JP2005242804A - Supervision and control system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、プラント制御システムの故障状態の監視に関するものである。 The present invention relates to monitoring of a failure state of a plant control system.
従来、プラント制御システムの計装制御分野では、システム監視画面やシステムアラームサマリ画面(システムアラーム監視機能)によりシステムを構成する各コンポーネント(HMIやコントローラ)の故障状態を監視していた。 Conventionally, in the field of instrumentation control of plant control systems, the failure state of each component (HMI or controller) constituting the system has been monitored by a system monitoring screen or a system alarm summary screen (system alarm monitoring function).
従来の監視制御システムは、DCS(Distributed Control System)のように、メーカが提供したシステムの監視は容易であるが、多くのベンダの中から最適なコントローラを購入してシステムを構築することが困難であるという問題点があった。また、DCSのコントローラと機械制御用の汎用PLC(Programmable Logic Control)の組み合わせにより実現されたシステムや、DCSのコントローラと制御機能を持つフィールドバス機器の組み合わせなど、異なったアーキテクチャを持つコントローラを組み合わせて実現されるシステムに対して容易にシステム監視ができないという問題点があった。 Conventional monitoring and control systems, such as DCS (Distributed Control System), can easily monitor the system provided by the manufacturer, but it is difficult to construct a system by purchasing an optimal controller from many vendors. There was a problem that. Also, combining controllers with different architectures, such as a system realized by combining a DCS controller and a general-purpose PLC (Programmable Logic Control) for machine control, or a combination of a DCS controller and a fieldbus device having a control function There is a problem that the system cannot be easily monitored for the realized system.
この発明は上記のような課題を解消するためになされたものであり、各種コントローラやHMIに応じた最適のRASデータ構造を決定し、HMIにそのデータ構造を送信することにより、アーキテクチャが異なるコントローラが混在した監視制御システムでも統一したシステム監視が可能で、かつHMIやコントローラのRASメモリの有効活用が可能な監視制御システムを提供する。 The present invention has been made to solve the above-described problems. Controllers having different architectures are determined by determining an optimum RAS data structure corresponding to various controllers and HMIs and transmitting the data structures to the HMIs. A monitoring and control system that can perform unified system monitoring even in a monitoring and control system in which the HMI and the RAS memory of a controller can be used effectively is provided.
この発明に係る監視制御システムは、監視制御対象の制御データの入出力を行うとともに、監視制御対象の故障データを格納するRASメモリ及び故障データを送受信するRAS通信機能を有するコントローラと、監視制御システムのコンポーネントの故障データを格納するRASメモリと、故障データを送受信するRAS通信機能を有し、HMI表示制御機能により上記監視制御対象の監視をシステム監視画面表示により行うマンマシンインターフェース(HMI)と、システム監視画面データを作成するシステム構成定義ツールと、システム監視画面に監視制御システムのコンポーネント(HMI、コントローラ)の故障データの物理アドレスを埋め込むHMIデータ生成コンパイラを有するエンジニアリングツールを備え、HMIデータ生成コンパイラにより生成されたシステム監視画面をHMIにダウンロードするとともに、HMI表示制御機能が、ダウンロードされたシステム監視画面に対応する故障データを、HMIのRASメモリ又はコントローラのRASメモリから読み出すことを特徴とする。 A monitoring control system according to the present invention inputs and outputs control data to be monitored and controlled, and also has a RAS memory for storing failure data to be monitored and controlled, a controller having a RAS communication function for transmitting and receiving failure data, and a monitoring control system A man-machine interface (HMI) having a RAS memory for storing failure data of the component of the above, a RAS communication function for transmitting and receiving failure data, and performing monitoring of the monitoring control target by displaying the system monitoring screen by the HMI display control function; A system configuration definition tool for creating system monitoring screen data and an engineering tool having an HMI data generation compiler for embedding physical addresses of failure data of monitoring control system components (HMI, controller) in the system monitoring screen are provided. The system monitoring screen generated by the generating compiler is downloaded to the HMI, and the HMI display control function reads the failure data corresponding to the downloaded system monitoring screen from the RAS memory of the HMI or the RAS memory of the controller. To do.
この発明の監視制御システムによれば、エンジニアリングツールにHMIのシステム監視画面データを生成するHMIデータ生成コンパイラを備え、各種コントローラやHMIに応じた最適のRASデータ構造を決定して、HMIにそのデータ構造を送信することにより、異なったアーキテクチャを持つコントローラを組み合わせた監視制御システムにおいても、HMI監視画面の表示の高速化が可能となる効果がある。 According to the monitoring control system of the present invention, the engineering tool is provided with the HMI data generation compiler for generating the HMI system monitoring screen data, the optimum RAS data structure corresponding to the various controllers and the HMI is determined, and the data is stored in the HMI. By transmitting the structure, it is possible to increase the display speed of the HMI monitoring screen even in a monitoring control system in which controllers having different architectures are combined.
