JP6089837B2 - 制御用計算システムにおける制御用計算機の更新方法 - Google Patents

Description

本発明は、制御用計算機が外部機器と通信する制御用計算システムにおいて制御用計算機を新設制御用計算機に更新するときに利用して好適な制御用計算システムにおける制御用計算機の更新方法に関する。

大規模製造プラント等の制御用計算機が上位システムや下位システムと通信する制御用計算システムにおいて、旧制御用計算機を新設制御用計算機に更新することがある。この場合に、新旧の制御用計算機での処理内容に改変が加えられていない限り、両者における処理結果は同一となるはずであるが、新設制御用計算機のプログラミングミス等により、処理結果が異なってしまうことがある。
そこで、上位システムや下位システムから旧制御用計算機への入力データを新設制御用計算機にパラ取りして並行稼動（パラランとも呼ばれる）を実施し、両者における処理結果を比較することにより、新設制御用計算機の機能検証を行うことがなされている（特許文献１〜３等を参照のこと）。

特開２００７−８０２０１号公報 特開２００８−９７４５７号公報 特開２０１２−１７５３４３号公報

並行稼動による機能検証を行った場合でも、新設制御用計算機による本番操業に切り替えた後に、不具合が数件〜数十件程度発生するのが実情である。
その理由としては、下記のようなものが挙げられる。
（１）並行稼動による機能検証の確認漏れや確認ミスが存在しうる。
（２）並行稼動は本番操業とともに実施されることから、通常は正常な操業が行われているケースに限られる。そのため、例えば異常操業ケースについては、人がテストケースを考えて機能検証を行う必要があり、テストケース漏れが発生しうる。
このようにして不具合が発生したときには、その不具合を調査して原因を特定し、対策を講じる必要があるが、不具合の調査、原因の特定は、ソフトウェア規模も大きく、影響範囲も広いため、時間を要することが多い。

ところで、新旧の制御用計算機にはそれぞれＨＭＩ端末が接続される。従来の並行稼動では、旧制御用計算機及びそれに接続する旧ＨＭＩ端末により本番操業を行いながら並行稼動を実施した後に、新設制御用計算機及びそれに接続する新設ＨＭＩ端末による本番操業に切り替えるようにしている。
この場合に、新設制御用計算機及び新設ＨＭＩ端末による本番操業に切り替えた後に不具合が発生したが、実は新設制御用計算機側の不具合でなく、新設ＨＭＩ端末の操作に不慣れであったためのオペレータの操作ミスが原因であったり、新設ＨＭＩ端末のソフトウェアの不具合が原因であったりするという可能性も存在する。このように新設制御用計算機側での原因なのか、新設ＨＭＩ端末側での原因なのかも含めて不具合の調査、原因の特定を行わなければならず、時間を要する要因となっている。

本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、新設制御用計算機及びそれに接続する新設ＨＭＩ端末による本番操業に切り替えた後に不具合が発生したときに、その不具合の調査、原因の特定を行いやすくすることを目的とする。

本発明の制御用計算システムにおける制御用計算機の更新方法は、制御用計算機が外部機器と通信する制御用計算システムにおいて前記制御用計算機を新設制御用計算機に更新するに際して、前記外部機器から前記制御用計算機への入力データを前記新設制御用計算機にパラ取りして並行稼動を実施する方法であって、前記制御用計算機に接続されていたＨＭＩ端末の接続を解除する工程と、前記新設制御用計算機に接続された新設ＨＭＩ端末と、前記制御用計算機とのやり取りを前記新設制御用計算機を介して行うようにして、前記制御用計算機と前記新設ＨＭＩ端末とによる本番操業を行いながら並行稼動を実施する工程と、前記並行稼動を実施した後に、前記制御用計算機を撤去して、前記新設制御用計算機と前記新設ＨＭＩ端末とによる本番操業に切り替える工程とを有することを特徴とする。
この場合に、前記新設制御用計算機は、前記制御用計算機から送信される画面表示データを受信し、前記受信した画面表示データに含まれる、画面表示する内容を表わす表示内容情報に基づいて、前記新設ＨＭＩ端末での画面表示に対応する表示内容情報を生成して、前記新設ＨＭＩ端末に送信し、前記受信した画面表示データに含まれる、画面の切り替えが必要なときにそれを指示する画面制御情報に基づいて、前記新設ＨＭＩ端末での画面表示に対応する画面情報を前記新設ＨＭＩ端末に送信するようにしてもよい。
また、前記新設制御用計算機は、前記新設ＨＭＩ端末から送信される設定データを受信し、前記受信した設定データに基づいて、前記制御用計算機で取り扱えるようにした設定データを生成して、前記制御用計算機に送信するようにしてもよい。
また、前記新設制御用計算機と前記新設ＨＭＩ端末との接続を中継するスイッチングハブを備え、前記新設ＨＭＩ端末と、前記制御用計算機とのやり取りを前記スイッチングハブ及び前記新設制御用計算機を介して行うようにしてもよい。

