JP3936484B2

JP3936484B2 - Plant control device

Info

Publication number: JP3936484B2
Application number: JP04457399A
Authority: JP
Inventors: 誠多比良; 隆東瀬戸; 康弘三好
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-02-23
Filing date: 1999-02-23
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2019-02-23
Also published as: JP2000242320A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラントの自動運転のための分散形計装システムに係り、特に製造する品種毎に工程実行順序、処方パラメータを切り替えて運転する多品種製造バッチプラント対応の分散形計装システムにおけるプラント制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプラント制御装置としては、例えば、特開平８−２２１１０３号公報に開示されている装置がある。この公報記載のプラント制御装置では、バッチ運転の処理手順、使用するデータ、使用するプラント側装置の割り当てなどの情報をオペレータズコンソールに格納し、運転開始時あるいは運転変更時に、これらの情報を必要なコントローラに一括してダウンロードすることにより、複数の製造品種に対応するプラント制御を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術においては、ある品種の製造に必要な情報を運転前に一括してコントローラにダウンロードするため、制御実行中にこれらの情報をコントローラに保持するためのメモリを大きく確保する必要がある。
【０００４】
また、複数の品種を１つの工程が終わる毎に次々と投入して生産する、いわゆる「追いかけ」運転の場合には、同時に生産する品種の数だけ情報が必要となり、メモリ量はさらに大きくなる。
【０００５】
また、プラントの規模が大きくなって複数のコントローラを使用する製造管理を行うこととなると、ダウンロードする品種製造のための情報を複数のコントローラにいかに配分すべきか、製造を行う工程の順序の考慮も必要となり、複雑な処理が必要となると考えられる。
【０００６】
一方、情報の配分の複雑さは回避するために、１台のコントローラにのみ品種製造のための情報をダウンロードし、このコントローラから他のコントローラに協調して制御を行うための取合い信号を伝達して対応することも考えられる。しかしながら、やはり、工程組み替えを考慮した複雑なシーケンス回路を作成せねばならず、コントローラのメモリ量、及び処理能力を多く要することとなる。
【０００７】
本発明の第１の目的は、コントローラの少ないメモリ量で、製造品種毎に異なる工程制御に対応できるプラント制御装置を実現することである。
【０００８】
本発明の第２の目的は、大規模なプラントで複数のコントローラを使用した多品種製造管理を行う場合であっても、簡単な構成で工程実行順序、処方パラメータの切り替えが可能なプラント制御装置を実現することである。
【０００９】
本発明の第３の目的は、品種製造中にプラント運転に障害が生じた場合でも、手動運転、通常運転への復帰が容易なプラント制御装置を実現することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。
（１）複数のプラント装置を用いて行なう製造の手順であり、複数の製造ステップが記載された製造手順ファイルを有するとともに、この製造手順ファイルから呼び出された製造手順に基づいて制御の指示を行う製造手順制御部を有するオペレータズコンソールと、ループ演算、シーケンス制御演算を実行する複数のコントローラと、制御シーケンスが記憶され、上記オペレータズコンソールの製造手順制御部からの起動指令を受けて、そのコントローラが行なう上記制御シーケンスを実行する１つ又はそれ以上のユニット御御部を有するとともに、上記オペレータズコンソールと複数のコントローラとを通信で接続する通信接続装置とを備えるプラント制御装置であって、
上記コントローラ内のユニット制御部と、上記製造手順内の１つのステップとを１対１に対応させ、上記製造手順の動作順序に従い、上記製造手順制御部により、製造手順内のステップが起動されると、このステップの実行に必要な、品種コード、ロット名称と、そのステップの上記製造手順上の位置を示すステップＮｏ．を、上記製造手順ファイルから上記コントローラ内の上記ステップに対応するユニット制御部へ送達し、上記ステップに対応するユニット制御部は、上記制御シーケンスの実行を開始し、上記ユニット制御部の処理が終了すると、品種コード、ロット名称、ステップＮｏ．、制御シーケンスの実行終了を示す実行ステータスをユニット制御部から上記製造手順制御部に送達する。
【００１１】
（２）好ましくは、上記（１）において、起動されたステップの次に実行される可能性のあるステップに関して、製造予定の品種の品種コード、ロット名称と、そのステップの製造手順上の位置を示すステップＮｏ．を、上記コントローラ内のそのステップに対応するユニット制御部へ送達する。
【００１２】
（３）また、好ましくは、上記（１）又は（２）において、通信で接続されたコントローラのユニット制御部から実行中の品種コード、ロット名称、ステップＮｏ．、実行ステータスをオペレータズコンソール側に収集し、製造手順ファイルと照合を行い、実行中の製造手順を再構築する。
【００１３】
（４）また、好ましくは、上記（３）において、コントローラ内のユニット制御部の品種コード、ロット名称、ステップＮｏ．、実行ステータスのオペレータズコンソールからの収集による実行中の製造手順ファイルの再構築は、オペレータズコンソールの電源投入時、あるいは異常からの回復時に自動で行う。
【００１４】
上記、第１の目的は、コントローラ側に１つの工程、製造装置に対応するユニット制御部を設け、オペレータズコンソールは、品種を製造するにあたって、運転前にコントローラに全ての製造手順情報を一括して転送するのではなく、工程毎に分割して工程開始の直前に工程の実行に必要な情報を、対応するユニット制御部に転送することにより達成される。このとき、分割した製造手順を誤りなく実行するため、製造実行中の品種コード、ロット名称と、そのステップの製造手順上の位置を示すステップＮｏ．を、上記コントローラ内のユニット制御部へ送達し、ユニット制御部の処理が終了したときに、これら品種コード、ロット名称、ステップＮｏ．とユニット制御部の実行ステータスをオペレータズコンソールに送達することにより達成される。
