(57)【要約】  プラント監視装置１０は、プラントの稼働状況を監視するため、プラントに設置されたセンサからのセンサデータに基づいて、プラントを制御するための、制御プログラムを取得する、制御プログラム取得部１１と、制御プログラムから、プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係を抽出する、因果関係抽出部１２と、複数の信号の現在の状態を特定し、特定した状態と、抽出された因果関係とを比較し、特定した状態に一致する因果関係を特定する、因果関係特定部１３と、特定された因果関係を画面上に表示させる、表示部１４と、を備えている。
2020021685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの稼働状況を監視するための装置であって、
前記プラントに設置されたセンサからのセンサデータに基づいて、前記プラントを制御するための、制御プログラムを取得する、制御プログラム取得手段と、
取得された前記制御プログラムから、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係を抽出する、因果関係抽出手段と、
前記複数の信号の現在の状態と、抽出された前記因果関係それぞれとを比較し、特定した状態に一致する因果関係を特定する、因果関係特定手段と、
特定された前記因果関係を画面上に表示させる、表示手段と、
を備えている、
ことを特徴とするプラント監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラント監視装置であって、
特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定する、経路特定手段を更に備え、
前記表示手段は、前記因果関係として、特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれと、特定された前記起点及び前記途中経路とを、前記画面上に表示させる、
ことを特徴とするプラント監視装置。
【請求項３】
請求項２に記載のプラント監視装置であって、
前記プラントが、前記制御プログラムを実行する複数の制御装置と、複数の前記制御装置それぞれ間を結ぶネットワークと、を備えている場合において、
前記制御プログラム取得手段は、前記制御装置毎に、前記制御プログラムを取得し、
前記因果関係抽出手段は、前記制御装置毎に、当該制御装置の前記制御プログラムから、前記因果関係を抽出し、
前記経路特定手段は、前記制御装置毎に、特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定し、
その際、特定した起点及び途中経路が当該制御装置とは別の制御装置を含む場合、及び特定した起点及び途中経路が特定のネットワークを含む場合、の一方又は両方に該当する場合に、前記表示手段に、対応する信号の表示態様を他の信号の表示態様と異ならせる、
ことを特徴とするプラント監視装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のプラント監視装置であって、
前記因果関係抽出手段が、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係として、代入処理と、条件分岐処理における分岐条件と、に含まれる信号及びその値を抽出する、
ことを特徴とするプラント監視装置。
【請求項５】
プラントの稼働状況を監視するための方法であって、
（ａ）前記プラントに設置されたセンサからのセンサデータに基づいて、前記プラントを制御するための、制御プログラムを取得する、ステップと、
（ｂ）取得された前記制御プログラムから、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係を抽出する、ステップと、
（ｃ）前記複数の信号の現在の状態と、抽出された前記因果関係それぞれとを比較し、特定した状態に一致する因果関係を特定する、ステップと、
（ｄ）特定された前記因果関係を画面上に表示させる、ステップと、
を有する、
ことを特徴とするプラント監視方法。
【請求項６】
請求項５に記載のプラント監視方法であって、
（ｅ）特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定する、ステップを更に有し、
前記（ｄ）のステップにおいて、前記因果関係として、特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれと、特定された前記起点及び前記途中経路とを、前記画面上に表示させる、
ことを特徴とするプラント監視方法。
【請求項７】
請求項６に記載のプラント監視方法であって、
前記プラントが、前記制御プログラムを実行する複数の制御装置と、複数の前記制御装置それぞれ間を結ぶネットワークと、を備えている場合において、
前記（ａ）のステップにおいて、前記制御装置毎に、前記制御プログラムを取得し、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記制御装置毎に、当該制御装置の前記制御プログラムから、前記因果関係を抽出し、
前記（ｅ）のステップにおいて、前記制御装置毎に、特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定し、
その際、特定した途中経路が当該制御装置とは別の制御装置を含む場合、及び特定した途中経路が特定のネットワークを含む場合、の一方又は両方に該当する場合に、前記（ｄ）のステップにて、対応する信号の表示態様を他の信号の表示態様と異ならせる、
ことを特徴とするプラント監視方法。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかに記載のプラント監視方法であって、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係として、代入処理と、条件分岐処理における分岐条件と、に含まれる信号及びその値を抽出する、
ことを特徴とするプラント監視方法。
【請求項９】
コンピュータによって、プラントの稼働状況を監視するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記コンピュータに、
（ａ）前記プラントに設置されたセンサからのセンサデータに基づいて、前記プラントを制御するための、制御プログラムを取得する、ステップと、
（ｂ）取得された前記制御プログラムから、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係を抽出する、ステップと、
（ｃ）前記複数の信号の現在の状態と、抽出された前記因果関係それぞれとを比較し、特定した状態に一致する因果関係を特定する、ステップと、
（ｄ）特定された前記因果関係を画面上に表示させる、ステップと、
を実行させる命令を含む、プログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１０】
請求項９に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記プログラムが、前記コンピュータに、
（ｅ）特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定する、ステップを実行させる命令を更に含み、
前記（ｄ）のステップにおいて、前記因果関係として、特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれと、特定された前記起点及び前記途中経路とを、前記画面上に表示させる、
ことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１１】
請求項１０に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記プラントが、前記制御プログラムを実行する複数の制御装置と、複数の前記制御装置それぞれ間を結ぶネットワークと、を備えている場合において、
前記（ａ）のステップにおいて、前記制御装置毎に、前記制御プログラムを取得し、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記制御装置毎に、当該制御装置の前記制御プログラムから、前記因果関係を抽出し、
前記（ｅ）のステップにおいて、前記制御装置毎に、特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定し、
その際、特定した途中経路が当該制御装置とは別の制御装置を含む場合、及び特定した途中経路が特定のネットワークを含む場合、の一方又は両方に該当する場合に、前記（ｄ）のステップにて、対応する信号の表示態様を他の信号の表示態様と異ならせる、
ことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれかに記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係として、代入処理と、条件分岐処理における分岐条件と、に含まれる信号及びその値を抽出する、
ことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントの稼働状況を監視するための、プラント監視装置、及びプラント監視方法に関し、更には、これらを実現するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、工場、発電所、変電所、水処理場等では、プラントを制御するための制御システムが必要となる。このような制御システムは、一般に、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）と、ＰＬＣを管理及び保守するエンジニアリングワークステーション（管理装置）と、オペレータにＨＭＩ（Human Machine Interface）を提供する端末装置等を備えている。【０００３】
このうち、ＰＬＣは、設備の各部に配置されたセンサからセンサデータに基づいてアクチュエータ等を作動させる。ＰＬＣは、エンジニアリングワークステーションから与えられるプログラムに従って動作する。また、ＨＭＩには、センサデータの値、アクチュエータの作動状態等が表示されるので、オペレータは、ＨＭＩを通して、設備の稼働状況を監視することができる。【０００４】
また、このような設備においては、オペレータは、異常を早期に発見して、常に設備を最適化する必要がある。このため、例えば、特許文献１及び２は、オペレータの負担の軽減を図る制御システムを提案している。【０００５】
具体的には、特許文献１に開示された制御システムは、プラント状態量（温度、圧力、流量等）から異常を検出すると、その異常の緊急度合を判別し、異常原因及び緊急度合に応じて、予め用意されている操作ガイドの中から適切な操作を特定し、これをオペレータに提示する。【０００６】
また、特許文献２に開示された制御システムは、各センサのセンサデータを時系列に沿って取得し、更に、センサ毎に、取得した時系列のセンサデータと限界値とから指標を算出し、そして、算出した指標から、センサの交換時期を算出する。その後、特許文献２に開示された制御システムは、算出したセンサ毎の交換時期を、オペレータに提示する。【０００７】
ところで、近年においては、上述した制御システムは、サイバー攻撃の標的とされることがある。サイバー攻撃では、攻撃者は、例えば、制御システムのネットワーク上で伝達されるセンサデータを中間者攻撃などによって改竄する。このため、ＰＬＣは、改竄されたセンサデータに基づいてアクチュエータ等を作動させることとなり、結果、設備全体が危険な状態に晒される可能性がある。従って、サイバー攻撃を受けた場合、設備のオペレータは、サイバー攻撃に対応した処置を迅速に採る必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−３０２３９３号公報
【特許文献２】特開２０１１−６００１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された制御システムは、プラント状態量に基づいてシステムの異常を検知することはできるが、検知された異常の原因がサイバー攻撃によるものかどうかの判定を支援するわけではない。このため、特許文献１に開示された制御システムが導入されていても、オペレータはサイバー攻撃に対応した処置を迅速にとることはできず、被害が大きくなる可能性がある。また、特許文献２に開示されたシステムには、サイバー攻撃に全く対応できないという問題がある。【００１０】
また、特許文献１に開示された制御システムによって異常が検知された場合に、オペレータが、制御ルールの一覧が記載されたマニュアルを参照して、ＰＬＣの制御ロジックを解析すれば、異常の原因を探すことができ、サイバー攻撃への対応は可能であるとも考えられる。【００１１】
しかし、ＰＬＣの制御ロジックは、特定のアクチュエータを作動させる根拠となる入力値をオペレータが即答できないほど複雑であり、例え、マニュアルを参照しても、解析には、時間がかかってしまう。サイバー攻撃を受けた場合は、一刻を争う状況にあり、マニュアル参照するために必要な時間を十分に確保することは難しいことから、このような対応は困難である。【００１２】
本発明の目的の一例は、上記問題を解消し、プラントに異常が生じた場合に、制御プログラムの因果関係を提示して、オペレータが迅速に対応処置をとれるようにし得る、プラント監視装置、プラント監視方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるプラント監視装置は、プラントの稼働状況を監視するための装置であって、
前記プラントに設置されたセンサからのセンサデータに基づいて、前記プラントを制御するための、制御プログラムを取得する、制御プログラム取得部と、
取得された前記制御プログラムから、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係を抽出する、因果関係抽出部と、
前記複数の信号の現在の状態と、抽出された前記因果関係それぞれとを比較し、特定した状態に一致する因果関係を特定する、因果関係特定部と、
特定された前記因果関係を画面上に表示させる、表示部と、
を備えている、
ことを特徴とする。【００１４】
また、上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるプラント監視方法は、プラントの稼働状況を監視するための方法であって、
（ａ）前記プラントに設置されたセンサからのセンサデータに基づいて、前記プラントを制御するための、制御プログラムを取得する、ステップと、
（ｂ）取得された前記制御プログラムから、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係を抽出する、ステップと、
（ｃ）前記複数の信号の現在の状態と、抽出された前記因果関係それぞれとを比較し、特定した状態に一致する因果関係を特定する、ステップと、
（ｄ）特定された前記因果関係を画面上に表示させる、ステップと、
を有する、
ことを特徴とする。【００１５】
更に、上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、コンピュータによって、プラントの稼働状況を監視するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記コンピュータに、
（ａ）前記プラントに設置されたセンサからのセンサデータに基づいて、前記プラントを制御するための、制御プログラムを取得する、ステップと、
（ｂ）取得された前記制御プログラムから、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係を抽出する、ステップと、
（ｃ）前記複数の信号の現在の状態と、抽出された前記因果関係それぞれとを比較し、特定した状態に一致する因果関係を特定する、ステップと、
（ｄ）特定された前記因果関係を画面上に表示させる、ステップと、
を実行させる命令を含む、プログラムを記録している、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、プラントに異常が生じた場合に、制御プログラムの因果関係を提示して、オペレータが迅速に対応処理をとれるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態におけるプラント監視装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態において監視対象となるプラントの構成の一例を示す構成図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態におけるプラント監視装置と図２に示したプラントの制御系との関係を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態におけるプラント監視装置の構成をより具体的に示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態で用いられる制御プログラムの一例を示している。
【図６】図６は、本発明の実施の形態において、因果関係の抽出のために行われる制御プログラムの解析処理の一例を示す図である。
【図７】図７は、図６に示した解析処理の結果に基づいて抽出された因果関係を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態で取得されるシステム状態情報の一例を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態で用いられる物理構成情報の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態におけるプラント監視装置の動作を示すフロー図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態における表示画面の第１例を示している。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態における表示画面の第２例を示している。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態における表示画面の第３例を示している。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態における表示画面の第４例を示している。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態における表示画面の第５例を示している。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態における表示画面の第６例を示している。
