JP5205305B2 - プラント制御監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラント制御監視装置に関する。

圧延プラント、発電プラントなどの各種プラントはコンピュータを用いて制御されており、プラントを制御するコンピュータはプラントコントローラと称される。プラントコントローラのプログラムは、プログラム作成装置によって運転機能書レベルの制御ロジック図からロードモジュールを自動作成するようになっている。

制御ロジック図から実行プログラムを作成するには、制御論理が記載された制御ロジック図をシート単位にモジュール分割した形で入力し、コンパイラで制御ロジック図を解析して中間ソースプログラムを作成する。中間ソースプログラムをリンカで解析してプラントコントローラ上で動作する実行プログラムを作成する。作成した実行プログラムは、プラントコントローラにローディングされる。また、実行プログラムは制御ロジック図の形式で監視画面に表示され、プラントコントローラの動作の監視に利用されている。

制御プログラムの動作試験において、制御論理が正しく動作しているかを確認するために、上記の制御ロジック図とともに警報及び動作状態表示箇所を記載した状態表示情報を利用して制御プログラムの動作を確認している。状態表示情報での表示から制御論理を確認しなければならない事象が発生した場合には、膨大な数のモジュール分割された制御ロジック図から該当する制御論理が記載された制御ロジック図を検索して表示する必要があるため、状態表示情報から該当する制御ロジック図を容易に表示できることが望ましい。

これに対応して、例えば特許文献１では、運転監視装置上で動作する警報表示画面（前記状態表示情報に対応）の複数の警報に対してそれぞれ制御ロジック図の図面のシート番号が紐付けられている。これにより、画面上の警報を選択することでその警報に紐付けられた制御ロジック図が容易に表示されるようになっている。

特開２００１−２３６１１８号公報

しかし、上記従来技術では、警報表示画面作成の際に運転員が警報ごとに制御ロジック図のシート番号を紐付けて登録しなければならない。前述したように、制御ロジック図の数は膨大であるため登録作業に多大な時間がかかることになる。

本発明が解決しようとする課題は、状態表示情報を容易に作成することにある。

上記課題を解決するため、本発明のプラント制御監視装置は、制御論理が記載された制御ロジック図からプラントの運転状態やプロセス量を制御する制御プログラムを生成するとともに保守するプログラム保守ツールを備えるプラント制御監視装置において、制御ロジック図は制御論理の出力状態を監視するために当該制御論理の出力信号線を指定する状態シンボルを記載可能に構成され、プログラム保守ツールは、制御ロジック図から制御プログラムを生成する際に、制御ロジック図に記載された状態シンボルの識別番号と当該状態シンボルによって指定された出力信号線を有する制御論理の出力状態が格納されたアドレスとを紐付けて状態表示情報を生成することを特徴とする。

本発明によれば、制御ロジック図を作成する際に、制御ロジック図上の監視したい制御論理の出力信号線上に状態シンボルを記載しておけば、制御ロジック図から制御プログラムを生成する過程、すなわち、コンパイル等する過程で、状態シンボルの識別番号と当該状態シンボルによって指定された出力信号線を有する制御論理の出力状態が格納されたアドレスが紐付けられるので、従来技術における登録作業をする必要がなく、プログラム技術のない人でも状態表示情報を容易に生成することができる。

この場合において、制御ロジック図に記載された状態シンボルの識別番号と制御論理の出力状態が格納されたアドレスに加えて、当該制御ロジック図の識別番号を紐付けて状態表示情報を生成するように構成し、状態表示情報に基づいて状態シンボルの識別番号を選択したときに、当該選択された状態シンボルが記載された制御ロジック図を出力するように構成することもできる。

これにより、プラントの運転員等が、選択した状態シンボルが記載された制御ロジック図を容易に確認できるようになる。また、状態シンボルを、当該状態シンボルによって指定された出力信号線を有する制御論理の出力状態を表示可能に構成することで、さらに監視しやすくなる。

