JP5591588B2 - プラント監視装置及びその更新方法 - Google Patents

Description

本発明は、各種プラントに用いられるプラント監視処理部を更新するためのプラント監視装置及びその更新方法に関する。

各種プラントに用いられる従来の一般的なプラント監視装置の概略構成を図６により説明する。
プラント監視装置２０は、プラント監視処理部１、データ入出力制御処理部２、データ保存処理部３とから構成されるプラント監視部１０と、前記プラント監視部１０とデータの入出力をおこなうデータ出力装置４とデータ入力装置５とから構成される。

近年、プラント監視装置２０は、プラントの監視・操作に加え、運転データの記録、在庫管理などの管理帳票の出力、運転スケジュールの管理など、運転支援業務も合わせて実施するケースが増えてきており、プラント監視装置の経年変化による更新にあたっては、これらのプラント監視・操作、運転支援業務に極力影響を出さずに、プラント監視装置の更新を実施する必要性がある。

また、プラント監視装置自体に部品の改廃によってハードウェアを変更する必要が生じると、さらに、データ出力装置４や、データ入力装置５自体も、機種改廃による更新が必要になる場合が多く、更新前後でのハードウェアの違いにより、稼働中のシステムでのデータ読み込み、外部への出力、更新システムへの変換入力など、データ移行についても円滑に実施する必要があった。

そのために、既存のプラント監視処理部の機能を維持しつつ新設のプラント監視処理部に更新する更新方法が提案されている（特許文献１）。この更新方法は、図７に示すように、既存のプラント監視処理部１０ａと新設のプラント監視処理部１０ｂを併設し、プラントの各種機器からデータを平行して入力し、新設のプラント監視処理部のデバック作業をおこない、デバック終了後に既存のプラント監視処理部の機能を新設のプラント監視処理部に移行させるものである。

特開２００７−４３１７号公報

上述した図７に示す従来のプラント監視部の更新方法では、更新の際に各種機器からのデータを平行して既設及び新設のプラント監視部に入力するものであるが、新設のプラント監視部のハード及びソフトウェアの機能、方式等が変更拡張している場合、新設のプラント監視部へのデータ移行や処理機能の健全性の確認が困難で、かつ長時間要するという問題があった。

例えば、更新前のプラント監視部で使用していた記録媒体又は外部記録装置の大量データを、現状のシステムを運用しながら新規監視部の方式の異なる記録媒体、外部記録装置に移行させる場合、従来技術では、データの移行に時間がかかり、運用中のシステムとの間にデータの差が発生するため、それを一致させるための作業も必要であった。

また、上記従来の更新方法では、新設のプラント監視部はモニターモジュールを用いているため、デバック終了後に通信モジュールに置き換える必要があり、その結果、監視機能が中断するという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、既存のプラント監視部を運用しながら、段階的に各種データを新設プラント監視部へ移行し、新設プラント監視部の処理機能、健全性を確認、検証することにより、短時間の更新作業時間で、信頼性の高いプラント監視装置及び更新方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のプラント監視装置は、第１データ入出力装置と第１データ入出力制御処理部と第１プラント監視処理部と第１データ保存処理部と第１データ読み出し処理部とを有する第１プラント監視部を、第２データ入出力装置と第２データ入出力制御処理部と第２プラント監視処理部と第２データ保存処理部とを有する第２プラント監視部に更新するプラント監視装置において、前記第２プラント監視部は、運用中の第１プラント監視部の前記第１データ読み出し処理部からのデータが入力されるとともに、プラント機器の操作情報に関するデータを前記第２データ入出力制御処理部に送り、前記操作情報に関するデータ以外のデータをデータ比較処理部に送るデータ編集処理部と、前記データ編集処理部から送られたデータと第２データ読み出し処理部から送られたデータとを第１プラント監視部の処理タイミングにあわせて比較するデータ比較処理部とを備え、前記データ比較処理部は前記データ編集処理部から送られたデータについて、順次第２データ読み出し処理部から送られたデータと比較処理をおこなうことを特徴とする。