【図１７】図１７は、本発明の実施の形態におけるプラント監視装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態における、プラント監視装置、プラント監視方法、及びプログラムについて、図１〜図１７を参照しながら説明する。
【００１９】
［装置構成］
最初に、図１を用いて、本実施の形態におけるプラント監視装置の概略構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態におけるプラント監視装置の概略構成を示すブロック図である。
【００２０】
図１に示す、本実施の形態におけるプラント監視装置１０は、監視対象となるプラントの稼働状況を監視するための装置である。図１に示すように、プラント監視装置１０は、制御プログラム取得部１１と、因果関係抽出部１２と、因果関係特定部１３と、表示部１４とを備えている。
【００２１】
制御プログラム取得部１１は、プラントに設置されたセンサからのセンサデータに基づいて、プラントを制御するための、制御プログラムを取得する。因果関係抽出部１２は、制御プログラム取得部１１によって取得された制御プログラムから、プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係を抽出する。
【００２２】
因果関係特定部１３は、複数の信号の現在の状態と、抽出された因果関係それぞれとを比較し、特定した状態に一致する因果関係を特定する。表示部１４は、特定された因果関係を画面上に表示させる。
【００２３】
このようにプラント監視装置１０は、稼働中にあるプラントにおいて、今現在使用されている信号について、信号間の因果関係が特定され、特定された因果関係を画面に表示する。このため、プラント監視装置１０によれば、プラントに、例えばアクチュエータの異常な運転状態が継続するといった、異常が生じた場合に、オペレータは、異常のあった信号の因果関係を直ぐに確認でき、迅速に対応処置をとることができる。
【００２４】
続いて、図２〜図９を用いて、本実施の形態におけるプラント監視装置の構成及び機能について具体的に説明する。図２は、本発明の実施の形態において監視対象となるプラントの構成の一例を示す構成図である。図３は、本発明の実施の形態におけるプラント監視装置と図２に示したプラントの制御系との関係を示すブロック図である。図４は、本発明の実施の形態におけるプラント監視装置の構成をより具体的に示すブロック図である。
【００２５】
図２に示すように、本実施の形態では、プラント２０は、貯水タンク２１と、温度センサ２２と、ヒーター２３と、供給ライン２４と、下部排水ライン２５と、上部排水ライン２６と、バルブ２７〜２９とを備えている。また、プラント２０は、制御装置として、制御プログラムを実行するＰＬＣ（ＰＬＣ１）３０とＰＬＣ（ＰＬＣ２）３１とを備えている。
【００２６】
温度センサ２２は、貯水タンク２１に蓄えられている水の温度を計測し、計測した温度に応じたセンサデータを出力する。ヒーター２３は、貯水タンク２１に蓄えられている水を加熱できるように配置されている。ＰＬＣ３０は、温度センサ２２から出力されてきたセンサデータに応じて、ヒーター２３を稼働させて、水の温度を調整する。
【００２７】
また、供給ライン２４は、貯水タンク２１に水を供給するためのラインである。供給ライン２４にはバルブ２７が設けられている。下部排水ライン２５は、貯水タンク２１の下部から水を排出するためのラインである。下部排水ライン２５にはバルブ２８が設けられている。上部排水ライン２６は、貯水タンク２１の上部から溢れ出る水を排出するためのラインである。上部排水ライン２６にはバルブ２９が設けられている。ＰＬＣ３１は、バルブ２７、バルブ２８、及びバルブ２９それぞれの開閉を制御する。
【００２８】
また、図３に示すように、プラント２０において、ＰＬＣ３０及びＰＬＣ３１は、ネットワークスイッチ３２とコントロールネットワーク（ＮＷ＿ｃ１）とを介して、エンジニアリングワークステーション３３と、オペレータが使用する端末装置３４とに、データ通信可能に接続されている。更に、ＰＬＣ３０及びＰＬＣ３１は、ネットワークスイッチ３２とコントロールネットワーク（ＮＷ＿ｃ１）とを介して、プラント監視装置１０にも接続されている。
【００２９】
端末装置３１は、オペレータにＨＭＩを提供する。オペレータは、端末装置３１のＨＭＩ上で操作を行っている。エンジニアリングワークステーション３３は、各ＰＬＣの動作状態を管理し、更に、その制御プログラムを保持している。また、エンジニアリングワークステーション３３は、オペレータ等の指示に応じて、制御プログラムを更新する。
【００３０】
更に、図３に示すように、ＰＬＣ３０は、フィールドネットワーク（ＮＷ＿ｆ１）を介して、温度センサ２２とヒーター２３とに接続されている。加えて、ＰＬＣ３１は、フィールドネットワーク（ＮＷ＿ｆ２）を介して、バルブ２７〜２９それぞれに接続されている。このように、本実施の形態において監視対象となるプラント２０は、制御プログラムを実行する複数のＰＬＣ、及びＰＬＣとその他の装置との間を結ぶネットワーク、を備えている。
【００３１】
また、図４を用いて、本実施の形態におけるプラント監視装置１０の構成をより具体的に説明する。図４に示すように、プラント監視装置１０は、図１で示した構成に加えて、経路特定部１５と、因果関係記憶部１６と、システム状態取得部１７と、物理構成記憶部１８とを備えている。
【００３２】
制御プログラム取得部１１は、本実施の形態では、監視対象となるプラント２０が複数のＰＬＣを備えているため、ＰＬＣ毎に、制御プログラムを取得する。また、本実施の形態では、制御プログラムは、上述したように図２に示したエンジニアリングワークステーション３３が保持している。このため、制御プログラム取得部１１は、エンジニアリングワークステーション３３から、各制御プログラム（図５参照）を取得する。
【００３３】
図５は、本発明の実施の形態で用いられる制御プログラムの一例を示している。また、図５に示された制御プログラムは、ＰＬＣ３０の制御プログラムである。図５において、「TT_1. AL」、「TT_1. AH」、「V_1. Status」、「V_2. Status」、「V_3. Status」、「HA_1. Cmd」は、それぞれ、プラント２０で使用される信号を示している。
【００３４】
具体的には、「TT_1. AL」は、温度センサ２２で検出された温度が下限以下のときに「High(1)」、そうでないときに「Low(0)」となる信号である。「TT_1. AH」は、温度センサ２２で検出された温度が上限以上のときに「High(1)」、そうでないときに「Low(0)」となる信号である。
【００３５】
また、「V_1. Status」は、バルブ２７が開いているときに「High(1)」、閉じているときに「Low(0)」となる信号である。「V_2. Status」は、バルブ２８が開いているときに「High(1)」、閉じているときに「Low(0)」となる信号である。「V_3. Status」は、バルブ２９が開いているときに「High(1)」、閉じているときに「Low(0)」となる信号である。「HA_1. Cmd」は、ヒーター２３が稼働しているときに「High(1)」、停止しているときに「Low(0)」となる信号である。
【００３６】
なお、ＰＬＣによってセンサ等から受信された製造プロセスの状態等を伝える信号は、このＰＬＣが備える記憶装置内の当該信号に対応する場所に書き込まれる。また、ＰＬＣによってアクチュエータ等に送信された、アクチュエータ等を作動又は停止等させる信号は、ＰＬＣが備える記憶装置内の当該信号と対応する場所から読み出される。また、記憶装置内の場所は、一般的に、変数、タグ、レジスタ等と呼ばれており、本実施の形態では、変数と呼ぶ。また、受信された信号が書き込まれる変数を入力変数と呼び、送信される信号が読み出される変数を出力変数と呼ぶ。
【００３７】
因果関係抽出部１２は、本実施の形態では、ＰＬＣ毎に、各ＰＬＣの制御プログラムから、因果関係を抽出し、抽出した因果関係を因果関係記憶部１６に格納する。因果関係は、例えば、各ＰＬＣが出力する出力変数の値が、どのような入力変数の値に基づいて決定されているのかを示す。更に、因果関係抽出部１２は、抽出した因果関係を因果関係記憶部１６に格納する。
【００３８】
ここで、図６及び図７を用いて、因果関係抽出部１２による因果関係の抽出処理について具体的に説明する。図６は、本発明の実施の形態において、因果関係の抽出のために行われる制御プログラムの解析処理の一例を示す図である。図７は、図６に示した解析処理の結果に基づいて抽出された因果関係を示す図である。
【００３９】
具体的には、図６に示すように、因果関係抽出部１２は、解析処理として、まず、制御プログラム(図６上側)の処理ステップ（行）毎において、読み書きがおこなわれる各変数の中から、出力変数を特定する。特定された出力変数は、図６の下側のテーブルの通りである。
【００４０】
続いて、因果関係抽出部１２は、制御プログラムから、出力変数の値の決定に影響を与え得る入力変数を特定する。また、因果関係抽出部１２は、特定した入力変数の値の決定に影響を与え得る別の入力変数が存在する場合は、これも特定するため、新たな入力変数が特定される限り、再帰的に入力変数の特定を実行する。
【００４１】
