JP2006072412A - イベント収集ブロックおよびそれを内蔵したコントローラ - Google Patents

Abstract

【課題】 イベントデータとして接点入力とブール型データしか扱えなかったので、トラブルの原因を充分に解析することができなかった。また、イベントの発生箇所を特定することが困難であったという課題を解決する。
【解決手段】 整数型データ、実数型データやアナログ信号のイベント発生を表すトリガ信号が変化したときにこれらのデータを記憶する汎用のイベント収集ブロックを定義し、かつこのイベント収集ブロックに識別子を設定できるようにした。あらゆる型のデータのイベントを扱うことができ、かつイベントの発生源を容易に特定することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プラントのプロセス状態を記録するためのイベント収集ブロックにおいて、特にアナログ値のイベントを収集でき、かつイベントの発生箇所を容易に特定することができるイベント収集ブロックおよびそれを内蔵したコントローラに関するものである。

プラントの運転を自動化するためには、故障の予防のための診断機能、故障発生時の危険防止機能および問題解決機能が必要になる。このために、シーケンスイベントレコード機能が用いられる。

シーケンスイベントレコード（ＳＥＲ）機能はプラントのプロセス状態の変化を記録し、後にユーザがこの記録を再トレースすることで、異常発生要因の解析を行うことができる機能である。特に、安全計装システムではシャットダウンなどの事象が発生したときの入力チャンネルのデータ変化などをイベントとして記録に残し、事後解析できる機能が必須である。

シーケンスイベント（ＳＯＥ）にとって、イベントが発生した時刻の精度だけでなく、イベントを容易に把握でき、解析がやりやすいことが重要である。また、どの信号をイベントとして収集するかを、簡単かつ任意に指定できることも大事な要件になる。

図６に従来のシーケンスイベントレコード機能を内蔵したプロセス制御システムを示す。図６において、８は制御ステーションであり、Ｉ／Ｏマスタカード８１およびＣＰＵモジュール８２で構成されている。Ｉ／Ｏマスタカード８１には接点入力モジュール５から接点入力の信号が入力される。なお、Ｉ／Ｏマスタカード８１はＣＰＵモジュール８２からは独立した構成になっている。

Ｉ／Ｏマスタカード８１が収集した接点データは、イーサネット（登録商標）を経由してＳＯＥサーバ７２に集められて保存される。ＳＯＥビューアパソコン７１は、専用サーバであるＳＯＥサーバ７２に集められた情報を参照して、イベント一覧を表示する。すなわち、このシステムでは接点入力のみがイベントの対象になる。

図７に安全計装システムのシーケンスイベントレコード機能を示す。安全計装システム９はＣＰＵモジュール９１および接点入力モジュール９２，９３で構成される。また、ＣＰＵモジュール９１にはＳＯＥ＿ＬＯＧブロック９１１およびＳＯＥ＿ＲＥＣブロック９１２，９１３が内蔵されている。

ＳＯＥ＿ＲＥＣブロック９１２，９１３は接点入力イベントを収集するブロックであり、接点入力モジュール９２，９３で発生したイベントが入力される。ＳＯＥ＿ＬＯＧブロック９１１はブール型変数のイベントを収集するブロックであり、ブール変数が入力される。ＳＯＥ＿ＬＯＧブロックは、シーケンスイベント収集用のブロックを定義することにより使用することができる。

これらのブロック９１１〜９１３で収集したイベントはモジュールバスで接続されたＳＯＥビューアパソコン７１に入力される。ＳＯＥビューアパソコン７１はこれらのイベントの一覧を表示する。

ＳＯＥ＿ＬＯＧブロック９１１にはブール変数を入力することができるので、これを利用してアナログ入力値のイベントを扱うこともできる。すなわち、図示しない判定部でアナログ入力値を判定してブール値に変換し、このブール値をＳＯＥ＿ＬＯＧブロック９１１に入力すればよい。