また、本発明のプラント監視装置の更新方法は、第１データ入出力装置と第１データ入出力制御処理部と第１プラント監視処理部と第１データ保存処理部と第１データ読み出し処理部とを有する第１プラント監視部を、第２データ入出力装置と第２データ入出力制御処理部と第２プラント監視処理部と第２データ保存処理部とを有する第２プラント監視部に更新するプラント監視装置の更新方法において、運用中の第１プラント監視部の前記第１データ読み出し処理部からの前記第２プラント監視部に設けられたデータ編集処理部にデータを送る工程と、プラント機器の操作情報に関するデータを前記データ編集処理部から前記第２データ入出力制御処理部に送り、前記操作情報に関するデータ以外のデータをデータ比較処理部に送る工程と、前記データ比較処理部において前記データ編集処理部から送られたデータと前記第２プラント監視部に設けられた第２データ読み出し処理部から送られたデータとを第１プラント監視部の処理タイミングにあわせて順次比較処理して一致不一致を判定する工程とかならなることを特徴とする。

本発明によれば、第１プラント監視部を運用しながら、段階的に各種データを第２プラント監視部へ移行し、その際、第２プラント監視部の処理機能を確認、検証することにより、確実で高信頼性のプラント監視装置及び更新方法を提供することができる。これにより、運用中のプラント監視装置の更新に伴う停止期間を短くすることが可能となり、また、更新中に代替の監視機器などを用いる必要もなくなる。

本発明のプラント監視装置の全体構成図。 本発明の読み出し処理部の機能構成図。 本発明のデータ編集処理部の機能構成図。 本発明のデータ比較処理部の機能構成図。 本発明のデータ比較処理部の出力例を示す図。 従来のプラント監視装置の概略構成図。 従来のプラント監視装置の更新装置の概略構成図。

本発明のプラント監視装置は、運用に供されている既設の第１プラント監視部１０ａから新設の第２プラント監視部にデータや処理機能を移行する際に、データや処理機能の移行状況をチェックしながら段階的に移行をおこなうものである。

以下、本発明に係るプラント監視装置及びその更新方法の実施形態を図１〜図５を用いて説明する。
［構成］
本発明の第１の実施形態に係るプラント監視装置２０は、既設の第１プラント監視部１０ａと新設の第２プラント監視部１０ｂから構成される。

既設の第１プラント監視部１０ａは、プラント監視処理部１ａとデータ入出力制御処理部２ａとデータ保存処理部３ａとデータ出力装置４ａとデータ入力装置５ａとデータ読み出し処理部５０とで構成される。この第１プラント監視部１０ａは、計算機などに組み込まれて提供されることが一般的であり、経年変化に伴って各構成要素及びソフトウェアの更新が必要となる。

新設の第２プラント監視部１０ｂは、プラント監視処理部１ｂとデータ入出力制御処理部２ｂとデータ保存処理部３ｂとデータ出力装置４ｂとデータ入力装置５ｂとデータ比較処理部４０とデータ編集処理部６０とデータ読み出し処理部７０とで構成されるが、プラント監視処理部１ｂとデータ入出力制御処理部２ｂとデータ保存処理部３ｂとデータ出力装置４ｂとデータ入力装置５ｂの一部は既設のものとは異なるハードウェア及びソフトウェアから構成されている。

また、プラントを構成するポンプ、弁等の各種機器は既設の第１プラント監視部１０ａのデータ入出力装置４ａ，５ａに接続されプロセスデータ、制御信号、操作信号等の送受信をおこなうが、更新に際しては、第２プラント監視部のデータ入出力装置４ｂ，５ｂも各種機器に順次接続される（図示せず）。

通常運転時において、第１プラント監視部１０ａは、データ入力装置５ａからプラントのプロセスデータや、プラントの操作データが入力され、データ入出力制御処理部２ａを介して、プラント監視処理部１ａで処理し、データ出力装置４ａを介して処理結果や制御指令を表示装置又はプラント機器に出力することで、プラントの運転・監視を実施している。