ある出力変数の値の決定に影響を与え得る入力変数の特定は、次のようにして行うことができる。例えば、制御プログラムに、出力変数に値を代入する代入文がある場合は、因果関係抽出部１２は、代入文が代入される値として参照する別の変数を、入力変数として特定する。また、制御プログラムにおいて、代入文を実行するか否かが、ＩＦ文などの条件分岐における条件式の評価結果によって決まる場合は、因果関係抽出部１２は、条件式が参照する別の変数も入力変数として特定する。
【００４２】
次に、因果関係抽出部１２は、制御プログラムにおいて、入力変数に定数を代入する代入文、又は入力変数と定数とを比較する条件式を検索し、検索によって特定できた代入文又は条件式から、入力変数が定数を取り得るかどうかを判断し、取り得る場合は定数（値）を特定する。
【００４３】
そして、因果関係抽出部１２は、これまでに特定した入力変数とその入力変数が取り得る定数（値）とから、複数の入力値パターンを網羅的に生成する。次に、因果関係抽出部１２は、入力値パターン毎に、その入力値パターンが与えられた状態下で制御プログラムを１回実行し、出力値を求める。その際、制御プログラムが実行中に参照した入力変数も記録する。
【００４４】
図６下側のテーブルに、入力値パターン毎の実行結果の一覧（解析処理の結果）が示されている。制御プログラムが実行中に参照した入力変数は、図６下側のテーブルにおける、ハッチングが施された欄で示されている。因果関係抽出部１２は、制御プログラムの実行後、記録された入力変数及びその値と、制御プログラムが出力した出力変数の値とを抽出して、これらを因果関係とする。抽出された因果関係は、図７に示す通りである。図７の例では、因果関係Ｒ０１〜Ｒ０５が抽出されている。
【００４５】
このように、因果関係抽出部１２は、プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係として、代入処理と、条件分岐処理における分岐条件と、に含まれる信号及びその値を抽出する。因果関係抽出部１２は、出力変数の特定、入力変数の特定、入力変数が取りうる値の特定、入力値パターンの生成、出力値および制御プログラム実行時に参照された入力変数の取得を行って、因果関係を抽出する。
【００４６】
システム状態取得部１７は、設定された間隔をおいて、各ＰＬＣ、または、既にシステム状態情報を継続的に取得している端末装置（ＨＭＩ）３４等から、システム状態情報を繰り返し取得し、その度に、取得したシステム状態情報を、因果関係特定部１３に出力する。図８に示すように、システム状態情報は、プラント２０における各信号の現在の状態を特定する情報である。図８は、本発明の実施の形態で取得されるシステム状態情報の一例を示す図である。
【００４７】
因果関係特定部１３は、システム状態取得部１７から出力されてきたシステム状態情報（図８参照）を取得する。そして、因果関係特定部１３は、システム状態情報で特定される現在の状態と、因果関係記憶部１６に格納された因果関係それぞれ(図７参照)とを比較して、現在の状態と一致する因果関係を特定する。
【００４８】
物理構成記憶部１８は、物理構成情報を格納している。物理構成情報は、プラントで用いられる信号毎に、各信号を扱うＰＬＣ、各信号の起点及び各信号が通る経路を少なくとも特定する情報である。図９は、本発明の実施の形態で用いられる物理構成情報の一例を示す図である。
【００４９】
具体的には、図９の例では、物理構成情報は、各信号（入出力要素）における、場所、起点、途中経路及び終点を特定している。また、ここでいう「場所」は、信号を処理する場所であり、主にＰＬＣで特定されている。「起点」は、信号を出力する物理要素で特定されている。「途中経路」は、信号が経由するネットワーク及びＰＬＣ等で特定されている。
【００５０】
経路特定部１５は、因果関係特定部１３によって特定された因果関係に含まれる複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定する。具体的には、経路特定部１５は、因果関係に含まれる各信号と、物理構成記憶部１８に格納されている物理構成情報とを比較し、信号毎に、対応する起点、途中経路、及び終点を特定する。また、本実施の形態では、経路特定部１５は、ＰＬＣ毎に、各信号の起点及び途中経路を特定する。
【００５１】
表示部１４は、本実施の形態では、因果関係として、因果関係特定部１３によって特定された因果関係に含まれる各信号と、経路特定部１５によって特定された起点及び途中経路とを、端末装置３４（図３参照）の画面上に表示させる。
【００５２】
また、経路特定部１５が、ＰＬＣ毎に起点及び途中経路を特定した際に、特定した途中経路が、そのＰＬＣとは別のＰＬＣを含む場合、及び特定した途中経路が特定のネットワークを含む場合、の一方又は両方に該当するとする。この場合、表示部１４は、経路特定部１５の指示により、対応する信号（途中経路が上記場合に該当する信号）の表示態様を他の信号の表示態様と異ならせる。
【００５３】
［装置動作］
次に、本実施の形態におけるプラント監視装置１０の動作について図１０を用いて説明する。図１０は、本発明の実施の形態におけるプラント監視装置の動作を示すフロー図である。以下の説明においては、適宜図１〜図９を参照する。また、本実施の形態では、プラント監視装置を動作させることによって、プラント監視方法が実施される。よって、本実施の形態におけるプラント監視方法の説明は、以下のプラント監視装置の動作説明に代える。
【００５４】
図１０に示すように、最初に、制御プログラム取得部１１は、エンジニアリングワークステーション３３から、プラント２０のＰＬＣそれぞれの制御プログラム（ＰＬＣ３０の制御プログラムの例は、図５を参照）を取得する（ステップＡ１）。
【００５５】
次に、因果関係抽出部１２は、ＰＬＣ毎に、ステップＡ１で取得された各ＰＬＣの制御プログラムから、プラント２０で使用される各信号間における因果関係を抽出する（ステップＡ２）。
【００５６】
具体的には、図６及び図７を用いて説明したように、因果関係抽出部１２は、制御プログラムから、まず、出力変数の値の決定に影響を与え得る入力変数を特定する。続いて、因果関係抽出部１２は、制御プログラムにおいて、入力変数に定数を代入する代入文、又は入力変数と定数とを比較する条件式を検索し、検索によって特定した入力変数と、その入力変数が取り得る定数（値）とから、複数の入力値パターンを網羅的に生成する。その後、因果関係抽出部１２は、入力値パターン毎に、その入力値パターンが与えられた状態下で制御プログラムを１回実行し、出力値を求め、その際、制御プログラムが実行中に参照した入力変数を記録する。因果関係は、得られた入力値及び出力値によって表される。
【００５７】
次に、因果関係特定部１３は、システム状態取得部１７から出力されてきたシステム状態情報を取得する。そして、因果関係特定部１３は、システム状態情報で特定される、プラント２０における各信号の現在の状態と、ステップＡ２で抽出された因果関係それぞれとを比較する。そして、因果関係特定部１３は、比較の結果から、現在の状態と一致する因果関係を特定する（ステップＡ３）。
【００５８】
なお、ステップＡ３とは別に、システム状態取得部１７は、設定された間隔をおいて、各ＰＬＣ、または、既にシステム状態情報を継続的に取得している端末装置（ＨＭＩ）３４等から、システム状態情報を繰り返し取得し、取得したシステム状態情報を、因果関係特定部１３に出力している。
【００５９】
次に、経路特定部１５は、因果関係特定部１３によって特定された因果関係に含まれる複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定する（ステップＡ４）。具体的には、経路特定部１５は、因果関係に含まれる各信号と、物理構成記憶部１８に格納されている物理構成情報とを比較し、信号毎に、対応する起点、途中経路、及び終点を特定する。
【００６０】
次に、表示部１４は、因果関係として、ステップＡ３によって特定された因果関係に含まれる各信号と、ステップＡ４によって特定された起点及び途中経路とを、端末装置（ＨＭＩ）３４（図３参照）の画面上に表示させる（ステップＡ５）。
【００６１】
次に、因果関係特定部１３は、処理の終了が指示されているかどうかを判定する（ステップＡ６）。ステップＡ６の判定の結果、処理の終了が指示されていない場合は、因果関係特定部１３は、最新のシステム状態情報を用いて、再度ステップＡ３を実行する。一方、ステップＡ６の判定の結果、処理の終了が指示されている場合は、プラント監視装置１０における処理は終了する。
【００６２】
ここで、図１１〜図１６を用いて、表示部１４によって画面に表示された因果関係の具体例について説明する。図１１〜図１６は、それぞれ、本発明の実施の形態における表示画面の一例（第１例〜第６例）を示している。また、図１１〜図１６は、それぞれ、特に断りのない限り、因果関係特定部１３によってシステム状態情報に基づいて特定された因果関係が、ＰＬＣ３０についての図７に示した因果関係Ｒ０３である場合を示している。
【００６３】
図１１の例では、表示部１４は、特定された因果関係に含まれる信号、具体的には、「TT_1.AL」、「V_1. Status」、「V_2. Status」、「V_3. Status」、及び「HA_1. Cmd」と、それぞれの値とを、画面上に表示する。また、これらの信号のうち、「V_1. Status」、「V_2. Status」、及び「V_3. Status」は、途中の経路に、別のＰＬＣ３１と、特定のコントロールネットワーク（ＮＷ＿ｃ１）とを含んでいる。このため、表示部１４は、「V_1. Status」、「V_2. Status」、及び「V_3. Status」には、「！」を付与して、これらの信号の表示態様を、他の信号の表示態様と異ならせている。
