JP6948186B2 - 機器管理装置、機器管理システム、および機器管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、機器管理装置、機器管理システム、および機器管理方法に関し、特にフィールド機器を管理する技術に関する。

近年、プロセスオートメーションの分野において、圧力、流量などを検出するセンサや、バルブの開度を制御するポジショナなどのフィールド機器のデジタル化が進んでいる。これまでＤＣ４−２０ｍＡの電流値を用いて制御システムとの間でプロセス値をやり取りしていたアナログ通信方式のフィールド機器をデジタル化することで、フィールド機器からより多くの情報を得ることが可能となっている。それらの情報は、フィールド機器のメンテナンスや制御に活用されている。

ＨＡＲＴ（Ｈｉｇｈｗａｙ Ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ Ｒｅｍｏｔｅ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）通信は、デジタル通信機能を有するフィールド機器において広く利用されている通信プロトコルである。ＨＡＲＴ通信の利点としては、フィールド機器のデジタル化において、既存のアナログ通信方式のフィールド機器と制御システムとの間における、アナログ通信の制御ソフトウェアや配線をそのまま利用することができる点が挙げられる。

例えば、フィールド機器を制御するコントローラに接続されているＨＡＲＴ通信非対応の入出力（Ｉ／Ｏ）モジュールを、ＨＡＲＴ通信対応のＩ／Ｏモジュールに交換することで、既存のプラントにＨＡＲＴ通信を導入することができる。ＨＡＲＴ通信対応のフィールド機器は、ＨＡＲＴ通信対応のＩ／ＯモジュールまたはＨＡＲＴ通信用のモジュールに接続される。

このように、既存のプラントにＨＡＲＴ通信を導入する場合には、ソフトウェアの改造が不要であり、最小限のモジュールや機器の交換により比較的容易にプラントのデジタル化が実現可能であることから、近年、多くの既存のプラントで、ＨＡＲＴ通信の普及が進んでいる。

ＨＡＲＴ通信対応のＩ／Ｏモジュールは、アナログ通信方式と同じＤＣ４−２０ｍＡの電流値を用いてフィールド機器とプロセス値をやり取りしながら、その電流値に交流デジタル信号であるＨＡＲＴ信号を重畳してＨＡＲＴ通信を行う。そのため、ＨＡＲＴ通信対応のＩ／Ｏモジュールは、アナログ方式のフィールド機器とＨＡＲＴ通信対応のフィールド機器のどちらも接続可能である。

アナログ通信方式の既存プラントのデジタル化は、プラント全体を一気にデジタル化するのではなく、予算に応じて必要な箇所から少しずつ進められることがある。また、フィールド機器の寿命は比較的長いため、古いアナログ通信方式のフィールド機器とＨＡＲＴ通信に対応するフィールド機器が共に用いられることがある。そのような場合に、予算やキャビネットスペースの関係から、一つのＨＡＲＴ通信対応のＩ／Ｏモジュールにアナログ通信方式にのみ対応するフィールド機器とＨＡＲＴ通信対応のフィールド機器とが混在して接続される状況が生じ得る。

ＨＡＲＴ通信は、アナログ通信方式にのみ対応するフィールド機器への影響が少ないよう設計されているが、既存のアナログ通信方式のフィールド機器の中には、ＨＡＲＴ通信の信号がノイズとなり、ＤＣ４−２０ｍＡの電流値で表現される圧力値やバルブの開度などのプロセス値の変動が大きくなってしまうものも存在する。

このようなアナログ通信方式のフィールド機器をＨＡＲＴ通信対応のＩ／Ｏモジュールに接続すると、例えば、ＨＡＲＴ通信対応のＩ／Ｏモジュールが定周期で行うフィールド機器の存在確認時などのＨＡＲＴ通信中に、フィールド機器が測定しているプロセス値が変動してしまい、正しい計測ができなくなってしまう場合がある。

この問題は、アナログ通信方式のフィールド機器に対するＨＡＲＴ通信の停止設定を行うことや、既存のアナログ通信方式のフィールド機器をＨＡＲＴ通信対応のフィールド機器に置き換えることによって解決することができる。

しかし、従来におけるフィールド機器の管理技術では、ＨＡＲＴ通信などのデジタル通信が可能なフィールド機器を管理することに重点が置かれており、フィールド機器の管理システム中で参照できないアナログ通信方式のフィールド機器は管理の対象外であった（例えば、特許文献１参照）。

そのため、従来の技術では、例えば、ディップスイッチなどのハードウェアを用いてＨＡＲＴ通信の停止や開始の設定を行わなければならなかった。しかし、ハードウェアによるＨＡＲＴ通信の設定切り替えは、キャビネットやＩ／Ｏモジュールのケースを開ける作業を伴うため、プラントの一部の制御を止めなければならなかったり、監視中のデータを一時的に見ることができなかったりした。その上、ディップスイッチが分かりにくい場合には、切り替えミスが生ずる恐れがあった。

したがって、従来の技術では、フィールド機器に対するＨＡＲＴ通信の停止や開始の設定を容易かつ確実に行うことが困難であった。

特開２０１５−１８５０８３号公報

本発明は、フィールド機器における所定の通信方式を用いた通信の停止や開始をより容易かつ確実に行うことができる機器管理装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る機器管理装置は、フィールド機器が接続されているモジュールの接続端子での所定の通信方式を用いた通信の可否を示す通信制限情報を記憶する記憶部と、前記接続端子を介して前記フィールド機器と前記所定の通信方式を用いた通信を行う通信処理部と、前記通信制限情報に基づいて、前記接続端子での前記所定の通信方式を用いた通信の可否に関する指示を前記通信処理部に対して行う通信指示部と、を備え、前記通信処理部は、前記通信指示部からの指示に基づいて、前記所定の通信方式を用いた通信が許可される許可接続端子に接続されたフィールド機器とは、前記所定の通信方式を用いた通信を行い、前記所定の通信方式を用いた通信が制限される制限接続端子に接続されたフィールド機器とは、前記所定の通信方式を用いた通信を制限することを特徴とする。

