JP2014085888A - ループ試験装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】デジタル制御装置及び計測信号ループからなる信号計装系統の信号試験調整を行うループ試験装置及びその方法を提供する。
【解決手段】プラントの入力データを計算機で扱えるバイナリデータに変換するデータ処理部１と、プラントの状態をプロセス値として出力する現場機器とからなる信号計装ループのループ試験を行うループ試験装置である。このループ試験装置は、試験員1人でループ試験を行うことを目的として、信号計装ループに対して現場計器が出力するプロセス値を模した模擬信号を生成する模擬信号発生部２と、模擬信号から試験開始及び終了の指標を設定するとともに、前記模擬信号を制御部において記録可能な記録用信号に変換する演算処理部１１と、指標に基づいてループ試験の開始及び終了を判定し、ループ試験として前記記録用信号を記録する試験実施部１２と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、プラントの入力データを計算機で扱えるバイナリデータへの変換（以降入力データ処理）を行うデータ処理部と、プラントのプロセス値を計測する現場機器とからなる信号計測ループにおけるループ試験を行うループ試験装置及びその方法に係る。

ループ試験においては、プラントの監視と制御をデジタル信号により行なうデジタル制御部及びデジタル計算機（以下、単に「計算機」という。）を用いて、プラントのプロセス値を計測する検出器より、デジタル制御装置及び計算機へ入力される回路の健全性ならびに精度を確認する。このプロセス値とは、例えばプラント内のボイラ燃料流量や蒸気流量、タービン蒸気流量や抽気蒸気流量、発電機出力、蒸気需要量、電力需要量などである。

図１８に示すようなループ試験装置では、試験員は、現場で計器信号を模擬する現場試験員５１と、前記現場で模擬された信号（以降模擬信号とする）の工学値をOPSやIESの表示部４で確認する試験記録員５２に別れてループ試験を実施する。

現場試験員５１が、電話等にて、試験記録員５２に模擬する計器番号あるいはループ番号と、模擬信号値を連絡し、ループ試験開始を伝達する。試験記録員５２は、現場試験員５１からの伝達されたループ番号と、模擬信号値を試験記録に記入する。

現場試験員５１は、計器が接続する現場の端子台から、信号模擬部２により計器信号を模擬した模擬信号を出力する。前記模擬信号は計装ケーブル２０を介して、データ処理部１に入力される。模擬信号は、データ処理部１の信号変換部１０で、入力データ処理される。プロセス量検出の計器（以降アナログ計器）が試験対象の場合、カウント値に変換され、プロセス状態値（ON,OFF）検出の計器（以降デジタル計器）が試験対象の場合（１（ON）・０（OFF））に変換される。アナログ計器の場合、演算処理部１１により、カウント値から工学値に変換される。工学値に変換された値は、中央操作室等にある表示部４にて表示される。試験記録員５２が、表示部４の値を見て前記変換された工学値を試験結果として記録する。試験記録員５２が記録完了後、次の模擬信号値を、現場試験員５１に連絡し、試験を進めていく。試験終了後、試験記録員５２が、模擬信号値と記録された工学値の記録を照合し、プラント入力信号の妥当性を判定し、試験結果表を完成させる。このようなループ試験方法として、例えば特許文献１，２がある。

特開平１１−２３７４９０号公報 特開２００４−１３３６０３号公報

デジタル制御装置ならびに計算機を含むプラント制御装置の計装ループ試験を行なう場合、プラント各所に分散して設置された検出器、デジタル制御装置、計算機、指示計、またはＣＲＴ（陰極線管）、タッチパネル等の入出力値を確認するため、各機器の設置場所にそれぞれ試験員を配置する必要がある。

同様にポンプ、弁、計装スイッチ等現場機器との取り合い試験を行なう場合も、それぞれの機器の設置場所に試験員を配置する必要がある。従来の試験方法では、１回路の試験に少なくとも４〜５名の試験員を配置しなければならず、複数のループの系統の試験が平行して行なわれる大規模プラントにおいては、試験員の増大といった課題がある。

以上のように従来のループ試験においては、現場試験員と試験記録員の最低２人の試験が必要であり、電話などでお互いに試験対象、模擬信号レベル等の情報交換する作業、試験結果表へ手作業により試験データの記録する作業等、ループ試験に時間を要していた。

本発明の実施形態は、上述した課題を解決するためになされたものであり、ループ試験を試験員１人で実施することが可能となり、試験時間の短縮と試験記録記載の省力と人員削減を図ることを可能とするループ試験装置及びその方法を提供することを目的とする。

本発明の実施形態であるループ試験装置は、プラントの入力データを計算機で扱えるバイナリデータに変換するデータ処理部と、プラントの状態をプロセス値として出力する現場機器とからなる信号計装ループのループ試験を行うために以下の構成を備える。
（１）前記信号計装系統ループに対して現場計器が出力するプロセス値を模した模擬信号を生成する模擬信号発生部。
（２）前記模擬信号から試験開始及び終了の指標を設定するとともに、前記模擬信号を制御部において記録可能な記録用信号に変換する演算処理部。
（３）前記指標に基づいてループ試験の開始及び終了を判定し、ループ試験として前記記録用信号を記録する試験実施部。