図1はこの発明の前提技術1となる監視制御システムを示す構成図である。図1の監視制御システムは、プラント等の監視制御対象の制御データの入出力を行うコントローラ3と、上記監視制御対象の状態を監視するマンマシンインターフェースであるHMI(Human Machine Interface)2と、コントローラ3とHMI2のエンジニアリングを司るエンジニアリングツール1を備えている。
FIG. 1 is a block diagram showing a supervisory control system as a
エンジニアリングツール1とHMI2及びコントローラ3は、メンテナンスネットワーク6で接続されている。また、HMI2とコントローラ3は、制御ネットワーク7で接続され、計装制御データの通信路となっている。
The
コントローラ3の下位には下位コントローラ5が設置され、下位コントローラネットワーク8により接続されている。
A
エンジニアリングツール1には、システム監視画面データ12を作成するシステム構成定義ツール11を備えている。
The
HMI2は、所定の表示手段(図示せず)にシステム監視画面を表示するための制御を行うHMI表示制御機能21と、コントローラや他のHMIとの間でRASデータを通信するRAS通信機能22と、システム監視表示のためのシステム全体のRASデータを格納するRASメモリ23と、自HMI内部のRASデータを格納するRASメモリ24を備えている。ここで、RASとは、Reliability Accessibility Securelibilityの略語であり、本明細書では監視制御システム内の故障情報の意味で使用する。
The
コントローラ3は、HMIや下位コントローラとの間でRASデータを通信するRAS通信機能32と、当該コントローラ3のRASデータを格納するRASメモリ34を備えている。
The
図2は図1の監視制御システムのRASメモリの一例を示す図である。これらのRASメモリは、構造化されているわけではなく機種毎にばらばらの位置に存在すると共に、それぞれのファームウエア故障(F/W故障)、バルブ等計装機器のカード故障、プリンタ等の周辺機器故障の情報も、機種毎にそれぞれの事情により決定した位置に格納されている。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the RAS memory of the supervisory control system of FIG. These RAS memories are not structured but exist at different positions for each model, and each firmware failure (F / W failure), card failure of instrumentation equipment such as valves, peripherals of printers, etc. Information on equipment failure is also stored at a position determined for each model depending on the circumstances.
次に、図1の監視制御システムの動作について説明する。システム全体の故障状態を監視するためにユーザーは、エンジニアリングツール1のシステム構成定義ツール11を用いて、システム監視画面データ12を作成する。図1の監視制御システムでは、システム監視画面で監視できるコンポーネントは、HMIやコントローラ等の接続される機種毎に1種類に決まっているため、システム全体での接続状態と、接続されるコンポーネントがコントローラかHMIかを登録するだけでよい。
Next, the operation of the monitoring control system of FIG. 1 will be described. In order to monitor the failure state of the entire system, the user creates system
システム構成定義ツール11で完成したシステム監視画面データ12は、メンテナンスネットワーク6を介してHMI2にダウンロードされる。HMI表示制御機能21は、各コンポーネント(HMI、コントローラ)のRASデータの位置(RASメモリ23、24)を把握しており、このHMI表示制御機能21がRASメモリ23、24に記憶されているデータとシステム監視画面データを組み合わせることにより、所定の表示手段にシステム監視画面の表示を行う。
The system
図3はシステム監視画面の例である。この例の監視対象システムは、HMI2にコントローラ3A、3Bが制御ネットワーク7により接続され、コントローラ3Aに計装機器である流量センサC、制御対象機器であるバルブVが接続されている。また、コントローラ3Bには下位コントローラ5A、5Bが下位コントローラネットワーク8により接続されている。システム監視画面はこれらの監視対象システムのコンポーネント(システム構成)を含んでいる画面であり、更にそれらのコンポーネントの故障状態が表示される。例えば、図3に示すように、故障状態のコントローラ3Bが点滅(点線)で表示される。
FIG. 3 is an example of a system monitoring screen. In the monitoring target system of this example, the
図4はこの発明の前提技術2となる監視制御システムを示す構成図であり、システムアラームサマリ表示機能を説明するための図である。図において、図1と同一符号は同一部分または相当部分を示す。20はシステムアラームサマリ画面データであり、25はシステムアラームサマリ画面に表示するデータを格納するRASメッセージメモリである。
FIG. 4 is a block diagram showing a supervisory control system which is a
次に、図4の監視制御システムの動作について説明する。上記前提技術1では、エンジニアリングツール1は、システム監視画面データを作成するシステム構成定義ツール11を内包していたが、システムアラームサマリ表示機能では、当該画面の構成はシステム構成に依存しないため、画面構成データ(システムアラームサマリ画面データ)は、HMI表示制御機能21に内蔵されており、エンジリアリング環境は存在しない。この前提技術2では、RAS通信機能22、23を介してコントローラ3やHMI2から詳細RASデータを受信し、RASメッセージメモリ25に格納する。HMI表示制御機能21はシステムアラームサマリ画面データ20とRASメッセージメモリ25に格納されたデータからRASメッセージを作成し、所定の表示手段(図示せず)に表示する。
Next, the operation of the monitoring control system in FIG. 4 will be described. In the
図5はシステムアラームサマリ画面の例であり、基本的に各コンポーネントの故障状態が文字情報で表示される。したがって、システムアラームサマリ画面データは監視制御システムの構成には依存しない。 FIG. 5 shows an example of a system alarm summary screen. Basically, the failure state of each component is displayed as character information. Therefore, the system alarm summary screen data does not depend on the configuration of the monitoring control system.
前提技術2において、RASメッセージは接続される機種によって一定となるため、RASメッセージデータは、HMI表示制御機能に組み込まれていた。これにより、監視制御システムを購入したユーザは、システムの監視を行う際に、複雑なS/W(ソフトウエア)を組む必要はないが、システムサポートしていないコントローラやHMIの機種を接続することはできなかった。
In the
上記前提技術1及び2の監視制御システムは、上述のように、同一メーカが提供したシステムの監視は容易であるが、多くのベンダの中から最適なコントローラを購入してシステムを構築することが困難である。また、電力、鉄鋼向け等のDCS(Distributed Control System)のコントローラと機械制御用の汎用PLC(Programmable Logic Control)の組み合わせにより実現されたシステムや、DCSのコントローラと制御機能を持つフィールドバス機器の組み合わせなど、異なったアーキテクチャを持つコントローラを組み合わせて実現されるシステムに対して容易にシステム監視ができない。
As described above, the supervisory control system of the above-mentioned
この発明の監視制御システムは、異なったアーキテクチャを持つコントローラを含んだシステム構成でも容易なシステム監視を行うことができる監視制御システムを提供する。ここで、異なったアーキテクチャを持つコントローラが接続されたシステムの例として、DCSのコントローラと機械制御用の汎用PLCの組み合わせにより実現されたシステムや、DCSのコントローラと制御機能を持つフィールドバス機器の組み合わせなどが考えられる。 The supervisory control system of the present invention provides a supervisory control system that can easily perform system monitoring even in a system configuration including controllers having different architectures. Here, as an example of a system in which controllers having different architectures are connected, a system realized by a combination of a DCS controller and a general-purpose PLC for machine control, or a combination of a DCS controller and a fieldbus device having a control function And so on.