また、本発明に係る機器管理装置において、前記通信制限情報を受け付けて前記記憶部に記憶する受け付け部をさらに備えていてもよい。

また、本発明に係る機器管理装置において、前記モジュールの各接続端子に割り当てられている接続点に関する情報を取得する接続点情報取得部と、前記接続点に関する情報と前記記憶部に記憶された通信制限情報とに基づいて、前記モジュールの接続端子のうち、前記通信制限情報によって前記所定の通信方式を用いた通信の可否が示されていない他の接続端子での前記所定の通信方式を用いた通信の可否を示す新たな通信制限情報を前記記憶部に追加する、通信制限情報追加部をさらに備えていてもよい。

また、本発明に係る機器管理装置において、前記通信制限情報を提示する通信制限情報提示部をさらに備えていてもよい。

また、本発明に係る機器管理装置において、前記通信処理部は、前記制限接続端子を指定した前記所定の通信方式による通信要求に対しては、前記所定の通信方式を用いた通信が制限されていることを示すエラー情報を提示してもよい。

また、本発明に係る機器管理装置において、前記モジュールの前記接続端子に接続された前記フィールド機器から所定の情報を読み込み、前記フィールド機器の設定を行うプラグアンドプレイを実行するプラグアンドプレイ実行部をさらに備え、前記通信指示部は、前記プラグアンドプレイが実行されている間、前記制限接続端子の通信制限を解除してもよい。

また、本発明に係る機器管理装置において、前記プラグアンドプレイ実行部による前記プラグアンドプレイの結果に基づいて、前記記憶部に記憶されている前記通信制限情報を更新する通信制限情報更新部をさらに備えていてもよい。

また、本発明に係る機器管理装置において、前記制限接続端子が、前記プラグアンドプレイ実行部によって、前記プラグアンドプレイの実行対象として指定されていることを示す確認情報を提示する確認情報提示部と、前記確認情報提示部によって提示された前記確認情報に基づいて、前記制限接続端子に対する前記プラグアンドプレイの実行の可否についての選択を受け付けるプラグアンドプレイ実行可否受け付け部と、をさらに備え、前記プラグアンドプレイ実行部は、前記プラグアンドプレイ実行可否受け付け部によって前記制限接続端子に対する前記プラグアンドプレイの実行を許可する選択が受け付けられた場合に、前記プラグアンドプレイを実行してもよい。

また、本発明に係る機器管理装置において、前記通信制限情報は、前記フィールド機器を制御するコントローラの識別情報と、前記コントローラに接続されている前記モジュールの識別情報と、前記モジュールの前記接続端子の識別情報と、前記接続端子での前記所定の通信方式を用いた通信の可否とが関連付けられた情報であってもよい。

また、本発明に係る機器管理装置において、前記所定の通信方式を用いた通信はＨＡＲＴ通信であってもよい。

また、本発明に係る機器管理方法は、記憶部に記憶された、フィールド機器が接続されているモジュールの接続端子での所定の通信方式を用いた通信の可否を示す通信制限情報に基づいて、前記接続端子での前記所定の通信方式を用いた通信の可否に関する指示を行う通信指示ステップと、前記通信指示ステップで与えられた前記指示に基づいて、前記接続端子を介して前記フィールド機器と前記所定の通信方式を用いた通信を行う通信処理ステップと、を備え、前記通信処理ステップは、前記通信指示ステップで与えられた前記指示に基づいて、前記所定の通信方式を用いた通信を許可する指示があった許可接続端子では、前記所定の通信方式を用いた通信を行い、前記通信指示ステップで、前記所定の通信方式を用いた通信を制限する指示があった制限接続端子では、前記所定の通信方式を用いた通信を制限することを特徴とする。

本発明によれば、フィールド機器が接続されている接続端子での所定の通信方式を用いた通信の可否を示す通信制限情報に基づいて、通信指示部は、通信要求のあった接続端子での所定の通信方式を用いた通信の可否に関する指示を通信処理部に対して行う。したがって、その所定の通信方式を用いた通信が可能なフィールド機器とアナログ通信方式にのみ対応するフィールド機器とが混在して接続されている場合に、その所定の通信方式を用いた通信の停止や開始をより容易かつ確実に行うことができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る機器管理付制御システムの概略を示す図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態に係る機器管理装置を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係る通信制限情報ＤＢの一例を示す図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態に係る機器管理装置の機能を示す機能ブロック図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態に係る機器管理装置における動作を説明するフローチャートである。 図６は、本発明の第１の実施の形態に係る表示部における通信制限情報の表示例を示す図である。 図７は、本発明の第２の実施の形態に係る機器管理装置の機能を示す機能ブロック図である。 図８は、本発明の第２の実施の形態に係るコンフィギュレーションデータの一例を示す図である。 図９は、本発明の第２の実施の形態に係る機器管理装置における動作を説明するフローチャートである。 図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る追加通信制限情報を含む通信制限情報ＤＢの一例を示す図である。 図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る機器管理装置の機能を示す機能ブロック図である。 図１２は、本発明の第３の実施の形態に係る表示部における表示例を示す図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図１から図１２を参照して詳細に説明する。各図について共通する構成要素には、同一の符号が付されている。以下の説明では、「所定の通信方式」が「ＨＡＲＴ通信」である場合について説明する。また、以下において、ＨＡＲＴ通信対応フィールド機器３ａとアナログ通信方式にのみ対応するＨＡＲＴ通信非対応フィールド機器３ｂを総称してフィールド機器３ａ、３ｂまたはフィールド機器３ということがある。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る機器管理付制御システム１の概略を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る機器管理付制御システム１は、ＨＡＲＴ通信対応の制御システムにあたる、オペレータステーション６、コントローラ５、ＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４に加え、ＨＡＲＴ通信対応フィールド機器３ａと、ＨＡＲＴ通信非対応フィールド機器３ｂと、フィールド機器を監視・管理する機器管理装置２とを備える。