前記ループ試験装置を実現する方法も本発明の一実施形態である。

本発明の第１実施形態に係るループ試験装置の構成を示すブロック図。 本発明の第１実施形態の演算処理部の構成を示すブロック図。 本発明の第１実施形態の収集データと試験記録表のフォーマットを示す図。 アナログ計器が試験対象である第１実施形態のループ試験装置の構成を示すブロック図。 本発明の第１実施形態のアナログ計器用の入力処理部の処理方法を示すフローチャート。 本発明の第１実施形態の試験開始検知部の検知方法を示すフローチャート。 本発明の第１実施形態の試験終了検知部の検知方法を示すフローチャート。 本発明の第１実施形態の試験結果記録部の記録方法を示すフローチャート。 デジタル計器が試験対象である第２実施形態のループ試験装置の構成を示すブロック図。 表示盤を用いた第３実施形態のループ試験装置の構成を示すブロック図。 本発明の第４実施形態に係るループ試験装置の構成を示す図。 本発明の第４施形態の関連情報抽出部の関連情報の抽出方法を示すフローチャート。 本発明の第４実施形態の収集データと試験記録表のフォーマットを示す図。 本発明の第５実施形態に係るループ試験装置の構成を示す図。 本発明の第６実施形態に係るループ試験装置の構成を示す図。 本発明の第７実施形態に係るループ試験装置の構成を示す図。 本発明の第７実施形態のＧＰＳ情報負荷部の情報負荷方法を示すフローチャート。 従来のループ試験装置の構成を示す概念図。

［１．第１実施形態］
（構成）
第１実施形態に係るループ試験装置について、図１を参照しつつ、詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るループ試験装置を示すブロック図である。

本実施形態は、プラントの入力データ処理を行うデータ処理部１と、ループ試験用の計測信号の発生を行う模擬信号発生部２とを備える。データ処理部１と模擬信号発生部２とは計装ケーブル２０を介してデータ処理部１と模擬信号発生部２からなる信号計装系統を構築する。例えば、プラントの指令室や監視室にデータ処理部１を設置し、プラントの現場にプラントのプロセス値を計測する現場計器とを計装ケーブル２０を介して１つの信号計装系統とする中で、模擬信号発生部２は、この信号計装系統の１部として組み込まれる。

実際の信号計装系統においては、プラントの現場計器から得られるボイラ燃料流量や蒸気流量、タービン蒸気流量や抽気蒸気流量、発電機出力、蒸気需要量、電力需要量などであるプロセス値を計測し、このプロセス値を計装ケーブル２０を介してデータ処理部１に伝送する。データ処理部１では、現場機器から出力されるプロセス信号を計算機が扱えるバイナリデータとするためにアナログ計器値をカウント値あるいはデジタル計器値を１（ＯＮ）、０（ＯＦＦ）信号に変換する。この変換されたバイナリデータは、データ処理部１において表示・記録可能な信号である工学値やプロセス状態値（ＯＮ、ＯＦＦ）に変換されて記録される。

具体的には、現場計器がアナログ計器の場合には、そのアナログ計器信号（１−５Ｖなど）をデータ処理部１が認識できるカウント値に変換し、更にそのカウント値を工学値（０〜１０００ｍｍ、１０ｍ／ｓなど）に変換する。また、現場計器がデジタル計器である場合には、そのデジタル計器信号をデータ処理部１が認識できる１（ＯＮ）、０（ＯＦＦ）信号に変換し、更にその１（ＯＮ）、０（ＯＦＦ）信号をプロセス状態値ＯＮ、ＯＦＦに変換し、ループ試験の際に記録をしたり、表示部４において表示する。

データ処理部１は、模擬信号発生部２から出力された模擬信号に基づいてループ試験を行う。模擬信号発生部２は、電流／電圧発生器、デジタルマルチメータを使用し、現場試験員５１の操作に基づいて模擬信号を発生させる。発生させる模擬信号は、信号値を任意に調整可能とする。データ処理部１は、ループ試験の結果を出力する出力部３、試験結果やプラントの状態を表示する表示部４、及び、ループ試験を行うためのデータを入力する入力部５を備える。

データ処理部１は、入力する模擬信号に対するループ試験の結果を出力部３及び表示部４に対して出力するために、以下の構成を備える。
（１）入力した模擬信号をバイナリデータに変換する信号変換部１０。
（２）信号変換部１０で変換したバイナリデータから試験開始及び終了の指標を設定するとともに、信号変換部１０で変換した信号をプロセス状態値及び工学値に変換する演算処理部１１。
（３）演算処理部１１より入力した指標に基づいてループ試験の開始及び終了を判定し、ループ試験を実施し、その結果を試験結果記録部１３に記憶し、その内容を出力部３に対して出力するループ試験実施部１２。
（４）ループ試験実施部１２において実施したループ試験の結果を記録する試験結果記録部１３。

信号変換部１０は、模擬信号発生部２と計装ケーブル２０とを介して接続される。模擬信号発生部２で発生した模擬信号は、信号変換部１０において、バイナリデータに変換される。バイナリデータは、模擬信号がアナログ計器信号の場合はカウント値、模擬信号がデジタル計器信号の場合は１（ＯＮ）、０（ＯＦＦ）信号である。

演算処理部１１は、信号変換部１０より入力するバイナリデータであるカウント値または１（ＯＮ）、０（ＯＦＦ）信号および模擬信号電圧から試験の開始及び終了の指標を設定するとともに、入力する信号をプロセス状態値（ＯＮ、ＯＦＦ）及び工学値に変換する。

