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公開番号2025138314
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-25
出願番号2024037337
出願日2024-03-11
発明の名称安全性診断装置
出願人株式会社TMEIC
代理人弁理士法人iX
主分類G05B 9/02 20060101AFI20250917BHJP(制御;調整)
要約【課題】安全関連部のPLを正確に計算できる安全性診断装置を提供する。
【解決手段】実施形態は、動作履歴収集部と、パラメータ演算部と、PL判定部と、を備える。動作履歴収集部は、複数の安全機器の機器IDに、安全PLCと複数の安全機器との間の複数の信号の時系列データを関連付けて保存する。パラメータ演算部は、複数の安全機器のうち、PFHdもMTTFdも提供されない安全機器がある場合に、B_10Dの値および信号の時系列データにもとづいて、PFHdを算出して対応する機器IDに関連付ける。PL判定部は、複数の機器IDに対応する複数PFHdの値を加算して、PLの値を計算して出力する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
安全ＰＬＣに通信可能に接続された複数の安全機器を識別する複数の機器ＩＤに、前記安全ＰＬＣと前記複数の安全機器との間で逐次入出力された複数の信号、および、前記複数の信号を取得した複数の時刻をそれぞれ関連付けて、複数の時系列データとして保存する動作履歴収集部と、
前記複数の安全機器のうち、ＰＦＨｄの値が提供された第１安全機器がある場合には、提供されたＰＦＨｄの値に前記第１安全機器に対応する機器ＩＤを関連付け、
前記複数の安全機器のうち、ＰＦＨｄの値が提供されず、ＭＴＴＦｄの値が提供された第２安全機器がある場合には、提供されたＭＴＴＦｄの値にもとづいてＰＦＨｄの値を計算して、前記第２安全機器に対応する機器ＩＤを関連付け、
前記複数の安全機器のうち、ＰＦＨｄの値およびＭＴＴＦｄの値のいずれも提供されず、Ｂ
１０Ｄ
の値が提供された第３安全機器がある場合には、提供されたＢ
１０Ｄ
の値および前記複数の時系列データのうち、前記第３安全機器に対応する機器ＩＤに関連付けられた時系列データにもとづいて、ＭＴＴＦｄの値を計算し、計算されたＭＴＴＦｄの値にもとづいてＰＦＨｄの値を計算して前記第３安全機器に対応する機器ＩＤに関連付けるパラメータ演算部と、
前記複数の機器ＩＤに関連付けられた複数のＰＦＨｄの値の総和を計算して安全性の評価指標であるＰＬの値を算出するＰＬ判定部と、
を備えた安全性診断装置。
続きを表示（約 210 文字）【請求項２】
前記複数の機器ＩＤのそれぞれを１つ以上の安全グループに関連付けるグループ・パラメータ設定部をさらに備え、
前記ＰＬ判定部は、前記ＰＬの値を前記１つ以上の安全グループごとに算出する請求項１記載の安全性診断装置。
【請求項３】
前記ＰＬ判定部は、算出された前記ＰＬの値を評価するための評価基準をあらかじめ設定し、前記ＰＬの値とともに前記評価基準を出力する請求項１記載の安全性診断装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、産業用プラントの安全関連部における安全性に関する評価指標を計算して出力する安全性診断装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
システムの安全性には、ＩＥＣ規格やＩＳＯ規格にもとづいたリスクアセスメントおよび安全設計が求められる。産業用プラントの制御システムにおいても同様に、機能安全へのニーズに対応した機能安全システムの構築が重要である。
【０００３】
機能安全システムとは、“問題発生時に即座にシステム全体を安全な状態に移行、維持させる機能”を実装し、リスクの低減を達成できるシステムを指す。システムのリスク低減の度合いはＰＬ（Performance Level）という安全尺度で表される。この指標は、ＩＳＯ１３８４９－１（機械類の安全性－制御システムの安全関連部）で定義される。
【０００４】
産業用プラントの制御システムには、膨大な情報の高速処理、制御の高速応答化、高精度化が求められる。その制御システムは、電動機、ドライブ装置および油圧制御装置を含むレベル０、高速制御装置（シーケンサ）によるレベル１、プロセス制御計算機のレベル２などの異なる制御階層を常用ネットワークで接続する。
【０００５】
この制御システムの中でも、安全関連部のレベル１階層には安全ＰＬＣが用いられる。安全ＰＬＣとは、ＩＥＣ６１５０８（機能安全規格）などにもとづいて、第三者の安全認証を得たＰＬＣを指す。安全ＰＬＣは、汎用ＰＬＣが持つ機能に加えて、ハードウェアやアプリケーションの多重化、冗長化、安全診断機能等の安全機能を有する。この安全ＰＬＣにて構築される安全関連部のＰＬを定量的に評価することが、産業用プラントの安全性診断に必要となる。
【０００６】
安全ＰＬＣに関して、たとえば、特許文献１に開示された技術が知られている。特許文献１では、安全制御プログラム中で使用されている各デバイスを、安全にかかわるパラメータと合わせて管理テーブルに登録し、対象の安全制御プログラムが任意の安全規格に適合するかどうかを診断する。しかし、この技術においては、管理テーブルに登録する各デバイスのパラメータ値は各機器メーカーから提供されたもの、または推測した動作回数にもとづき計算されたものであり、実運用にもとづいたパラメータとなっていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１０－１９１９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
安全関連部を構成する各機器のパラメータであるＰＦＨｄ（Probability of dangerous Failure per Hour）またはＭＴＴＦｄ（Expection of the Mean Time To dangerous Failure、危険側故障に到達する平均時間の推定値）がメーカーから提供されない場合、それらは、各機器の動作回数や運転時間をもとに計算する必要がある。しかし、産業用プラントのような大規模システムにおいては、その正確な動作回数および頻度を把握することは困難である。
【０００９】
本発明の実施形態は、安全関連部のＰＬを正確に計算できる安全性診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施形態に係る安全性診断装置は、安全ＰＬＣに通信可能に接続された複数の安全機器を識別する複数の機器ＩＤに、前記安全ＰＬＣと前記複数の安全機器との間で逐次入出力された複数の信号、および、前記複数の信号を取得した複数の時刻をそれぞれ関連付けて、複数の時系列データとして保存する動作履歴収集部と、前記複数の安全機器のうち、ＰＦＨｄの値が提供された第１安全機器がある場合には、提供されたＰＦＨｄの値に前記第１安全機器に対応する機器ＩＤを関連付け、前記複数の安全機器のうち、ＰＦＨｄの値が提供されず、ＭＴＴＦｄの値が提供された第２安全機器がある場合には、提供されたＭＴＴＦｄの値にもとづいてＰＦＨｄの値を計算して、前記第２安全機器に対応する機器ＩＤを関連付け、前記複数の安全機器のうち、ＰＦＨｄの値およびＭＴＴＦｄの値のいずれも提供されず、Ｂ
１０Ｄ
の値が提供された第３安全機器がある場合には、提供されたＢ
１０Ｄ
の値および前記複数の時系列データのうち、前記第３安全機器に対応する機器ＩＤに関連付けられた時系列データにもとづいて、ＭＴＴＦｄの値を計算し、計算されたＭＴＴＦｄの値にもとづいてＰＦＨｄの値を計算して前記第３安全機器に対応する機器ＩＤに関連付けるパラメータ演算部と、前記複数の機器ＩＤに関連付けられた複数のＰＦＨｄの値の総和を計算して安全性の評価指標であるＰＬの値を算出するＰＬ判定部と、を備える。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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