【００１５】
上記、第２の目的は、上記第１の目的を達成するための構成において、ユニット制御部を該当するプラント製造装置の制御を担当するコントローラ毎に設けることにより達成される。
【００１６】
上記、第３の目的は、オペレータズコンソールからコントローラへの製造手順情報の伝達において、その工程の実行を行うユニット制御部の他に、製造手順の論理的な実行順序から、次に実行される可能性のあるユニット制御部にも実行予定情報として送達することにより、達成される。
【００１７】
本発明によるプラント制御装置では、コントローラ内のユニット制御部は、対応するプラント側装置の処理のみ記憶しており、全体の品種製造手順はオペレータズコンソール内に格納されている。オペレータズコンソール内の製造手順制御部は、製造手順を解釈し、必要なユニット制御部を適切なタイミングで起動する。このため、コントローラ側に品種製造手順を記憶しておく必要がなく、メモリ量が少なくて済む。
【００１８】
ユニット制御部の処理が終了すると、製造手順制御部起動の際に送達した品種コード、ロット名称、ステップＮｏ．にユニット制御部の実行ステータスを加えてオペレータズコンソールの製造手順制御部に返し、品種製造手順が確実に実行されていることを確認できる。
【００１９】
このように、ユニット制御部同士の処理実行手順は、オペレータズコンソール内の品種製造手順により決定されるため、コントローラ内におく必要がない。したがってユニット制御部は複数コントローラ内のいづれにいくつあってもよく、複数のコントローラから構成される大規模なシステムにも容易に適用できる。
【００２０】
また、ユニット制御部には、次に実行される可能性のある品種コード、ロット名称が格納されているため、運転員はプラントの装置毎に次に製造される品種を認識できる。これにより、プラント運転中に何らかの障害が発生し、自動運転が継続できなくなっても、手動運転等により，容易にプラント運転を継続できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態であるプラント制御装置の機能構成図であり、図７は、本発明の一実施形態であるプラント制御装置が適用されるプロセス制御システムの全体構成図である。
【００２２】
図７において、オペレータズコンソール１は、通信接続線路２を経由して制御用コントローラ３と接続され、制御用コントローラ３との間で制御データ及びプラントデータ等の授受を行っている。
【００２３】
制御用コントローラ３は、プラント６と信号の授受を行うとともに、ループ制御、シーケンス制御演算を実行するもので、工事配線５を経由してプラント６の各装置に接続されている。制御用コントローラ３の台数はプラント６の規模によって異なるが、通常、プラント６の有する装置に対応した、その装置のまとまり毎に設置する。
【００２４】
図７の例では、プラント６は、プラント装置６１（反応缶）と、プラント装置６２ａ（精製塔１）及びプラント装置６２ｂ（精製塔２）と、プラント装置６３（送液槽）とを備えている。そして、プラント装置６１（反応缶）に対して制御コントローラ３１を、プラント装置６２ａ（精製塔１）及びプラント装置６２ｂ（精製塔２）に対して制御コントローラ３２を、プラント装置６３（送液槽）に対して制御コントローラ３３を割り当てている。
【００２５】
オペレータズコンソール１はプラント６の運転監視操作と多品種製造管理を行うもので、製造手順ファイル９が格納されている。製造手順ファイル９は、品種毎に異なる製造実行手順、製造パラメータなどが格納されたファイルであり、例えば、１，０００種類の品種についての識別のための品種コードとともにあらかじめ設定してある。
【００２６】
次に、図１において、図中の太い横線を境界にして、上側がオペレータズコンソール１の機能を示し、下側が制御用コントローラ３の機能を示している。製造手順ファイル９の内容のうち、製造に使用されるものが運転員の操作、あるいは、上位計算機により指定され、指定された製造手順９１、９２が実行状態にある。
【００２７】
製造手順ファイル９の内容である製造手順は、シーケンシャル・ファンクション・チャート（以下、ＳＦＣと呼ぶ）で記述されており、ＡＢＣ、ＸＹＺといった品種コード毎に決められている。
【００２８】
品種Ｎｏ．は、製造手順ファイル９から特定の品種を取り出すためのコードであり、ロット名称は、製造ロット毎に付せられる識別コードである。例えば、同じ品種Ｎｏ．でもロット名称が異なれば別に管理される。
【００２９】
品種Ｎｏ．が「ＡＢＣ」であり、ロット名称が「９Ｎ０８Ａ」の製造手順９１は、ＳＦＣ制御部８により次のように実行される。
ＳＦＣでは上から下に向かって処理が行われる。まず、ステップＮｏ．１から開始し、所定の判定条件（＋）が成立すると、次のステップＮｏ．２に移行して単位オペレーションである「反応缶」の処理が起動される。
【００３０】
単位オペレーション「反応缶」の処理が終了すると、ラインが２つに分かれた選択処理となる。選択処理では、互いに異なる２つのラインに進むための２つの判定条件（＋）のうち、先に成立した判定条件のラインに処理が移る。例えば、２つのラインは、「精製塔１」に進むラインと「精製塔２」に進むラインとがあり、ステップＮｏ．３の「精製塔１」が起動すると、ステップＮｏ．６の「精製塔２」は起動されない。
【００３１】
そして、「精製塔１」の処理が終了すると、すぐ後の判定条件（＋）の成立により、ステップＮｏ．４「送液槽」の処理が起動される。「送液槽」の処理が終了すると、移行条件（＋）の成立で、ステップＮｏ．５に移行し、製造手順９１の処理が終了する。
【００３２】
一方、制御用コントローラ３１、３２、３３内には、ユニット制御部７１、７２ａ、７２ｂ、７３が備えられており、これらのユニット制御部７１、７２ａ、７２ｂ、７３は、それぞれ「反応缶」、「精製塔１」、「精製塔２」、「送液槽」の各処理に対応している。すなわち、ＳＦＣ制御部８は制御用コントローラ３内のユニット制御部７１、７２ａ、７２ｂ、７３に起動をかけることによって、製造手順の実行を行っている。
【００３３】