更新の際に必要となる第１プラント監視部１０ａのデータ読み出し処理部５０ａは、第１プラント監視部１０ａに予め組み込んでおくか、更新時に組み込むことにより、第２プラント監視部１０ｂに第１プラント監視部１０ａの処理データを伝達可能にする。

また、第２プラント監視部のデータ比較処理部４０とデータ編集処理部６０とデータ読み出し処理部５０ｂも更新の際に用いられるものであり、新設の第２プラント監視部に予め組み込まれている。

［作用］
本実施形態は、上記のように構成されたプラント監視装置によって、監視機能を維持しつつ、既設の第１プラント監視部１０ａから新設の第２プラント監視部へデータや処理機能の移行状況をチェックしながら段階的に移行をおこなうものである。

以下、更新作業における各構成要素の作用、機能を説明する。
（データ読み出し処理部５０ａ）
第１プラント監視部１０ａのデータ読み出し処理部５０ａの機能を図２により説明する。

データ読み出し処理部５０ａは、データ保存処理部３ａで保存されている計算結果（ＤＡＴＡ１）、プラント監視処理部１ａでの監視結果（ＤＡＴＡ２）、データ入力装置５からの計測値（ＩＮ１）、及び例えば制御弁の開閉操作等の操作情報（ＩＮ２）などを、これらのデータの構成を定義した読み出し情報テーブル７ａ（ＲＥＡＤＩＮＦ１）に基づき抽出し、第２プラント監視部１０ｂのデータ編集処理部６０に送る。第１プラント監視部１０ａは、この抽出処理による影響は何ら受けずに通常の監視機能を果たしている。

読み出し情報テーブル７ａ（ＲＥＡＤＩＮＦ１）は、読み出しの対象となる処理データが定義されており、例えば、計算結果（ＤＡＴＡ１）は、データの取り出し先が、データ保存処理部３ａの計算結果であることを示しており、この読み出し情報テーブル７ａ（ＲＥＡＤＩＮＦ１）を基に、データ保存処理部３ａから計算結果（ＤＡＴＡ１）を抽出する。

データ読み出し処理部５０ａは、読み出し情報テーブル７ａ（ＲＥＡＤＩＮＦ１）に基づきデータを周期的に読み出してもよいが、読み出し処理による処理の影響を少なくするため、例えば、計算結果（ＤＡＴＡ１）が作成、保存されたタイミングでデータを読み出すことが望ましい。

（データ編集処理部６０）
第２プラント監視部１０ｂのデータ編集処理部６０の機能を図３により説明する。
データ編集処理部６０は、データ読み出し処理部５０ａから送られてきたデータをチェックし、例えば、データが操作情報（ＩＮ２）の場合は、データ入出力制御処理部２ｂに渡す。

一方、データが操作情報（ＩＮ２）以外、例えば、計算結果（ＤＡＴＡ１）の場合は、データを後述するデータ比較処理部で新設の第２プラント監視部側のデータと比較可能となるように、所定の形式にデータを変更しデータ比較処理部４０に渡す。

（データ入出力制御処理部２ｂ）
第２プラント監視部１０ｂのデータ入出力制御処理部２ｂは、例えば、データ編集処理部６０からの送られたデータが操作情報（ＩＮ２）である場合は、通常のデータ入力装置部５ｂからの操作情報と同様に扱い、プラント監視処理部１ｂに渡す。

また、データ入出力制御処理部２ｂは、データ出力装置４ｂへの出力を出力許可禁止テーブル９ａに基づいて判断する。例えば、あるデータが出力禁止許可データ（ＣＮＴＤＡＴＡ）＝“禁止”の場合、データ出力装置４ｂへのデータ出力を遮断する。一方、出力禁止許可データ（ＣＮＴＤＡＴＡ）＝“許可”の場合、データ出力装置４ｂへのデータ出力を実行する。

これは、第１プラント監視部１０ａが運用中であるため、例えば、プラントの各種機器への制御指令等のデータを２重に出力することを避けるために必要である。この出力許可禁止情報は出力許可禁止テーブル９ａ（ＣＮＴＤＡＴＡ１）で設定される。