実施の形態1.
図6は本実施の形態による監視制御システムを示す構成図である。本実施の形態の監視制御システムは、プラント等の監視制御対象の制御データの入出力を行うコントローラ9、10と、上記監視制御対象の状態を監視するマンマシンインターフェースであるHMI(Human Machine Interface)2と、コントローラ3とHMI2のエンジニアリングを司るエンジニアリングツール1を備えている。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a monitoring control system according to the present embodiment. The monitoring control system according to the present embodiment includes
ここで、コントローラ9はアーキテクチャAを基にして開発され、コントローラ10はコントローラAとは異なるアーキテクチャBを基にして開発されたものである。従って、コントローラ9とコントローラ10のRASデータ構造は異なる。
Here, the
コントローラ9、コントローラ10、HMI2、エンジニアリングツール1は、それぞれメンテナンスネットワーク6により接続されている。
The
エンジニアリングツール1には、ユーザがシステム監視画面データ12を作成するシステム構成定義ツール11と、システムのコンポーネント(HMI、コントローラ)のRASデータ構造15と、上記RASデータ構造15に基づいて、システム監視画面データが参照するRASデータの物理アドレスを検索して、当該物理アドレスをシステム監視画面データに埋め込むためのHMIデータ生成コンパイラ14を備えている。13は物理アドレスが埋め込まれたシステム監視画面表示データである。上記RASデータ構造15は、HMI2のRASデータ構造、異なるアーキテクチャのコントローラ9,10のRASデータ構造が含まれている。
The
HMI2は、所定の表示手段(図示せず)にシステム監視画面データを表示するための制御を行うHMI表示制御機能21と、コントローラや他のHMIとの間でRASデータを通信するRAS通信機能22と、システム監視表示のためのRASデータを記憶するRASメモリ23を備えている。
The
コントローラ9、10は、HMI2との間でRASデータを送受信するRAS通信機能92、102と、当該コントローラのRASデータを格納するRASメモリ94、104を備えている。
The
次に、実施の形態1のシステム監視画面表示動作について図5を基に説明する。システム監視画面を作成したいユーザは、エンジニアリングツール1のシステム構成定義ツール11を呼び出し、監視制御システムのコンポーネントとその接続状態、各コンポーネントの種類(Aアーキテクチャのコントローラ、Bアーキテクチャのコントローラ等)、並びに表示したいRASデータ名(一般的な名前)を入力する。システム構成定義ツール11は入力されたデータを基に、システム監視画面データ12を作成する。そして、HMIデータ生成コンパイラ14にこのシステム監視画面データ12を読み込ませる。HMIデータ生成コンパイラ14は、各機種のRASデータ構造(一般的なRAS名とRAS物理アドレスの紐付け)を参照することにより、システム監視画面データ12に一般的な名前で書きこまれたRASデータの代りに、データを収集するためにRASデータが存在する物理アドレスを埋め込む。上記RASデータ構造は、必要なデータが最小限のデータ容量内に構造化されており、このRASデータ構造には、コントローラ種別毎のRAS構造データ情報に基づき、種別毎のRASデータ名とそのデータが格納されている物理アドレスが埋め込まれている。
Next, the system monitoring screen display operation of the first embodiment will be described with reference to FIG. A user who wants to create a system monitoring screen calls the system configuration definition tool 11 of the
HMIデータ生成コンパイラ14により作成されたシステム監視画面データ13はHMI2にダウンロードされる。そして、オペレータが所定の表示手段にシステム監視画面を呼び出すと、HMI表示制御機能21のHMI表示機能S/W(ソフトウエア)が対応するRASデータを、HMI2のコンポーネント毎に登録されたシステムRASメモリ23や、コントローラや他のHMIのRASメモリから読み出し表示する。
The system
次に、HMI2のシステムRASメモリ23にコンポーネント毎のRASデータを登録する方法について説明する。監視制御システムでは、図6に示すように、HMIやコントローラに故障が発生すると、その故障が発生したコンポーネントから、システムアラームがHMIに送信される。システムアラームは該コンポーネントのどの部分が故障したかのデータを含んでおり、その通信を受けたHMI2のRAS通信機能22が、システムのRASメモリ23の該当個所が故障したことを記録する。また故障から復帰した場合は、復帰アラームが発生する。HMI表示制御機能2は、このシステムのRASメモリ23を参照することにより、システム監視を行う。
Next, a method for registering RAS data for each component in the
以上のように本実施の形態によれば、異なったアーキテクチャを持つコンポーネントを含んだ監視制御システムにおいても、各コントローラやHMIの種別に応じたRASデータ構造15とHMIデータ生成コンパイラ14を利用して、ユーザが容易にシステム監視画面を作成可能となる。また、ユーザが監視したいRASデータのみを画面に表示できるため、画面表示の高速化が可能となる。また、監視したいRASデータの存在する物理アドレスを、あらかじめエンジニアリング時に、HMIデータ生成コンパイラ14を使用してシステム監視画面に埋め込んでいるために、HMI表示制御機能21のHMI表示機能S/Wにて対応するアドレスを検索する必要がなくなり、画面をさらに高速表示できるようになる。
As described above, according to the present embodiment, even in a supervisory control system including components having different architectures, the
システムRASメモリ23をHMI2で一括して持つ本実施の形態のシステムでは、システム監視が必要なデータのみを蓄積するために、必要RASデータのメモリ容量が少なくなり、結果として1台のHMIで、システム監視できるコンポーネント数を増加させることが可能となる。
In the system according to the present embodiment having the
実施の形態2.