【００６４】
図１２の例でも、表示部１４は、図１１の例と同様に、「TT_1. AL」、「V_1. Status」、「V_2. Status」、「V_3. Status」、及び「HA_1. Cmd」と、それぞれの値とを、画面上に表示する。但し、図１２の例では、表示部１４は、因果関係の番号（識別子）と各信号の途中経路も一緒に表示している。
【００６５】
図１３の例では、表示部１４は、図１２の例と同様に、各信号の途中経路を表示するが、因果関係の番号の代わりに、出力要素の状態を具体的に表示している。図１３においては、ヒーター２３が稼働状態であることを示すため、「ＯＮ」と表示している。
【００６６】
図１４の例では、表示部１４は、図１３に示した画面上に、更に、オペレータが使用する端末装置３４も表示している。図１４の例によれば、オペレータは、自身が見ている画面がどのような経路を経て構築されているかを確認することができる。
【００６７】
また、図１５の例では、表示部１４は、改竄されているリスクの高い信号について、そのことを提示するため、該当する信号の背景の色をリスクに応じて濃くしている。ここでは、特定のコントロールネットワーク（ＮＷ＿ｃ１）を経由した信号の表示領域内に「ＮＷ」のアイコンを付加するとともに背景の色をさらに濃く表示している。図１５（ａ）は、ヒーター２３がオフの状態で、因果関係Ｒ０２とＲ０４とＲ０５とが同時に特定されている場合の表示例を示し、図１５（ｂ）は、ヒーターがオンの状態で、因果関係Ｒ０３が特定されている場合を示している。図１５の例によれば、オペレータは、信号毎のリスクを把握することができる。
【００６８】
更に、図１６の例では、表示部１４は、改竄されているリスクの高い信号について、そのことを提示するため、該当する信号を反転表示している。図１６（ａ）は、ヒーター２３がオフの状態で、因果関係Ｒ０２とＲ０４とＲ０５とが同時に特定されている場合を示し、図１６（ｂ）は、ヒーターがオンの状態で、因果関係Ｒ０３が特定されている場合を示している。図１６の例でも、オペレータは、信号毎のリスクを把握することができる。
【００６９】
［実施の形態における効果］
以上のように、本実施の形態によれば、稼働中にあるプラント２０において、現在有効となっている、信号間の因果関係が、画面に表示される。よって、オペレータは、現在、アクチュエータの作動又は停止等を指示する信号が、どのセンサ等からの信号に基づいて決定されているかを直ぐに確認できる。異常発生時においてアクチュエータの動作に疑問を感じたオペレータは、直ちに、前記アクチュエータを作動又は停止させる要因となっているセンサ等が設置されている製造プロセス現場に行く等して、実際の状況と前記センサ等からの信号とが一致しているかどうかを確認できる。これにより、オペレータは、センサ等からの信号を改ざんしてアクチュエータを悪用する等のサイバー攻撃が発生した場合に、前記信号の改ざんの有無を早期に把握でき、サイバー攻撃への対応が可能となる。
【００７０】
また、本実施の形態では、特に、改竄のリスクが高い信号、例えばネットワークを経由する信号については、他の信号と異なる態様で表示されるので、オペレータは、改竄のリスクが高い信号を優先して確認し、サイバー攻撃への一層効率的な対応が可能となる。また、本実施の形態によれば、オペレータは、平常時においてもサイバー攻撃のターゲットになる部分を予め把握しておくこともできる。
【００７１】
［プログラム］
本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータに、図１０に示すステップＡ１〜Ａ５を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態におけるプラント監視装置とプラント監視方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのプロセッサは、制御プログラム取得部１１、因果関係抽出部１２、因果関係特定部１３、表示部１４、経路特定部１５、及びシステム状態取得部１７して機能し、処理を行なう。
【００７２】
また、本実施の形態では、因果関係記憶部１６と、物理構成記憶部１８とは、コンピュータに備えられたハードディスク等の記憶装置に、これらを構成するデータファイルを格納することによって実現できる。
【００７３】
また、本実施の形態におけるプログラムは、複数のコンピュータによって構築されたコンピュータシステムによって実行されても良い。この場合は、例えば、各コンピュータが、それぞれ、制御プログラム取得部１１、因果関係抽出部１２、因果関係特定部１３、表示部１４、経路特定部１５、及びシステム状態取得部１７のいずれかとして機能しても良い。因果関係記憶部１６と、物理構成記憶部１８とは、本実施の形態におけるプログラムを実行するコンピュータとは別のコンピュータ上に構築されていても良い。
【００７４】
ここで、本実施の形態におけるプログラムを実行することによって、プラント監視装置１０を実現するコンピュータについて図１７を用いて説明する。図１７は、本発明の実施の形態におけるプラント監視装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。
【００７５】
図１７に示すように、コンピュータ１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１と、メインメモリ１１２と、記憶装置１１３と、入力インターフェイス１１４と、表示コントローラ１１５と、データリーダ／ライタ１１６と、通信インターフェイス１１７とを備える。これらの各部は、バス１２１を介して、互いにデータ通信可能に接続される。なお、コンピュータ１１０は、ＣＰＵ１１１に加えて、又はＣＰＵ１１１に代えて、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、又はＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を備えていても良い。
【００７６】
ＣＰＵ１１１は、記憶装置１１３に格納された、本実施の形態におけるプログラム（コード）をメインメモリ１１２に展開し、これらを所定順序で実行することにより、各種の演算を実施する。メインメモリ１１２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性の記憶装置である。また、本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体１２０に格納された状態で提供される。なお、本実施の形態におけるプログラムは、通信インターフェイス１１７を介して接続されたインターネット上で流通するものであっても良い。
【００７７】
また、記憶装置１１３の具体例としては、ハードディスクドライブの他、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置が挙げられる。入力インターフェイス１１４は、ＣＰＵ１１１と、キーボード及びマウスといった入力機器１１８との間のデータ伝送を仲介する。表示コントローラ１１５は、ディスプレイ装置１１９と接続され、ディスプレイ装置１１９での表示を制御する。
【００７８】
データリーダ／ライタ１１６は、ＣＰＵ１１１と記録媒体１２０との間のデータ伝送を仲介し、記録媒体１２０からのプログラムの読み出し、及びコンピュータ１１０における処理結果の記録媒体１２０への書き込みを実行する。通信インターフェイス１１７は、ＣＰＵ１１１と、他のコンピュータとの間のデータ伝送を仲介する。
【００７９】
また、記録媒体１２０の具体例としては、ＣＦ（Compact Flash（登録商標））及びＳＤ（Secure Digital）等の汎用的な半導体記憶デバイス、フレキシブルディスク（Flexible Disk）等の磁気記録媒体、又はＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）などの光学記録媒体が挙げられる。
【００８０】
なお、本実施の形態におけるプラント監視装置１０は、プログラムがインストールされたコンピュータではなく、各部に対応したハードウェアを用いることによっても実現可能である。更に、プラント監視装置１０は、一部がプログラムで実現され、残りの部分がハードウェアで実現されていてもよい。
【００８１】
上述した実施の形態の一部又は全部は、以下に記載する（付記１）〜（付記１２）によって表現することができるが、以下の記載に限定されるものではない。
【００８２】
（付記１）
プラントの稼働状況を監視するための装置であって、
前記プラントに設置されたセンサからのセンサデータに基づいて、前記プラントを制御するための、制御プログラムを取得する、制御プログラム取得部と、
取得された前記制御プログラムから、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係を抽出する、因果関係抽出部と、
前記複数の信号の現在の状態と、抽出された前記因果関係それぞれとを比較し、特定した状態に一致する因果関係を特定する、因果関係特定部と、
特定された前記因果関係を画面上に表示させる、表示部と、
を備えている、
ことを特徴とするプラント監視装置。