また、出力データの種別により出力ができるものと、できないものがある場合は、出力禁止情報テーブル８（ＩＮＨＩＮＦ）を作成し、例えば、制御指令、プロセス出力などデータ種別ごとに、出力を禁止するデータを予め設定し、出力禁止情報テーブル８（ＩＮＨＩＮＦ）に設定されたデータ種別のデータは出力しないようにしてもよい。

（データ保存処理部３ｂ、データ読み出し処理部５０ｂ）
第２プラント監視部１０ｂのデータ保存処理部３ｂは、プラント監視処理部１ｂの処理結果を記録・保存する。
データ読み出し処理部５０ｂは、読み出し情報テーブル７ｂ（ＲＥＡＤＩＮＦ２）に基づきデータを周期的に読み出してもよいが、読み出し処理による、処理への影響を少なくするため、例えば、データ保存処理部３ｂで計算結果（ＤＡＴＡ１０）が作成、保存されたタイミングでデータを読み出すことが望ましい。

（データ比較処理部４０）
第２プラント監視部１０ｂのデータ比較処理部４０の機能を図３〜図５により説明する。
データ比較処理部４０は、比較データとして、例えば、データ読み出し処理部５０ａ、データ編集処理部６０を介して入力される計算結果（ＤＡＴＡ１）と、データ保存処理部３ｂで保存している計算結果（ＤＡＴＡ１０）をデータ読み出し処理部５０ｂを介して入力し比較する。

データ比較処理部４０は、比較を周期的に実施してもよいが、全てのデータを比較する必要がない場合は、データ入力装置５ｂから、データ種別テーブル９ｃ（ＣＮＴＤＡＴＡ３）に基づいてデータ種別を入力することで、入力されたデータ種別の指定データのみを比較し、比較結果をデータ出力装置４ｂに出力するようにしてもよい。

図４に示すように、第１プラント監視部１０ａの読み出し情報テーブル７ａ（ＲＥＡＤＩＮＦ１）と、第２プラント監視部１０ｂの読み出し情報テーブル７ｂ（ＲＥＡＤＩＮＦ２）は、例えば３行目が計算結果に関する情報として、同一情報を同一番号、同一行としておき、比較対処データが同じ処理で取り出せるようにすることが好ましい。

図５において、例えば、第１プラント監視部１０ａからのＤＡＴＡ１の計算結果が帳票テーブルＣ１に、第２プラント監視部１０ｂからのＤＡＴＡ１０の計算結果が帳票テーブルＣ２に出力される場合、帳票テーブルＣ１の計算結果と、帳票テーブルＣ２に出力される計算結果が許容差テーブル９ｂ（ＣＮＴＤＡＴＡ２）で設定された値以内に入っているか否かを示す帳票テーブルＣ３を用意し、比較データ（Ｘ１）と比較値（Ｘ２）と、比較結果（Ｘ３）と、不一致のデータ（Ｘ４）が分かるように出力する。

許容差テーブル９ｂ（ＣＮＴＤＡＴＡ２）は、図３に示すように、データ入力装置５ｂから入力するような形で、外部から指定できるようにすると使いやすい。もちろん、帳票テーブルＣ３は、帳票の形でも良いが、表形式のデータで出力しても良く、不一致のデータ（Ｘ４）については、枠で囲ったり、特定の印をつけるなど、不一致が容易に識別できる方法であれば、見やすい形式を選択して出力すると良い。

この比較処理でデータの不一致が確認されときは、新設の第２プラント監視部の構成要素又は処理機能に何らかの不具合があることが予想されるから、該当部品又はソフトウェアの検証、修正をおこなう。

そして、この比較処理作業は、第１プラント監視部の処理タイミングに合わせて、各データ及び処理機能毎に段階的におこなわれ、最終的に全ての比較データが一致すれば、第２プラント監視部の処理機能が正常に動作することが確認されたことになるから、更新作業は終了し、プラントの監視機能を第２プラント監視部に移行する。また、移行後は、第１プラント監視部と各種プラント機器との接続は解除される。

また、第２プラント監視部が運用に供された後、所定期間後に第２プラント監視部を更新する必要が生じた場合は、その第２プラント監視部にデータ読み出し処理部を付設し、上述した更新手順と同様な手順で新設のプラント監視部に更新する。