演算処理部１１は、図２のような構成を有する。
（１）入力したカウント値または１（ＯＮ）、０（ＯＦＦ）信号および模擬信号電圧を、メモリなどの記憶部に記憶する信号記憶部１１１。
（２）記憶した信号がレンジ内に収まるかどうかを判定するレンジ判定部１１２。
（３）レンジ判定部１１２の判定に基づいて指標を設定する指標設定部１１３。
（４）デジタル計器が試験対象で、信号記憶部１１１に記憶された模擬信号電圧がレンジ内の場合に、１（ＯＮ）、０（ＯＦＦ）をプロセス状態値（ＯＮ、ＯＦＦ）に変換するプロセス状態値変換部１１４。
（５）アナログ計器が試験対象で、信号記憶部１１１に記憶された信号がレンジ内の場合に、カウント値を工学値に変換する工学値変換部１１５。

信号記憶部１１１は、信号変換部１０で変換されたカウント値または１（ＯＮ）、０（ＯＦＦ）信号および模擬信号電圧が入力する。レンジ判定部１１２は、信号記憶部１１１で記憶された信号が、所定のレンジ内であるか否かの判定を行う。ここで使用するレンジは、例えば、計測機器の計測レンジに基づいて設定するレンジである。

指標設定部１１３では、レンジ判定部１１２でレンジ外と判定した場合に、指標を設定する。設定する指標としては、レンジ下限以下 RET-RLL、上限レンジ超 RET-RLU を用いる。工学値変換部１１５は、レンジ判定部１１２でカウント値がレンジ内の場合に、カウント値を工学値に変換する。

模擬信号がデジタル計器信号の場合は、模擬信号は信号変換部１０において１（ＯＮ）、０（ＯＦＦ）信号に変換され、演算処理部１１に対して入力する。演算処理部１１では、前記模擬信号電圧がレンジ外であれば指標の設定を行う。レンジ内部であれば、プロセス状態値変換部１１４でプロセス状態値（ＯＮ、ＯＦＦ）への変換を行う。
また、デジタル計器信号の模擬を計器に接続する現場端子台の＋、−端子を閉じる配線の装着および取り外しでＯＮ／ＯＦＦを模擬する場合、端子間閉と端子間開を通常試験より短い時間で行うことをループ試験開始と判定する操作でも良い。ループ試験終了も同様な操作にて、判定することでも良い。

演算処理部１１の出力側には、ループ試験実施部１２が設けられ、指標設定部１１３で設定した指標、プロセス状態値変換部１１４で変換したプロセス状態値（ＯＮ、ＯＦＦ）、工学値変換部１１５で変換した工学値、信号記憶部１１１で記憶したカウント値、模擬信号電圧は、ループ試験実施部１２に対して出力される。

ループ試験実施部１２は、演算処理部１１より入力する指標に基づいてループ試験の開始及び終了を検知する。また、ループ試験のために、演算処理部１１より入力するカウント値、プロセス値及び工学値を記録する。このループ試験実施部１２は、図１に示すように、以下の構成を備える。
（１）入力する指標から試験の開始を検知する試験開始検知部１２１。
（２）入力する指標から試験の終了を検知する試験終了検知部１２２。
（３）演算処理部１１で変換されたカウント値、プロセス状態値（ＯＮ、ＯＦＦ）及び工学値、模擬信号電圧を受領し、試験結果として記録する試験結果記録部１２３。
（４）試験結果記録部１２２で記録した試験結果を出力する試験記録作成部１２４。

試験開始検知部１２１及び試験終了検知部１２２は、演算処理部１１より入力する「レンジ下限以下 RET-RLL 」、「上限レンジ超
RET-RLU 」の指標により、試験の開始または終了を検知する。この検知結果は、試験結果記録部１２３に対して出力される。

試験の開始を検知した場合に試験結果記録部１２３は、演算処理部１１で変換されたカウント値、プロセス状態値（ＯＮ、ＯＦＦ）及び工学値及び模擬信号電圧を試験結果として記録する。試験結果の記録開始は、試験結果記録部１２３に 記録されたカウント値が一定になったことを確認した後に記録しても良い。また、デジタル計器信号の模擬を計器に接続する現場端子台の＋、−端子を閉じる配線の装着および取り外しでＯＮ／ＯＦＦを模擬する場合、端子間閉と端子間開を通常試験より短い時間で行うことをループ試験開始と判定する操作でも良い。ループ試験終了も同様な操作にて、判定することでも良い。さらに、試験対象の模擬信号に付随する情報を入力信号情報部１４から抽出し、その情報を模擬信号と紐付けて記録しても良い。紐付ける情報としては、「信号名称」「計器タイプ」「工学値レンジ」「単位」「入力信号情報」「日付（ＤＡＴＥ）」などである。

試験の終了を検知した場合に試験結果記録部１２３は、カウント値、プロセス状態値及び工学値及び模擬信号電圧の記録を終了する。記録した内容は、試験結果記憶部１３で記憶する。