【００８３】
（付記２）
付記１に記載のプラント監視装置であって、
特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定する、経路特定部を更に備え、
前記表示部は、前記因果関係として、特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれと、特定された前記起点及び前記途中経路とを、前記画面上に表示させる、
ことを特徴とするプラント監視装置。
【００８４】
（付記３）
付記２に記載のプラント監視装置であって、
前記プラントが、前記制御プログラムを実行する複数の制御装置と、複数の前記制御装置それぞれ間を結ぶネットワークと、を備えている場合において、
前記制御プログラム取得部は、前記制御装置毎に、前記制御プログラムを取得し、
前記因果関係抽出部は、前記制御装置毎に、当該制御装置の前記制御プログラムから、前記因果関係を抽出し、
前記経路特定部は、前記制御装置毎に、特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定し、
その際、特定した途中経路が当該制御装置とは別の制御装置を含む場合、及び特定した途中経路が特定のネットワークを含む場合、の一方又は両方に該当する場合に、前記表示部に、対応する信号の表示態様を他の信号の表示態様と異ならせる、
ことを特徴とするプラント監視装置。
【００８５】
（付記４）
付記１〜３のいずれかに記載のプラント監視装置であって、
前記因果関係抽出部が、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係として、代入処理と、条件分岐処理における分岐条件と、に含まれる信号及びその値を抽出する、
ことを特徴とするプラント監視装置。
【００８６】
（付記５）
プラントの稼働状況を監視するための方法であって、
（ａ）前記プラントに設置されたセンサからのセンサデータに基づいて、前記プラントを制御するための、制御プログラムを取得する、ステップと、
（ｂ）取得された前記制御プログラムから、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係を抽出する、ステップと、
（ｃ）前記複数の信号の現在の状態と、抽出された前記因果関係それぞれとを比較し、特定した状態に一致する因果関係を特定する、ステップと、
（ｄ）特定された前記因果関係を画面上に表示させる、ステップと、
を有する、
ことを特徴とするプラント監視方法。
【００８７】
（付記６）
付記５に記載のプラント監視方法であって、
（ｅ）特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定する、ステップを更に有し、
前記（ｄ）のステップにおいて、前記因果関係として、特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれと、特定された前記起点及び前記途中経路とを、前記画面上に表示させる、
ことを特徴とするプラント監視方法。
【００８８】
（付記７）
付記６に記載のプラント監視方法であって、
前記プラントが、前記制御プログラムを実行する複数の制御装置と、複数の前記制御装置それぞれ間を結ぶネットワークと、を備えている場合において、
前記（ａ）のステップにおいて、前記制御装置毎に、前記制御プログラムを取得し、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記制御装置毎に、当該制御装置の前記制御プログラムから、前記因果関係を抽出し、
前記（ｅ）のステップにおいて、前記制御装置毎に、特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定し、
その際、特定した途中経路が当該制御装置とは別の制御装置を含む場合、及び特定した途中経路が特定のネットワークを含む場合、の一方又は両方に該当する場合に、前記（ｄ）のステップにて、対応する信号の表示態様を他の信号の表示態様と異ならせる、
ことを特徴とするプラント監視方法。
【００８９】
（付記８）
付記５〜７のいずれかに記載のプラント監視方法であって、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係として、代入処理と、条件分岐処理における分岐条件と、に含まれる信号及びその値を抽出する、
ことを特徴とするプラント監視方法。
【００９０】
（付記９）
コンピュータによって、プラントの稼働状況を監視するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記コンピュータに、
（ａ）前記プラントに設置されたセンサからのセンサデータに基づいて、前記プラントを制御するための、制御プログラムを取得する、ステップと、
（ｂ）取得された前記制御プログラムから、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係を抽出する、ステップと、
（ｃ）前記複数の信号の現在の状態と、抽出された前記因果関係それぞれとを比較し、特定した状態に一致する因果関係を特定する、ステップと、
（ｄ）特定された前記因果関係を画面上に表示させる、ステップと、
を実行させる命令を含む、プログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【００９１】
（付記１０）
付記９に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記プログラムが、前記コンピュータに、
（ｅ）特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定する、ステップを実行させる命令を更に含み、
前記（ｄ）のステップにおいて、前記因果関係として、特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれと、特定された前記起点及び前記途中経路とを、前記画面上に表示させる、
ことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【００９２】
（付記１１）
付記１０に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記プラントが、前記制御プログラムを実行する複数の制御装置と、複数の前記制御装置それぞれ間を結ぶネットワークと、を備えている場合において、
前記（ａ）のステップにおいて、前記制御装置毎に、前記制御プログラムを取得し、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記制御装置毎に、当該制御装置の前記制御プログラムから、前記因果関係を抽出し、
前記（ｅ）のステップにおいて、前記制御装置毎に、特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定し、
その際、特定した途中経路が当該制御装置とは別の制御装置を含む場合、及び特定した途中経路が特定のネットワークを含む場合、の一方又は両方に該当する場合に、前記（ｄ）のステップにて、対応する信号の表示態様を他の信号の表示態様と異ならせる、
ことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【００９３】
（付記１２）
付記９〜１１のいずれかに記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係として、代入処理と、条件分岐処理における分岐条件と、に含まれる信号及びその値を抽出する、
ことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【００９４】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上のように、本発明によれば、プラントに異常が生じた場合に、制御プログラムの因果関係を提示して、オペレータが迅速に対応処置をとれるようにすることができる。本発明は、制御装置によって制御される各種プラントに有用である。
【符号の説明】
【００９６】
１０  プラント監視装置
１１  制御プログラム取得部
１２  因果関係抽出部
１３  因果関係特定部
１４  表示部
１５  経路特定部
１６  因果関係記憶部
１７  システム状態取得部
１８  物理構成記憶部
２０  プラント
２１  貯水タンク
２２  温度センサ
２３  ヒーター
２４  供給ライン
２５  下部排水ライン
２６  上部排水ライン
２７〜２９  バルブ
３０、３１  ＰＬＣ
３２  ネットワークスイッチ
３３  エンジニアリングワークステーション
３４  端末装置（ＨＭＩ）
１１０  コンピュータ
１１１  ＣＰＵ
１１２  メインメモリ
１１３  記憶装置
１１４  入力インターフェイス
１１５  表示コントローラ
１１６  データリーダ／ライタ
１１７  通信インターフェイス
１１８  入力機器
１１９  ディスプレイ装置
１２０  記録媒体
１２１  バス
【図１】
2020021685.tif 000003
【図２】
2020021685.tif 000004
【図３】
2020021685.tif 000005
【図４】
2020021685.tif 000006
【図５】
2020021685.tif 000007
【図６】