（効果）
以上説明したように、本実施形態によれば、第１プラント監視部１０ａを運用しながら、段階的に各種データを第２プラント監視部１０ｂへ移行し第２プラント監視部１０ｂの処理機能を確認、検証することにより、確実でかつ高信頼性のプラント監視装置及び更新方法を実現することができる。これにより、運用中のプラント監視装置の更新に伴う停止期間を短くすることが可能となり、更新中に代替の監視装置などを用いる必要がなくなる。

１，１ａ，１ｂプラント監視処理部、２，２ａ，２ｂ…データ入出力制御処理部、３，３ａ，３ｂ…データ保存処理部、４，４ａ，４ｂ…データ出力装置、５，５ａ，５ｂ…データ入力装置、７ａ，７ｂ…読み出し情報テーブル、８…出力禁止情報テーブル、９ａ…出力許可禁止情報テーブル、９ｂ…許容差テーブル、９ｃ…データ種別テーブル、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…帳票テーブル、１０…プラント監視部、１０ａ…第１プラント監視部、１０ｂ第２プラント監視部、２０…プラント監視装置、４０…データ比較処理部、５０ａ，５０ｂ…データ読み出し処理部、６０…データ編集処理部。

Claims (5)

1. 第１データ入出力装置と第１データ入出力制御処理部と第１プラント監視処理部と第１データ保存処理部と第１データ読み出し処理部とを有する第１プラント監視部を、第２データ入出力装置と第２データ入出力制御処理部と第２プラント監視処理部と第２データ保存処理部とを有する第２プラント監視部に更新するプラント監視装置において、
   前記第２プラント監視部は、運用中の第１プラント監視部の前記第１データ読み出し処理部からのデータが入力されるとともに、プラント機器の操作情報に関するデータを前記第２データ入出力制御処理部に送り、前記操作情報に関するデータ以外のデータをデータ比較処理部に送るデータ編集処理部と、前記データ編集処理部から送られたデータと第２データ読み出し処理部から送られたデータとを第１プラント監視部の処理タイミングにあわせて比較するデータ比較処理部とを備え、
   前記データ比較処理部は前記データ編集処理部から送られたデータについて、順次第２データ読み出し処理部から送られたデータと比較処理をおこなうことを特徴とするプラント監視装置。
2. 前記データ比較処理部は、上記比較処理の結果を第２データ出力部に送信することを特徴とする請求項１記載のプラント監視装置。
3. 前記第２データ入出力制御処理部は、前記データ編集処理部から送られたデータについて出力許可又は出力禁止を判定し、出力許可の場合は第２データ出力装置に当該データを送ることを特徴とする請求項１又は２記載のプラント監視装置。
4. 第１データ入出力装置と第１データ入出力制御処理部と第１プラント監視処理部と第１データ保存処理部と第１データ読み出し処理部とを有する第１プラント監視部を、第２データ入出力装置と第２データ入出力制御処理部と第２プラント監視処理部と第２データ保存処理部とを有する第２プラント監視部に更新するプラント監視装置の更新方法において、
   運用中の第１プラント監視部の前記第１データ読み出し処理部からの前記第２プラント監視部に設けられたデータ編集処理部にデータを送る工程と、プラント機器の操作情報に関するデータを前記データ編集処理部から前記第２データ入出力制御処理部に送り、前記操作情報に関するデータ以外のデータをデータ比較処理部に送る工程と、前記データ比較処理部において前記データ編集処理部から送られたデータと前記第２プラント監視部に設けられた第２データ読み出し処理部から送られたデータとを第１プラント監視部の処理タイミングにあわせて順次比較処理して一致不一致を判定する工程とかならなることを特徴とするプラント監視装置の更新方法。
5. 前記データ編集処理部から第２データ入出力制御処理部に送られたデータについて出力許可又は出力禁止を判定し、出力許可の場合は第２データ出力装置に当該データを送る工程をさらに有することを特徴とする請求項４記載のプラント監視装置の更新方法。

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