また、状態シンボル及び状態表示情報を、制御論理の出力状態に応じた複数の表示方法を定義できるように構成することもできる。

本発明によれば、状態表示情報を容易に作成することができる。

本実施例に係るプラント制御監視装置の保守ツールの機能構成図である。 制御ロジック図の構成図である。 警報図の構成図である。 ソースファイルの構成図である。 状態表示情報の構成図である。

以下、本発明のプラント制御監視装置の実施例を図面を参照して説明する。

本発明の実施例を、図１乃至５を参照して説明する。図１は、本実施例に係るプラント１の制御監視装置の保守ツール３の機能構成図であり、図２は、制御ロジック図３０の構成図である。図３は、警報図４０の構成図であり、図４は、ソースファイル７の構成図であり、図５は、状態表示情報８の構成図である。

図１に示すように、プラント１の制御監視装置は、表示装置２と、制御論理が記載された制御ロジック図３０からプラント１の運転状態やプロセス量を制御する制御プログラムを生成するとともに保守するプログラム保守ツール３とを備えている。保守ツール３の構成及び動作については後述する。

ここで、本発明の特徴に係る制御ロジック図３０について、図２を参照して説明する。図２の制御ロジック図３０は、プラントコントローラ「ＡＡＡ＿ＲＤ」に属し、シート番号として「Ａ００１」を有している。

図２の制御ロジック図３０には、例として、参照接続子シンボル３１，３２、ＮＯＴシンボル３３、ＡＮＤシンボル３４、定義接続子シンボル３５、状態シンボル３６が記載されている。ＮＯＴシンボル３３、ＡＮＤシンボル３４には命令を識別するための一貫番号である「１」、「２」が付けられている。これらの各シンボルは、プラントの運転員により記載される。

制御ロジック図３０の信号の流れについて説明する。参照接続子シンボル３１，３２には、制御ロジック図３０以外の制御ロジック図からの信号が入力されている。参照接続子シンボル３１からＮＯＴシンボル３３に信号が入力され、ＮＯＴシンボル３３は、信号の反転演算を行ってＡＮＤシンボル３４に信号を入力する。ＡＮＤシンボル３４は、ＮＯＴシンボル３３と参照接続子シンボル３２から信号を入力され、論理積の演算を行って定義接続子シンボル３５に信号を入力する。

ここで、本発明の特徴である状態シンボル３６について説明する。状態シンボル３６は、制御ロジック図３０に記載された制御論理の出力状態を監視するために当該制御論理の出力信号線を指定するためのものであり、各シンボルを接続する出力信号線３７の線上に記載して出力信号線を指定する。

また、状態シンボル３６は、後述する紐付けのための識別番号としてタグ番号「Ａ０１」を有している。図２の場合、ＡＮＤシンボル３３の出力状態が、状態シンボル３６のタグ番号「Ａ０１」と紐付けされることを意味している。

図３は状態シンボルのみを複数記載した制御ロジック図であり、以降、警報図という。警報図４０は、シート番号「Ｘ００１」を有する。なお、シート番号には、プラント内でユニークな番号を付与する。図３の例では、状態シンボル３６はタグ番号として「Ａ０１」を有しているため、前述した図２の状態シンボルと同じ出力状態を表示するようになっている。警報図４０は、各状態シンボルの出力状態を確認するために作成するものである。

ここで、保守ツール３の構成及び動作について、プラント１の運転状態やプロセス量を制御する実行プログラム１０の生成方法とともに説明する。運転員は、保守ツール３の制御ロジック図作成装置４を使用し、前述した制御ロジック図３０を入力する。この時、制御ロジック図３０はモジュール分けを行い、モジュールごとにページを変え、複数のシートに分けて入力する。入力した制御ロジック図３０は、制御ロジック図データベース５に格納される。

ロジックコンパイラ６は、制御ロジック図データベース５から１シートずつ制御ロジック図３０の情報を抽出し、制御ロジック図３０に記載されている論理回路を命令語データに置き換えたソースファイル７をモジュールごとに生成する。ロジックコンパイラ６では、ソースファイル７の命令語データにプロセス値（出力状態）のメモリアドレスを紐付けするアドレスを付与する。なお、制御ロジック図３０に記載された状態シンボル３６は、ロジックコンパイラ６の処理でコンパイル対象外としてプログラムには変換されない。