試験記録作成部１２４は、試験結果記憶部１３に記憶された内容を試験記録表のフォーマットに格納する。試験記録表のフォーマットには、例えば、図３に示すような、「信号ＩＤ」「模擬信号電圧」「模擬値」「工学値」「誤差」「判定」「試験日」についての項目を設ける。「信号ＩＤ」は、試験結果記録部１２３において、記録する試験結果毎に付するものである。「模擬信号電圧」は模擬信号発生部において実際に発生した模擬信号電圧の値、「模擬値」は模擬信号電圧値より計算される、模擬された工学値、「工学値」は試験結果記録部１２３が受領した工学値、「誤差」は模擬値と工学値とのずれ、「判定」は、誤差が一定範囲であるか否かの判定結果である。「試験日」は入力信号情報記憶部１４内の「日付」に基づいた試験日である。それぞれの項目は、試験結果記憶部１３の内容の該当する内容を格納する。試験記録作成部１２４の出力側には、出力部３が接続され、出力部３では、試験記録表のフォーマットの通りに試験記録表を出力する。

（作用）
以上のような構成を有するループ試験装置の動作を図４〜図８を用いて詳述する。
図４は、模擬信号としてアナログ信号を使用するために、模擬信号発生部２として電流／電圧発生器２ａを用いる。信号変換部１０としては、アナログの模擬信号をカウント値に変換するアナログ信号変換部１０ａを用いる。

［プロセス値変換及び指標設定手順］
図５は、図４のループ試験装置の演算処理部１２において、カウント値を工学値に変換する手順を示すフローチャートである。以下、このフローチャートによりカウント値を工学値に変換する手順を説明する。

現場試験員５１が電流／電圧発生器２ａを用いて、試験対象となる計器に対して模擬信号を発生させる（Ｓ０１０）。計器の計測レンジ０−１００％に対して、模擬信号の電圧は１−５Ｖとする。この範囲の模擬信号は、アナログ信号変換部１０ａでカウント値８００−４０００カウントに変換される。つまり、１Ｖの模擬信号が入力した場合にはカウント値８００と変換され、５Ｖの模擬信号が入力した場合には、カウント値４０００と変換される。演算処理部１２には、カウント値に変換された模擬信号を信号記憶部１１１に入力する（Ｓ０１１）。

レンジ判定部１１２では、信号記憶部１１１に入力されたカウント値が、レンジ下限未満であるかを判定する（Ｓ０１２）。レンジ下限がカウント値８００の場合には、模擬信号のカウント値が８００未満であるかの判定を行う。

レンジ下限未満であると判定された場合（Ｓ０１２のＹＥＳ）には、指標設定部１１３において、レンジ下限アンダーの指標を立てる（Ｓ０１３）。レンジ下限アンダーの指標としては指標RET-RLLを使用する（Ｓ０１４）。

レンジ判定部１１２は、レンジ下限未満でないと判定した場合（Ｓ０１２のＮＯ）には、カウント値がレンジ上限超であるかを判定する（Ｓ０１５）。レンジ上限がカウント値４０００の場合には、模擬信号のカウント値が４０００超であるかの判定を行う。

レンジ上限超であると判定された場合（Ｓ０１５のＹＥＳ）には、指標設定部１１３において、レンジ上限オーバーの指標を立てる（Ｓ０１６）。レンジ上限オーバーの指標としては指標RET-RLUを使用する（Ｓ０１７）。

レンジ判定部１１２において、レンジ下限以上且つレンジ上限以下であると判定された場合（Ｓ０１５のＮＯ）には、レンジ下限アンダー及びレンジ上限オーバーの指標を立てることなく（Ｓ０１８）、工学値変換部１１５において、メモリ部１１１に入力されたカウント値は、プロセス値RETに変換される（Ｓ０１９）。

以上の手順のように、演算処理部１１は、入力するカウント値が下限レンジ未満または上限レンジ超の場合は指標をループ試験実施部１２に対して出力し、下限レンジ以上且つ上限レンジ以下の場合には、カウント値を工学値に変換しループ試験実施部１２に対して出力する。

［試験開始の検知手順］
図６は、試験開始検知部１２２において、ループ試験の開始を検知する手順を示すフローチャートである。初めに、現場試験員５１が電流／電圧発生器２ａを用いて、試験対象となる計器に対して１〜Ｎ番目の模擬信号を発生させる（Ｓ１１１）。演算処理部１１において、レンジ下限アンダーの指標RET-RLL若しくは、レンジ上限オーバーの指標RET-RLUが設定された場合（Ｓ１１２）には、試験開始検知部１２１に対して通知を行う（Ｓ１１３）。試験開始検知部１２１は、試験開始の通知を試験結果記録部１２３に対して出力する。

［試験開始の検知手順］
図７は、試験終了検知部１２３において、ループ試験の終了を検知する手順を示すフローチャートである。ループ試験として１〜Ｎ番目の模擬信号の記録をしている状態で（Ｓ１２１）、演算処理部１１において、レンジ上限オーバーの指標RET-RLUが設定された場合若しくは、模擬信号の入力電圧が０Ｖとなった場合（Ｓ１２２）には、試験終了検知部１２３に対して通知を行う（Ｓ１２３）。試験終了検知部１２２は、試験終了の通知を試験結果記録部１２３に対して出力する。

以上の手順により、試験開始検知部１２２及び試験終了検知部１２３では、入力する指標または模擬信号の状態より、試験の開始及び終了の通知を試験結果記録部１２３に対して出力する。