以下、この発明の実施の形態2を図に基づいて説明する。図7は本実施の形態による監視制御システムを示す構成図である。図7において、図6(実施の形態1)の監視制御システムと同一符号は同一又は相当する構成を示している。
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 7 is a configuration diagram showing a monitoring control system according to the present embodiment. In FIG. 7, the same reference numerals as those of the monitoring control system of FIG. 6 (Embodiment 1) indicate the same or corresponding configurations.
本実施の形態のエンジニアリングツール1には、ユーザがシステムのコンポーネント(HMI、コントローラ)のRASデータ構造に基づいて、それぞれのRASメッセージデータを作成するRASメッセージ作成ビルダ16が備えられている。17はRASメッセージビルダ16により作成されたRASメッセージデータ構造であり、HMIのRASメッセージデータ構造171、コントローラのRASメッセージデータ構造172を有する。当該RASメッセージデータ構造17には、システムアラームサマリ画面が参照するRASデータの物理アドレスが埋め込まれており、HMI2のRASメッセージメモリ25にダウンロードされる。
The
HMI2は、所定の表示手段(図示せず)にシステムアラームサマリ画面を表示するための制御を行うHMI表示制御機能21と、コントローラや他のHMIとの間でRASデータを通信するRAS通信機能22と、システムアラームサマリ表示のためのRASデータを記憶するRASメッセージメモリ25を備えている。
The
コントローラ9、10は、HMI2との間でRASデータを送受信するRAS通信機能92、102と、当該コントローラのRASデータを格納するRASメモリ94、104を備えている。
The
次に、実施の形態2のシステムアラームサマリ画面の表示について図7を基に説明する。システムサマリ画面表示時には、すでにHMI2側に発生したシステムサマリデータが蓄積表示されており、新たにコンポーネントの故障が発生すると、そのコンポーネントから故障データがHMI2に向けて送信されリアルタイムで表示更新される。そのためには、あらかじめ定義したプロトコルでコントローラやHMIよりシステムアラームデータを受け取ったHMI2は、そのデータからコンポーネント番号とRAS情報を取り出すことが必要である。すなわち、HMI2のRAS通信機能22は、コンポーネント番号から対応するコントローラやHMIの種類を割り出し、コントローラ種別やHMI種別に対応するRASメッセージメモリを参照して、該当するRASの表示メッセージを作成し、システムアラームとしてHMI表示制御機能21に送信する。HMI表示制御機能21は、受け取ったシステムアラームを所定の表示手段にシステムアラームサマリ画面として表示する。
Next, the display of the system alarm summary screen according to the second embodiment will be described with reference to FIG. When the system summary screen is displayed, the system summary data already generated on the
上記のコンポーネント番号は、たとえば、制御ネットワークがイーサネット(登録商標)の場合には、その伝送メッセージの中に送信元IPアドレスが含まれており、それから容易に割り出し可能なので、制御ネットワークのプロトコルを新たに設定することなく容易に構築可能である。 For example, when the control network is Ethernet (registered trademark), the above-described component number includes the transmission source IP address in the transmission message, and can be easily determined from the transmission IP address. It can be easily constructed without setting.
実施の形態3.
以下、この発明の実施の形態3の監視制御システムを図に基づいて説明する。実施の形態3は、実施の形態1又は実施の形態2のコントローラAの下位に別のコントローラBが接続された場合である。図8は本実施の形態における監視制御システムの構成例であり、図9は本実施の形態のRASデータ取得に使用する通信プロトコルを説明するための図である。
A monitoring control system according to
図8において、コントローラAの下位にコントローラB1、コントローラB2が接続されている。コントローラAはアーキテクチャAを基に開発され、コントローラB1,B2はアーキテクチャBを基に開発されている。また、コントローラーAのRASデータ通信機能92はRASデータ転送機能付きである。また、図8において、図6と同一符号は同一部分または相当部分を示す。
In FIG. 8, a controller B1 and a controller B2 are connected to a lower level of the controller A. The controller A is developed based on the architecture A, and the controllers B1 and B2 are developed based on the architecture B. Further, the RAS
HMI1のHMIデータ生成コンパイラ14は、監視制御システムのコンポーネント(HMI、コントローラ)情報とその接続状態の情報に基づいて、ルーティングデータ18を作成する。このルーティングデータ18では、監視制御システム内のネットワーク(制御ネットワーク7、下位コントローラネットワーク8等)とコンポーネント(HMI2、コントローラA、B1、B2)に、統一したネットワーク番号と統一したコンポーネント番号が付される。また、これらの統一ネットワーク番号及びコンポーネント番号は、それぞれ独自のネットーワーク番号と独自のコンポーネント番号と関連付けがなされている。そして、HMIデータ生成コンパイラ14で作成されたルーティングデータ18は、それぞれHMIやコントローラにダウンロードされる。
The HMI
次に、本実施の形態のシステム監視画面表示の動作について説明する。前記実施の形態1又は実施の形態2の監視制御システムでは、異なるRASデータ構造に対応しているが、上位のコントローラは下位のコントローラのRASデータを転送する仕組みを持たなかった。そのため、図8に示すような、下位のコントローラB1、B2が上位のコントローラAに接続され、HMI2とは直接接続されていないシステム構成では、HMI2から下位コントローラB1、B2の故障状態を監視することは不可能であった。 Next, the operation of the system monitoring screen display according to this embodiment will be described. In the monitoring control system of the first embodiment or the second embodiment, different RAS data structures are supported, but the upper controller has no mechanism for transferring the RAS data of the lower controller. Therefore, in a system configuration in which the lower controllers B1 and B2 are connected to the upper controller A and not directly connected to the HMI2 as shown in FIG. 8, the failure state of the lower controllers B1 and B2 is monitored from the HMI2. Was impossible.