図1に示した例のように、品種ＡＢＣ、ＸＹＺが同時に生産されている状態であると、製造手順９１からユニット制御部７２ａの実行品種Ｎｏ．格納エリア７２１ａに品種Ｎｏ．であるＡＢＣが格納され、製造手順９２からユニット制御部７１の実行品種Ｎｏ．格納エリア７１１に品種Ｎｏ．であるＸＹＺが格納されている。製造手順９１、９２のみからプラントの運転状況を知るのは困難であるが、ユニット制御部７１、７２ａの実行品種Ｎｏ．格納エリア７１１、７２１ａを参照することによって、「反応缶」、「精製塔１」といった各装置の製造中の品種を知ることができる。
【００３４】
また、ＳＦＣ制御部８は、制御用コントローラ３内のユニット制御部７１、７２ａ、７２ｂ、７３に起動をかける際、起動をかけた処理の次に実行される処理を製造手順９１、９２から求め、対応するユニット制御部７１、７２ａ、７２ｂ、７３の予定品種格納部７１２、７２２ａ、７２２ｂ、７３２に、品種Ｎｏ．、ロット名称、ステップＮｏ．を格納する。すなわち、製造手順９１の起動中のステップＮｏ．３「精製塔１」の次の、ステップＮｏ．４「送液槽」の処理に対応するユニット制御部７３の予定品種格納部７３２に品種Ｎｏ．、ロット名称、ステップＮｏ．を格納する。
【００３５】
同様に、製造手順９２の場合、起動中のステップＮｏ．２「反応缶」の次の、ステップＮｏ．３「精製塔１」の処理に対応するユニット制御部７２ａの予定品種格納エリア７２２ａ、又はステップＮｏ．６「精製塔２」の処理に対応するユニット制御部７２ｂの予定品種格納部７２２ｂに品種Ｎｏ．、ロット名称、ステップＮｏ．を格納する。
【００３６】
図２は、ＳＦＣ制御部８とユニット制御部７２ａ、７３の詳細構成を示す図である。ユニット制御部７２ａ、７３は、品種Ｎｏ．、ロット名称、ステップＮｏ．、実行ステータスの格納部７２１ａ、７２２ａ、７３１、７３２と、制御シーケンス７から構成される。
【００３７】
実行ステータスは、ユニット制御部７２ａ、７３の動作状態を表すもので、待機・実行中・実行終了の３つの状態がある。
【００３８】
制御シーケンス７には、タイムチャート方式、ブール代数式、ＳＦＣ、ラダー図などが用いられる。また、制御シーケンス７は、装置毎に固定の場合と、品種の種類に応じて一部、動作を切り替えるもの、あるいは、オペレータズコンソールから全てダウンロードする場合がある。
【００３９】
ＳＦＣ制御部８が製造手順９１のステップＮｏ．３の処理を起動すると、ここに割り付けられているユニット制御「精製塔１」に起動指令が伝達される。同時に、品種Ｎｏ．、ロット名称、ステップＮｏ．がユニット制御部７２ａ「精製塔１」の格納エリア７２１ａに格納される。
【００４０】
また、ステップＮｏ．３の次に実行されるユニット制御「送液槽」の予定品種格納エリア７３２に品種Ｎｏ．、ロット名称、ステップＮｏ．が格納される。
【００４１】
次に、図３の動作タイミングチャートに従い、ＳＦＣ制御が起動されると、ユニット制御部７２ａの実行ステータスは、待機から実行中となり、制御シーケンス７の実行が開始される。制御シーケンス７が終了すると、実行ステータスは「実行終了」となりＳＦＣ制御部８に実行ステータスの伝達を行う。
【００４２】
伝達の際、品種Ｎｏ．、ロット名称、ステップＮｏ．を付加するため、製造手順が複数実行されている場合でも、誤りなく、該当する製造手順に対して報告を行うことができる。ＳＦＣ制御部８が「実行終了」を確認すると、実行品種格納エリア７２１ａの品種Ｎｏ．、ロット名称、ステップＮｏ．はリセットされ、実行ステータスは「待機」となり、次の起動指令を受付け可能な状態になる。
【００４３】
実行時の品種Ｎｏ．、ロット名称が、製造中のプラント装置に対応するユニット制御部に格納されているため、ＣＲＴ表示装置でユニット制御部の情報を表示することにより、プラントの品種製造状況を容易に把握することができる。また、ユニット制御部には、次に実行予定の品種Ｎｏ．、ロット名称が格納されているため、運転員は次品種製造前の準備・確認が行える。
【００４４】
このように、本発明の一実施形態によれば、オペレータズコンソール１内の製造手順９１、９２を基にしたＳＦＣ制御の実行により、制御用コントローラ３内のユニット制御部７１、７２ａ、７２ｂ、７３を順序よく起動することができ、さらに制御用コントローラ３内に製造手順を格納する必要がないため、コントローラのメモリは少ない量で済む。
【００４５】
また、ユニット制御部７１、７２ａ、７２ｂ、７３は、複数コントローラ３１、３２、３３のどこにあってもよく、大規模なプラントで多品種製造を行う場合にも容易に制御システムを構築することができる。
【００４６】
また、プラント内で生産中の品種と、装置毎に次に生産する品種の把握が容易にできるため、製造上の障害が生じた場合に、運転員が的確な処置を行いやすい。
【００４７】
本発明では、オペレータズコンソール１側に、製造手順９１、９２を格納しているため、オペレータズコンソール１に何らかの障害が発生し、回復したときに、オペレータズコンソール１の製造実行状態を復元できるようにしている。
【００４８】
つまり、図４に示すように、オペレータズコンソール１が回復したときに、ＳＦＣ制御部８は制御用コントローラ３内のユニット制御部の状態を収集する。
【００４９】
図の例では、ユニット制御部７２ａ「精製塔１」の状態を収集しており、以下に示す手順（１）〜（４）で障害発生前の状態を回復する。
（１）収集した品種Ｎｏ．のファイルを製造手順ファイル９より呼び出し、実行用の製造手順とする。
（２）ユニット制御部７２ａより収集したロット名称を割り付ける。
（３）収集したステップＮｏ．の部分へ製造手順の実行ステップを移動する。
（４）ユニット制御部７２ａの実行ステータスを反映する。
【００５０】
なお、収集したステップＮｏ．の位置に割り付けられている処理の名称が、対象とするユニット制御部の名称と異なっている場合は、システム異常として処理される。
【００５１】
このように、本発明の一実施形態によれば、オペレータズコンソール１に障害があった場合にも、復旧後速やかにプラント運転を再開できる。
【００５２】
図５は、本発明の一実施形態であるプラント制御装置での製造手順の画面表示例である。
図５において、ＣＲＴ表示装置４には、ステップＮｏ．と、ステップＮｏ．に対応するプラント装置と、製造ライン名と、品種Ｎｏ．と、品種名称と、ロットＮｏ．等が表示される。このＣＲＴ表示装置４の表示内容から、ユニット制御部の実行順序、実行状態がＳＦＣで視覚的に認識できる。また、起動されているステップは、他のステップとは色変え、ブリンクにより実行ステータスを表示する。また、手動操作で強制的にステップを歩進することもできる。
【００５３】
図６は、本発明の一実施形態におけるプラント制御装置のＣＲＴ表示装置４におけるプラント製造実行状態の画面表示例である。