図４は、制御ロジック図３０に基づいて作成されたソースファイル７のデータ構成である。ソースファイル７は、プラントコントローラ「ＡＡＡ＿ＲＤ」に属し、制御ロジック図３０のシート番号「Ａ００１」、制御ロジック図３０中に記載されたシンボルの種類、ここでは、ＮＯＴシンボル３３の「ＮＯＴ」、ＡＮＤシンボル３４の「ＡＮＤ」が記載されている。また、ＮＯＴシンボル３３、ＡＮＤシンボル３４の一貫番号「１」、「２」が記載されている。

「０＿ＸＸ０００１」は、ＮＯＴシンボル３３の入力アドレスを示し、「１＿ＸＸ０００２」は、ＮＯＴシンボル３３の出力アドレスを示している。「０＿ＸＸ０００２」及び「０＿ＸＸ０００３」はＡＮＤシンボル３４の入力アドレスを示し、「１＿ＸＸ０００４」はＡＮＤシンボル３４の出力アドレスを示している。

ロジックコンパイラ６は、図４のソースファイル７を生成するとともに、制御ロジック図３０中に記載された状態シンボル３６のタグ番号「Ａ０１」と、状態シンボル３６によって指定された出力信号線３７を有するＡＮＤシンボル３４の出力アドレス「ＸＸ０００４」と、制御ロジック図３０のシート番号「Ａ００１」と、警報図４０のシート番号「Ｘ００１」とを紐付けて、状態表示情報８を生成する。複数の状態シンボルが記載されている場合は、それぞれのタグ番号と出力アドレスについて紐付けを行う。また、この紐付けにより、警報図４０に記載された状態シンボル上にも出力状態が表示されることになる。

図５はロジックコンパイラ６が生成する状態表示情報８の一例である。状態表示情報８には、状態シンボル３６のタグ番号と、状態シンボル３６が記載された警報図４０のシート番号、対応するコントローラ名、状態シンボル３６が記載された制御ロジック図３０のシート番号、表示パターン、状態シンボル３６が指定する出力信号線を有するシンボルの出力アドレスが記載されている。タグ番号「Ａ０１」は、図４のＡＮＤシンボル３４の出力アドレスと紐付けされているので、図５のアドレス欄には「ＸＸ０００４」が記載されている。

状態表示情報８は、図５に示すような出力状態に応じた表示パターンを定義することで表示パターンを切り替えることができる。例えば、赤／灰の場合は、信号がＯＮ（出力信号線上に出力がある）しているときに赤色、信号がＯＦＦ（出力信号線上に出力がない）しているときに灰色表示することを表す。

この時、タグ番号の符番規則として例えば、「Ａ」で始まるタグ番号の場合には、「赤／灰」、「Ｉ」で始まるタグ番号の場合には、「緑／灰」という規則にすることで、一つ一つ定義する必要がなくなり、グループとしての表示パターンを切り替えることができる。

警報図４０から制御ロジック図３０ヘの表示の切り替えを行う際には、ロジックコンパイラ６が生成する状態表示情報８が保持する制御ロジック図３０のシート番号を参照して、制御ロジック図３０のシート番号を取得することで切り替えが可能となる。同様に、制御ロジック図３０のシートから警報図４０に表示を切り替えることも可能となる。

オブジェクトコンパイラ９は、ソースファイル７に基づいて実行プログラム１０を生成する。実行プログラム１０は、プラントコントローラ２０にローディングされ、プラントコントローラ２０上で動作する。

制御ロジック監視装置１１は、制御ロジック図データベース５に格納された制御ロジック図３０及び警報図４０を表示装置２に表示するようになっている。また、制御ロジック監視装置１１は、アドレス抽出部１２によりソースファイル７と状態表示情報８から出力アドレスを抽出し、監視の対象として登録する。アドレス要求部１３は、データ入出力部１４，２１を介し、プラントコントローラ２０に対して出力アドレスに対応する出力状態を要求する。