本実施の形態では、下位コントローラから上位コントローラへのRASデータの転送方式について説明する。オペレータがシステム監視画面を呼び出すと、HMI制御機能21内のソフトウエア(S/W)は、システム監視画面データから対応するRASデータがHMIのRASメモリにあるかコントローラ内のRASメモリにあるかを判断する。HMIのRASメモリにある場合は、該当するメモリからデータを取得して、システム監視画面に表示する。なお、HMIのRASメモリに下位コントローラのRASデータを送信するプロトコルについては、下記に説明する。RASデータが対応するコントローラの内部にある場合は、そのコントローラまでたどり着くためにデータを転送するルーチング用のコントローラを探す。すなわち、目的とするルーティングコントローラに上位RASデータ取得コマンドを送信することにより、対応する下位コントローラのRASデータを取得する。
In this embodiment, a method for transferring RAS data from a lower controller to an upper controller will be described. When the operator calls the system monitoring screen, the software (S / W) in the
図9に本実施の形態のRASデータ取得に使用する通信プロトコルの例を示す。図9に示すように、上位RASデータ取得コマンド(送信)は、送信先ネットワーク番号/コンポーネント番号、送信元ネットワーク番号/コンポーネント番号、コマンド種別、下記RASデータ取得コマンドで構成される。また、上位RASデータ取得コマンド(返信)は、送信先ネットワーク番号/コンポーネント番号、送信元ネットワーク番号/コンポーネント番号、コマンド種別、RASデータで構成される。すなわち、下位のRASデータ取得コマンドは、上位のRASデータ取得コマンドでカプセル化することにより、下位コントローラヘ送信される。HMI2のRAS通信機能22では、下位コントローラのコンポーネント番号を、システム構成定義で定義した統一的なコンポーネント番号から、下位コントローラ独自のコンポーネント番号に変換する機能を持つ。また、RASデータ取得コマンドの返信では、下位コントローラ独自のコンポーネント番号を統一的なコンポーネント番号に変換し、対応するRASメモリに結果を格納する機能を有する。
FIG. 9 shows an example of a communication protocol used for acquiring RAS data according to this embodiment. As shown in FIG. 9, the upper RAS data acquisition command (transmission) includes a transmission destination network number / component number, a transmission source network number / component number, a command type, and the following RAS data acquisition command. The upper RAS data acquisition command (reply) includes a transmission destination network number / component number, a transmission source network number / component number, a command type, and RAS data. That is, the lower RAS data acquisition command is transmitted to the lower controller by encapsulating with the upper RAS data acquisition command. The
なお、本実施の形態の下位コントローラは、RAS送信機能をもつフィールド機器であってもよい。 Note that the lower level controller of the present embodiment may be a field device having a RAS transmission function.
上記実施の形態ではRASデータの送信機能をS/W(ソフトウエア)で実現した場合を説明したが、以下の実施の形態の4から7では、上記RAS送信機能のH/W(ハードウエア)で実現した場合について記述する。 In the above embodiment, the case where the RAS data transmission function is realized by S / W (software) has been described. In the following embodiments 4 to 7, the RAS transmission function H / W (hardware) is described. Describes the case realized in.
実施の形態4.
以下、この発明の実施の形態4を図に基づいて説明する。図10は本実施の形態の監視制御システムにおけるHMI2の構成例であり、図1と同一部分は、同一符号を記しているので説明は省略する。
Embodiment 4 FIG.
Embodiment 4 of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 10 is a configuration example of the
図において、HMI2は、HMI2の動作を制御するHMI制御CPU2131を備えており、このHMI制御CPU2131からRASメモリアドレスライン2139とデータライン2135を出力する。2132はRASメモリ23のアドレス情報を格納するアドレスメモリである。2133はRASレジスタであり、その内容はHMI制御CPU2131によりデータラインを通してセットされ、アドレスメモリアドレスライン2136へ出力する。アドレスメモリアドレスライン2136はアドレスメモリ2132のメモリアドレスに接続される。2134は加算器であり、アドレスメモリ2132からアドレスメモリデータライン2138へ出力されるRASメモリアドレス情報と、HMI制御CPU2131よりRASメモリアドレスライン2139上に出力されるオフセットアドレスを加算して、RASメモリアドレスライン2137に結果を出力するものである。
In the figure, the
次に、本実施の形態の動作について説明する。前記実施の形態1における監視制御システムでは、1つのRAS構造を固定ワード数に限定しないようにしたため、各コンポーネントRASがRASメモリ23内のどの位置に格納されているか算出する必要がある。すなわち、各コンポーネントRASの先頭アドレスを求めるために、RAS情報を必要とするコンポーネントの種類からシステム構成情報を引き出し、毎回複雑な算出を実施しなければならないという問題が生じる。前記実施の形態1では、この計算をHMI表示制御機能のS/Wで実施する方式としたが、本実施の形態では、同じくRAS構成情報を有するエンジニアリングツール1で計算し、その結果(各コンポーネントRASの先頭アドレス)をHMI2内のアドレスメモリ2132にあらかじめ格納しておく。このとき、前記コンポーネントRASの先頭アドレスはアドレスメモリ2132のアドレス"0"からRAS番号順に格納されるものとする。
Next, the operation of the present embodiment will be described. In the supervisory control system according to the first embodiment, since one RAS structure is not limited to a fixed number of words, it is necessary to calculate at which position in the
HMI制御CPU2131は、処理を必要としているコンポーネント番号(以下、コンポーネントNoと称する)をRASレジスタ2133にセットする。これにより、アドレスメモリ2132のアドレスラインアドレスメモリ2136にはコンポーネントNoが入力され、アドレスメモリ2132のアドレスメモリデータライン2138からは前記エンジニアリングツール1で計算されたRASの先頭アドレスが出力されることになる。
The
次に、HMI制御CPU2131は、実行処理するコンポーネントRASの中で、必要なデータの位置(先頭アドレスからのオフセット)をRASメモリアドレスライン2139に出力する。前記アドレスメモリデータライン2138に出力されたコンポーネントRASの先頭アドレスとRASメモリアドレスライン2139に出力されたオフセットが加算器2134で加算され、その結果がRASメモリ23のアドレスとしてRASメモリアドレスライン2137へ出力され、処理すべきコンポーネントの所定データヘのアクセスが可能となる。なお、セレクタ2300は、所定のRASデータがRASメモリ23に存在する場合はRASメモリ23に接続し、RASメモリに存在しない場合はRAS通信機能22を通して他のコンポーネントに接続するための選択手段であり、HMI制御CPU2131からの選択指令信号2301により切り替わる。
Next, the
以上のように本実施の形態によれば、HMI2の内部にアドレスメモリ2132を設け、エンジニアリングツール1で計算された各コンポーネントの先頭アドレスを格納しておく機能と、HMI制御CPU2131が指定したコンポーネントNo指示に従って、該当コンポーネントの先頭アドレスをアドレスメモリ2132より出力し、オフセットアドレスと加算した結果をRASメモリ2130のアドレスとする機構を設けたことにより、RASレジスタ2133へ所定のコンポーネントNoをセットし、RASメモリアドレスラインヘオフセットアドレスを出力するだけで必要なRASデータをアクセスすることができ、エンジニアリングツール1からダウンロードされた、コンポーネント種別とRAS構成情報から必要アドレスを算出する必要がなくなるので高速処理が実現できる。
As described above, according to the present embodiment, the
実施の形態5.