制御システムは、石油化学プラント、製薬工場などのプラントにおける製造プロセスを制御する。制御システムを構成するオペレータステーション６は、伝送線路を介してコントローラ５に接続され、コントローラ５はＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４を介して、プラント内に設置されている圧力センサやバルブポジショナなどのフィールド機器３ａ、３ｂに接続されている。機器管理装置２は制御システムの全部または一部の伝送経路を介して、最終的にフィールド機器３ａ、３ｂに接続されている。

本実施の形態では、説明の容易のため、一つのコントローラ５に一つのＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４が接続されている場合について説明する。しかし、オペレータステーション６は、分散配置された複数のコントローラと接続され、それぞれのコントローラ５には複数のＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュールが接続されていてもよい。

この場合、オペレータステーション６は、分散配置された複数のコントローラ５を統合化して、プラント全体の制御を実現する分散制御システム（ＤＣＳ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）のオペレータコンソールとして機能する。オペレータステーション６は、主にプラントを制御するユーザにより使用される。

コントローラ５は、フィールド機器３におけるプロセス値などの情報を取り込んで、プラントの制御を実行する。

機器管理装置２は、伝送線路を介してＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４に接続されている。機器管理装置２は、ＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４の各スロット４１ａ、４１ｂを介して、ＨＡＲＴ通信対応フィールド機器３ａおよびＨＡＲＴ通信非対応フィールド機器３ｂと接続している。機器管理装置２は、機器のメンテナンスなどを担当する機器管理者によって使用され、フィールド機器３ａ、３ｂの状態の確認や、稼働状況の監視などを行い、プラントの計装保全を実行する。

本実施の形態では、オペレータステーション６と機器管理装置２とは、それぞれ異なるネットワーク上に存在するものとして説明するが、フィールド機器３ａ、３ｂを含むプラント制御側のオペレータステーション６と管理側の機器管理装置２とが同一ネットワーク上に設置されていてもよい。

フィールド機器３ａ、３ｂは、圧力センサ、流量計、バルブポジショナなどプラントで計測制御に用いられる機器である。本実施の形態では、ＨＡＲＴ通信対応フィールド機器３ａと、ＨＡＲＴ通信非対応フィールド機器３ｂとが混在して、同一のＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４に接続されている。フィールド機器３ａ、３ｂはそれぞれが計測した圧力値や、バルブの開度など情報をＤＣ４−２０ｍＡのアナログ信号に変換し、ＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４を介してコントローラ５に送信する。

ＨＡＲＴ通信対応フィールド機器３ａは、ＨＡＲＴ通信機能を備えており、アナログ信号に重畳されたデジタル信号による各種パラメータの設定情報を機器管理装置２から受信したり、フィールド機器３ａの診断に関する情報を機器管理装置２に送信することができる。一方、ＨＡＲＴ通信非対応フィールド機器３ｂは、このようなＨＡＲＴ通信には対応していないため、アナログ通信による情報の送受信のみを行う。

ＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４は、複数の接続端子であるスロット４１を有する。ＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４は、ＤＣ４−２０ｍＡのアナログ入出力機能と、ＨＡＲＴ通信を用いたデジタル通信が可能な、ＨＡＲＴ通信対応フィールド機器３ａとの通信インターフェース機能とを備えている。

［機器管理装置の構成］
図２は、本実施の形態に係る機器管理装置２を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。機器管理装置２（２００）は、バス２０１を介して接続される制御部２０２、記憶装置２０５、通信制御装置２０８、Ｉ／Ｆ２０９、入力装置２１０、および表示装置２１１を備えるコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。

制御部２０２は、ＣＰＵ２０３と主記憶部２０４とを備えている。主記憶部２０４には、ＣＰＵ２０３が各種制御や演算を行うためのプログラムが予め格納されている。主記憶部２０４には、ＣＰＵ２０３にワーキングメモリとして使用され、本実施の形態による機器管理に必要な処理や、通信制御の各処理を行うためのエリアが確保可能になっている。

記憶装置２０５は、読み書き可能な記憶媒体と、その記憶媒体に対してプログラムやデータなどの各種情報を読み書きするための駆動装置として構成されている。記憶装置２０５には、記憶媒体としてハードディスクが使用される。記憶装置２０５は、通信制限情報ＤＢ２０６、機器情報ＤＢ２０７、図示しないその他の格納装置で、例えばこの記憶装置２０５内に格納されているプログラムやデータなどをバックアップするための格納装置などを有している。

通信制限情報ＤＢ２０６には、入力装置２１０を介して取得された、各スロット４１でのＨＡＲＴ通信の可否を示す通信制限情報が、ＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４の識別情報であるモジュールＩＤと、各スロットの識別情報であるスロットＩＤに関連付けて記憶されている。通信制限情報ＤＢ２０６における各構成データについての詳細は後述する。

機器情報ＤＢ２０７には、機器管理装置２（２００）がフィールド機器３を管理するために必要な情報、例えば、各フィールド機器３のモデル名や識別情報、パラメータ設定に関する情報などが記憶されている。

通信制御装置２０８は、機器管理装置２（２００）とＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４やフィールド機器３とを接続するための制御装置である。

Ｉ／Ｆ２０９は、各種機器を接続するための入出力インターフェースである。
入力装置２１０は、機器管理者によって用いられる、キーボードやタッチパネルなどによって構成される。

表示装置２１１は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬなどのディスプレイであり、通信制限情報ＤＢ２０６に記憶されている通信制限情報が出力される。表示装置２１１には、その他にも、フィールド機器３の設定状況や、接続状態などの機器の管理に関する情報が表示される。

