JP2009294918A - Plant control system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、シミュレーション機能と異常判定処理機能とを備えたプラント制御システムに関するものである。 The present invention relates to a plant control system having a simulation function and an abnormality determination processing function.
従来では、プラント機器のシミュレーションを行う場合、制御装置とは別に、プロセス信号のシミュレーションロジックを作成し、制御プロセスのシミュレーションを実現していた(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, when performing simulation of plant equipment, a simulation logic of a process signal is created separately from the control device to realize a simulation of the control process (see, for example, Patent Document 1).
プラント制御システムにおいて機能改善及び機能確認を行うには、シーケンスロジックの改善を伴う場合が多い。システム改造後の機能確認では、実I/Oがプロセスと接続された状態であるため、実際に現場で動作している環境でのシミュレーションが困難であった。このため、機能確認を行うには、実プロセスと接続されていない復元環境を準備し、動作機器のシミュレーションソフトを組み込んだ上で、シーケンスロジックを動作させて確認する必要があった。しかし、改造の大小に関わらず、システム全体の復元設備を準備するのは非常に困難である。
また、最近では、パソコン内に制御システムを構築して試験を行うことができるシミュレータも使用されているが、パソコン上の改造対象に適合したシステム構築は、復元する制御機器の台数制限があり、パフォーマンス的にも困難が伴うといった問題もあった。
In order to improve the function and confirm the function in the plant control system, the sequence logic is often improved. In the function confirmation after system remodeling, since the actual I / O is connected to the process, it is difficult to perform simulation in an environment that is actually operating in the field. For this reason, in order to confirm the function, it is necessary to prepare a restoration environment not connected to the actual process, incorporate simulation software of the operating device, and operate the sequence logic to confirm. However, it is very difficult to prepare a restoration facility for the entire system regardless of the size of the modification.
Recently, a simulator that can build a control system in a personal computer and conduct tests can be used. However, system construction suitable for the modification on the personal computer has a limit on the number of control devices to be restored. There was also a problem that the performance was difficult.
その他、シーケンス動作をシミュレーション環境で確認する場合、動作対象機器に対しては注意して動作確認を行うものの、対象機器以外は動作していないと判断する場合が殆どであり、実プラントで動作させた時にシーケンスソフトロジックのミスに初めて気付くことも多かった。 In addition, when checking the sequence operation in the simulation environment, the operation target device is checked carefully, but it is almost always determined that the device other than the target device is not operating. I often noticed mistakes in sequence software logic for the first time.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、実I/O信号がプロセスに接続された状態で、シーケンスロジックのあるコントローラだけで任意にシミュレーションを行うことができ、更に、シミュレーションの段階で、動作対象とする機器以外の機器の動作を確認することができるプラント制御システムを提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to arbitrarily perform a simulation only with a controller having sequence logic in a state where an actual I / O signal is connected to a process. Furthermore, it is to provide a plant control system capable of confirming the operation of equipment other than the equipment to be operated at the stage of simulation.
この発明に係るプラント制御システムは、シーケンスロジック部と、シーケンスロジック部から動作させる機器のパターン情報が登録された動作機器パターン設定情報部と、シーケンスロジック部からの出力信号及び動作機器パターン設定情報部からのパターン情報を比較し、パターン情報に登録の無い機器に対する信号が、シーケンスロジック部から出力された場合に、異常有りを判定する出力信号異常判定処理部と、動作機器に対してシミュレーションを行うための条件が設定されたシミュレーション設定部と、シミュレーション信号が入力された場合に、そのシミュレーション信号に対する該当動作機器のシミュレーションのアンサ信号を生成するシミュレーションアンサ生成部と、出力信号異常判定処理部によって異常無しが判定されたシーケンスロジック部からの出力信号を、シミュレーション設定部に設定された条件に基づいて、制御プロセスに送信する信号とシミュレーションアンサ生成部に送信するシミュレーション信号とに切り替える信号切替部と、シーケンスロジック部に対して送信する信号を、シミュレーション設定部に設定された条件に基づいて、制御プロセスから入力されるアンサ信号とシミュレーションアンサ生成部から入力されるアンサ信号とから選択するアンサ信号合成部と、を備えたものである。 The plant control system according to the present invention includes a sequence logic unit, an operating device pattern setting information unit in which pattern information of devices to be operated from the sequence logic unit is registered, an output signal from the sequence logic unit, and an operating device pattern setting information unit. When the signal for the device that is not registered in the pattern information is output from the sequence logic unit, the output signal abnormality determination processing unit that determines the presence of abnormality and the operating device are simulated. If a simulation signal is input, a simulation answer generation unit that generates an answer signal for simulation of the corresponding operating device for the simulation signal, and an output signal abnormality determination processing unit None is judged A signal switching unit that switches an output signal from the sequence logic unit to a signal to be transmitted to the control process and a simulation signal to be transmitted to the simulation answer generation unit based on the conditions set in the simulation setting unit; An answer signal synthesizing unit that selects an answer signal input from the control process and an answer signal input from the simulation answer generating unit based on conditions set in the simulation setting unit. It is a thing.