特許文献１には、ＳＯＥ機能を統合した分散型制御システムが記載されている。

特開２００４−４６４７５号公報

しかし、このようなイベント収集機能には、次のような課題があった。実際のプラントではアナログ入力モジュールから得られたアナログデータも制御データとして多く用いられている。図７に示した安全計装システムでは、アナログ値をブール値に変換することにより間接的にアナログ値のイベントを取り扱うことはできるが、イベント発生時のアナログ値は保存されないので、十分に解析することができないという課題があった。

また、イベントの発生箇所が保存されないので、イベント情報から発生箇所を特定し、イベント発生の条件を更に解析してどのアナログ入力であるかを特定しなければならず、解析に時間がかかるという課題もあった。

従って本発明の目的は、イベント発生時の値を保存することができ、かつ識別子を設定できるようにすることにより、デジタル信号はもとよりアナログ信号をもイベントとして記録することができるイベント収集ブロックおよびそれを内蔵したコントローラを提供することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
イベントデータおよびイベントが発生したことを表すトリガ信号が入力され、このトリガ信号が変化したときに前記イベントデータを保存するイベントデータ記憶部と、
識別子を記憶するＩＤ記憶部と、
を具備したものである。接点やブール値だけでなく、アナログ信号等任意の値を扱うことができ、かつイベントの発生箇所を容易に特定できる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
整数型データ、実数型データ及びアナログ信号の少なくともいずれかを前記データとして用いることができるようにしたものである。任意の形式のデータを扱うことができる。

請求項３記載の発明は、請求項１若しくは請求項２記載の発明において、
前記識別子として、文字列を使用するようにしたものである。イベントの発生源を直感的に把握できる。

請求項４記載の発明は、
データおよび設定値が入力され、これらのデータと前記設定値の大小を比較してその結果を出力する比較演算部と、
前記データおよび前記比較演算部の出力が入力され、前記比較演算部の出力が変化したときに前記データを保存するイベントデータ記憶部と、
識別子を記憶するＩＤ記憶部と、
を具備したものである。比較演算部とイベント収集ブロックが一体化されているので、扱いやすい。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、
前記データおよびスケールに関連する設定値が入力され、その出力が前記比較演算部および前記イベントデータ記憶部に入力されるスケール演算部を有し、このスケール演算部によって前記データのスケール変換を行うようにしたものである。１つのブロックでスケール変換をも行えるので、扱いやすい。

請求項６記載の発明は、請求項４若しくは請求項５記載の発明において、
整数型データ、実数型データ及びアナログ信号の少なくともいずれかを前記データとして用いることができるようにしたものである。任意のデータを扱うことができる。

請求項７記載の発明は、請求項４若しくは請求項６いずれかに記載の発明において、
前記識別子として文字列を使用したものである。イベントの発生源を直感的に把握できる。

請求項８記載の発明は、
接点入力モジュールの出力が入力され、この接点入力のイベントを収集する接点入力イベント収集部と、
接点出力のデータが入力され、この接点出力のイベントを収集する接点出力イベント収集部と、
データおよびトリガ信号が入力され、前記トリガ信号が変化したときに前記データを保存すると共に識別子が設定されるイベント収集ブロックと、
前記イベント収集ブロックおよび前記接点出力イベント収集部および前記接点入力イベント収集部の出力が入力され、これらの出力を保存すると共に、要求があったときにこの保存したデータを送信するイベント保存／送信部と、
を具備したものである。全てのデータのイベントを扱うことができる。

請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、
整数型データ、実数型データ及びアナログ信号の少なくともいずれかを前記イベント収集部に入力できるようにしたものである。任意の形式のデータを扱うことができる。

請求項１０記載の発明は、請求項８若しくは請求項９記載の発明において、
前記イベント収集ブロックに入力される識別子として文字列を用いるようにしたものである。イベントの発生源を直感的に把握できる。

以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
本発明によれば、イベントの発生を表すトリガ信号が変化したときにデータを保存するようにし、かつ固有の識別子を設定するようにした。

整数型データや実数型データ、アナログ信号など従来扱うことができなかったデータのイベントを扱うことができるので、プラント全体の運転状況をイベントとして記録できるという効果がある。そのため、トラブルの解析が容易になるという効果もある。

