JP4328964B2 - Range management method and range management apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、プラント制御システムにより制御されるフィールド機器のレンジを管理するレンジ管理方法およびレンジ管理装置に関し、とくにプラント制御システムにおいて認識されているレンジと、実際にフィールド機器に設定されているレンジとの間での不一致を防止できるレンジ管理方法およびレンジ管理装置に関する。 The present invention relates to a range management method and a range management apparatus for managing a range of a field device controlled by a plant control system, and in particular, a range recognized in a plant control system and a range actually set in a field device. The present invention relates to a range management method and a range management apparatus that can prevent inconsistencies between the two.
プラントに配置されたフィールド機器を統合的に制御するプラント制御システムが知られている。図4(a)に示すように、プラント制御システムは、プラント全体の制御を実行するとともにオペレータによる監視を可能とするプラント制御用端末装置1と、プラントの規模に応じて適宜分散配置されるフィールドコントローラ2とを備える。端末装置1およびフィールドコントローラ2は、互いに通信回線3により接続される。コントローラ2には、プラントに設けられたフィールド機器である、バルブ21,23やセンサ22,24等が接続される。
There is known a plant control system that integrally controls field devices arranged in a plant. As shown in FIG. 4 (a), the plant control system executes the control of the whole plant and enables the monitoring by the operator, and the field which is appropriately distributed according to the scale of the plant. And a
一方、フィールド機器としてHART通信協会が提唱しているHART機器が各社より各種販売されている。HART機器では、古くからの業界標準であったアナログ4−20mA信号にデジタル信号を重畳した信号により外部と通信を行うことができる。 On the other hand, various HART devices proposed by the HART communication association as field devices are sold by various companies. The HART device can communicate with the outside by a signal obtained by superimposing a digital signal on an analog 4-20 mA signal, which has been an industry standard for a long time.
このようなHART機器をフィールド機器として使用する場合、従来のフィールド機器と同様、図4(a)に示すようにHART機器をプラント制御システムに接続して制御することができる。しかし、HART機器に対しレンジ等のデータを設定し、これを管理する機能はプラント制御システムに設けられておらず、このようなデータを取り扱う場合にはプラント制御システムとは別のツールを使用しているのが現状である。 When such a HART device is used as a field device, it can be controlled by connecting the HART device to a plant control system as shown in FIG. However, the plant control system does not have a function to set and manage data such as ranges for HART devices. When handling such data, a tool different from the plant control system is used. This is the current situation.
図4(b)は、機器管理用端末装置5を備える機器管理システムを用いてHART機器のデータを取り扱う例を示している。機器管理システムはプラントに配置されるフィールド機器の故障予知、メンテナンススケジュール、機器状態の確認等の保全管理、監視を行うためのものである(例えば、特許文献1、非特許文献1参照)。
FIG. 4B shows an example in which data of a HART device is handled using a device management system including the device management terminal device 5. The equipment management system is for performing maintenance management and monitoring such as failure prediction, maintenance schedule, confirmation of equipment status, etc. of field equipment arranged in a plant (see, for example,
したがって、HART機器に対しレンジを設定する場合には、HART機器自体に対しては機器管理システムを用いてレンジを設定するとともに、プラント制御システムに対し、当該機器に設定されたレンジを登録する必要がある。仮に、HART機器に設定されたレンジと、プラント制御システムに登録されたレンジとが異なる場合には、プラント制御システムで正しいプロセス値が認識できず、正しい制御ができなくなる。 Therefore, when setting a range for a HART device, it is necessary to set the range using the device management system for the HART device itself and register the range set for the device to the plant control system. There is. If the range set in the HART device is different from the range registered in the plant control system, a correct process value cannot be recognized by the plant control system, and correct control cannot be performed.
本発明の目的は、プラント制御システムにより制御されるフィールド機器のレンジを適切に管理することができるレンジ管理方法およびレンジ管理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a range management method and a range management device that can appropriately manage the range of field devices controlled by a plant control system.