図６において、品種名称表示エリア７１１、７２１ａ、７２１ｂ、７３１に、製造中の品種Ｎｏ．が表示され、予定品種表示エリア７１２、７２２ａ、７２２ｂ、７３２に次に生産する予定の品種Ｎｏ．が表示される。
【００５４】
上記本発明の実施形態では、製造手順の記述にＳＦＣを使用しているが、状態の遷移を記述できる他の表現形式も当然、使用可能である。このような表現形式としては、ペトリネット、タイムチャート、デシジョンテーブルなどがある。
【００５５】
また、ＳＦＣ制御部８から予定品種をユニット制御部７１、７２ａ、７２ｂ、７３に書込む際に、既にユニット制御部に書込まれている品種Ｎｏ．、ロット名称をチェックして、該当装置の使用可否の判定、あるいは、優先度による書き替えなどを行うことにより、装置の資源管理を行うことができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、ユニット制御部同士の処理実行手順は、オペレータズコンソール内の品種製造手順により決定されるため、コントローラ内におく必要がない。このため、コントローラのメモリ量が少なくて済む。
したがって、コントローラの少ないメモリ量で、製造品種毎に異なる工程制御に対応できるプラント制御装置を実現することができる。
【００５７】
また、ユニット制御部は複数コントローラ内のいづれにいくつあってもよく、複数のコントローラから構成される大規模なシステムにも容易に適用できる。
したがって、大規模なプラントで複数のコントローラを使用した多品種製造管理を行う場合であっても、簡単な構成で工程実行順序、処方パラメータの切り替えが可能なプラント制御装置を実現することができる。
【００５８】
また、オペレータズコンソール側に、製造手順を格納しているため、オペレータズコンソールに何らかの障害が発生し、回復したときに、オペレータズコンソールの製造実行状態を復元できる。
したがって、品種製造中にプラント運転に障害が生じた場合でも、手動運転、通常運転への復帰が容易なプラント制御装置を実現することができる。
【００５９】
さらに、プラントの品種製造状況を、ＣＲＴ表示装置で画面表示された装置毎に製造中の品種名称と、次に製造する品種名称で、容易に把握することができる。このため、運転員は、多品種製造プラントの運転状態の監視と品種製造前の準備・確認が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるプラント制御装置の機能構成図である。
【図２】ＳＦＣ制御部とユニット制御部の詳細構成を示す図である。
【図３】図２の例の動作タイミングチャートである。
【図４】ユニット制御部からＳＦＣ制御部への状態収集を説明する図である。
【図５】製造手順を表示するＣＲＴ画面の一例を示す図である。
【図６】製造実行状態を表示するＣＲＴ画面の一例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態であるプラント制御装置が適用されるプロセス制御システムの全体構成図である。
【符号の説明】
１オペレータズコンソール
２通信接続線路
３制御用コントローラ
４ＣＲＴ表示装置
５工事配線
６プラント
７制御シーケンス
８ＳＦＣ制御部
９製造手順ファイル
３１、３２、３３制御用コントローラ
６１、６２ａプラント装置
６２ｂ、６３プラント装置
７１、７２ａユニット制御部
７２ｂ、７３ユニット制御部
７１１、７２１ａ実行品種エリア
７２１ｂ、７３１実行品種格納エリア
７１２、７２２ａ予定品種格納エリア
７２２ｂ、７３２予定品種格納エリア
９１、９２製造手順[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a distributed instrumentation system for automatic operation of a plant, and in particular, a plant in a distributed instrumentation system for a multi-product manufacturing batch plant that operates by switching process execution order and prescription parameters for each product to be manufactured. The present invention relates to a control device.
[0002]
[Prior art]
As a conventional plant control device, for example, there is a device disclosed in JP-A-8-221103. In the plant control device described in this publication, information such as processing procedures for batch operation, data to be used, and assignment of plant-side devices to be used are stored in an operator's console, and these information is necessary at the start of operation or when operation is changed. Plant control corresponding to multiple production types is performed by downloading to the controller in a batch.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional technology, information necessary for manufacturing a certain product type is downloaded to the controller all at once before operation. Therefore, it is necessary to secure a large memory for holding the information in the controller during control execution. There is.
