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公開番号2025102806
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-08
出願番号2025040331,2023222846
出願日2025-03-13,2023-12-28
発明の名称機能ブロックタイプに基づいて決定されたデフォルトのアラーム設定ファイルを分散制御ノード(DCN)に伝送すること
出願人横河電機株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G05B 19/045 20060101AFI20250701BHJP(制御;調整)
要約【課題】プロセス自動化システムにおいてアラームを生成、更新、展開する際の様々な技術的課題を解決する。
【解決手段】特定のタイプの機能ブロックに基づいて決定されるデフォルトのアラーム設定ファイルを分散制御ノード(DCN)に伝送する。DCNが特定のタイプの機能ブロックを遂行していること、またはアラーム監視において特定のタイプの機能ブロックを利用しているという決定に基づいて、デフォルトのアラーム設定ファイルをDCNに伝送する。DCNに伝送されるデフォルトのアラーム設定ファイルは、インターフェースするヒューマンマシンインターフェース(HMI)を介して閲覧および編集可能にするために、ローカルに記憶することができる。ローカルに記憶されているデフォルトのアラーム設定ファイルに対してHMIを介して行われるローカル更新を、プロセス自動化ネットワークを介してアクセス可能なアラームデータベースに反映する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
1つまたは複数のプロセッサによって実装される方法であって、
プロセス自動化システムの分散制御ノード(DCN)が特定のタイプの機能ブロックを遂行しているかどうかを決定するステップと、
前記特定のタイプに基づいてデフォルトのアラーム設定ファイルを決定するステップと、
前記DCNが前記特定のタイプの前記機能ブロックを遂行しているとの決定に応答して、
前記プロセス自動化システムのネットワークを介して、前記DCNに、前記特定のタイプに基づいて決定された前記デフォルトのアラーム設定ファイルを伝送するステップと
を備え、
前記デフォルトのアラーム設定ファイルが、前記DCNを介してローカルに編集可能であり、編集されると、前記機能ブロックに基づいてアラーム監視を実装する際に前記DCNによって使用される、方法。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記DCNに前記特定のタイプの前記デフォルトのアラーム設定ファイルを伝送した後、
前記ネットワークを介して、および前記DCNから、
前記DCNによって遂行される前記機能ブロックの機能ブロック識別子と、
以前に伝送されたデフォルトのアラーム設定ファイルの編集したバージョンである、更新されたアラーム設定ファイルと
を含むアラーム設定更新を受信するステップと、
前記更新されたアラーム設定ファイル、および前記更新されたアラーム設定ファイルと前記機能ブロック識別子との関連付けをアラームデータベースに記憶するステップと
をさらに備える、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記更新されたアラーム設定ファイル、および前記更新されたアラーム設定ファイルと前記機能ブロック識別子との前記関連付けを前記アラームデータベースに記憶した後、
前記プロセス自動化システムの追加のDCNによって伝送されたアラーム設定要求を前記ネットワークを介して受信するステップであって、前記アラーム設定要求が、
前記機能ブロック識別子を含む、ステップと、
前記アラーム設定要求の受信に応答して、
前記アラームデータベースから、前記機能ブロック識別子に関連付けて記憶されている前記アラーム設定ファイルと、前記受信したアラーム設定要求に含まれている前記機能ブロック識別子とに基づいて、前記更新されたアラーム設定ファイルを取得するステップと、
前記プロセス自動化システムの前記ネットワークを介して、前記更新されたアラーム設定ファイルを前記追加のDCNに伝送するステップであって、
前記更新されたアラーム設定ファイルを伝送するステップにより、前記追加のDCNが、前記更新されたアラーム設定ファイルに準拠したアラーム監視を実装する、ステップと
をさらに備える、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記追加のDCNが、前記プロセス自動化システムにおける前記DCNに代わる、新たにコミッショニングされたDCNである、請求項3に記載の方法。
【請求項５】