本発明のレンジ管理方法は、プラント制御システムにより制御されるフィールド機器のレンジ設定データを管理するレンジ管理方法において、前記フィールド機器に格納され、当該フィールド機器における実際の計装信号値およびプロセス値の対応関係を規定する第1のレンジ設定データを取得するステップと、前記プラント制御システムに登録され、プラント制御に際して前記計装信号値および前記プロセス値の間の変換に使用される前記計装信号値および前記プロセス値の対応関係を規定する第2のレンジ設定データを取得するステップと、取得された前記第1のレンジ設定データおよび前記第2のレンジ設定データを比較するステップと、を備えてもよい。 The range management method of the present invention is a range management method for managing range setting data of a field device controlled by a plant control system, and is stored in the field device, and an actual instrumentation signal value and a process value of the field device are stored. A first range setting data for defining a correspondence relationship; and the instrumentation signal value registered in the plant control system and used for conversion between the instrumentation signal value and the process value in plant control. And acquiring the second range setting data that defines the correspondence relationship between the process values, and comparing the acquired first range setting data and the second range setting data. Good.
前記比較するステップにより前記第1のレンジ設定データおよび前記第2のレンジ設定データを比較した比較結果を表示するステップを備えてもよい。 The comparing step may include a step of displaying a comparison result obtained by comparing the first range setting data and the second range setting data.
前記比較するステップにより前記第1のレンジ設定データおよび前記第2のレンジ設定データが異なることが判明した場合、前記第1のレンジ設定データおよび前記第2のレンジ設定データを一致させるステップを備えてもよい。 A step of matching the first range setting data and the second range setting data when it is found that the first range setting data and the second range setting data are different in the comparing step; Also good.
第1のレンジ設定データを取得するステップでは、レンジ設定データの管理下にあるすべての前記フィールド機器の前記第1のレンジ設定データを一括して取得してもよい。 In the step of acquiring the first range setting data, the first range setting data of all the field devices under the management of the range setting data may be acquired collectively.
本発明のレンジ管理装置は、プラント制御システムにより制御されるフィールド機器のレンジ設定データを管理するレンジ管理装置において、前記フィールド機器に格納され、当該フィールド機器における実際の計装信号およびプロセス値の対応関係を規定する第1のレンジ設定データを取得する第1のレンジ取得手段と、前記プラント制御システムに登録され、プラント制御に際して前記計装信号および前記プロセス値の間の変換に使用される前記計装信号および前記プロセス値の対応関係を示す第2のレンジ設定データを取得する第2のレンジ取得手段と、取得された前記第1のレンジ設定データおよび前記第2のレンジ設定データを比較する比較手段と、を備えることを特徴とする。 The range management device of the present invention is a range management device that manages range setting data of field devices controlled by a plant control system. The range management device is stored in the field devices and corresponds to actual instrumentation signals and process values in the field devices. First range acquisition means for acquiring first range setting data for defining a relationship; and the meter registered in the plant control system and used for conversion between the instrumentation signal and the process value in plant control. A second range acquisition unit that acquires second range setting data indicating a correspondence relationship between the charging signal and the process value, and a comparison that compares the acquired first range setting data and the second range setting data And means.
前記プラント制御システムには前記フィールド機器を管理する機器管理システムが接続され、前記レンジ管理装置は前記機器管理システムに設けられていてもよい。
A device management system that manages the field device may be connected to the plant control system, and the range management device may be provided in the device management system.
本発明によれば、フィールド機器に設定されたレンジと、フィールド機器に設定されたものとしてプラント制御システムにおいて認識されているレンジとを比較することができる。このため、両者のレンジの一致、不一致を容易に確認することができ、エンジニアリングコストを削減できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the range set to the field apparatus and the range recognized in the plant control system as what was set to the field apparatus can be compared. For this reason, it is possible to easily confirm the coincidence and disagreement of the ranges of both, and the engineering cost can be reduced.