本実施の形態における機器管理装置２では、制御部２０２のＣＰＵ２０３が、記憶装置２０５に予め格納されているプログラムを主記憶部２０４に読み込み、各スロット４１でのＨＡＲＴ通信の停止や開始を指示する処理を実行する。なお、記憶装置２０５からではく、外部の記憶媒体から直接主記憶部２０４にプログラムを読み込んで処理を実行することも可能である。

［通信制限情報］
次に、記憶装置２０５の通信制限情報ＤＢ２０６に記憶されている通信制限情報について図３を参照して説明する。図３は、通信制限情報ＤＢ２０６の一例を示す図である。通信制限情報ＤＢ２０６には、ＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４に設けられているフィールド機器３の接続先スロット４１ごとに、ＨＡＲＴ通信の可否を示す通信制限情報が登録されている。

図３に示すように、「Ｍｏｄｕｌｅ ＩＤ」は、ＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４に割り当てられている識別情報である。「Ｓｌｏｔ ＩＤ」は、ＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４内の各スロット４１ａ、４１ｂに割り当てられている識別情報である。また、各「Ｍｏｄｕｌｅ ＩＤ」の「Ｓｌｏｔ ＩＤ」ごとに「ＨＡＲＴ通信」の可否（「あり」または「禁止」）を示す情報が登録されている。

より具体的には、スロットＩＤ：２に対応するスロット４１ｂには、ＨＡＲＴ通信非対応フィールド機器３ｂが接続されているため、スロットＩＤ：２についてはＨＡＲＴ通信を「禁止」する設定、即ち、ＨＡＲＴ通信禁止フラグが“１”に設定されている。

ＨＡＲＴ通信対応フィールド機器３ａが接続されているスロット４１ａに対応するモジュールＩＤ：１のスロットＩＤ：１については、ＨＡＲＴ通信が「あり」の設定、即ち、ＨＡＲＴ通信禁止フラグが“０”に設定されている。

本実施の形態では、前述したように、便宜上、機器管理付制御システム１において、一つのコントローラ５に一つのＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４が接続されている場合について説明するが、コントローラ５が複数設置されている場合には、コントローラ５のノード番号などの識別情報と、モジュールＩＤと、スロットＩＤとでフィールド機器３のハードウェアアドレスが一意に決まることになる。そのため、コントローラ５が複数設置されている場合には、通信制限情報ＤＢ２０６には、コントローラ５の識別情報を示す情報が追加される。

［機器管理装置の機能］
次に、本実施の形態に係る機器管理装置２の機能について説明する。図４に示すように、機器管理装置２は、ＨＡＲＴ通信制限情報受け付け部２１と、表示部２２と、機器管理部２３と、通信制限情報ＤＢ２０６とを備える。

ＨＡＲＴ通信制限情報受け付け部２１は、機器管理者による通信制限情報の入力を受け付ける。この通信制限情報は機器管理者によって、入力装置２１０を介して入力される。表示部２２は、通信制限情報ＤＢ２０６に記憶されている通信制限情報や、通信状況などを画面に表示する。

機器管理部２３は、機器管理装置２とフィールド機器３間のすべてのＨＡＲＴ通信による通信要求を処理する。機器管理部２３は、通信処理部２３１と、ＨＡＲＴ通信指示部２３２とを備える。

通信処理部２３１は、機器管理装置２とフィールド機器３間におけるコマンドリクエスト処理や、フィールド機器３ａ、３ｂのデバイスデータの定周期収集や、デバイス接続状態の定周期チェックなどの処理を行う。

ＨＡＲＴ通信指示部２３２は、所定のスロット４１へのＨＡＲＴ通信要求に対して、ＨＡＲＴ通信の可否に関する指示を行う。

［機器管理装置の動作］
次に、機器管理装置２の動作について説明する。機器管理装置２は、通信制限情報の記憶と表示を行う。図５に示すように、まず、ＨＡＲＴ通信制限情報受け付け部２１は、各スロット４１でのＨＡＲＴ通信の可否を示す通信制限情報を受け付ける（ステップＳ１１）。受け付けられた通信制限情報は、通信制限情報ＤＢ２０６に記憶される（ステップＳ１２）。例えば、機器管理者によって選択された所定のスロット４１の通信制限情報が、入力装置２１０を介して入力されて、ＨＡＲＴ通信制限情報受け付け部２１に受け付けられる。

より詳細には、ＨＡＲＴ通信制限情報受け付け部２１が、機器情報ＤＢ２０７に予め格納されているＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４およびスロット４１に対応するモジュールＩＤとスロットＩＤを読み出す。そして、ＨＡＲＴ通信制限情報受け付け部２１は、読み出したスロットＩＤに対してＨＡＲＴ通信禁止フラグを設定する。ＨＡＲＴ通信禁止フラグの設定は、通信制限情報として通信制限情報ＤＢ２０６に記憶される。このように、通信制限情報ＤＢ２０６に記憶される通信制限情報は、モジュールＩＤと、スロットＩＤと、ＨＡＲＴ通信禁止フラグとが関連付けられた情報である。

次に、表示部２２は、通信制限情報ＤＢ２０６に記憶された通信制限情報を表示する（ステップＳ１３）。図６は、表示部２２における通信制限情報の表示例を示す図である。図６に示すように、表示部２２には、ステップＳ１１で受け付けられた、ＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４の各スロット４１でのＨＡＲＴ通信の可否を示す通信制限情報が表示されている。通信制限情報が表示部２２に表示されることで、機器管理者は、各フィールド機器３のＨＡＲＴ通信の対応状況を容易に把握することができる。