前記追加のDCNが、前記アラーム設定要求時に前記機能ブロックを遂行している、以前にコミッショニングされたDCNであり、前記DCNが前記アラーム設定要求時に前記機能ブロックを遂行しなくなる、請求項3に記載の方法。
【請求項６】
前記DCNが前記特定のタイプの前記機能ブロックを遂行していると決定するステップが、
前記DCNによって伝送され、前記機能ブロックの機能ブロック識別子を含むアラーム設定要求を前記ネットワークを介して受信するステップと、
前記アラーム設定要求に含まれる前記機能ブロック識別子に基づいて、前記DCNが前記特定のタイプの前記機能ブロックを遂行していることを決定するステップと
を備える、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記アラーム設定要求に含まれる前記機能ブロック識別子に基づいて、前記DCNが前記特定のタイプの前記機能ブロックを遂行していることを決定するステップが、
前記機能ブロック識別子が前記特定のタイプにマッピングされる1つまたは複数の文字を含むことに基づいて、前記特定のタイプを決定するステップを備える、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記アラーム設定要求の受信に応答して、
アラームデータベース内に前記機能ブロック識別子に関連付けて記憶されている特定のアラーム設定ファイルがあるかどうかを決定するステップをさらに備え、
前記デフォルトのアラーム設定ファイルを前記DCNに伝送するステップが、前記機能ブロック識別子に関連付けて記憶された特定のアラーム設定ファイルが存在しないとの決定にさらに応答する、請求項6に記載の方法。
【請求項９】
前記デフォルトのアラーム設定ファイルが、アラーム監視を実装する際に監視される1つまたは複数の条件を定義し、前記1つまたは複数の条件ごとに、対応するデフォルト値を含むか、値を含まない、請求項1に記載の方法。
【請求項１０】
前記DCNによって遂行される前記機能ブロックを識別するステップをさらに備え、
前記デフォルトのアラーム設定ファイルを決定するステップが、前記特定のタイプの汎用アラーム設定ファイルを修正して、前記DCNによって遂行される前記機能ブロックの1つまたは複数のプロセス変数を含めるステップを備える、請求項9に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【背景技術】
【０００１】
アラームは、潜在的な異常を検出し、潜在的な異常の検出に応じてアクションを実行させるために、プロセス自動化システムにおいて利用される。潜在的な異常は、プロセス自動化システムに関するもの、および/またはプロセス自動化システムが導入されているプロセス自動化プロセスに関するものである可能性がある。アラームに対するアクションは、たとえば、オペレータによって監視されているインターフェースにおいて対応する通知を表示させること、および/または自動的に修復を実行させること(たとえば、自動的に停止または調整される自動化プロセスまたはサブプロセス)を含むことができる。例として、アラームは、プロセス自動化システムのセンサからのセンサ読取り値を監視し、センサ読取り値が高い値(および/または、高-高値(high-high value))を超えている場合、および/または低い値(および/または低-低値)を下回っている場合に、対応する通知を表示させるように構成することができる。
続きを表示（約 4,900 文字）【０００２】
いくつかのプロセス自動化システムでは、プロセス自動化システムのプロセス自動化制御ノードのハードウェアおよび/またはソフトウェアはすべて、単一のエンティティ(たとえば、単一の会社)によって供給および/または管理され得る。これにより、単一のエンティティは、対応するプロセス自動化制御ノードに関連付けられるアラームを作成および管理するために独自の技法を利用することができるようになる。
【０００３】
しかしながら、他のプロセス自動化システムは、複数のエンティティによって供給および/または管理される、ならびに/あるいは分散方式で展開される異種ハードウェアおよび/または異種ソフトウェアを含む。たとえば、プロセス自動化システムは、第1のエンティティによって供給および/または管理されるいくつかのプロセス自動化制御ノード、第2のエンティティによって供給および/または管理される他のプロセス自動化制御ノードなどを含むことができる。各プロセス自動化制御ノードは、プロセス自動化制御ノードによって実行される制御を定義する異なる機能ブロックを含む、異なるハードウェアおよび/またはソフトウェア仕様を有することができる。
【０００４】