［試験結果記録手順］
図８は、試験結果記録部１２３において、カウント値及び工学値を試験結果として記録する手順を示す手順示すフローチャートである。

はじめに、現場試験員５１が電流／電圧発生器２ａを用いて、試験対象となる計器に対して１〜Ｎ番の模擬信号を発生させる（Ｓ１３１）。試験結果記録部１２３は、試験開始を検知した後、演算処理部１２で変換したカウント値及び工学値を受信する（Ｓ１３２）。入力するカウント値が所定の時間（たとえば５秒）、一定に保持された場合（Ｓ１３３のＹＥＳ）は、信号ＩＤ（Ｎ）、カウント値（Ｎ）、工学値（Ｎ）を記録する（Ｓ１３２〜Ｓ１３６）。

また、複数の校正点（例えばレンジ０％、５０％、１００％）を確認する場合には、模擬信号毎に記録を終了するのではなく、複数の模擬信号を連続して記録することも可能である。その場合には、信号毎に、模擬信号の入力するカウント値が規定の時間、一定に保持されるかの確認後、信号ＩＤ（Ｎ）、カウント値（Ｎ）、工学値（Ｎ）を記録する。レンジ上限オーバーの指標RET-RLU立った場合には、試験終了検知部１２２から試験終了が通知される（Ｓ１３７）。

以上の手順により、試験結果記録部１２３では、模擬信号をカウント値及び工学値に変換した値を試験結果として記録する。記録された試験結果や試験結果に紐付けられた情報は、試験結果記憶部１３で記憶される。この情報は、試験記録作成部１２４の試験記録表のフォーマットに格納され、出力部３では、試験記録表のフォーマットの通りに試験記録表を出力する。この試験終了後の試験結果及び情報の記憶、試験記録表のフォーマットへの格納及び試験記録表の出力はオペーレータの指示無しで行う。

（効果）
以上のように、本実施形態によれば、ループ試験を試験員１人で実施することが可能となる。また、現場試験員５１は、模擬信号発生部２からの操作のみで試験の開始、終了、集計及び結果の出力を行うことができるので、試験時間の短縮、試験データの集計の省力、及び人員削減を図ることができる。

［２．第２実施形態］
第２実施形態にかかるループ試験装置について、図９を参照し説明する。図９は、本実施形態に係るループ試験装置を示すブロック図である。なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

（構成）
本実施形態のループ試験装置は、模擬信号としてデジタル計器信号を使用するため模擬信号発生部２としてデジタルマルチメータなどのデジタル信号発生器２ｄを用いる。信号変換部１０としては、デジタルの模擬信号をカウント値に変換するデジタル信号変換部１０ｄを用いる。

デジタル信号変換部１０ｄは、デジタル信号発生器２ｄと計装ケーブル２０を介して接続される。模擬信号は、デジタル信号変換部１０ｄにおいてＯＮ及びＯＦＦ信号に変換される。また、デジタル計器信号の模擬を計器に接続する現場端子台の＋、−端子を閉じる配線の装着および取り外しでＯＮ／ＯＦＦを模擬しても良い。模擬信号がデジタル信号であるため変換される信号は、ＯＮ信号及びＯＦＦ信号との２種類である。

演算処理部１１では、アナログの時と同様に、ＯＮ及びＯＦＦ信号を信号記憶部１１１に記憶する。信号判定部１１２では、信号の判定を行う。信号がＯＮ信号及びＯＦＦ信号であるため、短時間にＯＮ信号とＯＦＦ信号とを繰り返す場合に、指標設定部１１３においてＯＮ／ＯＦＦ指標を設定する。また、デジタル信号発生器２ｄにおいて、ＯＮ信号と判定される電圧とＯＦＦ信号を判定される電圧の中間の電圧の模擬信号を発生させ、この信号に基づく信号が信号記憶部１１１に入力した場合に、指標設定部１１３においてＯＮ／ＯＦＦ指標を設定してもよい。

指標設定部１１３において、ＯＮ及びＯＦＦ信号に対してＯＮ／ＯＦＦ指標を設定しない場合は、プロセス状態値変換部１１４は、信号記憶部１１１に記憶したＯＮ及びＯＦＦ信号をプロセス状態値に変換する。また、工学値変換部１１５は、ＯＮ及びＯＦＦ信号を工学値に変換する。

（作用）
以上のような構成を有する本実施形態の演算処理部１１では、デジタルの模擬信号に由来するＯＮ・ＯＦＦ信号をプロセス状態値に変換する。このプロセス状態値は、ループ試験実施部１２に対して出力される。また、１〜Ｎ番に発生した模擬信号においてＯＮ／ＯＦＦ指標が立った場合には、試験開始検知部１２１及び試験終了検知部１２２に対して通知を行う。

ループ試験実施部１２での試験結果記録手順は、前記実施形態と同様の手順に沿って行われる。すなわち、試験結果記録部１２３は、試験開始を検知した後、演算処理部１２で変換した１（ＯＮ）、０（ＯＦＦ）を受信し、プロセス状態値（ＯＮ、ＯＦＦ）を試験結果として記録する。記録された試験結果や試験結果に紐付けられた情報は、試験結果記憶部１２３で記憶される。この情報は、試験記録表のフォーマットに格納され、出力部３から出力される。この試験終了後の試験結果及び情報の記憶、試験記録表のフォーマットへの格納及び出力はオペーレータの指示無しで行う。