2020021685.tif 000008
【図７】
2020021685.tif 000009
【図８】
2020021685.tif 000010
【図９】
2020021685.tif 000011
【図１０】
2020021685.tif 000012
【図１１】
2020021685.tif 000013
【図１２】
2020021685.tif 000014
【図１３】
2020021685.tif 000015
【図１４】
2020021685.tif 000016
【図１５】
2020021685.tif 000017
【図１６】
2020021685.tif 000018
【図１７】
2020021685.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】令和3年1月15日(2021.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの稼働状況を監視するための装置であって、
前記プラントに設置されたセンサからのセンサデータに基づいて、前記プラントを制御するための、制御プログラムを取得する、制御プログラム取得手段と、
取得された前記制御プログラムから、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係を抽出する、因果関係抽出手段と、
前記複数の信号の現在の状態と、抽出された前記因果関係それぞれとを比較し、前記現在の状態に一致する因果関係を特定する、因果関係特定手段と、
特定された前記因果関係を画面上に表示させる、表示手段と、
を備えている、
ことを特徴とするプラント監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラント監視装置であって、
特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定する、経路特定手段を更に備え、
前記表示手段は、前記因果関係として、特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれと、特定された前記起点及び前記途中経路とを、前記画面上に表示させる、
ことを特徴とするプラント監視装置。
【請求項３】
請求項２に記載のプラント監視装置であって、
前記プラントが、前記制御プログラムを実行する複数の制御装置と、複数の前記制御装置それぞれ間を結ぶネットワークと、を備えている場合において、
前記制御プログラム取得手段は、前記制御装置毎に、前記制御プログラムを取得し、
前記因果関係抽出手段は、前記制御装置毎に、当該制御装置の前記制御プログラムから、前記因果関係を抽出し、
前記経路特定手段は、前記制御装置毎に、特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定し、
その際、特定した起点及び途中経路が当該制御装置とは別の制御装置を含む場合、及び特定した起点及び途中経路が特定のネットワークを含む場合、の一方又は両方に該当する場合に、前記表示手段に、対応する信号の表示態様を他の信号の表示態様と異ならせる、
ことを特徴とするプラント監視装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のプラント監視装置であって、
前記因果関係抽出手段が、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係として、代入処理と、条件分岐処理における分岐条件と、に含まれる信号及びその値を抽出する、
ことを特徴とするプラント監視装置。
【請求項５】
プラントの稼働状況を監視するための方法であって、
（ａ）前記プラントに設置されたセンサからのセンサデータに基づいて、前記プラントを制御するための、制御プログラムを取得する、ステップと、
（ｂ）取得された前記制御プログラムから、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係を抽出する、ステップと、
（ｃ）前記複数の信号の現在の状態と、抽出された前記因果関係それぞれとを比較し、前記現在の状態に一致する因果関係を特定する、ステップと、
（ｄ）特定された前記因果関係を画面上に表示させる、ステップと、
を有する、
ことを特徴とするプラント監視方法。
【請求項６】
請求項５に記載のプラント監視方法であって、
（ｅ）特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定する、ステップを更に有し、
前記（ｄ）のステップにおいて、前記因果関係として、特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれと、特定された前記起点及び前記途中経路とを、前記画面上に表示させる、
ことを特徴とするプラント監視方法。
【請求項７】
請求項６に記載のプラント監視方法であって、
前記プラントが、前記制御プログラムを実行する複数の制御装置と、複数の前記制御装置それぞれ間を結ぶネットワークと、を備えている場合において、
前記（ａ）のステップにおいて、前記制御装置毎に、前記制御プログラムを取得し、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記制御装置毎に、当該制御装置の前記制御プログラムから、前記因果関係を抽出し、
前記（ｅ）のステップにおいて、前記制御装置毎に、特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定し、
その際、特定した途中経路が当該制御装置とは別の制御装置を含む場合、及び特定した途中経路が特定のネットワークを含む場合、の一方又は両方に該当する場合に、前記（ｄ）のステップにて、対応する信号の表示態様を他の信号の表示態様と異ならせる、
ことを特徴とするプラント監視方法。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかに記載のプラント監視方法であって、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係として、代入処理と、条件分岐処理における分岐条件と、に含まれる信号及びその値を抽出する、
ことを特徴とするプラント監視方法。
【請求項９】
コンピュータによって、プラントの稼働状況を監視するためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
（ａ）前記プラントに設置されたセンサからのセンサデータに基づいて、前記プラントを制御するための、制御プログラムを取得する、ステップと、
（ｂ）取得された前記制御プログラムから、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係を抽出する、ステップと、
（ｃ）前記複数の信号の現在の状態と、抽出された前記因果関係それぞれとを比較し、前記現在の状態に一致する因果関係を特定する、ステップと、
（ｄ）特定された前記因果関係を画面上に表示させる、ステップと、
を実行させる、プログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載のプログラムであって、
前記コンピュータに、
（ｅ）特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定する、ステップを更に実行させ、
前記（ｄ）のステップにおいて、前記因果関係として、特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれと、特定された前記起点及び前記途中経路とを、前記画面上に表示させる、
ことを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプログラムであって、
前記プラントが、前記制御プログラムを実行する複数の制御装置と、複数の前記制御装置それぞれ間を結ぶネットワークと、を備えている場合において、
前記（ａ）のステップにおいて、前記制御装置毎に、前記制御プログラムを取得し、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記制御装置毎に、当該制御装置の前記制御プログラムから、前記因果関係を抽出し、
前記（ｅ）のステップにおいて、前記制御装置毎に、特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定し、
その際、特定した途中経路が当該制御装置とは別の制御装置を含む場合、及び特定した途中経路が特定のネットワークを含む場合、の一方又は両方に該当する場合に、前記（ｄ）のステップにて、対応する信号の表示態様を他の信号の表示態様と異ならせる、
ことを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれかに記載のプログラムであって、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係として、代入処理と、条件分岐処理における分岐条件と、に含まれる信号及びその値を抽出する、
