワーク３経由で送信する。このときに送信される模擬指令に対しても模擬指令であることを示すタグをつけて、試験実施指令Ｄ３と併せて送信される（ステップＳ３７）。そして、ステップＳ３７からステップＳ３３へ戻って、監視制御装置２からの模擬指令を受信したプログラマブルコントローラ４は、模擬指令に従って制御を模擬的に実行する。
【００１７】
ここで、図４のステップＳ３３の詳細な動作を図５のフローチャートを用いて説明する。例えば、図示しない加熱炉に設けられたバーナへ燃料弁５２から燃料が供給され、加熱炉の温度が温度センサ５１にて測定されており、燃料弁５２の状態データである開度データ及び加熱炉の温度データがＰＩＯ５ａを介してプログラマブルコントローラ４へ送信されるとする。そして、試験実施指令Ｄ３が加熱炉の温度低下試験であるとする。プログラマブルコントローラ４は、試験手順データＤ１２にて指示された内容に従って図５のフローチャートに示すように次のような動作を行う。
【００１８】
・手順１：温度センサ５１から出力される温度データ例えば８５０℃と、燃料弁５２から出力される状態データである弁開度データ例えば５０％を保存する（ステップＳ３３１）。
・手順２：試験開始時のプログラマブルコントローラ４からフィールド機器５への出力データを試験開始時の値に固定する（ステップＳ３３２）。
・手順３：プログラマブルコントローラ４が、試験の対象である加熱炉にかかわる燃料弁５２の実際の開度（５０％）及び炉の温度である温度センサ５１からの温度データ（８５０℃）は用いないで、端末１３から送信された試験データＤ２２（例えば加熱炉の温度８２０℃、燃料弁５２の開度３０％）に置き換え、模擬の制御を実行する（ステップＳ３３３）。このステップＳ３３３におけるプログラマブルコントローラ４と温度センサ５１との切り離しは、接続線６を取り外すことなくソフトウェア的に行われる。例えば、温度センサ５１からの温度データが収容されている図示しないメモリの番地へのアクセスを行わず、代替の試験データＤ２２を用いる。なお、温度センサ５１からの温度データ及び燃料弁５２の開度以外のデータはフィールド機器５からの実データを用いる。
・手順４：模擬の制御により得られるプログラマブルコントローラ４からフィールド機器５へ出力すべき出力データＤ５は、フィールド機器５へ与えないで、制御ネットワーク３を経由して、監視制御装置２へ送信する。模擬の制御による出力データＤ５は、例えば通常出力されるメモリの番地へ出力しないで、模擬試験用の番地へ出力するようにし、フィールド機器５へ与えないようにする（ステップＳ３３４）。このとき、模擬の制御の結果の出力データであることを示すタグを付して送信する。また、試験実施指令Ｄ３、抽出した試験手順データＤ１２及び試験データＤ２２も併せて送信する。
【００１９】
以上のように、模擬の制御に際して、プログラマブルコントローラ４は、試験の対象である加熱炉にかかわる温度センサ５１からの温度データ及び燃料弁５２の開度以外のデータはフィールド機器５からの実データを用い、プログラマブルコントローラ４からフィールド機器５へ出力されるべき出力データＤ５は、フィールド機器５へ出力されないように禁止される。また、模擬の制御が行われている間は、温度センサ５１からの刻々変化する実際の温度データは、プログラマブルコントローラ４に保存され、模擬の制御が終了した時点で本来の制御に使用される。
【００２０】
これらにより、試験装置１１から、試験実施指令Ｄ３を送信することにより、監視制御装置２とプログラマブルコントローラ４とを同期させた試験の自動実行を実現することができ、接続線６の取り外しを要せずプラント運転中においても動的な試験を実施することが可能となる。また、プログラマブルコントローラ４とフィールド機器５とを接続する接続線６の取り外し、試験用ケーブルの取り付けと取り外し、接続線６の再取り付けなどが不要となり、プラント監視制御システムの試験に要する作業時間の削減と試験時間の短縮を図ることができる。
【００２１】
実施の形態２．
図６は、実施の形態２であるプラント監視制御システム試験装置の構成を示す構成図である。この実施の形態２は、図６に示すように、実施の形態１で実現したプラント監視制御システム試験装置に対して、監視制御装置２に補助記憶装置２１を接続し、試験実施時に試験手順データＤ１１からの命令により、画面表示装置２ａに表示する監視画面のイメージデータや、プログラマブルコントローラ４から監視制御装置２へ出力される出力データＤ５など、試験結果を判定するために必要なデータを、試験実施指令Ｄ３に紐付けた形式で、補助記憶装置２１に保存し、必要に応じて取り出せるようにする。これにより、試験結果を試験作業員が常に監視確認する必要がなくなり、試験の省力化を実現することができる。
【００２２】
実施の形態３．
図７は、実施の形態３であるプラント監視制御システム試験装置の構成を示す構成図である。この実施の形態３は、実施の形態１で実現したプラント監視制御システム試験装置に対して、図７に示すように、プログラマブルコントローラ４に接続された端末１３に記録装置３１を接続し、試験実施時に試験手順データＤ１２からの命令により、プログラマブルコントローラ４内のデータなど、試験結果を判定するために必要なデータを、試験実施指令Ｄ３に紐付けた形式で、記録装置３１に保存し、必要に応じて取り出せるようにする。これにより、試験結果を試験作業員が常に確認する必要がなくなり、試験の省力化を実現することができる。
【００２３】
なお、以上の各実施の形態では、試験実施指令は「加熱炉の温度低下試験」だけの単一の試験を行うものを示したが、例えば次の例のように一つの試験実施指令で時系列データである時刻に対応させて複数の試験を行うようにしてもよい。
試験実施指令の例１
時刻ｔ１：加熱炉の温度低下試験開始。
時刻ｔ２：加熱炉の温度上昇試験開始。
時刻ｔ１は、例えば現在時刻から５分後、時刻ｔ２は現在時刻から２０分後を指定する。
試験実施指令の例２
時刻ｔ３：冷却水ポンプ甲の圧力低下試験開始。
時刻ｔ３：冷却水ポンプ乙の圧力上昇試験開始。
時刻ｔ４：監視制御装置２の模擬の監視動作開始。
【００２４】
また、本発明は、その発明の範囲内において、上述した各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００２５】
２  監視制御装置、２ａ  画面表示装置、３  制御ネットワーク、
４  プログラマブルコントローラ、５  フィールド機器、６  接続線、８  端末、
１１  試験装置、１１ａ  データ記憶装置、１２  補助試験装置、
１２ａ  補助試験記憶装置、１３  端末、１３ａ  端末記憶装置、
２１  補助記憶装置、３１  記録装置。
【図１】
2016115161.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2016115161.tif 000007
【図６】
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【図７】
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