（効果）
以上のように、本実施形態によれば、模擬信号発生部２としてデジタル信号発生器２ｄを使用しデジタルの模擬信号によってループ試験を行った場合においても、前記実施形態と同様にループ試験を試験員１人で実施することが可能となり、試験時間の短縮と試験記録記載の省力と人員削減を図ることができる。

［３．第３実施形態］
（構成）
第３実施形態にかかるループ試験装置について、図１０を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。第３実施形態は、第１実施形態のデータ処理部１と現場機器とを計装ケーブル２０，２１からなる系の構成に、伝送ケーブルを流れる模擬信号の電圧値または電流値を表示する表示盤６を追加したものである。

本実施形態では、模擬信号としてアナログ信号を使用するため模擬信号発生部２として電流／電圧発生器２ａを用いる。信号変換部１０としては、アナログの模擬信号をカウント値に変換するアナログ信号変換部１０ａを用いる。

表示盤６は、電流／電圧発生器２ａと接続され、模擬信号の電圧値または電流値を表示する。表示盤６の一例としては、所謂ペンレコーダーを使用する。デジタル表示器６２を備えるペンレコーダーの場合には、アナログ信号である模擬信号をデジタル表示器用の信号に変換するアナログ／デジタル変換部６１を備える。

表示盤６は、計装ケーブル２１を介してアナログ信号変換部１０ａと接続される。計装ケーブル２１に出力される信号は、計装ケーブル２０を伝送する模擬信号と同一の信号である。

（作用・効果）
本実施形態では、表示盤６が電流／電圧発生器２ａを操作する現場試験員５１が確認できる位置に設置される。そのため、前記第１実施形態の効果に加えて、現場試験員５１が発生させる模擬信号の値を確認しながらループ試験を実施することができる。そのため、設定や接続の不具合などの早期発見を可能にする。

［４．第４実施形態］
（構成）
第４実施形態にかかるループ試験装置について、図１１，図１２，図１３を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。第４実施形態は、第１実施形態のループ試験実施部１２に、模擬信号に関連する補助信号を入力信号部情報記憶部１４から抽出する関連情報抽出部１２５を追加したものである。

図１１に示すように、関連情報抽出部１２５は、試験結果記録部１２３の出力側に設けられ、入力信号情報記憶部１４の内容を参照可能に構成される。関連情報抽出部１２５は、ループ試験対象の模擬信号についての補足情報を入力信号情報記憶部１４から抽出し、試験記録作成部１２４に対して出力する。補足情報としては、「信号名称」「計器タイプ」「工学値（ＥＵ）レンジ」「単位」「模擬信号発生地点」が挙げられる。

図１２は、関連情報抽出部１２５の動作を示すフローチャートである。関連情報抽出部１２５は、ループ試験が開始されると（Ｓ２３１）、試験結果記録部１２３より、そのループ試験の対象となる模擬信号に付された「信号ＩＤ」を取得する（Ｓ２３２）。また、入力信号情報記憶部１４から模擬信号の「信号名称」「計器タイプ」「工学値レンジ」「単位」「入力信号情報」を抽出する。関連情報抽出部１２５では、模擬信号と入力信号情報記憶部１４から抽出した信号とを組み合わせて（Ｓ２３３）、ループ試験の終了後（Ｓ２３４）、抽出内容を試験記録作成部１２４に対して出力する。

図１３は、試験記録作成部１２４で作成する試験記録表のフォーマットの例を示す図である。試験記録表のフォーマットの項目としては、図３の「信号ＩＤ」の項目に換えて、「信号名称」「計器情報」「工学値（ＥＵ）レンジ」「単位」を設ける。

（作用・効果）
以上の手順により、出力部３では、試験記録表フォーマット通りに試験記録表を出力する。試験記録表の出力は、試験終了後、オペーレータの指示無しに行われる。

本実施形態では、予め入力信号情報記憶部１４に補足情報を入力しておけば、試験記録表のフォーマットの項目を任意に設定することが可能となる。そのため、前記第１実施形態の効果に加えて、試験結果の有効に活用やクライアントからのオーダーに柔軟に対応することが可能となる。また、試験記録表のフォーマットの項目が増加した場合にでも、試験記録表の作成は容易に行うことができる。

［５．第５実施形態］
（構成）
第５実施形態にかかるループ試験装置について、図１４を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。第５実施形態は、第１実施形態のデータ処理部１に試験員コメント情報記憶部１５を、ループ試験実施部１２に試験員コメント情報付加部１２６を追加したものである。

図１４に示すように、試験員コメント情報付加部１２６は、試験結果記録部１２３の出力側に設けられ、試験員コメント情報記憶部１５の内容を参照可能に構成される。試験員コメント情報付加部１２６は、ループ試験対象についての現場試験員５１のコメントを試験員コメント情報記憶部から抽出する。試験員コメント情報記憶部には、現場試験員５１が入力用の試験員端末を使用して、試験関連情報の記録を行うことができる。試験関連情報の記録形式としては、テキスト形式、画像形式、動画形式、音声形式などの任意の形式を選択する。

試験員コメント情報付加部１２６が抽出した現場試験員５１のコメントは、試験記録作成部１２４に対して出力される。試験記録作成部１２４で作成する試験記録表のフォーマットの項目として新たに「試験員コメント」の項目を追加する。