ことを特徴とするプログラム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、プラントの稼働状況を監視するための、プラント監視装置、及びプラント監視方法に関し、更には、これらを実現するためのプログラムに関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の目的の一例は、上記問題を解消し、プラントに異常が生じた場合に、制御プログラムの因果関係を提示して、オペレータが迅速に対応処置をとれるようにし得る、プラント監視装置、プラント監視方法、及びプログラムを提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるプラント監視装置は、プラントの稼働状況を監視するための装置であって、
前記プラントに設置されたセンサからのセンサデータに基づいて、前記プラントを制御するための、制御プログラムを取得する、制御プログラム取得部と、
取得された前記制御プログラムから、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係を抽出する、因果関係抽出部と、
前記複数の信号の現在の状態と、抽出された前記因果関係それぞれとを比較し、前記現在の状態に一致する因果関係を特定する、因果関係特定部と、
特定された前記因果関係を画面上に表示させる、表示部と、
を備えている、
ことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるプラント監視方法は、プラントの稼働状況を監視するための方法であって、
（ａ）前記プラントに設置されたセンサからのセンサデータに基づいて、前記プラントを制御するための、制御プログラムを取得する、ステップと、
（ｂ）取得された前記制御プログラムから、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係を抽出する、ステップと、
（ｃ）前記複数の信号の現在の状態と、抽出された前記因果関係それぞれとを比較し、前記現在の状態に一致する因果関係を特定する、ステップと、
（ｄ）特定された前記因果関係を画面上に表示させる、ステップと、
を有する、
ことを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
更に、上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるプログラムは、コンピュータによって、プラントの稼働状況を監視するためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
（ａ）前記プラントに設置されたセンサからのセンサデータに基づいて、前記プラントを制御するための、制御プログラムを取得する、ステップと、
（ｂ）取得された前記制御プログラムから、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係を抽出する、ステップと、
（ｃ）前記複数の信号の現在の状態と、抽出された前記因果関係それぞれとを比較し、前記現在の状態に一致する因果関係を特定する、ステップと、
（ｄ）特定された前記因果関係を画面上に表示させる、ステップと、
を実行させる、ことを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
因果関係特定部１３は、複数の信号の現在の状態と、抽出された因果関係それぞれとを比較し、現在の状態に一致する因果関係を特定する。表示部１４は、特定された因果関係を画面上に表示させる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
端末装置３４は、オペレータにＨＭＩを提供する。オペレータは、端末装置３４のＨＭＩ上で操作を行っている。エンジニアリングワークステーション３３は、各ＰＬＣの動作状態を管理し、更に、その制御プログラムを保持している。また、エンジニアリングワークステーション３３は、オペレータ等の指示に応じて、制御プログラムを更新する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
［プログラム］
本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータに、図１０に示すステップＡ１〜Ａ６を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態におけるプラント監視装置とプラント監視方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのプロセッサは、制御プログラム取得部１１、因果関係抽出部１２、因果関係特定部１３、表示部１４、経路特定部１５、及びシステム状態取得部１７して機能し、処理を行なう。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
（付記１）
プラントの稼働状況を監視するための装置であって、
前記プラントに設置されたセンサからのセンサデータに基づいて、前記プラントを制御するための、制御プログラムを取得する、制御プログラム取得部と、
取得された前記制御プログラムから、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係を抽出する、因果関係抽出部と、
前記複数の信号の現在の状態と、抽出された前記因果関係それぞれとを比較し、前記現在の状態に一致する因果関係を特定する、因果関係特定部と、
特定された前記因果関係を画面上に表示させる、表示部と、
を備えている、
ことを特徴とするプラント監視装置。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
（付記５）
プラントの稼働状況を監視するための方法であって、
（ａ）前記プラントに設置されたセンサからのセンサデータに基づいて、前記プラントを制御するための、制御プログラムを取得する、ステップと、
（ｂ）取得された前記制御プログラムから、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係を抽出する、ステップと、
（ｃ）前記複数の信号の現在の状態と、抽出された前記因果関係それぞれとを比較し、前記現在の状態に一致する因果関係を特定する、ステップと、
（ｄ）特定された前記因果関係を画面上に表示させる、ステップと、
を有する、
ことを特徴とするプラント監視方法。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
（付記９）
コンピュータによって、プラントの稼働状況を監視するためのプログラムであって、
前記コンピュータに、
（ａ）前記プラントに設置されたセンサからのセンサデータに基づいて、前記プラントを制御するための、制御プログラムを取得する、ステップと、
（ｂ）取得された前記制御プログラムから、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係を抽出する、ステップと、
（ｃ）前記複数の信号の現在の状態と、抽出された前記因果関係それぞれとを比較し、前記現在の状態に一致する因果関係を特定する、ステップと、
（ｄ）特定された前記因果関係を画面上に表示させる、ステップと、
を実行させる、プログラム。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
（付記１０）
付記９に記載のプログラムであって、
前記コンピュータに、
（ｅ）特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定する、ステップを更に実行させ、
前記（ｄ）のステップにおいて、前記因果関係として、特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれと、特定された前記起点及び前記途中経路とを、前記画面上に表示させる、
ことを特徴とするプログラム。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
（付記１１）
付記１０に記載のプログラムであって、
前記プラントが、前記制御プログラムを実行する複数の制御装置と、複数の前記制御装置それぞれ間を結ぶネットワークと、を備えている場合において、
前記（ａ）のステップにおいて、前記制御装置毎に、前記制御プログラムを取得し、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記制御装置毎に、当該制御装置の前記制御プログラムから、前記因果関係を抽出し、
前記（ｅ）のステップにおいて、前記制御装置毎に、特定された前記因果関係に含まれる前記複数の信号それぞれについて、起点及び途中経路を特定し、
その際、特定した途中経路が当該制御装置とは別の制御装置を含む場合、及び特定した途中経路が特定のネットワークを含む場合、の一方又は両方に該当する場合に、前記（ｄ）のステップにて、対応する信号の表示態様を他の信号の表示態様と異ならせる、
ことを特徴とするプログラム。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
（付記１２）
付記９〜１１のいずれかに記載のプログラムであって、
前記（ｂ）のステップにおいて、前記プラントで使用される複数の信号それぞれ間における因果関係として、代入処理と、条件分岐処理における分岐条件と、に含まれる信号及びその値を抽出する、
ことを特徴とするプログラム。
【国際調査報告】
2020021685.tif 000020
2020021685.tif 000021
2020021685.tif 000022