以下、図1〜図3を参照して、本発明によるレンジ管理方法の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a range management method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1(a)は本実施形態のレンジ管理方法が適用されるプラント制御システムの構成を示すブロック図である。図1(a)に示すように、プラント制御システム100は、プラント全体の制御を実行するとともにオペレータによる監視を可能とするプラント制御用端末装置1と、プラントの規模に応じて適宜分散配置されるフィールドコントローラ2とを備える。端末装置1およびフィールドコントローラ2は、互いに通信回線3により接続される。コントローラ2には、プラントに設けられたフィールド機器である、バルブ21,23やセンサ22,24等が接続される。
FIG. 1A is a block diagram showing a configuration of a plant control system to which the range management method of the present embodiment is applied. As shown to Fig.1 (a), the
プラント制御システム100では、フィールドコントローラ2を介してプラント各部に配置されたフィールド機器を制御することにより、プラントの自動操業を行うことができる。また、コントローラ2を介してフィールド機器のデータが端末装置1に転送され、オペレータは端末装置1を介してプラント全体のフィールド機器の状態を監視することができる。さらに、端末装置1に対する操作により、プラント各部のフィールド機器を手動で制御することができる。
In the
また、図1(a)に示すように、プラント制御システム100には、機器管理システムを構成する機器管理用端末装置5が通信回線3を介して接続されている。図1(b)は機器管理システムの構成を示すブロック図である。図1(b)に示すように、機器管理用端末装置5は通信回線3を介してバルブ21,23およびセンサ22,24を含むフィールド機器のすべてと接続され、機器管理システム200を構成している。機器管理システム200はプラントに配置されるフィールド機器の故障予知、メンテナンススケジュール、機器状態の確認等の保全管理、監視を行うためのものである。機器管理システム200はフィールド機器の保全スケジュール等を含む保全情報、フィールド機器に関連して発生したイベントや機器に対する操作履歴を含む履歴情報等を蓄積し、管理する。
As shown in FIG. 1A, the
また、機器管理システム200は、フィールド機器に対する設定データを設定、管理する機能を有する。設定データにはフィールド機器のレンジ設定データが含まれる。レンジ設定データはフィールド機器が使用する計装信号の値と、フィールド機器に与えるプロセス値、あるいはフィールド機器が示すプロセス値との対応関係を示している。例えば、フィールド機器であるバルブへの入力値が4−20mAの範囲のアナログ電流(計装信号)であった場合、バルブ開度の下限および上限を、それぞれ0%および100%に設定し、バルブ開度0−100%を4−20mAの範囲のアナログ電流(計装信号)に対応させることができる。4−20mAの範囲のアナログ電流を統一信号という。また、例えば、バルブ開度の下限および上限を、それぞれ0%および30%に設定し、バルブ開度0−30%を4−20mAの範囲のアナログ電流(計装信号)に対応させることもできる。さらに、プロセス値の単位を定義することでレンジを設定することもできる。また、レンジを設定するための他のパラメータを、レンジ設定データとして使用してもよい。このように、フィールド機器のレンジを設定することで、計装信号の値とプロセス値との対応関係を任意に設定することができる。
The
機器管理用端末装置5には、各フィールド機器のレンジ設定を実行するための機能が備えられており、機器管理用端末装置5への操作により任意のフィールド機器のレンジ設定を実行できる。一方、図1(b)に示すように、各フィールド機器にはレンジ設定データを保持するための記憶部が設けられている。例えば、バルブ21には記憶部21aが、センサ22には記憶部22aが、バルブ23には記憶部23aが、センサ24には記憶部24aが、それぞれ設けられている。例えば、バルブ21のレンジを設定した場合、そのレンジ設定データはバルブ21の記憶部21aに格納される。
The device management terminal device 5 has a function for executing the range setting of each field device, and the range setting of an arbitrary field device can be executed by operating the device management terminal device 5. On the other hand, as shown in FIG. 1B, each field device is provided with a storage unit for holding range setting data. For example, the
図1(b)に示すように、レンジ設定は携帯端末装置6を用いて行うこともできる。この場合も機器管理用端末装置5を用いた場合と同様にレンジ設定を実行でき、レンジ設定データはフィールド機器の記憶部、例えばバルブ21の記憶部21aに格納される。
As shown in FIG. 1B, the range setting can also be performed using the mobile terminal device 6. In this case as well, range setting can be executed in the same manner as when the device management terminal device 5 is used, and the range setting data is stored in the storage unit of the field device, for example, the
上記のように、プラント制御システム100ではフィールドコントローラ2を介してフィールド機器が制御される。プラント制御システム100では、各フィールド機器のレンジ設定の登録が、機器管理システム200とは別個に実行される。プラント制御システム100におけるレンジ設定の登録では、プロセス制御用端末装置1に対して必要な操作を実行することにより、フィールド機器のアドレス(フィールド機器が接続されているフィールドコントローラ2および接続ポート等を特定する情報)と、そのフィールド機器に記憶されているレンジ設定データとを対応付けて記憶部11に格納する。例えば、バルブ21のレンジを登録する場合には、プロセス制御用端末装置1に対して、バルブ21のアドレスとともに、バルブ21の記憶部21aに格納されたレンジ設定データを入力すればよい。フィールド機器のアドレスおよびレンジ設定データが対応付けられたレンジ設定テーブルは、フィールド機器の情報を格納するデータベースの一部としてプラント制御用端末装置1の記憶部11に記憶される。プラント制御システム100におけるレンジ設定の登録を正しく行うことにより、フィールド機器で取り扱われる計装信号と、プラント制御システム100で取り扱われるプロセス値とを正しく変換することが可能となる。