本発明では、制御用計算機が外部機器と通信する制御用計算システムにおいて制御用計算機を新設制御用計算機に更新するに際して、外部機器から制御用計算機への入力データを新設制御用計算機にパラ取りして並行稼動を実施するときに、新設制御用計算機に接続された新設ＨＭＩ端末と、制御用計算機とのやり取りを新設制御用計算機を介して行うようにした。すなわち、制御用計算機及び新設ＨＭＩ端末により本番操業を行いながら並行稼動を実施した後に、新設制御用計算機及び新設ＨＭＩ端末による本番操業に切り替えるようにした。
これにより、並行稼動期間において、新設ＨＭＩ端末の操作に慣れたり、新設ＨＭＩ端末のソフトウェアの品質確証を行ったりすることが可能になる。したがって、新設制御用計算機及び新設ＨＭＩ端末による本番操業に切り替えた後に不具合が発生した場合、新設ＨＭＩ端末の操作に不慣れであったためのオペレータの操作ミスが原因であったり、新設ＨＭＩ端末のソフトウェアの不具合が原因であったりするという可能性を排除することができる。すなわち、新設制御用計算機のソフトウェアの不具合に特化して不具合の調査、原因の特定を行えばよく、不具合の調査、原因の特定を行いやすく、不具合の調査、原因の特定に要する時間を短縮化させることができる。

既設の制御用計算システムの構成を示す図である。 本発明を適用した方法で並行稼動を実施している状態を示す図である。 従来の方法で並行稼動を実施している状態を示す図である。 新設制御用計算機及び新設ＨＭＩ端末の構成を示す図である。 新設制御用計算機及び新設ＨＭＩ端末の構成を示す図である。 並行稼動を実施した後に、新設制御用計算機及び新設ＨＭＩ端末による本番操業に切り替えた状態を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１に、既設の制御用計算システムの構成例を示す。大規模製造プラント等の制御用計算機５１は、外部機器であるビジコンとも称される上位システム５２とモデム５５を利用した通信を行う。また、制御用計算機５１は、外部機器である電気計装等の下位システム５３とモデム５５を利用した通信を行う。制御用計算機５１には、ＨＭＩ（Human Machine Interface）端末５４がモデム５５を介して接続されている。制御用計算機５１やＨＭＩ端末５４は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータ装置によって構成される。

以下では、図１に示した制御用計算システムにおいて制御用計算機５１（以下、旧制御用計算機５１という）を新設制御用計算機１に更新するに際して、上位システム５２及び下位システム５３から旧制御用計算機５１への入力データを新設制御用計算機１にパラ取りして並行稼動を実施する場合を説明する。
図２に、本発明を適用した方法で並行稼動を実施している状態を示す。また、図３に、比較例として、従来の方法で並行稼動を実施している状態を示す。図２、図３では、説明の便宜上、同様の構成要素には同一の符号を付して説明する。

図２、図３に示すように、新設制御用計算機１と、新設ＨＭＩ端末２と、これら新設制御用計算機１と新設ＨＭＩ端末２との接続を中継するスイッチングハブ３とを設置する。新設制御用計算機１及び新設ＨＭＩ端末２は、イーサネット（登録商標）の通信を行う。新設制御用計算機１や新設ＨＭＩ端末２は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータ装置によって構成される。