プロセス自動化制御ノードは、ハードウェア(たとえば、プロセッサ、メモリ、ネットワークインターフェース、入力および/または出力ポート、ならびに/あるいは他のハードウェア)を含む分散制御ノード(DCN)、ならびに少なくともいくつかのハードウェアによって遂行されるソフトウェア(たとえば、機能ブロック)を含むことができる。たとえば、ソフトウェアはDCNのメモリに含めることができ、DCNのプロセッサによって遂行することができる。DCNのソフトウェアは、たとえば、遂行中にDCNの入力ポートからのデータおよび/または他のDCNからのデータを利用することができ、ならびに/あるいは出力ポートおよび/またはネットワークインターフェースを介して提供する(たとえば、プロセス自動化システムのプロセス自動化ネットワークを介して1つまたは複数のエンドポイントに伝送する)ための出力を生成することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
分散型および/または異種ハードウェアおよび/またはソフトウェアを含むプロセス自動化システムにおいてプロセス自動化アラームを生成、更新、および/または展開する際には、様々な技術的課題が存在する。たとえば、プロセス自動化アラームは、アラームエンジンによる、特定の機能ブロックの入力変数、出力変数、および/または内部変数などの、特定の機能ブロックのプロセス変数の監視が必要になる場合がある。アラームエンジンによるそれらのプロセス変数の監視を可能にするためには、プロセス変数を生成する、および/またはプロセス変数へのアクセスを有効にするDCNが、アラームエンジンにアクセスできる必要がある。さらに、アラームエンジンは、対応するアラーム条件の発生を監視し、それに応じて対応するアクションを発生させる際に、適切なアラーム設定ファイルにアクセスして利用する必要がある。アラーム設定ファイルは対応するプロセス変数の条件を定義することができ、条件が満たされると、アラームエンジンに、対応するアクションを開始させる。さらに、アクションが、アラームビューアにおける対応する出力のレンダリング(たとえば、視覚的および/または可聴レンダリング)の開始を含む場合、アラームエンジンとアラームビューアとの間の接続指向の接続の確立が必要または望ましい場合がある。
【０００６】
しかしながら、プロセス自動化システムの分散型および/または異質な性質により、上記または本明細書の他の箇所で言及した要望および/または要件のうちの1つまたは複数を達成することは、面倒であり、および/またはエラーが発生しやすい可能性がある。一例として、アラーム設定ファイルが特定のDCNにローカルに記憶され、特定のDCN上の特定の機能ブロックのプロセス変数を監視する(たとえば、特定の機能ブロックの遂行中にそれらの変数の値を監視する)際に、特定のDCNのローカルアラームエンジンによって利用されていると仮定する。さらに、アラーム設定ファイルは、特定のDCNに事前にロードされる(プロセス自動化システムにおけるDCNのコミッショニングの前に)ことに基づいて、またはコミッショニング中にDCNに結合されるヒューマンマシンインターフェース(HMI)によって完全に手動で設定されることに基づいて、特定のDCNによってローカルに記憶され、利用されると仮定する。特定のDCNが新しいDCNに置き換えられ、同じ機能ブロックが遂行される場合、新しいDCNにアラーム設定ファイルを手動で事前にロードするか、HMIを介して新しいDCNを手動で設定することが必要になる場合がある。同様に、特定の機能ブロックおよび/またはアラームエンジンが特定のDCNから削除され、代替DCNに新たに実装された場合、代替DCNへのアラーム設定ファイルの手動再割当てが必要になる場合がある。手動再割当ては面倒でコンピューティングリソースの使用が必要であることに加え、手動再割当てでエラーが発生すると、対応するアラームが実際にアクティブではなくなったり、(たとえば、違った値が定義されているため)正確ではなくなったりする可能性がある。その結果、アラームの条件の発生を監視できなくなり、対応するアクションが実行されなくなり、プロセス自動化設定に危険な状態または他の悪影響が生じる可能性がある。
【０００７】
DCNにおいてプロセス自動化アラームをローカルに設定できるようにしたい場合、これらおよび/または他の課題がさらに悪化する可能性がある。たとえば、プロセス自動化設備における従業員または請負業者が、DCNと直接インターフェースするヒューマンマシンインターフェース(HMI)とのユーザ対話を通じて、機能ブロックのプロセス自動化アラームを設定できるようにしたいという要望がある場合がある。HMIは、DCNとのワイヤードまたはワイヤレス接続を介して、および任意で、HMIへの入力を介して認証(たとえば、ユーザ名および/またはパスワードを使用して)が実行された後に、DCNと直接インターフェースすることができる。たとえば、プロセス自動化アラームの条件を定義する値をローカルに指定したり、プロセス自動化アラームの他のパラメータの値(たとえば、アラーム感度値、アラームメッセージの内容、および/または他のパラメータの値)をローカルに指定したりすることが望まれる場合がある。