As described above, the
次に、図2および図3を参照して、機器管理システム200において実行されるレンジ比較処理について説明する。図2はレンジ比較処理にかかる機器管理用端末装置5の構成を機能的に示す図である。また、図3はレンジ比較処理の手順を示すフローチャートである。
Next, the range comparison process executed in the
図2に示すように、機器管理用端末装置5は、バルブ21等のフィールド機器に設定された実際のレンジを読み込む第1のレンジ読込手段101と、フィールド機器に設定されたものとして、プラント制御システム100において認識されているレンジ、すなわちプラント制御システム100に登録されているレンジを読み込む第2のレンジ読込手段102と、第1および第2のレンジ読み込み手段101,102により読み込まれた2つのレンジを比較する比較手段103と、比較手段103による比較結果をユーザに示す表示手段104とを備える。
As shown in FIG. 2, the device management terminal device 5 includes a first range reading means 101 that reads an actual range set in a field device such as a
以下、バルブ21のレンジを比較する場合を例に、レンジ比較処理の手順を説明する。
Hereinafter, the procedure of the range comparison process will be described by taking the case of comparing the ranges of the
まず、機器管理用端末装置5における一連の処理に先立って、プラント制御用端末装置1を操作することにより、記憶部11に格納されたバルブ21のアドレスおよびレンジ設定データを出力し、機器管理用端末装置5がバルブ21のレンジ設定データにアクセス(後述するステップS2の処理)できる状態とする。上記のように、ここで出力されたレンジ設定データはプラント制御システム100に登録されたレンジ設定データである。
以下、機器管理用端末装置5における一連の処理を実行する。
First, prior to a series of processes in the device management terminal device 5, by operating the plant
Thereafter, a series of processing in the device management terminal device 5 is executed.
図3(a)に示すように、レンジ比較処理では、まず、ステップS1において、機器管理システム200で管理されるすべてのフィールド機器から、レンジ設定データを含む管理データを一括アップロードする。この処理により、常に最新のデータに基づく比較が可能となる。これらの管理データは各フィールド機器の記憶部から読み込まれ、機器管理用端末装置5の記憶部51に格納される。このとき、バルブ21の記憶部21aからバルブ21の最新のレンジ設定データが読み込まれて、機器管理用端末装置5の記憶部51に記憶される。この処理は上記の第1のレンジ読込手段101の機能に対応しており、記憶部51は第1のレンジ読込手段101の機能の一部を構成する。
As shown in FIG. 3A, in the range comparison process, first, in step S1, management data including range setting data is collectively uploaded from all field devices managed by the
次に、ステップS2では、プラント制御システム100で登録されているバルブ21のレンジ設定データを読み込む。このレンジ設定データは機器管理用端末装置5の記憶部51に格納される。この処理は上記の第2のレンジ読込手段102の機能に対応しており、記憶部51は第2のレンジ読込手段102の機能の一部を構成する。
Next, in step S2, range setting data of the
次にステップS3では、バルブ21の記憶部21aから読み込まれたレンジ設定データと、プラント制御システム100で登録されているレンジ設定データとを比較する。この処理は比較手段103の機能に対応している。
Next, in step S3, the range setting data read from the
ステップS4では、ステップS3における比較結果を表示部52に表示し、オペレータに通知する。この処理は表示手段104の機能に対応している。
In step S4, the comparison result in step S3 is displayed on the
このような比較結果の表示により、バルブ21等のフィールド機器に設定されているレンジと、プラント制御システム100に登録されたレンジとの間の不一致をオペレータが認識でき、これに対応することができる。例えば、プラント制御システム100に登録されているレンジ設定データをフィールド機器に設定されたレンジ設定データに合致させることで、正常な制御が可能となる。不一致のケースとしては、両者に設定されたレンジが異なる場合のほか、いずれかのレンジが未設定、未登録の場合も含まれる。フィールド機器に対しては機器管理システム200によるレンジ設定が行われているが、プラント制御システム100での登録が行われていない場合、およびプラント制御システム100での登録が行われているが、フィールド機器に対しては機器管理システム200によるレンジ設定が行われていない場合がある。フィールド機器に対しレンジ設定が行われていない場合、フィールド機器のレンジがデフォルトのままとなっている結果、両者が不一致となるケースもある。
By displaying such a comparison result, the operator can recognize a mismatch between the range set in the field device such as the
以上説明したように、本実施形態では、機器管理システム200によりフィールド機器に設定されたレンジと、プラント制御システム100に登録されたレンジとを比較し、比較結果を表示しているので、両者が不一致となっている場合の不都合を容易に回避することができる。また、両者を容易に比較することができるため、新たなフィールド機器を導入した場合や、フィールド機器に対する設定を変更した場合に要するエンジニアリング時間を大幅に短縮できる。
As described above, in this embodiment, the range set in the field device by the
上記実施形態では、フィールド機器に記憶されたレンジ設定データと、プラント制御システム100に登録されたレンジ設定データとを比較する例を示したが、両者のレンジの一致、不一致が判明する方法であれば、任意の方法を採用できる。例えば、フィールド機器から所定の出力値(アナログ電流値)を出力させ、そのときのプラント制御システム100で認識されるプロセス値を読み込むことにより、両者に設定、登録されたレンジの一致、不一致を判別することもできる。