［通信制限情報に基づく通信制御］
通信処理部２３１は、ＨＡＲＴ通信要求を受信する（ステップＳ１４）。具体的には、通信処理部２３１は、例えば、記憶装置２０５に格納されている上位アプリケーションから所定のスロット４１に対するコマンドの送受信要求を受信する。ＨＡＲＴ通信指示部２３２は、通信制限情報ＤＢ２０６を参照する。そして、通信制限情報ＤＢ２０６においてＨＡＲＴ通信の「禁止」の設定がされているスロット４１ｂに対するＨＡＲＴ通信要求があった場合には（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、ＨＡＲＴ通信指示部２３２は、通信処理部２３１に対して、スロット４１ｂでのＨＡＲＴ通信を制限する旨の指示を行い、通信処理部２３１は、コマンドの出力などは行わずに、ＨＡＲＴ通信要求元にエラーステータスを通知する（ステップＳ１６）。

また、通信制限情報ＤＢ２０６において、ＨＡＲＴ通信「あり」と設定されているスロット４１ａに対してＨＡＲＴ通信要求があった場合には（ステップＳ１５：ＮＯ）、ＨＡＲＴ通信指示部２３２は、通信処理部２３１に対してスロット４１ａでのＨＡＲＴ通信を許可する指示を行い、通信処理部２３１は、スロット４１ａでのＨＡＲＴ通信を行って、要求されたデータの送受信を行う（ステップＳ１７）。

例えば、表示部２２に表示されるスロット４１の通信管理画面において、各スロット４１が選択されると、そのスロット４１でのＨＡＲＴ通信によるトレンドデータを表示する構成を採用している場合について説明する。

ＨＡＲＴ通信指示部２３２は、ステップＳ１２において記憶された通信制限情報ＤＢ２０６を参照する。通信制限情報ＤＢ２０６には、図３で説明したように、ＨＡＲＴ通信非対応フィールド機器３ｂが接続されているスロット４１ｂに対応するモジュールＩＤ：１のスロットＩＤ：２に、ＨＡＲＴ通信禁止フラグ“１”が設定されている。この場合に、通信管理画面においてスロット４１ｂに対応するモジュールＩＤ：１のスロットＩＤ：２が選択されると、スロット４１ｂのＨＡＲＴ通信によるトレンドデータは表示されず、代わりにエラーステータスが表示される。

［第１の実施の形態の効果］
以上説明したように、第１の実施の形態によれば、フィールド機器３が接続されているＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４のスロット４１ごとにＨＡＲＴ通信の通信制限情報を設定して、通信制限情報ＤＢ２０６に記憶する。そして、通信指示部２３２は、通信制限情報ＤＢ２０６においてＨＡＲＴ通信を許可する設定のあるスロット４１ａに対してのみ、ＨＡＲＴ通信を行うよう、通信処理部２３１に対して指示をする。したがって、フィールド機器３の接続先であるＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュールの各スロット４１でのＨＡＲＴ通信の停止および開始を、より容易かつ確実に実行することができる。

また、ＨＡＲＴ通信対応フィールド機器３ａとＨＡＲＴ通信非対応フィールド機器３ｂが、一つのＨＡＲＴ対応Ｉ／Ｏモジュールに混在して接続されている場合であっても、ＨＡＲＴ通信非対応フィールド機器３ｂの接続先スロット４１ｂのＨＡＲＴ通信を制限することができる。したがって、ＨＡＲＴ通信非対応フィールド機器３ｂにＨＡＲＴ通信の信号が送信されることによって、アナログ信号のプロセス値が変動し、ＨＡＲＴ通信非対応フィールド機器３ｂで正しい計測ができなくなることを防止できる。

上述した第１の実施の形態では、通信制限情報ＤＢ２０６に記憶されている通信制限情報が表示部２２に表示される場合について説明したが、表示部２２に表示された通信制限情報の修正をさらに受け付ける構成を採用してもよい。このような構成を採用することで、ＨＡＲＴ通信非対応フィールド機器３ｂにＨＡＲＴ通信による信号が送信されることをより確実に防止できる。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図７は、第２の実施の形態に係る機器管理装置２ａの機能を示す機能ブロック図である。図８は、第２の実施の形態に係るコンフィギュレーションデータの一例を示す図である。また、図９は、機器管理装置２ａにおける動作を説明するフローチャートである。なお、以下の説明では、上述した第１の実施の形態と同じ構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

第１の実施の形態では、ＨＡＲＴ通信制限情報受け付け部２１によって受け付けられた一部のスロット４１の通信制限情報が、通信制限情報ＤＢ２０６に記憶される場合について説明した。これに対し、第２の実施の形態では、機器管理装置２ａは、コンフィギュレーションデータ取得部２４と、通信制限情報追加部２５とをさらに備える。そして、機器管理装置２ａは、通信制限情報ＤＢ２０６において通信制限情報が設定されていないスロット４１の通信制限情報をさらに設定し、通信制限情報ＤＢ２０６に追加登録する。

図７に示すように、コンフィギュレーションデータ取得部２４は、コンフィギュレーションデータを取得する。コンフィギュレーションデータは、図１で説明した機器管理付制御システム１の制御システムのオペレータステーション６などにおいて、制御システム構築のために作成されるデータである。

コンフィギュレーションデータ取得部２４は、オペレータステーション６などが持つコンフィギュレーションデータを取得することができる。また、コンフィギュレーションデータ取得部２４は、コンフィギュレーションデータが保存されたＵＳＢメモリなどの記憶媒体からコンフィギュレーションデータを取得してもよい。

ここで、コンフィギュレーションデータについて説明する。図８に示すように、コンフィギュレーションデータには、コントローラ５に接続されているＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４ごとの、すべてのスロット４１のタグ（接続点）に関する情報が登録されている。ところが、図３で説明したように、ＨＡＲＴ通信制限情報受け付け部２１から受け付けられた通信制限情報を記憶する通信制限情報ＤＢ２０６には、機器管理者によって選択および入力された一部のスロット４１の通信制限情報のみが含まれている。

通信制限情報追加部２５は、ＨＡＲＴ通信制限情報受け付け部２１によって受け付けられた通信制限情報が記憶されている通信制限情報ＤＢ２０６において、通信制限情報の設定がないスロット４１の通信制限情報を、通信制限情報ＤＢ２０６に追加する。以下において、通信制限情報追加部２５によって追加された通信制限情報を含むデータベースを通信制限情報ＤＢ２０６ａという。