また、イベントを収集する機能を汎用のブロックとしてまとめたので、ユーザがアプリケーションに自由に組み込むことができるという効果もある。

さらに、このブロックに識別子を設定できるようにしたので、イベントの発生源を容易に把握することができるという効果もある。この識別子として文字列を使用できるようにすることにより、イベントの原因を直感的に理解できるようにすることもできる。

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係るイベント収集ブロックの一実施例を示す構成図である。図１において、１はイベント収集ブロックであり、イベントデータ記憶部１１およびＩＤ記憶部１２で構成されている。

イベントデータ記憶部１１には、整数型データＩＮおよびトリガ信号ＴＲＩＧが入力される。イベントデータ記憶部１１はトリガ信号ＴＲＩＧが”０“から”１“に変化したときのデータＩＮの値を記憶する。接点入力信号の場合は、接点信号が変化した時点をイベントの発生時点とすることができるが、整数型のデータはデータだけではいつイベントが発生したかを知ることができないので、トリガ信号ＴＲＩＧが変化した時点をイベントの発生時点としてデータＩＮを取り込む。この記憶したデータは、要求があると端子ＯＵＴから出力される。

ＩＤ記憶部１２にはユーザがイベントを識別するための識別子ＩＤが記憶される。この識別子には最大３２バイトの文字列を設定することができる。取り込んだデータだけではそのデータがどこのデータをあるかを特定することが難しいので、この識別子ＩＤによってどのデータであるかを特定する。

なお、識別子ＩＤは必ずしも内部に記憶する必要はない。識別子ＩＤを設定する端子を複数個設け、この端子に値を設定するようにしてもよい。また、識別子ＩＤは固定値でもよく、また任意に変更できるようにしてもよい。

ＴＲＰはイベントの重要度を指定する２値信号が入力される端子である。この端子に入力される信号が“１”であると、イベント収集ブロック１は入力されたイベントがトリップ信号（プラントにとって特に重要なイベントであることを示す情報）として認識する。

このように、イベント収集を扱う専用のブロックをイベント収集ブロックとして部品化することにより、より扱い易いブロックとすることができる。部品化するとどの信号を扱っているかを特定することが難しくなるので、ＩＤ記憶部１２に設定する文字列によって容易に識別できるようにする。このイベント収集ブロックは、ソフトウエアのみで構成することもできる。

なお、図１実施例ではデータ入力端子ＩＮに入力されるデータは整数型データとしたが、実数型データあるいはアナログデータを入力できるように構成することもできる。

図２に、図１で説明したイベント収集ブロック１の応用例を示す。この応用例はタンクの水位が予め定められた設定値を越えたときにイベントを発生させ、そのときの水位データを取り込むようにしたものである。

図２において、１は図１で説明したイベント収集ブロックである。２１はアナログ入力モジュールであり、図示しないレベル計からのアナログデータが入力され、このデータをデジタル値に変換して出力する。このデジタルデータはイベント収集ブロック１のＩＮ端子に入力される。また、イベント収集ブロック１の識別子ＩＤとして、“タンク０１水位異常発生”の文字列が設定される。このようにイベントの発生原因を表す文字列を識別子ＩＤとすることにより、イベントの発生源を即座に把握することができる。

２２は比較演算ブロックであり、ＩＮ１、ＩＮ２の２つの入力端子と出力端子ＯＵＴを有している。入力端子ＩＮ１にはアナログ入力モジュール２１の出力が、入力端子ＩＮ２には例えば９０．０の設定値が入力される。比較演算ブロック２２は入力端子ＩＮ１とＩＮ２のデータを比較し、ＩＮ１のデータが大きいときは“１”を、その他のときには“０”を出力する。この出力はイベント収集ブロック１のＴＲＩＧ端子に入力される。

このような構成において、レベル計の出力が設定値（９０．０）を越えると、比較演算ブロック２２の出力は“０”から“１”に変化する。イベント収集ブロック１はアナログ入力モジュール２１の出力値を取り込んで保存する。これら取り込んだデータは後にイベントを解析するときにＯＵＴ端子から出力される。