以下、この発明の実施の形態5を図に基づいて説明する。図11は本実施の形態の監視制御システムにおけるHMI2の構成例であり、図10と同一部分は、同一符号を記しているので説明は省略する。
図において、2140はコンポーネントRASレベルのアドレスメモリであり、エンジニアリングツール1にてデータ構造を定義されたコンポーネントRASレベルの格納位置を示すデータ(オフセット値)が格納されている。セレクタ2141は、前記コンポーネントRASレベルのアドレスメモリ2140が出力するデータと、HMI制御CPU2131が出力するアドレスメモリデータライン2139のデータを、同じくHMI制御CPU2131が出力する選択信号2142の内容に従って、何れかを選択して結果を加算器2134に対し出力するものである。
In the figure,
次に、本実施の形態の動作について説明する。各コンポーネントRASレベルはHMI2に対し警報を出力させるため、全てのコンポーネントのRASに関して頻繁にアクセスが生じる。従って、コンポーネントRASレベルヘのアクセス性能は全体性能への影響を与える。前記実施の形態1における監視制御システムでは、1つのコンポーネントRAS構造をユーザ設定可能にしたため、各コンポーネントRASのレベルデータがどの位置(オフセット)にあるか固定的に計算できなくなり、コンポーネントの種類からRAS構成情報を引き出し、毎回複雑な算出を実施しなければならないという問題がある。本実施の形態ではRAS構成情報を有するエンジニアリングツール1より各コンポーネントのRASレベルデータ位置を抽出した結果(各コンポーネントのRASレベル格納位置)をHMI1内のRASレベルアドレスメモリ2140に予め格納しておく。このとき、前記コンポーネントの故障レベルデータ位置はRASレベルアドレスメモリ2140のアドレス"0"からコンポーネント番号順に格納されるものとする。
Next, the operation of the present embodiment will be described. Since each component RAS level causes the
HMI制御CPU2131は、前記コンポーネントの故障情報以外にも必要なRASデータヘアクセスする。この場合、前記実施の形態4に従って、アクセスすることになるが、本実施の形態では、データアクセスする場合に、HMI制御CPU2131は、セレクタ2141がRASメモリアドレスライン2139を選択するように選択信号2142を出力する。これにより、RASメモリ23のアドレスはRASメモリの先頭アドレスとHMI制御CPU2131から出力される所定のオフセットアドレスの和となり、実施の形態4と同様の結果が得られる。
The
次に、コンポーネントの故障レベルデータを確認したい場合は、HMI制御CPU2131は、セレクタ2141がRASレベルアドレスメモリ2140から出力されるデータを選択するように選択信号2142を出力する。この時、コンポーネントの故障レベルアドレスメモリ2140のアドレスはRASレジスタ2133にセットされるコンポーネントNoが示されており、コンポーネントの故障レベルアドレスメモリ2140のデータは、該当コンポーネントの故障レベルデータ格納位置が出力されることになる。セレクタ2141で選択された故障レベルデータ格納位置は、同じくRASレジスタ2133にセットされたコンポーネントNoの先頭アドレスと加算器2134で加算され、RASメモリ23のアドレスになる。これにより、RASメモリ23内にある、任意のコンポーネントNoの故障レベルデータヘのアクセスが容易にできることとなる。
Next, when it is desired to check the failure level data of the component, the
以上のように本実施の形態によれば、HMI2の内部に故障レベルアドレスメモリ2140を設け、エンジニアリングツール1で指示された故障レベル位置を格納しておく機能と、HMI制御CPU2131が指定したコンポーネントNo指示に従って、該当コンポーネントの先頭アドレスをアドレスメモリ2132より出力し、前記コンポーネントの故障レベル位置と加算した結果をRASメモリ2130のアドレスとする機構を設けたことにより、RASレジスタ2133へ所定のコンポーネントNoをセットするだけで故障レベルデータをアクセスすることができ、エンジニアリングツール1からダウンロードされたコンポーネント種別とRAS構成情報からコンポーネントの故障レベルのアドレスを算出する必要がなくなるので高速処理が実現できる。
As described above, according to the present embodiment, the failure
実施の形態6.
以下、この発明の実施の形態6を図に基づいて説明する。図12は本実施の形態の監視制御システムにおけるHMI2の構成例であり、図11と同一部分は、同一符号を記しているので説明は省略する。
Embodiment 6 FIG.