次に、機器管理装置２ａの動作を、図９のフローチャートを参照して説明する。まず、ＨＡＲＴ通信制限情報受け付け部２１は、第１の実施の形態と同様に、機器管理者の選択によって入力された、スロット４１のＨＡＲＴ通信可否に関する通信制限情報を受け付ける（ステップＳ２１）。そして、受け付けられた通信制限情報は、通信制限情報ＤＢ２０６に記憶される（ステップＳ２２）。

次に、コンフィギュレーションデータ取得部２４は、制御側のオペレータステーション６で作成されたコンフィギュレーションデータを取得する（ステップＳ２３）。続いて、通信制限情報追加部２５は、コンフィギュレーションデータと通信制限情報ＤＢ２０６とを突き合わせる（ステップＳ２４）。

より詳細には、通信制限情報追加部２５は、図３に示す通信制限情報ＤＢ２０６と、図８に示すコンフィギュレーションデータを突き合わせる。そして、スロット４１にアサインされた接続点があり、かつ、通信制限情報ＤＢ２０６においてＨＡＲＴ通信「あり」の設定がないスロット４１のＨＡＲＴ通信禁止フラグを“１”に設定する。

図３に示す通信制限情報ＤＢ２０６では、スロットＩＤ：１、スロットＩＤ：２、およびスロットＩＤ：３に対応する各スロット４１にのみＨＡＲＴ通信禁止フラグが設定されている。一方、図８に示すコンフィギュレーションデータにおいては、スロットＩＤ：４、スロットＩＤ：５、およびスロットＩＤ：６など、スロットＩＤ：１〜３以外のスロット４１での接続点の情報が含まれている。

通信制限情報ＤＢ２０６において、通信制限情報が設定されておらず、かつ、コンフィギュレーションデータに接続点があるスロット４１に対応するスロットＩＤは、スロットＩＤ：４およびスロットＩＤ：６などである。よって、通信制限情報追加部２５は、スロットＩＤ：４および６などに対応する各スロット４１では、ＨＡＲＴ通信を制限することを示す通信制限情報を、通信制限情報ＤＢ２０６に追加する（ステップＳ２５）。

図１０は、追加通信制限情報を含む通信制限情報ＤＢ２０６ａの一例を示す。図１０に示すように、モジュールＩＤ：１のスロットＩＤ：４およびスロットＩＤ：６についてはＨＡＲＴ通信「禁止」の設定がされている。このように、通信制限情報受け付け部２１で通信制限情報が受け付けられているスロット４１（スロットＩＤ：１、スロットＩＤ：２、スロットＩＤ：３）以外のスロット４１（スロットＩＤ：４、スロットＩＤ：６、・・・）については、既定の通信制限情報の設定として、ＨＡＲＴ通信を制限する設定が行われる。

図９に戻り、通信処理部２３１は、ＨＡＲＴ通信要求を受信する（ステップＳ２６）。続いて、通信制限情報ＤＢ２０６ａに、指定スロット４１でのＨＡＲＴ通信を制限する設定がされている場合には（ステップＳ２７：ＹＥＳ）、ＨＡＲＴ通信指示部２３２は通信処理部２３１に指定スロット４１でのＨＡＲＴ通信を制限する指示を行い、通信処理部２３１はエラーステータスをＨＡＲＴ通信要求元に返す（ステップＳ２８）。

通信制限情報ＤＢ２０６ａにおいて、指定スロット４１でのＨＡＲＴ通信を許可する設定がある場合には（ステップＳ２７：ＮＯ）、ＨＡＲＴ通信指示部２３２は通信処理部２３１に指定スロット４１でのＨＡＲＴ通信を許可する指示を行い、通信処理部２３１は指定スロット４１において、ＨＡＲＴ通信要求に応じたＨＡＲＴ通信を行う（ステップＳ２９）。

以上説明したように、第２の実施の形態によれば、通信制限情報ＤＢ２０６において通信制限情報が設定されていないスロット４１であり、かつ、コンフィギュレーションデータに接続点があるものについては、ＨＡＲＴ通信を制限する設定が既定の設定として行われ、その設定が通信制限情報ＤＢ２０６に追加される。

したがって、例えば、機器管理者によって通信制限情報が入力されていないスロット４１については、ＨＡＲＴ通信非対応フィールド機器３ｂが接続されているとの仮定の下、ＨＡＲＴ通信を制限する設定がされる。そのため、機器管理者によるスロット４１の通信制限情報の設定入力漏れなどによって、ＨＡＲＴ通信非対応フィールド機器３ｂにＨＡＲＴ通信の信号が送信されて、プロセス値が変動してしまうことをより確実に防止することができる。

＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図１１は、第３の実施の形態に係る機器管理装置２ｂの機能を示す機能ブロック図である。また、図１２は、第３の実施の形態に係る表示部２２における表示例を示す図である。なお、以下の説明では、上述した第１および第２の実施の形態と同じ構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

第３の実施の形態では、機器管理装置２ｂは、プラグアンドプレイ実行部２６と、プラグアンドプレイ実行可否受け付け部２７と、通信制限情報更新部２８とをさらに備える。プラグアンドプレイ実行部２６は、配線接続されているフィールド機器３からフィールド機器３に関する情報を読み込んで、それらの情報を機器情報ＤＢ２０７に登録し、フィールド機器３を認識して設定を行うプラグアンドプレイを実行する。

より詳細には、プラグアンドプレイ実行部２６がプラグアンドプレイを実行する場合において、ＨＡＲＴ通信が制限されているスロット４１ｂが、プラグアンドプレイ実行部２６によってプラグアンドプレイの実行対象として指定された場合、表示部２２には、ＨＡＲＴ通信が制限されているスロット４１ｂに対するプラグアンドプレイ実行の可否を確認する情報が表示される。機器管理者は、表示部２２に表示された確認情報に基づいて、スロット４１ｂに対するプラグアンドプレイ実行の可否の選択を行うことができる。