この発明によれば、実I/O信号がプロセスに接続された状態で、シーケンスロジックのあるコントローラだけで任意にシミュレーションを行うことができ、更に、シミュレーションの段階で、動作対象とする機器以外の機器の動作を確認することができるようになる。 According to the present invention, simulation can be arbitrarily performed only with a controller having sequence logic in a state where the real I / O signal is connected to the process. The operation of the device can be confirmed.
この発明をより詳細に説明するため、添付の図面に従ってこれを説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 In order to explain the present invention in more detail, it will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1におけるプラント制御システムを示す構成図である。図1において、プラント制御システムには、シーケンスロジック部1、動作機器パターン設定情報部2、出力信号異常判定処理部3、信号切替部4、異常信号生成部5、制御プロセス6、シミュレーションアンサ生成部7、シミュレーション設定部8、アンサ信号合成部9が備えられている。
動作機器パターン設定情報部2には、シーケンスロジック部1から動作させる機器のパターン情報が、予め登録されている。なお、上記パターン情報は、例えば、シーケンス単位で管理される。
1 is a configuration diagram showing a plant control system in
In the operating device pattern setting
出力信号異常判定処理部3は、シーケンスロジック部1からの出力信号と動作機器パターン設定情報部2からのパターン情報とを比較することにより、シーケンスロジック部1から出力された信号の異常の有無を判定する機能を有する。具体的に、出力信号異常判定処理部3は、上記比較を行うことにより、上記パターン情報に登録の無い機器の出力信号がオンしたことを検出した場合、即ち、上記パターン情報に登録の無い機器に対する信号がシーケンスロジック部1から出力された場合に、異常有りを判定する。この異常判定の仕組みとしては、例えば、シーケンスロジック部1から出力される全ての機器出力信号と、動作させても良い機器の登録番号とを同じ並び順でメモリ上に集約して整列させるとともに、それら2つのメモリ状態を論理演算し、その演算結果から、シーケンスロジック部1から本来出力すべき信号以外の信号が出力されたか否かを判定する。
The output signal abnormality determination processing unit 3 compares the output signal from the
出力信号異常判定処理部3によって異常有りが判定されると、出力信号異常判定処理部3は、信号切替部4への信号の出力は行わず、異常信号生成部5に対する信号出力のみを行う。
また、異常信号生成部5では、出力信号異常判定処理部3から異常判定信号(異常有りの信号)が入力された場合は、制御プロセス6に対する出力を行うことなく、異常信号をシーケンスロジック部1に対して出力し、シーケンスロジック部1に異常を通報する。
When the output signal abnormality determination processing unit 3 determines that there is an abnormality, the output signal abnormality determination processing unit 3 does not output a signal to the signal switching unit 4 but only outputs a signal to the abnormality
Further, in the abnormal
また、出力信号異常判定処理部3は、上記比較によって異常無しが判定された場合、即ち上記パターン情報に登録のある機器に対する信号がシーケンスロジック部1から出力された場合は、上記シーケンスロジック部1からの入力信号を信号切替部4に対して出力する。
Further, the output signal abnormality determination processing unit 3 determines that the abnormality is not present by the comparison, that is, when the signal for the device registered in the pattern information is output from the
信号切替部4は、出力信号異常判定処理部3からの入力信号(異常無しが判定されたシーケンスロジック部1からの信号)を、制御プロセス6に対して送信する信号とシミュレーションアンサ生成部7に対して送信するシミュレーション信号とに切り替える機能を有する。ここで、信号切替部4による上記切り替えは、シミュレーション設定部8に設定された所定の条件に基づいて行われる。即ち、上記シミュレーション設定部8には、動作機器に対してシミュレーションを行うための所定の条件が予め設定されている。そして、信号切替部4は、シミュレーション設定部8から入力される切替信号に基づいて、現在の状態が制御プロセス6の実I/O機能かシミュレーション機能かを判断し、実I/O設定であれば制御プロセス6への信号出力を、また、シミュレーション設定であればシミュレーションアンサ生成部7への信号出力を行う。
The signal switching unit 4 sends an input signal from the output signal abnormality determination processing unit 3 (a signal from the