[0004]
In addition, in the case of so-called “chase” operation, in which a plurality of varieties are input and produced one after another at the end of one process, information is required for the number of varieties produced at the same time, and the amount of memory further increases.
[0005]
In addition, when the size of the plant grows and manufacturing management is performed using multiple controllers, consideration should be given to how the information for manufacturing the product to be distributed should be distributed to multiple controllers and the order of the manufacturing processes. It is necessary and complicated processing is considered necessary.
[0006]
On the other hand, in order to avoid the complexity of information distribution, information for manufacturing the product type is downloaded to only one controller, and an engagement signal is transmitted from this controller to other controllers in cooperation. It is also possible to respond. However, it is still necessary to create a complicated sequence circuit in consideration of process recombination, which requires a large memory capacity and processing capacity of the controller.
[0007]
A first object of the present invention is to realize a plant control apparatus that can cope with different process control for each production type with a small memory capacity of a controller.
[0008]
A second object of the present invention is a plant control device capable of switching the process execution order and the prescription parameters with a simple configuration even when performing multi-product manufacturing management using a plurality of controllers in a large-scale plant. Is to realize.
[0009]
A third object of the present invention is to realize a plant control device that can easily return to manual operation and normal operation even when a failure occurs in plant operation during production of a product.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
(1) A manufacturing procedure performed using a plurality of plant apparatuses, which has a manufacturing procedure file in which a plurality of manufacturing steps are described, and issues a control instruction based on the manufacturing procedure called from the manufacturing procedure file. and operator's console having a manufacturing procedure control unit, and a plurality of controllers for executing loop operation, the sequence control operation, the control sequence is stored, by receiving an activation command from the manufacturing procedure control unit of the operator's console, its controllers A plant control device having one or more unit control units for executing the control sequence to be performed, and a communication connection device for connecting the operator's console and a plurality of controllers by communication,
The unit control unit in the controller and one step in the manufacturing procedure correspond one-to-one, and the steps in the manufacturing procedure are activated by the manufacturing procedure control unit in accordance with the operation sequence of the manufacturing procedure. Step No. indicating the type code, lot name, and the position of the step in the manufacturing procedure necessary for executing this step. From the manufacturing procedure file to the unit controller corresponding to the step in the controller, the unit controller corresponding to the step starts execution of the control sequence, and the processing of the unit controller ends. Then, the product type code, lot name, step No. The execution status indicating the end of execution of the control sequence is delivered from the unit control unit to the manufacturing procedure control unit .
[0011]
(2) Preferably, in step (1) above, regarding the step that may be executed after the activated step, the type code of the type to be manufactured, the lot name, and the position of the step in the manufacturing procedure Step No. shown Are delivered to the unit controller corresponding to that step in the controller.
[0012]
(3) Preferably, in the above (1) or (2), the type code, lot name, step No. being executed from the unit control unit of the controller connected by communication. The execution status is collected on the operator's console side, checked against the manufacturing procedure file, and the manufacturing procedure being executed is reconstructed.
[0013]
(4) Preferably, in the above (3), the type code, lot name, step No. of the unit control unit in the controller. The reconstruction of the manufacturing procedure file being executed by collecting the execution status from the operator's console is automatically performed when the operator's console is powered on or recovered from an abnormality.
[0014]
The first purpose is to provide a unit control unit corresponding to one process and manufacturing apparatus on the controller side, and the operator's console collects all manufacturing procedure information in a batch before the operation when manufacturing the product type. Instead of transferring the information, it is achieved by dividing information for each process and transferring information necessary for executing the process immediately before the start of the process to the corresponding unit control unit. At this time, in order to execute the divided manufacturing procedure without error, a step code indicating the type code and lot name being executed and the position of the step in the manufacturing procedure is shown. Is delivered to the unit control unit in the controller, and when the processing of the unit control unit is completed, the product type code, lot name, step No. And delivering the execution status of the unit controller to the operator's console.
[0015]
The second object is achieved by providing a unit control unit for each controller in charge of controlling the corresponding plant manufacturing apparatus in the configuration for achieving the first object.
[0016]
The third object can be executed next from the logical execution order of the manufacturing procedure in addition to the unit control unit for executing the process in the transmission of the manufacturing procedure information from the operator's console to the controller. This is achieved by delivering the information to the unit control unit having a possibility as execution schedule information.
[0017]
In the plant control apparatus according to the present invention, the unit control unit in the controller stores only the processing of the corresponding plant side apparatus, and the entire product type manufacturing procedure is stored in the operator's console. The manufacturing procedure control unit in the operator's console interprets the manufacturing procedure and activates a necessary unit control unit at an appropriate timing. For this reason, it is not necessary to store the product manufacturing procedure on the controller side, and the amount of memory can be reduced.
[0018]
When the processing of the unit control unit is completed, the product type code, lot name, step No. delivered when the manufacturing procedure control unit is activated. In addition, the execution status of the unit control unit is added and returned to the manufacturing procedure control unit of the operator's console, and it can be confirmed that the type manufacturing procedure is being executed reliably.
[0019]
As described above, the processing execution procedure between the unit control units is determined by the product manufacturing procedure in the operator's console, and therefore does not need to be in the controller. Accordingly, any number of unit control units may be provided in any of the plurality of controllers, and the unit control unit can be easily applied to a large-scale system including a plurality of controllers.