例えば、機器管理者によってＨＡＲＴ通信が制限されているスロット４１ｂに対するプラグアンドプレイの実行を許可する入力が、入力装置２１０を介してなされた場合、プラグアンドプレイ実行可否受け付け部２７は、その入力を受け付ける。そして、プラグアンドプレイ実行部２６は、プラグアンドプレイ実行可否受け付け部２７において受け付けられたスロット４１ｂに対するプラグアンドプレイの実行を許可する旨の選択に基づいて、ＨＡＲＴ通信が制限されているスロット４１ｂの指定を含めたプラグアンドプレイを実行する。

一方、プラグアンドプレイ実行可否受け付け部２７によって、ＨＡＲＴ通信が制限されているスロット４１ｂに対するプラグアンドプレイの実行を許可しない旨の選択が受け付けられた場合には、プラグアンドプレイ実行部２６は、ＨＡＲＴ通信が制限されているスロット４１ｂをプラグアンドプレイの実行対象から除く。

機器管理装置２の表示部２２には、図１２に示すように、各スロット４１におけるＨＡＲＴ通信の可否を示す通信制限情報に加えて、プラグアンドプレイの検索対象設定画面が表示される。プラグアンドプレイの検索対象設定画面において、例えば、ＨＡＲＴ通信が制限されているスロット４１ｂに対応するスロットＩＤ：２に「検索禁止」と表示される。

プラグアンドプレイ実行部２６がプラグアンドプレイを実行している期間中は、ＨＡＲＴ通信指示部２３２は、ＨＡＲＴ通信が制限（ＨＡＲＴ通信禁止フラグが“１”に設定）されているスロット４１ｂのＨＡＲＴ通信の禁止状態を一時的に解除する。そして、プラグアンドプレイの結果、ＨＡＲＴ通信の制限が解除されていたスロット４１ｂに接続されているフィールド機器３がＨＡＲＴ通信対応フィールド機器３ａであることが判明した場合には、通信制限情報更新部２８は、通信制限情報ＤＢ２０６のＨＡＲＴ通信禁止フラグを“０”に更新する。

一方、スロット４１ｂに接続されているフィールド機器３が、ＨＡＲＴ通信非対応フィールド機器３ｂであることが判明した場合には、通信制限情報更新部２８は、通信制限情報ＤＢ２０６のＨＡＲＴ通信禁止フラグの設定を“１”のまま保持する。よって、そのスロット４１ｂでのＨＡＲＴ通信は引き続き制限されることになる。

プラグアンドプレイ実行部２６によるプラグアンドプレイ機能が用いられる場合としては、例えば、ＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４に含まれる空きスロット４１に、新規にフィールド機器３を接続する場合や、既存のフィールド機器３を新たなフィールド機器３に置き換える場合がある。既存のフィールド機器３を新たなフィールド機器３に置き換える場合としては、古いＨＡＲＴ通信非対応フィールド機器３ｂをＨＡＲＴ通信対応フィールド機器３ａに交換する場合や、既存のＨＡＲＴ通信対応フィールド機器３ａを別のＨＡＲＴ通信対応フィールド機器３ａに交換する場合などがある。

以上説明したように、第４の実施の形態によれば、プラグアンドプレイ実行部２６によって、プラグアンドプレイが実行されている期間中は、ＨＡＲＴ通信指示部２３２が、ＨＡＲＴ通信が制限されているスロット４１の禁止状態を一時的に解除する。そして、プラグアンドプレイの結果に応じて、通信制限情報更新部２８が、スロット４１におけるＨＡＲＴ通信の可否を示す通信制限情報を更新する。

このような構成により、プラグアンドプレイ機能を利用した新規フィールド機器３の設定において、そのフィールド機器３がＨＡＲＴ通信に対応する機器であるか否かについての情報が、スロット４１ごとの通信制限情報として通信制限情報ＤＢ２０６に反映される。したがって、フィールド機器３の接続先であるＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４のスロット４１に対するＨＡＲＴ通信の開始をより容易かつ確実に実行することができる。

また、ＨＡＲＴ通信が制限されているスロット４１ｂがプラグアンドプレイの実行対象として指定された場合に、ＨＡＲＴ通信が制限されているスロット４１ｂに対する通信制限が解除されることについて、プラグアンドプレイが実行される前に表示部２２に確認情報を表示し、プラグアンドプレイの実行を許可する選択が受け付けられた場合のみ、プラグアンドプレイを実行する。このような構成を採用することにより、ＨＡＲＴ通信非対応フィールド機器３ｂにＨＡＲＴ通信による信号が送信されることをより確実に防止できる。

以上、本発明の機器管理装置、機器管理システム、および機器管理方法における実施の形態について説明したが、本発明は説明した実施の形態に限定されるものではなく、請求項に記載した発明の範囲において当業者が想定し得る各種の変形を行うことが可能である。

例えば、説明した実施の形態では、ＨＡＲＴ通信対応フィールド機器３ａとＨＡＲＴ通信非対応フィールド機器３ｂとが混在して同一のＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４に接続される場合について説明した。しかし、ＤＣ４−２０ｍＡのアナログ通信方式と共存可能な通信プロトコルであれば、その停止や開始が設定される通信プロトコルは、ＨＡＲＴ通信に限られない。

また、説明した実施の形態では、通信制限情報ＤＢ２０６において、ＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール４のモジュールＩＤと、スロット４１のスロットＩＤと、ＨＡＲＴ通信の可否を示す通信制限情報とが関連付けられて記憶されている場合について説明した。しかし、通信制限情報ＤＢ２０６に記憶される情報はこれらに限られず、例えば、ＨＡＲＴ通信非対応フィールド機器３ｂのタグ名などのメモ情報を付加してもよい。これにより、ＨＡＲＴ通信による情報通信ができないアナログ通信方式のみに対応するＨＡＲＴ通信非対応フィールド機器３ｂの管理に有用な情報を予めデータベースに登録しておくことが可能となる。