上記シミュレーションアンサ生成部7は、シミュレーション信号が入力された場合に、そのシミュレーション信号に対する該当動作機器のシミュレーションアンサ信号を生成する機能を有する。即ち、シミュレーションアンサ生成部7は、信号切替部4からシミュレーション信号が入力されることにより、そのシミュレーション信号を実際の機器の動作を想定した信号に変換する。例えば、バルブの開アンサ・閉アンサであれば、バルブ動作時間を考慮して指定時間分だけ信号のオン・オフを遅らせる処理を行い、アンサ信号として出力する。 The simulation answer generation unit 7 has a function of generating a simulation answer signal of a corresponding operation device for the simulation signal when the simulation signal is input. That is, when the simulation signal is input from the signal switching unit 4, the simulation answer generation unit 7 converts the simulation signal into a signal that assumes the actual operation of the device. For example, in the case of a valve open answer / close answer, a process for delaying on / off of the signal by a specified time is performed in consideration of the valve operation time, and the answer signal is output.
上記アンサ信号合成部9は、入力される複数の信号を切り替えて、適切な信号をシーケンスロジック部1に送信する機能を有する。具体的に、アンサ信号合成部9には、制御プロセス6からの実アンサ信号と、シミュレーションアンサ生成部7からのシミュレーションアンサ信号とが入力される。そして、アンサ信号合成部9は、入力される上記2種類のアンサ信号から最適な一方を選択し、シーケンスロジック部1に対して送信する。なお、故障信号についても上記アンサ信号と同様である。また、アンサ信号合成部9による上記アンサ信号の選択(切り替え)は、シミュレーション設定部8に設定された所定の条件に基づいて行われる。
The answer signal synthesis unit 9 has a function of switching a plurality of input signals and transmitting an appropriate signal to the
即ち、アンサ信号合成部9は、シミュレーション設定部8から入力される切替信号に基づいて、現在の状態が制御プロセス6の実I/O機能かシミュレーション機能かを判断し、実I/O設定であれば制御プロセス6からの実アンサ信号を、また、シミュレーション設定であればシミュレーションアンサ生成部7からのシミュレーションアンサ信号を、シーケンスロジック部1に対して送信する。
That is, the answer signal synthesis unit 9 determines whether the current state is the actual I / O function or the simulation function of the control process 6 based on the switching signal input from the
この発明の実施の形態1によれば、実I/O信号がプロセスに接続された状態で、シーケンスロジック部1のあるコントローラだけで任意にシミュレーションを行うことができ、更に、シミュレーションの段階で、動作対象とする機器以外の機器の動作を確認することができるようになる。
According to the first embodiment of the present invention, simulation can be arbitrarily performed only with a controller having the
即ち、シミュレーション設定部8からの切替信号によって信号切替部4の信号出力先を切り替えることにより、ソフト修正を行うことなく、制御プロセス6と入出力信号とを切り離した状態を作ることができ、シーケンスロジック部1の機能検証が実現できる。このため、実プラントが稼動状態であっても、機能検証を実施したい時にシミュレーションに切り替えることができ、復元マシンを用意することや、シミュレーションソフトを実シーケンスロジックに組み込むことなく、検証が可能となる。
That is, by switching the signal output destination of the signal switching unit 4 by the switching signal from the
例えば、平日はプラントでの通常製造を行っていて、週末しか機能確認ができないような場合でも、シミュレーションへの切り替えを行うことにより、プラントでの通常製造と同じ環境において、実際のプロセスの機器を動作させずに機能確認を行うことができる。更に、機器動作においては、操作信号とそのアンサ信号(弁なら開アンサ、閉アンサ、故障信号等)の関係が明確であるため、改造内容によるシミュレーションアンサ生成部7の追加、加工が容易になるといった利点もある。 For example, even if normal production at a plant is performed on weekdays and the function can only be confirmed on weekends, switching to simulation enables the actual process equipment to be used in the same environment as normal production at the plant. Function check can be performed without operating. Furthermore, since the relationship between the operation signal and its answer signal (open answer, closed answer, failure signal, etc. for a valve) is clear in the operation of the device, it is easy to add and process the simulation answer generator 7 according to the modification contents. There are also advantages.