[0020]
In addition, since the unit control unit stores a product type code and a lot name that may be executed next, the operator can recognize the product type to be manufactured next for each device in the plant. Thereby, even if some trouble occurs during the plant operation and the automatic operation cannot be continued, the plant operation can be easily continued by manual operation or the like.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a functional configuration diagram of a plant control apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an overall configuration diagram of a process control system to which the plant control apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
[0022]
In FIG. 7, an operator's console 1 is connected to a control controller 3 via a communication connection line 2, and exchanges control data, plant data, and the like with the control controller 3.
[0023]
The control controller 3 exchanges signals with the plant 6 and executes loop control and sequence control calculation, and is connected to each device of the plant 6 via the construction wiring 5. Although the number of control controllers 3 varies depending on the scale of the plant 6, it is usually installed for each unit of the device corresponding to the device of the plant 6.
[0024]
In the example of FIG. 7, the plant 6 includes a plant device 61 (reaction can), a plant device 62a (refining tower 1), a plant device 62b (refining tower 2), and a plant device 63 (liquid feeding tank). Yes. Then, the controller 31 for the plant device 61 (reaction can), the controller 32 for the plant device 62a (refining tower 1) and the plant device 62b (refining tower 2), and the plant device 63 (liquid feeding tank). A controller 33 is assigned to the controller.
[0025]
The operator's console 1 performs operation monitoring operation of the plant 6 and multi-product manufacturing management, and stores a manufacturing procedure file 9. The manufacturing procedure file 9 is a file storing manufacturing execution procedures, manufacturing parameters, and the like that are different for each product type. For example, the manufacturing procedure file 9 is set in advance together with product type codes for identifying 1,000 product types.
[0026]
Next, in FIG. 1, with the thick horizontal line in the figure as a boundary, the upper side shows the function of the operator's console 1, and the lower side shows the function of the control controller 3. Among the contents of the manufacturing procedure file 9, what is used for manufacturing is designated by an operator's operation or a host computer, and the designated manufacturing procedures 91 and 92 are in an execution state.
[0027]
The manufacturing procedure which is the contents of the manufacturing procedure file 9 is described by a sequential function chart (hereinafter referred to as SFC), and is determined for each kind code such as ABC and XYZ.
[0028]
Variety No. Is a code for extracting a specific product type from the manufacturing procedure file 9, and the lot name is an identification code assigned to each manufacturing lot. For example, the same variety No. However, if lot names are different, they are managed separately.
[0029]
Variety No. Is “ABC” and the lot name is “9N08A”, the manufacturing procedure 91 is executed by the SFC control unit 8 as follows.
In SFC, processing is performed from top to bottom. First, step no. 1 and when the predetermined determination condition (+) is satisfied, the next step No. The process shifts to 2 to start the “reaction can” process, which is a unit operation.
[0030]
When the process of the unit operation “reaction can” is completed, the selection process is divided into two lines. In the selection process, the process moves to the line of the determination condition that is satisfied first, out of the two determination conditions (+) for proceeding to two different lines. For example, the two lines include a line going to “Purification Tower 1” and a line going to “Purification Tower 2”. 3 “Purification Tower 1” is started, step No. No. 6 “Purification Tower 2” is not activated.
[0031]
Then, when the processing of “Purification Tower 1” is completed, the determination of step No. 4 The “liquid feeding tank” process is started. When the processing of the “liquid feeding tank” is completed, the transition condition (+) is satisfied, and step No. Then, the process of the manufacturing procedure 91 is completed.
[0032]
On the other hand, unit controllers 71, 72a, 72b, 73 are provided in the control controllers 31, 32, 33, and these unit controllers 71, 72a, 72b, 73 are respectively “reaction cans”, It corresponds to each process of “Purification Tower 1”, “Purification Tower 2”, and “Liquid Feed Tank”. That is, the SFC control unit 8 executes the manufacturing procedure by activating the unit control units 71, 72 a, 72 b, 73 in the control controller 3.
[0033]
As in the example shown in FIG. 1, if the types ABC and XYZ are being produced at the same time, the execution type No. of the unit control unit 72a from the manufacturing procedure 91 is displayed. In the storage area 721a, the product No. ABC is stored, and from the manufacturing procedure 92, the execution type No. of the unit control unit 71 is stored. In the storage area 711, the product No. XYZ is stored. Although it is difficult to know the operation status of the plant only from the manufacturing procedures 91 and 92, the execution type Nos. By referring to the storage areas 711 and 721a, it is possible to know the types of the devices such as “reaction can” and “refining tower 1” being manufactured.
[0034]
Further, when the SFC control unit 8 activates the unit control units 71, 72a, 72b, 73 in the controller 3 for control, the SFC control unit 8 obtains a process to be executed after the activated process from the manufacturing procedures 91, 92. , The product type No. is stored in the scheduled product storage units 712, 722a, 722b, 732 of the corresponding unit control units 71, 72a, 72b, 73. , Lot name, step no. Is stored. That is, the step No. 3 Step No. next to “Purification Tower 1” 4 “Product No.” is stored in the planned product storage section 732 of the unit controller 73 corresponding to the processing of the “liquid feeding tank”. , Lot name, step no. Is stored.
[0035]
Similarly, in the case of the manufacturing procedure 92, the step No. being activated is changed. 2 Step no. 3 “Planned product storage area 722a” of the unit controller 72a corresponding to the processing of “refining tower 1”, or step no. 6 “Product No.” is stored in the scheduled product storage section 722b of the unit controller 72b corresponding to the processing of “Purification Tower 2”. , Lot name, step no. Is stored.
[0036]
FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the SFC control unit 8 and the unit control units 72a and 73. The unit control units 72a and 73 have the product type No. , Lot name, step no. , Execution status storage units 721a, 722a, 731 and 732, and a control sequence 7.
[0037]
The execution status represents the operation state of the unit controllers 72a and 73, and has three states: standby, executing, and execution end.