１…機器管理付制御システム、２、２ａ、２ｂ、２００…機器管理装置、３…フィールド機器、３ａ…ＨＡＲＴ通信対応フィールド機器、３ｂ…ＨＡＲＴ通信非対応フィールド機器、４…ＨＡＲＴ通信対応Ｉ／Ｏモジュール、４１、４１ａ、４１ｂ…スロット、５…コントローラ、６…オペレータステーション、２１…ＨＡＲＴ通信制限情報受け付け部、２２…表示部、２３…機器管理部、２３１…通信処理部、２３２…ＨＡＲＴ通信指示部、２４…コンフィギュレーションデータ取得部、２５…通信制限情報追加部、２６…プラグアンドプレイ実行部、２７…プラグアンドプレイ実行可否受け付け部、２８…通信制限情報更新部、２０１…バス、２０２…制御部、２０３…ＣＰＵ、２０４…主記憶部、２０５…記憶装置、２０６…通信制限情報ＤＢ、２０７…機器情報ＤＢ、２０８…通信制御装置、２０９…Ｉ／Ｆ、２１０…入力装置、２１１…表示装置。

Claims (11)

1. フィールド機器が接続されているモジュールの接続端子での所定の通信方式を用いた通信の可否を示す通信制限情報を記憶する記憶部と、
   前記接続端子を介して前記フィールド機器と前記所定の通信方式を用いた通信を行う通信処理部と、
   前記通信制限情報に基づいて、前記接続端子での前記所定の通信方式を用いた通信の可否に関する指示を前記通信処理部に対して行う通信指示部と、
   を備え、
   前記通信処理部は、前記通信指示部からの指示に基づいて、前記所定の通信方式を用いた通信が許可される許可接続端子に接続されたフィールド機器とは、前記所定の通信方式を用いた通信を行い、前記所定の通信方式を用いた通信が制限される制限接続端子に接続されたフィールド機器とは、前記所定の通信方式を用いた通信を制限することを特徴とする機器管理装置。
2. 前記通信制限情報を受け付けて前記記憶部に記憶する受け付け部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の機器管理装置。
3. 前記モジュールの各接続端子に割り当てられている接続点に関する情報を取得する接続点情報取得部と、
   前記接続点に関する情報と前記記憶部に記憶された通信制限情報とに基づいて、前記モジュールの接続端子のうち、前記通信制限情報によって前記所定の通信方式を用いた通信の可否が示されていない他の接続端子での前記所定の通信方式を用いた通信の可否を示す新たな通信制限情報を前記記憶部に追加する、通信制限情報追加部をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の機器管理装置。
4. 前記通信制限情報を提示する通信制限情報提示部をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の機器管理装置。
5. 前記通信処理部は、前記制限接続端子を指定した前記所定の通信方式による通信要求に対しては、前記所定の通信方式を用いた通信が制限されていることを示すエラー情報を提示することを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の機器管理装置。
6. 前記モジュールの前記接続端子に接続された前記フィールド機器から所定の情報を読み込み、前記フィールド機器の設定を行うプラグアンドプレイを実行するプラグアンドプレイ実行部をさらに備え、
   前記通信指示部は、前記プラグアンドプレイが実行されている間、前記制限接続端子の通信制限を解除することを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の機器管理装置。
7. 前記プラグアンドプレイ実行部による前記プラグアンドプレイの結果に基づいて、前記記憶部に記憶されている前記通信制限情報を更新する通信制限情報更新部をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の機器管理装置。
8. 前記制限接続端子が、前記プラグアンドプレイ実行部によって、前記プラグアンドプレイの実行対象として指定されていることを示す確認情報を提示する確認情報提示部と、
   前記確認情報提示部によって提示された前記確認情報に基づいて、前記制限接続端子に対する前記プラグアンドプレイの実行の可否についての選択を受け付けるプラグアンドプレイ実行可否受け付け部と、
   をさらに備え、
   前記プラグアンドプレイ実行部は、前記プラグアンドプレイ実行可否受け付け部によって前記制限接続端子に対する前記プラグアンドプレイの実行を許可する選択が受け付けられた場合に、前記プラグアンドプレイを実行することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の機器管理装置。
9. 前記通信制限情報は、前記フィールド機器を制御するコントローラの識別情報と、前記コントローラに接続されている前記モジュールの識別情報と、前記モジュールの前記接続端子の識別情報と、前記接続端子での前記所定の通信方式を用いた通信の可否とが関連付けられた情報であることを特徴とする請求項１から８のうちのいずれか１項に記載の機器管理装置。
10. 前記所定の通信方式を用いた通信はＨＡＲＴ通信であることを特徴とする請求項１から９のうちのいずれか１項に記載の機器管理装置。
11. 記憶部に記憶された、フィールド機器が接続されているモジュールの接続端子での所定の通信方式を用いた通信の可否を示す通信制限情報に基づいて、前記接続端子での前記所定の通信方式を用いた通信の可否に関する指示を行う通信指示ステップと、
    前記通信指示ステップで与えられた前記指示に基づいて、前記接続端子を介して前記フィールド機器と前記所定の通信方式を用いた通信を行う通信処理ステップと、
    を備え、
    前記通信処理ステップは、前記通信指示ステップで与えられた前記指示に基づいて、前記所定の通信方式を用いた通信を許可する指示があった許可接続端子では、前記所定の通信方式を用いた通信を行い、前記通信指示ステップで、前記所定の通信方式を用いた通信を制限する指示があった制限接続端子では、前記所定の通信方式を用いた通信を制限する
    ことを特徴とする機器管理方法。

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