（作用・効果）
以上のような本実施形態では、前記第１実施形態の効果に加えて、ループ試験時の現場状況及び試験員が気づいたことを記録でき、出力部３や表示部４のある中央操作室や計算機室に出力された結果と照合する際の確認項目とすることを可能とする。

［６．第６実施形態］
（構成）
第６実施形態にかかるループ試験装置について、図１５を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。第６実施形態は、第１実施形態のループ試験実施部１２に試験結果通知部１２７を追加したものである。

図１５に示すように、試験結果通知部１２７は、試験結果記録部１２３の出力側に設けられ、試験員端末７に対して試験結果を出力可能に構成される。

（作用）
以上のような構成を有する本実施形態の試験結果通知部１２７には、ループ試験終了後、試験結果が試験結果記録部１２３から入力する。試験結果通知部１２７は、試験結果を試験員端末７に対して出力する。現場試験員５１は、試験終了後、試験員端末７を使用し試験結果の確認を行う。

（効果）
以上のような本実施形態では、前記第１実施形態の効果に加えて、現場試験員５１は現場で試験結果が分かるため、従来のように、試験結果の確認のために、現場と中央操作室、計算機室の往復をする必要がなく、作業時間の短縮をすることを可能となる。

［７．第７実施形態］
（構成）
第７実施形態にかかるループ試験について、図１６を参照しつつ、詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。第７実施形態は、第１実施形態のデータ処理部１にＧＰＳ情報記憶部１６を、ループ試験実施部１２にＧＰＳ情報照合部１２８、計器位置情報記憶部１２９を追加したものである。

図１６に示すように、ＧＰＳ情報照合部１２８は、試験開始検知部１２１の出力側に設けられる。ＧＰＳ情報照合部１２８は、ＧＰＳ情報記憶部１６に記憶されたＧＰＳ情報と、計器位置情報記憶部１２９とを参照可能に構成される。ＧＰＳ情報記憶部１６は、試験員端末に備え付けられたＧＰＳレシーバーで受信したＧＰＳ情報を一定間隔で記憶する。計器位置情報記憶部１２９は、試験対象の計器の位置を予め記憶する。

（作用）
図１７は、ＧＰＳ情報照合部１２８の動作を示すフローチャートである。ＧＰＳ情報照合部１２８は、ループ試験が開始されると（Ｓ５０１）、ＧＰＳ情報記憶部１６より試験員端末７のＧＰＳ情報を取得する（Ｓ５０２）。

次に、ＧＰＳ情報照合部１２８は、計器位置情報記憶部１２９の情報を参照し、取得した試験員端末７のＧＰＳ情報が、どの計器に最も近いかを照合する。ＧＰＳ情報照合部１２８は、その照合結果に基づいて作業員が試験を行っている計器を確定する（Ｓ５０３）。確定した計器の情報は、試験員端末７に対して出力される。現場試験員５１は、ＧＰＳ情報照合部１２８が照合した計器情報と、試験中の計器が合っているかの確認を行う（Ｓ５０４）。

また試験終了後、ＧＰＳ情報照合部１２８は、照合した計器の内容を、試験記録作成部に対して出力する。試験記録作成部１２４で作成する試験記録表フォーマットには、「試験実施対象」の項目が追加される。

（効果）
以上のような本実施形態では、前記第１実施形態の効果に加えて、計器と制御装置までのワイヤが正しく接続されていること及び試験対象の信号であることを確認できる。また、試験員の１人作業になるので、ＧＰＳ情報が中央操作室及び計算機室で他作業員の居場所を確認することを可能とする。

［８．他の実施形態］
なお、本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。
以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

具体的には、第３実施形態において、模擬信号発生器２として電流／電圧発生器２ａを用いているが、デジタル信号発生器２ｄを用いて、デジタル信号の模擬信号にてループ試験を行うことも可能である。この場合に、アナログ信号変換部１０ａをデジタル信号変換部１０ｄに、また、表示盤をデジタル信号用への変更が必要である。

また、第７実施形態において、ＧＰＳ情報記憶部１６の情報をモニターし、一定時間、現場作業員５１の位置が変わらない場合に、報知を行う報知部を設けることもできる。これにより、現場作業員５１の怪我などで動けなくなった場合等の早期発見を可能とすることができる。

１ … データ処理部
１０ … 信号変換部
１１ａ … アナログ信号変換部
１０ｄ … デジタル信号変換部
１１ … 演算処理部
１１１ … 信号記憶部
１１２ … レンジ判定部
１１３ … 指標設定部
１１４ … プロセス状態値変換部
１１５ … 工学値変換部
１２ … ループ試験実施部
１２１ … 試験開始検知部
１２２ … 試験終了検知部
１２３ … 試験結果記録部
１２４ … 試験記録作成部
１２５ … 関連情報抽出部
１２６ … 試験員コメント情報付加部
１２７ … 試験結果通知部
１２８ … ＧＰＳ情報照合部
１２９ … 計器位置情報記憶部
１３ … 試験結果記録部
１４ … 入力信号情報記憶部
１５ … 試験員コメント情報記憶部
１６ … ＧＰＳ情報記憶部
２ … 模擬信号発生部
２ａ … 電流／電圧発生器
２ｄ … デジタル信号発生器
３ … 出力部
４ … 表示部
５ … 入力部
６ … 表示盤
６１ … Ａ／Ｄ変換部
６２ … デジタル表示器
７ … 試験員端末
２０ … 計装ケーブル
２１ … 計装ケーブル
５１ … 現場試験員
５２ … 試験記録員