[0038]
For the control sequence 7, a time chart method, a Boolean expression, SFC, a ladder diagram, or the like is used. In addition, the control sequence 7 may be fixed for each apparatus, may be partly switched according to the type of product, or may be downloaded from the operator's console.
[0039]
The SFC control unit 8 performs step No. of the manufacturing procedure 91. When the process 3 is started, a start command is transmitted to the unit control “refining tower 1” assigned thereto. At the same time, variety No. , Lot name, step no. Is stored in the storage area 721a of the unit controller 72a “refining tower 1”.
[0040]
In addition, step no. 3 in the planned product storage area 732 of the unit control “liquid feeding tank” executed next to the product No. 3. , Lot name, step no. Is stored.
[0041]
Next, according to the operation timing chart of FIG. 3, when the SFC control is activated, the execution status of the unit control unit 72 a is being executed from standby, and the execution of the control sequence 7 is started. When the control sequence 7 ends, the execution status becomes “execution end” and the execution status is transmitted to the SFC control unit 8.
[0042]
At the time of transmission, the product No. , Lot name, step no. Therefore, even when a plurality of manufacturing procedures are executed, it is possible to report the corresponding manufacturing procedure without error. When the SFC control unit 8 confirms “Execution completed”, the product type No. in the execution product storage area 721a is displayed. , Lot name, step no. Is reset, the execution status becomes “standby”, and the next start command can be accepted.
[0043]
Product No. at the time of execution Since the lot name is stored in the unit control unit corresponding to the plant device being manufactured, the information on the unit control unit can be displayed on the CRT display device so that the production status of the plant type can be easily grasped. it can. In addition, the unit control unit has a model No. to be executed next. Because the lot name is stored, the operator can make preparations and confirmations before manufacturing the next product.
[0044]
As described above, according to the embodiment of the present invention, the unit control units 71, 72a, 72b, 73 in the control controller 3 are executed by executing the SFC control based on the manufacturing procedures 91, 92 in the operator's console 1. Can be started in order, and it is not necessary to store the manufacturing procedure in the controller 3 for control, so that the memory of the controller can be small.
[0045]
Further, the unit controllers 71, 72a, 72b, 73 may be located anywhere in the plurality of controllers 31, 32, 33, and a control system can be easily constructed even when multi-product manufacturing is performed in a large-scale plant. it can.
[0046]
In addition, since it is possible to easily grasp the type being produced in the plant and the type to be produced next for each device, it is easy for the operator to take an appropriate measure when a manufacturing failure occurs.
[0047]
In the present invention, since the manufacturing procedures 91 and 92 are stored on the operator's console 1, the manufacturing execution state of the operator's console 1 can be restored when a failure occurs in the operator's console 1 and recovery is performed. Yes.
[0048]
That is, as shown in FIG. 4, when the operator's console 1 is recovered, the SFC control unit 8 collects the state of the unit control unit in the control controller 3.
[0049]
In the example of the figure, the state of the unit control unit 72a “refining tower 1” is collected, and the state before the failure occurrence is recovered by the following procedures (1) to (4).
(1) Collected variety No. Is called from the manufacturing procedure file 9 to obtain a manufacturing procedure for execution.
(2) Assign lot names collected from the unit controller 72a.
(3) Collected step No. The execution step of the manufacturing procedure is moved to this part.
(4) Reflect the execution status of the unit controller 72a.
[0050]
The collected step No. If the name of the process assigned to the position is different from the name of the target unit control unit, it is processed as a system abnormality.
[0051]
Thus, according to one embodiment of the present invention, even when there is a failure in the operator's console 1, the plant operation can be resumed promptly after recovery.
[0052]
FIG. 5 is a screen display example of a manufacturing procedure in the plant control apparatus according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 5, the CRT display device 4 includes a step No. Step No. Plant equipment, production line name, product type No. , Product name, and lot number. Etc. are displayed. From the display contents of the CRT display device 4, the execution order and execution state of the unit control unit can be visually recognized by SFC. In addition, the activated step changes its color from the other steps and displays the execution status by blinking. It is also possible to forcibly advance the step by manual operation.
[0053]
FIG. 6 is a screen display example of the plant manufacturing execution state on the CRT display device 4 of the plant control device in one embodiment of the present invention.
In FIG. 6, in the product name display areas 711, 721a, 721b, 731, the product type No. being manufactured is displayed. Is displayed, and in the planned product display areas 712, 722 a, 722 b, and 732, the product type No. scheduled to be produced next is displayed. Is displayed.
[0054]
In the above-described embodiment of the present invention, SFC is used to describe the manufacturing procedure, but other expression formats that can describe the state transition can naturally be used. Such expression formats include Petri nets, time charts, decision tables, and the like.
[0055]
In addition, when the planned product is written from the SFC control unit 8 to the unit control units 71, 72a, 72b, 73, the product number already written in the unit control unit. The resource management of the device can be performed by checking the lot name and determining whether or not the corresponding device can be used, or by rewriting according to the priority.
[0056]
【The invention's effect】
According to the present invention, the processing execution procedure between the unit control units is determined by the product manufacturing procedure in the operator's console, and therefore does not need to be in the controller. For this reason, the memory amount of the controller can be small.
Therefore, it is possible to realize a plant control apparatus that can cope with different process control for each production type with a small amount of memory of the controller.
[0057]
Further, any number of unit control units may be provided in each of the plurality of controllers, and the unit control unit can be easily applied to a large-scale system including a plurality of controllers.
Therefore, even when performing multi-product manufacturing management using a plurality of controllers in a large-scale plant, it is possible to realize a plant control apparatus capable of switching process execution order and prescription parameters with a simple configuration.
[0058]
Further, since the manufacturing procedure is stored on the operator's console side, the manufacturing execution state of the operator's console can be restored when some trouble occurs in the operator's console and is recovered.