In the above-described embodiment, the example in which the range setting data stored in the field device and the range setting data registered in the
また、上記実施形態では、レンジの比較結果を表示するに留めているが、レンジが不一致の場合に、両者を合致させるような処理を実行してもよい。例えば、レンジが不一致の場合、プラント制御システム100に登録されているレンジ設定データをフィールド機器に設定されているレンジ設定データの内容に変更する処理を実行してもよい。
In the above-described embodiment, the range comparison result is only displayed. However, when the ranges do not match, a process for matching both may be executed. For example, when the ranges do not match, a process of changing the range setting data registered in the
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはなく、種々のプラント制御システムにおいて適用可能である。また、本発明は上記機器管理システムを用いる場合に限定されるものではない。 The scope of application of the present invention is not limited to the above embodiment, and can be applied to various plant control systems. The present invention is not limited to the case where the device management system is used.
5 機器管理用端末装置(第1のレンジ読込手段、第2のレンジ読込手段、比較手段、表示手段)
51 記憶部(第1のレンジ読込手段、第2のレンジ読込手段)
52 表示部(表示手段)
100 プラント制御システム
101 第1のレンジ読込手段
102 第2のレンジ読込手段
103 比較手段
104 表示手段
200 機器管理システム
5 Device management terminal device (first range reading means, second range reading means, comparison means, display means)
51 storage unit (first range reading means, second range reading means)
52 Display section (display means)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記フィールド機器に格納され、当該フィールド機器における実際の計装信号値およびプロセス値の対応関係を規定する第1のレンジ設定データを取得するステップと、
前記プラント制御システムに登録され、プラント制御に際して前記計装信号値および前記プロセス値の間の変換に使用される前記計装信号値および前記プロセス値の対応関係を規定する第2のレンジ設定データを取得するステップと、
取得された前記第1のレンジ設定データおよび前記第2のレンジ設定データを比較するステップと、
を備えることを特徴とするレンジ管理方法。 In a range management method for managing range setting data of field devices controlled by a plant control system,
Acquiring first range setting data stored in the field device and defining a correspondence relationship between an actual instrumentation signal value and a process value in the field device ;
Second range setting data that is registered in the plant control system and that defines a correspondence relationship between the instrumentation signal value and the process value used for conversion between the instrumentation signal value and the process value in plant control. A step to obtain ,
Comparing the acquired first range setting data and the second range setting data ;
A range management method comprising:
前記フィールド機器に格納され、当該フィールド機器における実際の計装信号およびプロセス値の対応関係を規定する第1のレンジ設定データを取得する第1のレンジ取得手段と、 First range acquisition means for acquiring first range setting data stored in the field device and defining a correspondence relationship between actual instrumentation signals and process values in the field device;
前記プラント制御システムに登録され、プラント制御に際して前記計装信号および前記プロセス値の間の変換に使用される前記計装信号および前記プロセス値の対応関係を示す第2のレンジ設定データを取得する第2のレンジ取得手段と、 Second range setting data that is registered in the plant control system and is used for conversion between the instrumentation signal and the process value in plant control and that indicates a correspondence relationship between the instrumentation signal and the process value is acquired. Two range acquisition means;
取得された前記第1のレンジ設定データおよび前記第2のレンジ設定データを比較する比較手段と、 Comparing means for comparing the acquired first range setting data and the second range setting data;
を備えることを特徴とするレンジ管理装置。A range management device comprising:
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