Embodiment 6 of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 12 is a configuration example of the
図において、2150はRASカウンタであり、その出力は"0"からスタートし、HMI制御CPU2131が出力するRASカウンタカウントアップコマンド2151の指示に従って、現在の出力値をカウントアップする。2152はセレクタであり、前記RASカウンタ2150の出力値と、RASレジスタ2133の出力値とを選択する機能をもつ。なお、セレクタ2152の選択信号はセレクタ2141の選択信号2142と同一であり、コンポーネントの故障レベル以外へのアクセス時は、セレクタ2141はRASメモリアドレスライン2139を、セレクタ2152はRASレジスタ2133の出力を選択することとなる。
In the figure,
次に、本実施の形態の動作について説明する。各コンポーネントの故障レベルはHMI2に対し警報を出力させるため、全てのコンポーネントの故障レベル情報を頻繁にチェックする機構を持つ。本実施の形態では全コンポーネントの故障のチェックを容易(高速化)する手段を提供するものである。アドレスメモリ2132、故障レベルアドレスメモリ2140へのデータ格納に関しては前述の実施の形態に従う。
Next, the operation of the present embodiment will be described. Since the failure level of each component causes the
HMI制御CPU2131は、コンポーネントの故障レベルデータを確認したい場合は、セレクタ2141が故障レベルアドレスメモリ2140から出力されるデータを、セレクタ2152がRASカウンタ2150の出力を選択するように選択信号2142を出力する。
The
この時、RASカウンタ2150の出力は"0"を示しているので、RASメモリの先頭アドレス並びに故障レベルの格納位置は何れもコンポーネントNo.0の情報を出力する結果になる。従って、RASメモリ23からはコンポーネントNo.0の故障レベルデータが読み込める。その後、HMI制御CPU2131は、RASカウンタカウントアップコマンド2151を出力する。これによって、RASカウンタ2150の出力はカウントアップされて"1"になり、RASメモリ23からはコンポーネントNo.1の故障レベルデータが読み込める。このように、RASカウンタカウントアップコマンド2151を出力するだけでRASNo.0から順に全ての故障レベルデータが読み込めることとなり、RASレジスタ2133ヘコンポーネントNoをセットすることなく全てのコンポーネントの故障レベルデータを獲得できる。なお、本実施の形態では、RASカウンタカウントアップコマンド2150をHMI制御CPU2131より出力することとしたが、RASメモリ23からのデータ読み込み完了で自動的にカウントアップするようなH/W(ハードウエア)としてもよく、その場合、HMI制御CPU2131から明示的にカウントアップ指示を出す必要がなくなる。
At this time, since the output of the
以上のように本実施の形態によれば、HMI2の内部にRAS力ウンタ2150を設け、HMI制御CPU2131の指示により同カウント値をカウントアップする機構並びに、アドレスメモリ2132とコンポーネントの故障レベルアドレスメモリ2140のアドレスを前記RASカウンタ2150の出力とRASレジスタ2133の出力で切り替える機能を設けたことにより、コンポーネントNo.0から全ての故障レベル情報を確認する場合に、RASレジスタ2133へ所定のコンポーネントNoをセットしなくても故障レベルデータを順次アクセスすることができるので高速処理が実現できる。
As described above, according to the present embodiment, the
実施の形態7.
以下、この発明の実施の形態7を図に基づいて説明する。図13は本実施の形態の監視制御システムにおけるHMI2の構成例であり、図10と同一部分は、同一符号を記しているので説明は省略する。
Embodiment 7 FIG.
Embodiment 7 of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 13 is a configuration example of the
図において、2160はアドレスメモリ2132の中に格納されているデータの例えば1ビットを使用したRASメモリ更新許可ビットであり、その出力はAND素子2161に入力される。AND素子2161の他方の入力は、HMI制御CPU2131にて出力されるRASメモリ書き込みコマンド2162である。AND素子2161で論理積をとった値はRASメモリ23への書き込みコマンドとなる。
In the figure, reference numeral 2160 denotes a RAS memory update permission bit using, for example, one bit of data stored in the
次に、本実施の形態の動作について説明する。一般の監視制御システムでは、HMIが保持するコンポーネントのRASデータは、コンポーネントの状態に従って各コンポーネントから送信されるRASデータにより、HMI制御CPU2131により更新されていく。一方、各コンポーネントが重故障になり、ネットワークを経由してデータが送信できなくなった場合は、詳細RASデータは不正確となるので、異常データでのシステム監視表示を防ぐため、特定のコンポーネントのRAS詳細データのアクセスを許可しない機能を備える必要がある。以下、本機能を詳細RASデータアクセス禁止機能と称す。
Next, the operation of the present embodiment will be described. In a general supervisory control system, the RAS data of the component held by the HMI is updated by the
一般の監視制御システムでは、この詳細RASデータアクセス禁止機能を実現するため、詳細RASアクセス禁止指示を受けたコンポーネントでは、コンポーネントNoをHMI制御CPU2131が常に認識しておき、RASメモリ23内のデータ更新を実施しないように、HMI制御CPU2131が管理する機構をもつが、本実施の形態ではHMI制御CPU2131が特定コンポーネントのデータ更新可否を意識しなくて処理できる手段を実現する。
In a general supervisory control system, in order to realize this detailed RAS data access prohibition function, in the component that has received the detailed RAS access prohibition instruction, the
通常のRASデータをアクセスする方法については、前記実施の形態に従う。この時、アドレスメモリ2132内の全コンポーネント更新許可ビット2160は、"1"が格納されており、全てのコンポーネントが"更新可能"であることを示している。前記コンポーネントの重故障により詳細RASデータ更新禁止止機能を特定のコンポーネントに適用しなければならない場合、エンジニアリングツール1若しくはHMI2はユーザの指示により、詳細RASデータアクセス禁止機能を適用したいコンポーネントNoのRAS更新許可ビットを"0"にする。これにより、AND素子2161の出力は、RASメモリ書き込みコマンド2162の状態に係わらず常に無意になるので、該当コンポーネントヘのデータ更新(読み込み)が実施されなくなる。これにより、HMI制御CPU2131は特定コンポーネントのデータ更新可否を認識することなく処理することができるので、処理が容易になると同時に高速化も図れる。
The method for accessing normal RAS data follows the above embodiment. At this time, the all component update permission bit 2160 in the
以上のように本実施の形態によれば、アドレスメモリ2132内部にRASデータ更新許可ビット2160を設け、特定コンポーネントに対する詳細RASデータアクセス禁止機能を実現するために、前記RASデータ更新許可ビット2160を無意にすることで、特定コンポーネントヘのデータ更新を実施しないようにしたので、HMI制御CPU2131は特定コンポーネントのデータ更新可否を認識することなく処理することができ、処理が容易になると同時に高速化も図れる。
As described above, according to the present embodiment, the RAS data update permission bit 2160 is provided in the
1 エンジニアリングツール、2 HMI、3,3A コントローラ、
5,5A,5B 下位コントローラ、6 メンテナンスネットワーク、
7 制御ネットワーク、8 下位コントローラネットワーク、9 コントローラA、
10 コントローラB、10 システム監視画面データ、
11 システム構成定義ツール、12 システム監損画面データ、
13 システム監視画面データ、14 HMIデータ生成コンパイラ、
15 RASデータ構造、16 RASメッセージ作成ビルダ、
17 RASメッセージデータ構造、18 ルーティングデータ、
20 システムアラームサマリ画面データ、21 HMI表示制御機能、