しかしながら、所与のDCNとの対話を介して行われたローカル適応は、所与のDCNを置き換える新しいDCNにおいて、および/または機能ブロックが所与のDCNから削除されて代替DCNに実装された場合、反映されない場合がある。さらに、それらのローカル仕様は、システムのすべてのアラームの閲覧および/または編集を可能にする非ローカルアラーム設定GUIによって使用され得る中央データベースに反映されない場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書で開示される実装形態は、デフォルトのアラーム設定ファイルをDCNに自動的に展開することによって、これらおよび他の課題に対処する。これらの実装形態では、デフォルトのアラーム設定ファイルをDCNに自動的に展開する際に、DCNによって遂行される、および/またはアラーム監視の際にDCNのローカルアラームエンジンによって利用される機能ブロックの機能ブロックタイプに基づいて、デフォルトのアラーム設定ファイルを決定する。たとえば、「AO」機能ブロックタイプの場合、デフォルトのアラーム設定ファイルは、「エラー」、「レベル」、「変化率」、および「逸脱」アラームタイプのファイルを含むことができるが、たとえば「離散」、「アンサーバック不一致」および/または「アンサーバックエラー」アラームタイプは省略される。別の例として、「DI」機能ブロックタイプの場合、デフォルトのアラーム設定ファイルは、「エラー」および「離散状態」アラームタイプのファイルを含むことができるが、たとえば「変化率」、「レベル」、「逸脱」「アンサーバック不一致」、および/または「アンサーバックエラー」アラームタイプは省略される。
【０００９】
上で参照したように、DCNに展開されるデフォルトのアラーム設定ファイルは、DCNがデフォルトのアラーム設定ファイルに対応する特定のタイプの機能ブロックを遂行するという決定、および/または、DCNが特定のタイプの機能ブロックに基づいてアラーム監視を実装するとの決定に応答して、DCNに展開することができる。たとえば、DCNは、プロセス自動化ネットワークを介してアラーム設定サービスに、DCNによって遂行される、および/またはDCNによるアラーム監視の際に利用される機能ブロックの機能ブロック識別子を含むアラーム設定要求を伝送することができる。アラーム設定サービスは、アラーム設定要求の機能ブロック識別子に基づいて機能ブロックタイプを決定することができる。さらに、要求に応じて、アラーム設定サービスは、それらの機能ブロックタイプのデフォルトのアラーム設定ファイルをDCNに伝送することができる。
【００１０】
一例として、所与の機能ブロックは、「FT101.PV」という機能ブロック識別子を有することができる。機能ブロック識別子「FT101.PV」は、所与の機能ブロックを作成する際に、所与の機能ブロックのプログラマによって生成することもでき、自動的に作成することもでき、プロセス自動化システムの他のすべての機能ブロックの他のすべての機能ブロック識別子に対して一意になるように作成または生成することもできる。さらに、機能ブロック識別子の一部は、機能ブロックのタイプを示すことができ、標準化されたタイプ指定スキームに準拠することができる。たとえば、「FT101.PV」における「PV」は、機能ブロックが「プロセス変数」タイプであることを示すことができる。また、たとえば、「.AI」は「アナログ入力」タイプの機能ブロックを示すことができ、「.AO」は「アナログ出力」タイプの機能ブロックを示すことができ、および/または「.PID」は「比例-積分-微分」タイプの機能ブロックを示すことができる。それらまたは他の実装形態の一部では、機能ブロック識別子の少なくとも一部は、標準化された指定スキームに準拠していない可能性があるが、意味論的に意味があり、かつ/またはプロセス自動化システムを実装するプログラマおよび/またはエンティティの非標準化された指定スキームに準拠している可能性がある。「FT101.PV」における「FT101」は、機能ブロック識別子のそのような一部の例である。たとえば、プロセス自動化システムでは、「.PV」で終わる複数の機能ブロック識別子が存在する場合がある。しかしながら、それらのうちの1つだけが「.PV」の前に「FT101」を含み、さらにそれらのすべては、「.PV」の前に相互に関連した一意の文字を含む。したがって、様々な実装形態では、アラーム設定サービスは、DCNからのアラーム設定要求に含まれる機能ブロック識別子の処理を通じて、DCNによって実装される機能ブロックタイプを決定することができる。たとえば、アラーム設定サービスは、DCNからのアラーム設定要求に含まれる機能ブロック識別子の接尾辞(たとえば、「.」に続く部分)に基づいて、DCNによって利用される機能ブロックタイプを決定することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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