Therefore, a plant control device that can easily return to manual operation or normal operation can be realized even if a failure occurs in the plant operation during production of the product type.
[0059]
Furthermore, the plant type production status of the plant can be easily grasped by the type name being manufactured for each device displayed on the screen of the CRT display device and the name of the type to be manufactured next. For this reason, the operator can easily monitor the operating state of the multi-product manufacturing plant and prepare / confirm the product before manufacturing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional configuration diagram of a plant control apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration of an SFC control unit and a unit control unit.
3 is an operation timing chart of the example of FIG.
FIG. 4 is a diagram for explaining state collection from a unit control unit to an SFC control unit;
FIG. 5 is a diagram showing an example of a CRT screen displaying manufacturing procedures.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a CRT screen that displays a manufacturing execution state.
FIG. 7 is an overall configuration diagram of a process control system to which a plant control apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Operator's console 2 Communication connection line 3 Control controller 4 CRT display apparatus 5 Construction wiring 6 Plant 7 Control sequence 8 SFC control part 9 Manufacturing procedure file 31, 32, 33 Controller 61, 62a Plant apparatus 62b, 63 Plant apparatus 71 72a Unit control unit 72b, 73 Unit control unit 711, 721a Execution product area 721b, 731 Execution product storage area 712, 722a Scheduled product storage area 722b, 732 Scheduled product storage area 91, 92 Manufacturing procedure

Claims

複数のプラント装置を用いて行なう製造の手順であり、複数の製造ステップが記載された製造手順ファイルを有するとともに、この製造手順ファイルから呼び出された製造手順に基づいて制御の指示を行う製造手順制御部を有するオペレータズコンソールと、ループ演算、シーケンス制御演算を実行する複数のコントローラと、制御シーケンスが記憶され、上記オペレータズコンソールの製造手順制御部からの起動指令を受けて、そのコントローラが行なう上記制御シーケンスを実行する１つ又はそれ以上のユニット御御部を有するとともに、上記オペレータズコンソールと複数のコントローラとを通信で接続する通信接続装置とを備えるプラント制御装置であって、
上記コントローラ内のユニット制御部と、上記製造手順内の１つのステップとを１対１に対応させ、上記製造手順の動作順序に従い、上記製造手順制御部により、製造手順内のステップが起動されると、このステップの実行に必要な、品種コード、ロット名称と、そのステップの上記製造手順上の位置を示すステップＮｏ．を、上記製造手順ファイルから上記コントローラ内の上記ステップに対応するユニット制御部へ送達し、上記ステップに対応するユニット制御部は、上記制御シーケンスの実行を開始し、上記ユニット制御部の処理が終了すると、品種コード、ロット名称、ステップＮｏ．、制御シーケンスの実行終了を示す実行ステータスをユニット制御部から上記製造手順制御部に送達することを特徴とするプラント制御装置。Manufacturing procedure control using a plurality of plant devices, having a manufacturing procedure file in which a plurality of manufacturing steps are described , and instructing control based on the manufacturing procedure called from the manufacturing procedure file and operator's console having a section, the loop operation, a plurality of controllers for executing sequence control operation, the control sequence is stored, by receiving an activation command from the manufacturing procedure control unit of the operator's console, its controller is the control carried out A plant control device having one or more unit control units for executing a sequence, and a communication connection device for connecting the operator's console and a plurality of controllers by communication,
The unit control unit in the controller and one step in the manufacturing procedure correspond one-to-one, and the steps in the manufacturing procedure are activated by the manufacturing procedure control unit in accordance with the operation sequence of the manufacturing procedure. Step No. indicating the type code, lot name, and the position of the step in the manufacturing procedure necessary for executing this step. From the manufacturing procedure file to the unit controller corresponding to the step in the controller, the unit controller corresponding to the step starts execution of the control sequence, and the processing of the unit controller ends. Then, the product type code, lot name, step No. A plant control apparatus that delivers an execution status indicating completion of execution of a control sequence from the unit control unit to the manufacturing procedure control unit .

請求項１記載のプラント制御装置において、起動されたステップの次に実行される可能性のあるステップに関して、製造予定の品種の品種コード、ロット名称と、そのステップの製造手順上の位置を示すステップＮｏ．を、上記コントローラ内のそのステップに対応するユニット制御部へ送達することを特徴とするプラント制御装置。 The plant control apparatus according to claim 1, wherein with respect to a step that may be executed after the activated step, a step of indicating a type code of a type to be manufactured, a lot name, and a position of the step in the manufacturing procedure No. Is delivered to the unit controller corresponding to the step in the controller.

請求項１又は２記載のプラント制御装置において、通信で接続されたコントローラのユニット制御部から実行中の品種コード、ロット名称、ステップＮｏ．、実行ステータスをオペレータズコンソール側に収集し、製造手順ファイルと照合を行い、実行中の製造手順を再構築することを特徴とするプラント制御装置。 3. The plant control apparatus according to claim 1 or 2, wherein a product type code, a lot name, and a step No. being executed from a unit control unit of a controller connected by communication. The plant control device is characterized in that the execution status is collected on the operator's console side, collated with the manufacturing procedure file, and the manufacturing procedure being executed is reconstructed.

請求項３記載のプラント制御装置において、コントローラ内のユニット制御部の品種コード、ロット名称、ステップＮｏ．、実行ステータスのオペレータズコンソールからの収集による実行中の製造手順ファイルの再構築は、オペレータズコンソールの電源投入時、あるいは異常からの回復時に自動で行うことを特徴とするプラント制御装置。 4. The plant control apparatus according to claim 3, wherein the unit code of the unit controller in the controller, the lot name, the step number. The plant control apparatus is characterized in that the reconstruction of the manufacturing procedure file being executed by collecting the execution status from the operator's console is automatically performed when the operator's console is turned on or recovered from the abnormality.