22 RAS通信機能、23 RASメモリ、24 RASメモリ、
25 RASメッセージメモリ、32 RAS通信機能、34 RASメモリ、
2131 HMI制御CPU、2132 アドレスメモリ、2133 RASレジスタ、2134 加算器、2140 RASレベルアドレスメモリ、
2160 RAS更新許可ビット、2161 AND素子。
1 Engineering tool, 2 HMI, 3, 3A controller,
5, 5A, 5B Lower level controller, 6 Maintenance network,
7 control network, 8 lower controller network, 9 controller A,
10 Controller B, 10 System monitoring screen data,
11 System configuration definition tool, 12 System audit screen data,
13 system monitoring screen data, 14 HMI data generation compiler,
15 RAS data structure, 16 RAS message creation builder,
17 RAS message data structure, 18 routing data,
20 system alarm summary screen data, 21 HMI display control function,
22 RAS communication function, 23 RAS memory, 24 RAS memory,
25 RAS message memory, 32 RAS communication function, 34 RAS memory,
2131 HMI control CPU, 2132 address memory, 2133 RAS register, 2134 adder, 2140 RAS level address memory,
2160 RAS update permission bit, 2161 AND element.
Claims (8)
監視制御システムのコンポーネントの故障データを格納するRASメモリと、上記故障データを送受信するRAS通信機能を有し、HMI表示制御機能により上記監視制御対象の監視をシステム監視画面表示により行うマンマシンインターフェース(HMI)と、
システム監視画面データを作成するシステム構成定義ツールと、上記システム監視画面に監視制御システムのコンポーネント(HMI、コントローラ)の故障データの物理アドレスを埋め込むHMIデータ生成コンパイラを有するエンジニアリングツールを備え、
上記HMIデータ生成コンパイラにより生成されたシステム監視画面を上記HMIにダウンロードするとともに、上記HMI表示制御機能が、ダウンロードされた上記システム監視画面に対応する故障データを、上記HMIのRASメモリ又は上記コントローラのRASメモリから読み出すことを特徴とする監視制御システム。 A controller for performing input / output of control data to be monitored and controlled, storing the failure data to be monitored and controlled, and a controller having a RAS communication function for transmitting and receiving the failure data;
A man-machine interface having a RAS memory for storing failure data of components of the monitoring control system and a RAS communication function for transmitting and receiving the failure data, and monitoring the monitoring control target by displaying the system monitoring screen by the HMI display control function ( HMI)
A system configuration definition tool for creating system monitoring screen data, and an engineering tool having an HMI data generation compiler that embeds physical addresses of failure data of monitoring control system components (HMI, controller) in the system monitoring screen,
The system monitoring screen generated by the HMI data generation compiler is downloaded to the HMI, and the HMI display control function transmits failure data corresponding to the downloaded system monitoring screen to the RAS memory of the HMI or the controller. A supervisory control system characterized by reading from a RAS memory.
上記RASメッセージ作成ビルダにより生成されたRASメッセージを上記HMIのRASメッセージメモリにダウンロードし、
上記HMI表示制御機能が、ダウンロードされた上記RASメッセージメモリに基づいて、上記システムアラームサマリ画面のデータを上記HMIのRASメモリ又は上記コントローラのRASメモリから読み出すことを特徴とする監視制御システム。 2. The supervisory control system according to claim 1, wherein the HMI has a RAS message memory for storing failure message data of components of the supervisory control system, and monitors the subject of the supervisory control by a HMI display control function. The engineering tool has a RAS message creation builder that embeds the physical address of the failure data of the components of the monitoring control system (HMI, controller) in the RAS message,
Download the RAS message generated by the RAS message creation builder into the RAS message memory of the HMI,
The monitoring control system, wherein the HMI display control function reads out data of the system alarm summary screen from the RAS memory of the HMI or the RAS memory of the controller based on the downloaded RAS message memory.
Priority Applications (1)
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JP2004053375A JP2005242804A (en) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | Supervision and control system |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103309334A (en) * | 2013-06-18 | 2013-09-18 | 哥乐巴环保科技(上海)有限公司 | Man-machine interface display operation method and configuration system for factory control system |
-
2004
- 2004-02-27 JP JP2004053375A patent/JP2005242804A/en active Pending
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CN103309334B (en) * | 2013-06-18 | 2016-01-20 | 哥乐巴环保科技(上海)有限公司 | A kind of man-machine interface indication operation method of plant control system and configuration system |
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