Claims (11)

1. プラントの入力データを計算機で扱えるバイナリデータに変換するデータ処理部と、プラントの状態をプロセス値として出力する現場機器とからなる信号計装ループのループ試験を行うループ試験装置であり、
   前記信号計装ループに対して現場計器が出力するプロセス値を模した模擬信号を生成する模擬信号発生部と、
   前記模擬信号から試験開始及び終了の指標を設定するとともに、前記模擬信号を制御部において記録可能な記録用信号に変換する演算処理部と、
   前記指標に基づいてループ試験の開始及び終了を判定し、ループ試験として前記記録用信号を記録する試験実施部と、を備えたことを特徴とするループ試験装置。
2. 前記ループ試験実施部は、
   前記指標から試験の開始を検知する試験開始検知部と、
   前記指標から試験の終了を検知する試験終了検知部と、
   前記記録用信号を受領し、試験結果として記録する試験結果記録部と、
   前記試験結果を試験記録表のフォーマットに格納する試験記録作成部と、を備え、
   前記模擬信号発生部で発生した模擬信号に基づき、試験の開始及び終了を検知し、試験結果を試験記録表のフォーマットに格納し、そのフォーマットに従って試験結果を出力することを特徴とする請求項１に記載のループ試験装置。
3. 前記模擬信号発生部で生成する模擬信号がアナログ信号であり、
   前記演算処理部に入力する模擬信号は、前記模擬信号発生部で生成したアナログ信号を変換したカウンタ値であり、
   前記演算部は、
   前記カウンタ値を記憶する記憶部と、
   前記カウンタ値が所定のレンジ内か否かの判定を行うレンジ判定部と、
   前記カウンタ値がレンジ外であると判定した場合に、指標を設定する指標設定部と、
   前記カウンタ値に変換した模擬信号がレンジ内であると判定した場合に、そのカウンタ値を、前記記録用信号に変換する信号変換部とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のループ試験装置。
4. 前記模擬信号発生部で生成する模擬信号がデジタル信号であり、
   前記演算処理部に入力する模擬信号は、前記模擬信号発生部で生成したデジタル信号をＯＮ・ＯＦＦ信号に変換したものであり、
   前記演算部は、
   前記ＯＮ・ＯＦＦ信号に変換した模擬信号を記憶する記憶部と、
   前記ＯＮ・ＯＦＦ信号に変換した模擬信号が所定のレンジ内か否かの判定を行うレンジ判定部と、
   前記ＯＮ・ＯＦＦ信号に変換した模擬信号がレンジ外であると判定した場合に、指標を設定する指標設定部と、
   前記ＯＮ・ＯＦＦ信号に変換した模擬信号がレンジ内であると判定した場合に、そのＯＮ・ＯＦＦ信号を記録用信号に変換する信号変換部とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のループ試験装置。
5. 前記信号計装系統は、計装ケーブルを流れるプロセス値を表示する表示盤を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のループ試験装置。
6. 前記模擬信号に関連する補助情報を記憶する信号部情報記憶部と、
   この補助情報を前記試験結果とともに試験記録表のフォーマットに格納する試験記録作成部とを備え、
   試験の開始及び終了を検知し、試験結果及び補助情報を試験記録表として出力することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のループ試験装置。
7. 現場試験員の試験に対するコメントを記憶する試験員コメント情報記憶部と、
   このコメントを前記試験結果とともに試験記録表のフォーマットに格納する試験記録作成部とを備え、
   試験の開始及び終了を検知し、試験結果及びコメントを試験記録表として出力することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のループ試験装置。
8. 試験員が所持する端末に対して試験結果を通知する試験結果通知部を備え、
   試験の開始及び終了を検知し、試験結果を試験員が所持する端末に対して通知することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のループ試験装置。
9. プラント内の計器の位置情報を記憶した計器位置情報記憶部と、
   試験員が所持する端末の位置情報を記録するＧＰＳ情報記憶部と、
   ＧＰＳ情報記憶部と計器位置情報記憶部との情報により、試験員が所持する端末がどの計器に最も近いかを照合するＧＰＳ情報照合部を備え、試験の開始及び終了を検知し、試験結果及び試験対象機器の位置情報を試験記録表として出力することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のループ試験装置。
10. プラントの入力データを計算機で扱えるバイナリデータに変換するデータ処理部と、プラントの状態をプロセス値として出力する現場機器とからなる信号計装ループのループ試験を行うループ試験方法であり、
    前記信号計装ループに対して現場計器が出力するプロセス値を模した模擬信号を生成し、
    前記模擬信号から試験開始及び終了の指標を設定するとともに、前記模擬信号を制御部において記録可能な記録用信号に変換し、
    前記指標に基づいてループ試験の開始及び終了を判定し、ループ試験として前記記録用信号を記録することを特徴とするループ試験装置。
11. 前記指標から試験の開始及び試験の終了を検知し、
    前記記録用信号を受領し、試験結果として記録し、この試験結果を試験記録表のフォーマットに格納し、そのフォーマットに従って試験結果を出力することを特徴とする請求項１０に記載のループ試験方法。

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