プラントコントローラ２０は、アドレス要求部１３に要求された出力アドレスの出力状態を、データ入出力部２１，１４を介して一定周期でデータ抽出部１５に出力する。データ表示部１６は、データ抽出部１５で受け取った出力状態を制御ロジック図３０上に表示する。

以上の手順で、制御ロジック図３０に記載された状態シンボル３６に実行プログラム１０の動作状態を表示し、実行プログラム１０の動作状況を監視することができる。

以上説明したように本実施例によれば、制御ロジック図３０を作成する際に、制御ロジック図３０上の監視したい制御論理、例えば、ＡＮＤシンボル３４の出力信号線３７上に状態シンボル３６を記載しておけば、制御ロジック図３０から実行プログラム１０を生成する過程、すなわち、ロジックコンパイラ６によるコンパイルの過程で、状態シンボル３６のタグ番号とＡＮＤシンボル３４の出力状態が格納されたアドレスが紐付けられるので、従来技術における登録作業をする必要がなく、プログラム技術のない人でも状態表示情報８を容易に生成することができるとともに、プラント１の全体的な動作の監視を行うことが可能となる。

状態表示情報８に基づいて状態シンボル３６のタグ番号を選択したときに、選択された状態シンボル３６が記載された制御ロジック図３０を出力するように構成されているので、プラント１の運転員が選択した状態シンボル３６が記載された制御ロジック図３０を容易に確認できるようになる。また、状態シンボル３６が、ＡＮＤシンボル３４の出力状態を表示可能なので、さらに監視しやすくなる。

以上、実施例について説明したが、本発明は、これらに限らず適宜構成を変更して適用することができる。例えば、制御ロジック図３０には、出力信号線にそれぞれ状態シンボルを記載してもよいし、制御ロジック図３０の状態シンボル３６には、出力状態を表示するようにしてもよい。また、状態表示情報８には、図５に記載の項目以外の項目を紐付けることもでき、タグ番号、アドレス以外の項目を除いて構成してもよい。

１ プラント
２ 表示装置
３ 保守ツール
４ 制御ロジック作成装置
６ ロジックコンパイラ
７ ソースファイル
８ 状態表示情報
２０ プラントコントローラ

Claims (5)

1. 制御論理が記載された制御ロジック図からプラントの運転状態やプロセス量を制御する制御プログラムを生成するとともに保守するプログラム保守ツールを備えるプラント制御監視装置において、
   前記制御ロジック図は前記制御論理の出力状態を監視するために当該制御論理の出力信号線を指定する状態シンボルを記載可能に構成され、
   前記プログラム保守ツールは、前記制御ロジック図から前記制御プログラムを生成する際に、前記制御ロジック図に記載された状態シンボルの識別番号と当該状態シンボルによって指定された出力信号線を有する制御論理の出力状態が格納されたアドレスとを紐付けて状態表示情報を生成することを特徴とするプラント制御監視装置。
2. 請求項１に記載のプラント制御監視装置において、
   前記制御ロジック図に記載された状態シンボルの識別番号と制御論理の出力状態が格納されたアドレスに加えて、当該制御ロジック図の識別番号を紐付けて状態表示情報を生成することを特徴とするプラント制御監視装置。
3. 請求項２に記載のプラント制御監視装置において、
   前記状態表示情報に基づいて状態シンボルの識別番号を選択したときに、当該選択された状態シンボルが記載された制御ロジック図を出力することを特徴とするプラント制御監視装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプラント制御監視装置において、
   前記状態シンボルは、当該状態シンボルによって指定された出力信号線を有する制御論理の出力状態を表示可能に構成されていることを特徴とするプラント制御監視装置。
5. 請求項４に記載のプラント制御監視装置において、
   前記状態シンボル及び前記状態表示情報は、前記制御論理の出力状態に応じた複数の表示方法を定義できるように構成されていることを特徴とするプラント制御監視装置。

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