図３に示す従来の方法では、旧制御用計算機５１及びそれに接続するＨＭＩ端末５４（以下、旧ＨＭＩ端末５４という）により本番操業を行いながら並行稼動を実施した後に、新設制御用計算機１及び新設ＨＭＩ端末２による本番操業に切り替える。図３の一点鎖線で囲む範囲が、並行稼動を実施しているときの本番稼動範囲を示す。

図３に示すように、上位システム５２から旧制御用計算機５１への入力データを新設制御用計算機１にパラ取りする。具体的には、上位システム５２から旧制御用計算機５１への入力データを、プロトコル変換器４ａを介してフォーマット変更用のコンピュータ装置５に入力する。フォーマット変更用のコンピュータ装置５では、旧制御用計算機１に対応する通信データフォーマットを新設制御用計算機１に対応する通信データフォーマットに変更して、新設制御用計算機１に送信する。
同様に、下位システム５３から旧制御用計算機５１への入力データを新設制御用計算機１にパラ取りする。具体的には、下位システム５３から旧制御用計算機５１への入力データを、プロトコル変換器４ｂを介してフォーマット変更用のコンピュータ装置５に入力する。フォーマット変更用のコンピュータ装置５では、パラ取りした通信データを新設制御用計算機１に対応する通信データフォーマットに変更して、新設制御用計算機１に送信する。

また、旧ＨＭＩ端末５４から旧制御用計算機５１への設定入力データを新設ＨＭＩ端末２にパラ取りする。具体的には、旧ＨＭＩ端末５４から旧制御用計算機５１への設定入力データを、プロトコル変換器６を介して新設ＨＭＩ端末２に入力する。新設ＨＭＩ端末２では、パラ取りした通信データを新設制御用計算機１に対応する通信データフォーマットに変更して、新設制御用計算機１に送信する。

以上のように、旧制御用計算機５１及び旧ＨＭＩ端末５４により本番操業（図３中の一点鎖線で囲んだ本番稼動範囲）を行いながら並行稼動を実施した後に、新設制御用計算機１及び新設ＨＭＩ端末２による本番操業に切り替えるようにしている。そのため、既述したように、新設制御用計算機１に不具合が発生したと思われたが、実は新設制御用計算機１そのものの不具合でなく、新設ＨＭＩ端末２の操作に不慣れであったためのオペレータの操作ミスが原因であったり、新設ＨＭＩ端末２のソフトウェアの不具合が原因であったりするという可能性も存在する。

それに対して、図２に示す本発明を適用した方法では、旧制御用計算機５１及び新設ＨＭＩ端末２により本番操業を行いながら並行稼動を実施した後に、新設制御用計算機１及び新設ＨＭＩ端末２による本番操業に切り替える。図２の一点鎖線で囲む範囲が、並行稼動を実施しているときの本番稼動範囲を示す。

図２に示すように、上位システム５２から旧制御用計算機５１への入力データ、及び、下位システム５３から旧制御用計算機５１への入力データをそれぞれ新設制御用計算機１にパラ取りする構成は図３と同様である。

また、旧制御用計算機５１に接続されていた旧ＨＭＩ端末５４の接続を解除して、旧ＨＭＩ端末５４を撤去する。そして、旧制御用計算機５１とスイッチングハブ３とをプロトコル変換器７を介して接続し、新設ＨＭＩ端末２と旧制御用計算機５１とのやり取りを新設制御用計算機１を介して行うようにして並行稼動を実施する。

ここで、旧制御用計算機５１及び新設ＨＭＩ端末２により本番操業を行うためには、旧制御用計算機５１からの画面表示データに基づいて、新設ＨＭＩ端末２で画面表示できるようにする必要がある（図２中の矢印Ａを参照）。
図４には、旧制御用計算機５１からの画面表示データに基づいて、新設ＨＭＩ端末２で画面表示できるようにするための新設制御用計算機１及び新設ＨＭＩ端末２の構成を示す。