図３にイベント収集ブロックの他の実施例を示す。この実施例は、イベント収集ブロックにスケール変換機能とアラーム発生機能を付け加えたものである。図３において、３１はイベント収集ブロックであり、スケール演算部３１１，比較演算部３１２、イベントデータ記憶部３１３およびＩＤ記憶部３１４で構成される。

スケール演算部３１１にはアナログ信号ＩＮおよびスケール上限値ＳＨ、スケール下限値ＳＬが入力され、アナログ信号ＩＮをこれらスケール上限値ＳＨ、スケール下限値ＳＬに基づいてスケール変換して出力する。このスケール変換された値は端子ＯＵＴ１から出力される。

比較演算部３１２には、スケール演算部３１１の出力およびＨＩ側アラーム設定値ＨＨ、ＨＩ側プリアラーム設定値ＰＨ、ＬＯ側プリアラーム設定値ＰＬ、ＬＯ側アラーム設定値ＬＬが入力される。比較演算部３１２はスケール演算部３１１の出力とこれらの設定値を比較し、その結果を出力する。

すなわち、スケール演算部３１１の出力がＬＯ側アラーム設定値ＬＬより大きくなると、ＬＯ側アラーム信号ＬＴＲＰを“０”から“１”に変化させる。同様に、スケール演算部３１１の出力とＬＯ側プリアラーム設定値ＰＬ、ＨＩ側プリアラーム設定値ＰＨ、ＨＩ側アラーム設定値ＨＨを比較し、その比較結果をそれぞれＬＯ側プリアラーム信号力ＬＬＬ、ＨＩ側プリアラーム信号ＨＨＨ、ＨＩ側アラーム信号ＨＴＲＰに反映させる。

イベントデータ記憶部３１３には信号ＳＯＥＲ、スケール演算部３１１の出力およびＨＩ側アラーム信号ＨＴＲＰとＬＯ側アラーム信号ＬＴＲＰが入力される。信号ＳＯＥＲはイベントデータを保存するかどうかを選択する信号であり、このＳＯＥＲ信号が“１”のときにイベントを保存する。すなわち、ＬＯ側アラーム信号ＬＴＲＰまたはＨＩ側アラーム信号ＨＴＲＰが“０”から“１”に変化すると、そのときのスケール演算部３１１の出力を記憶する。

ＩＤ記憶部３１４は、図１実施例のＩＤ記憶部１２と同様に、識別子データを格納する。この識別子データとして最大３２バイトの文字列を設定することができる。

なお、この実施例ではスケール演算部３１１にスケールの上下限値を入力するようにしたが、これに限られることはなく、スケールに関連する設定値なら任意のものを使用できる。

図４を用いてこのことを更に説明する。図４において、３２はＯＵＴ１端子から出力される、スケール変換されたアナログ入力信号の変化を表したグラフであり、縦軸のＨＨ、ＰＨ、ＰＬ、ＬＬは同じ名前の入力端子に設定された設定値である。３２がＬＬに等しくなるとＬＴＲＰ端子の値が“０”から“１”に変化し、このときＳＯＥＲ端子が“１”であると、そのときのデータを保存する。

同様に、ＰＬに等しくなるとＬＬＬ端子の値が変化し、ＰＨに等しくなるとＨＨＨ端子が変化する。この２つはプリアラームとして作用する。ＨＨに等しくなるとＨＴＲＰ端子の値が変化し、ＳＯＥＲ端子が“１”であると、そのときのデータを保存する。

このように、スケール変換と設定値との比較およびイベント発生を１つのブロックに集約することにより、ユーザにとって使い勝手のよいブロックとすることができる。なお、ＩＮ端子にスケール変換した後のデータを入力するようにすると、スケール変換の機能を省略することができる。

図５に本イベント収集ブロックを使用したプロセス制御装置の構成を示す。図５において、４はＳＯＥビューアパソコン、５はコントローラ、６は接点入力モジュールである。コントローラ５はユーザアプリケーション５１，接点出力イベント収集部５２，接点入力イベント収集部５３，イベント保存／送信部５４およびイベント保存バッファ５５で構成される。ユーザアプリケーション５１内には、図１〜図３で説明したイベント収集ブロック５１１が配置される。