また、動作機器パターン設定情報部2に予め登録しておいた動作機器の情報と、実際のシーケンスロジック部1から出力される機器への出力信号とが出力信号異常判定処理部3において比較され、動作対象機器以外の信号がオンしていないかの判定が行われる。このため、シミュレーション動作中にシーケンスロジックのミス等が原因で動作対象以外の機器への出力が行われた場合でも、実プラントで稼動させる前に、シミュレーションの段階で異常に気付くことができ、トラブルを未然に防ぐことができるようになる。
Further, the information on the operating device registered in advance in the operating device pattern
1 シーケンスロジック部
2 動作機器パターン設定情報部
3 出力信号異常判定処理部
4 信号切替部
5 異常信号生成部
6 制御プロセス
7 シミュレーションアンサ生成部
8 シミュレーション設定部
9 アンサ信号合成部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記シーケンスロジック部から動作させる機器のパターン情報が登録された動作機器パターン設定情報部と、
前記シーケンスロジック部からの出力信号及び前記動作機器パターン設定情報部からの前記パターン情報を比較し、前記パターン情報に登録の無い機器に対する信号が、前記シーケンスロジック部から出力された場合に、異常有りを判定する出力信号異常判定処理部と、
動作機器に対してシミュレーションを行うための条件が設定されたシミュレーション設定部と、
シミュレーション信号が入力された場合に、そのシミュレーション信号に対する該当動作機器のシミュレーションのアンサ信号を生成するシミュレーションアンサ生成部と、
前記出力信号異常判定処理部によって異常無しが判定された前記シーケンスロジック部からの出力信号を、前記シミュレーション設定部に設定された条件に基づいて、前記制御プロセスに送信する信号と前記シミュレーションアンサ生成部に送信するシミュレーション信号とに切り替える信号切替部と、
前記シーケンスロジック部に対して送信する信号を、前記シミュレーション設定部に設定された条件に基づいて、前記制御プロセスから入力されるアンサ信号と前記シミュレーションアンサ生成部から入力されるアンサ信号とから選択するアンサ信号合成部と、
を備えたことを特徴とするプラント制御システム。 Sequence logic part,
An operation device pattern setting information portion in which pattern information of devices to be operated from the sequence logic portion is registered;
The output signal from the sequence logic unit and the pattern information from the operating device pattern setting information unit are compared. If a signal for a device not registered in the pattern information is output from the sequence logic unit, there is an abnormality. An output signal abnormality determination processing unit for determining
A simulation setting unit in which conditions for performing simulation on the operating device are set;
When a simulation signal is input, a simulation answer generation unit that generates an answer signal for simulation of the corresponding operation device for the simulation signal;
A signal for transmitting an output signal from the sequence logic unit determined to have no abnormality by the output signal abnormality determination processing unit to the control process based on a condition set in the simulation setting unit and the simulation answer generating unit A signal switching unit for switching to a simulation signal to be transmitted to
A signal to be transmitted to the sequence logic unit is selected from an answer signal input from the control process and an answer signal input from the simulation answer generation unit based on conditions set in the simulation setting unit An answer signal synthesizer;
A plant control system comprising:
を更に備えたことを特徴とする請求項1に記載のプラント制御システム。 An abnormality signal generation unit that outputs an abnormal signal to the sequence logic unit without performing output to the control process when the output signal abnormality determination processing unit determines that there is an abnormality,
The plant control system according to claim 1, further comprising:
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- 2008-06-05 JP JP2008148187A patent/JP2009294918A/en active Pending
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