新設制御用計算機１において、１０１は受信部であり、旧制御用計算機５１から送信される画面表示データを受信して、保存部１０２に一時的に保存する。画面表示データは、旧制御用計算機５１で操業イベントに応じた処理を実行した結果作成されるデータであり、画面表示する内容（各種数値等）を表わす表示内容情報と、画面の切り替えが必要なときにそれを指示する画面制御情報とを含む。言うまでもないが、旧制御用計算機５１から送信される画面表示データは、旧ＨＭＩ端末５４での画面表示に対応したものとなっている。

１０３は解析・抽出部であり、受信部１０１で受信して保存部１０２に保存した画面表示データを解析して、表示内容情報と画面制御情報とを抽出する。なお、画面の切り替えが必要でないときには、画面表示データに画面制御情報は含まれない。これら抽出した表示内容情報や画面制御情報は、新旧の制御用計算機１、５１における処理結果の比較のために、不図示の記憶部に記憶される。

１０４は表示内容情報生成・送信部であり、解析・抽出部１０３で抽出した表示内容情報に基づいて、該表示内容情報と同等の内容を持つ、新設ＨＭＩ端末２での画面表示に対応する表示内容情報を生成して、新設ＨＭＩ端末２に送信する。

１０５は画面情報取得・送信部であり、解析・抽出部１０３で抽出した画面制御情報に基づいて、画面ＨＴＭＬファイル１０６から画面情報を取得して、新設ＨＭＩ端末２に送信する。画面情報とは画面レイアウト等の画面固定フォーマットであり、画面ＨＴＭＬファイル１０６には、新設ＨＭＩ端末２での画面表示に対応する各種画面固定フォーマットが予め保存されている。なお、画面ＨＴＭＬファイル１０６が新設制御用計算機１内にあるように図示したが、外部にある画面ＨＴＭＬファイル１０６から新設制御用計算機１が画面情報をダウンロードするような形態でもかまわない。

新設ＨＭＩ端末２において、２０１は受信部であり、新設制御用計算機１の表示内容情報生成・送信部１０４から送信される表示内容情報や、画面情報取得・送信部１０５から送信される画面情報を受信して、保存部２０２に一時的に保存する。

２０３は画面出力部であり、受信部２０１で受信して保存部２０２に保存した表示内容情報や画面情報に基づいて、ディスプレイ２ａに画面表示を行う。

また、旧制御用計算機５１及び新設ＨＭＩ端末２により本番操業を行うためには、新設ＨＭＩ端末２の操作で設定される設定データに基づいて、旧制御用計算機５１が処理を実行できるようにする必要がある（図２中の矢印Ｂを参照）。
図５には、新設ＨＭＩ端末２の操作で設定される設定データに基づいて、旧制御用計算機５１が処理を実行できるようにするための新設制御用計算機１及び新設ＨＭＩ端末２の構成を示す。

新設ＨＭＩ端末２において、２０４は設定データ抽出部であり、キーボードやマウス等の入力装置２ｂの操作で設定される設定データを抽出して、保存部２０５に一時的に保存する。

２０６は送信部であり、設定データ抽出部２０４で抽出して保存部２０５に保存した設定データを新設制御用計算機１に送信する。

新設制御用計算機１において、２０７は受信部であり、新設ＨＭＩ端末２の送信部２０６から送信される設定データを受信して、保存部２０８に一時的に保存する。

２０９は解析部であり、受信部２０７で受信して保存部２０８に保存した設定データを解析する。解析した結果は、新旧の制御用計算機１、５１における処理結果の比較のために、不図示の記憶部に記憶される。

２１０は設定データ生成・送信部であり、抽出部２０９で解析した設定データに基づいて、該設定データと同等の内容を持つ、旧制御用計算機５１で取り扱えるようにした設定データを生成して、旧制御用計算機５１に送信する。