接点入力イベント収集部５３は、接点入力モジュール６から接点入力の変化イベントを収集し、イベント保存／送信部５４に出力する。接点出力の値はコントローラ５で作成される。接点出力イベント収集部５２は作成された接点出力のイベントを収集し、イベント保存／送信部５４に出力する。

イベント収集ブロック５１１は、ユーザアプリケーション５１で作成した整数型データや実数型データ、あるいは図示しないセンサから入力されたアナログ入力のイベントを作成し、イベント保存／送信部５４に出力する。イベント保存／送信部５４は、入力されたイベントデータをイベント保存バッファ５５に保存し、またＳＯＥビューアパソコン４の求めに応じて、イベント保存バッファ５５に保存されたイベントデータを読み出してＳＯＥビューアパソコン４に送信する。ＳＯＥビューアパソコン４はこれらのイベントデータを整理して表示する。

このようにすることにより、接点入力、接点出力および整数型データや実数型データ、さらにアナログ信号の変化イベントのデータを保存することができるので、簡単に異常の原因を特定することができる。

本発明の一実施例を示す構成図である。 本発明の一実施例の応用を示す構成図である。 本発明の他の実施例を示す構成図である。 本発明の動作を説明するための特性図である。 本発明の他の実施例を示す構成図である。 従来のプロセス制御システムの構成図である。 従来の安全計装システムの構成図である。

符号の説明

１、３１、５１１ イベント収集ブロック
１１、３１３ イベントデータ記憶部
１２、３１４ ＩＤ記憶部
３１１ スケール演算部
３１２ 比較演算部
５ コントローラ
５１ ユーザアプリケーション
５２ 接点出力イベント収集部
５３ 接点入力イベント収集部
５４ イベント保存／送信部

Claims (10)

1. イベントデータおよびイベントが発生したことを表すトリガ信号が入力され、このトリガ信号が変化したときに前記イベントデータを保存するイベントデータ記憶部と、
   識別子を記憶するＩＤ記憶部と、
   を具備したことを特徴とするイベント収集ブロック。
2. 前記データは、整数型データ、実数型データ及びアナログ信号の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１記載のイベント収集ブロック。
3. 前記識別子は文字列であることを特徴とする請求項１若しくは請求項２記載のイベント収集ブロック。
4. データおよび設定値が入力され、これらのデータと前記設定値の大小を比較してその結果を出力する比較演算部と、
   前記データおよび前記比較演算部の出力が入力され、前記比較演算部の出力が変化したときに前記データを保存するイベントデータ記憶部と、
   識別子を記憶するＩＤ記憶部と、
   を具備したことを特徴とするイベント収集ブロック。
5. 前記データおよびスケールに関連する設定値が入力され、その出力が前記比較演算部および前記イベントデータ記憶部に入力されるスケール演算部を有し、このスケール演算部によって前記データのスケール変換を行うようにしたことを特徴とする請求項４記載のイベント収集ブロック。
6. 前記データは、整数型データ、実数型データ及びアナログ信号の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項４若しくは請求項５記載のイベント収集ブロック。
7. 前記識別子は文字列であることを特徴とする請求項４若しくは請求項６いずれかに記載のイベント収集ブロック。
8. 接点入力モジュールの出力が入力され、この接点入力のイベントを収集する接点入力イベント収集部と、
   接点出力のデータが入力され、この接点出力のイベントを収集する接点出力イベント収集部と、
   データおよびトリガ信号が入力され、前記トリガ信号が変化したときに前記データを保存すると共に識別子が設定されるイベント収集ブロックと、
   前記イベント収集ブロックおよび前記接点出力イベント収集部および前記接点入力イベント収集部の出力が入力され、これらの出力を保存すると共に、要求があったときにこの保存したデータを送信するイベント保存／送信部と、
   を具備したことを特徴とするコントローラ。
9. 前記イベント収集部に入力されるデータは、整数型データ、実数型データ及びアナログ信号の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項８記載のコントローラ。
10. 前記イベント収集ブロックに入力される識別子は文字列であることを特徴とする請求項８若しくは請求項９記載のイベント収集ブロック。
    

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