これら図４、５に示す構成により、旧制御用計算機５１及び新設ＨＭＩ端末２により本番操業を行いながら並行稼動を実施することが可能となる。

図６には、図２に示したように並行稼動を実施した後に、旧制御用計算機５１を撤去して、新設制御用計算機１及び新設ＨＭＩ端末２による本番操業に切り替えた状態を示す。図６に示すように、旧制御用計算機５１を撤去し、これに伴って、旧制御用計算機５１とスイッチングハブ３とを接続していたモデム５５、プロトコル変換器７も撤去する。また、以後は、新設制御用計算機１と上位システム５２とが直接やり取りすることからフォーマット変更ＰＣ５が不要となるので、フォーマット変更ＰＣ５も撤去する。

以上述べたように、旧制御用計算機５１及び新設ＨＭＩ端末２により本番操業を行いながら並行稼動を実施した後に、新設制御用計算機１及び新設ＨＭＩ端末２による本番操業に切り替えるようにした。
これにより、並行稼動期間において、新設ＨＭＩ端末２の操作に慣れたり、新設ＨＭＩ端末２のソフトウェアの品質確証を行ったりすることが可能になる。したがって、新設制御用計算機１及び新設ＨＭＩ端末２による本番操業に切り替えた後に不具合が発生した場合、新設ＨＭＩ端末２の操作に不慣れであったためのオペレータの操作ミスが原因であったり、新設ＨＭＩ端末２のソフトウェアの不具合が原因であったりするという可能性を排除することができる。すなわち、新設制御用計算機１のソフトウェアの不具合に特化して不具合の調査、原因の特定を行えばよく、不具合の調査、原因の特定を行いやすく、不具合の調査、原因の特定に要する時間を短縮化させることができる。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
また、本発明は、本発明の新設制御用計算機としての機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータがプログラムを読み出して実行することによっても実現可能である。

１：新設制御用計算機、２：新設ＨＭＩ端末、３：スイッチングハブ、４ａ、４ｂ、７：プロトコル変換器、５：フォーマット変更用のコンピュータ装置、５１：旧制御用計算機、５２：上位システム、５３：下位システム、５４：旧ＨＭＩ端末

Claims (4)

1. 制御用計算機が外部機器と通信する制御用計算システムにおいて前記制御用計算機を新設制御用計算機に更新する制御用計算機の更新方法であって、
   前記外部機器から前記制御用計算機への入力データを前記新設制御用計算機にパラ取りする工程と、
   前記制御用計算機に接続されていたＨＭＩ端末の接続を解除する工程と、
   前記新設制御用計算機に接続された新設ＨＭＩ端末と、前記制御用計算機とのやり取りを前記新設制御用計算機を介して行うようにして、前記制御用計算機と前記新設ＨＭＩ端末とによる本番操業を行いながら並行稼動を実施する工程と、
   前記並行稼動を実施した後に、前記制御用計算機を撤去して、前記新設制御用計算機と前記新設ＨＭＩ端末とによる本番操業に切り替える工程とを有することを特徴とする制御用計算システムにおける制御用計算機の更新方法。
2. 前記新設制御用計算機は、
   前記制御用計算機から送信される画面表示データを受信し、
   前記受信した画面表示データに含まれる、画面表示する内容を表わす表示内容情報に基づいて、前記新設ＨＭＩ端末での画面表示に対応する表示内容情報を生成して、前記新設ＨＭＩ端末に送信し、
   前記受信した画面表示データに含まれる、画面の切り替えが必要なときにそれを指示する画面制御情報に基づいて、前記新設ＨＭＩ端末での画面表示に対応する画面情報を前記新設ＨＭＩ端末に送信することを特徴とする請求項１に記載の制御用計算システムにおける制御用計算機の更新方法。
3. 前記新設制御用計算機は、
   前記新設ＨＭＩ端末から送信される設定データを受信し、
   前記受信した設定データに基づいて、前記制御用計算機で取り扱えるようにした設定データを生成して、前記制御用計算機に送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の制御用計算システムにおける制御用計算機の更新方法。
4. 前記新設制御用計算機と前記新設ＨＭＩ端末との接続を中継するスイッチングハブを備え、
   前記新設ＨＭＩ端末と、前記制御用計算機とのやり取りを前記スイッチングハブ及び前記新設制御用計算機を介して行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の制御用計算システムにおける制御用計算機の更新方法。

Images