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公開番号2025003732
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2024190490,2021029627
出願日2024-10-30,2021-02-26
発明の名称プラント計装制御システムおよびプラント計装制御システムのプログラムの書換え方法
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人ぱるも特許事務所
主分類G05B 9/03 20060101AFI20241226BHJP(制御;調整)
要約【課題】未検証の更新版プログラムが実稼働することがないプラント計装制御システムおよびプラント計装制御システムのプログラムの書換え方法を提供する。
【解決手段】制御系の制御装置10Aの実行領域および待機系の制御装置10Bの実行領域においてそれぞれ、被制御装置を制御するプログラムが動作している際に、待機系の制御装置10Bの非実行領域のプログラムを更新版プログラムに書換え、エンジニアリングツール30のオペレータから更新版プログラムに問題がないという指示入力を受けて、待機系の制御装置10Bの実行領域と非実行領域とを入れ替えた後、制御系の制御装置10Aを待機系の制御装置とし、待機系の制御装置10Bを制御系の制御装置とする制待切替えを行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
被制御装置を制御する制御系の制御装置と、前記制御系の制御装置のバックアップ装置としての待機系の制御装置とが二重化された二重化制御装置と、
前記二重化制御装置への入出力を行う入出力装置と、
前記二重化制御装置の２つの前記制御装置のプログラムの編集および２つの前記制御装置が使用するデータのエンジニアリングを行うエンジニアリングツールとを備え、
それぞれの前記制御装置は、前記制御装置のプログラムを格納する第一プログラムメモリ領域および前記制御装置の前記プログラムを格納する第二プログラムメモリ領域であって、前記第一プログラムメモリ領域および前記第二プログラムメモリ領域の一方が前記被制御装置の制御を行う実行領域であるとき、他方は前記被制御装置の制御を行わない非実行領域であり、前記実行領域と前記非実行領域は入れ替え可能である前記第一プログラムメモリ領域および前記第二プログラムメモリ領域と、
前記入出力装置からの入力データを読み込んで前記実行領域上および前記非実行領域上の前記プログラムを実行する演算処理部とを備え、
前記制御系の制御装置の前記実行領域および前記待機系の制御装置の前記実行領域においてそれぞれ、前記被制御装置を制御する前記プログラムが動作している際に、
前記待機系の制御装置の前記非実行領域の前記プログラムを更新版プログラムに書換え、
前記エンジニアリングツールのオペレータから前記更新版プログラムに問題がないという指示入力を受けて、前記待機系の制御装置の前記実行領域と前記非実行領域とを入れ替えた後、前記制御系の制御装置を待機系の制御装置とし、前記待機系の制御装置を制御系の制御装置とする制待切替えを行うプラント計装制御システム。
続きを表示（約 2,600 文字）【請求項２】
それぞれの前記制御装置は、前記実行領域の内容を前記非実行領域の内容で同値化する同値化処理部を備え、
前記待機系の制御装置の前記実行領域と前記非実行領域とを入れ替えた後に、前記待機系の制御装置の前記同値化処理部が前記待機系の制御装置の前記実行領域の内容を前記非実行領域の内容で同値化し、
前記制待切替えにより現在の待機系となった前記制御装置の前記非実行領域に前記更新版プログラムを書き込んだ後、前記現在の待機系となった前記制御装置の前記同値化処理部が、前記現在の待機系となった前記制御装置の前記実行領域の内容を前記非実行領域の内容で同値化する請求項１に記載のプラント計装制御システム。
【請求項３】
被制御装置を制御する制御系の制御装置と、前記制御系の制御装置のバックアップ装置としての待機系の制御装置とが二重化された二重化制御装置と、
前記二重化制御装置への入出力を行う入出力装置と、
前記二重化制御装置の２つの前記制御装置のプログラムの編集および前記制御装置が使用するデータのエンジニアリングを行うエンジニアリングツールとを備え、
それぞれの前記制御装置は、前記制御装置のプログラムを格納する第一プログラムメモリ領域および前記制御装置の前記プログラムを格納する第二プログラムメモリ領域であって、前記第一プログラムメモリ領域および前記第二プログラムメモリ領域の一方が前記被制御装置の制御を行う実行領域であるとき、他方は前記被制御装置の制御を行わない非実行領域であり、前記実行領域と前記非実行領域は入れ替え可能である前記第一プログラムメモリ領域および前記第二プログラムメモリ領域と、
前記実行領域の内容を前記非実行領域の内容で同値化する同値化処理部と、
前記入出力装置からの入力データを読み込んで前記実行領域上および前記非実行領域上の前記プログラムを実行する演算処理部とを備え、
前記待機系の制御装置の前記非実行領域の前記プログラムによる前記演算処理部の出力値の正常範囲を設定する正常範囲設定ファイルと、
前記待機系の制御装置の前記非実行領域の前記プログラムによる前記演算処理部の出力値と前記正常範囲設定ファイルに記載の出力値とを比較し、前記待機系の制御装置の前記非実行領域の前記プログラムの書換え作業を続行するか否かを判定する判定処理部とを備え、
前記制御系の制御装置の前記実行領域および前記待機系の制御装置の前記実行領域においてそれぞれ、前記被制御装置を制御する前記プログラムが動作している際に、
前記判定処理部が前記書換え作業を続行すると判定した場合には、
前記待機系の制御装置の前記実行領域と前記非実行領域とを入れ替えた後、前記待機系の制御装置の前記同値化処理部が前記待機系の制御装置の前記実行領域の内容を前記非実行領域の内容で同値化し、
前記制御系の制御装置を待機系の制御装置とし、前記待機系の制御装置を制御系の制御装置とする制待切替えを行い、
前記制待切替えにより、待機系となった前記制御装置の前記同値化処理部が、待機系となった前記制御装置の前記実行領域の内容を前記非実行領域の内容で同値化するプラント計装制御システム。
【請求項４】
被制御装置を制御する制御系の制御装置と、前記制御系の制御装置のバックアップ装置としての待機系の制御装置とが二重化された二重化制御装置と、
前記二重化制御装置への入出力を行う入出力装置と、
前記二重化制御装置の２つの前記制御装置のプログラムの編集および２つの前記制御装置が使用するデータのエンジニアリングを行うエンジニアリングツールとを備え、
それぞれの前記制御装置は、前記制御装置のプログラムを格納する第一プログラムメモリ領域および前記制御装置の前記プログラムを格納する第二プログラムメモリ領域であって、前記第一プログラムメモリ領域および前記第二プログラムメモリ領域の一方が前記被制御装置の制御を行う実行領域であるとき、他方は前記被制御装置の制御を行わない非実行領域であり、前記実行領域と前記非実行領域は入れ替え可能である前記第一プログラムメモリ領域および前記第二プログラムメモリ領域と、
前記実行領域の内容を前記非実行領域の内容で同値化する同値化処理部と、
前記入出力装置からの入力データを読み込んで前記実行領域上および前記非実行領域上の前記プログラムを実行する演算処理部とを用いて、
前記制御系の制御装置の前記実行領域および前記待機系の制御装置の前記実行領域においてそれぞれ、前記被制御装置を制御する前記プログラムが動作している際に、
前記待機系の制御装置の前記非実行領域の前記プログラムを更新版プログラムに書換える第一書換工程と、
前記待機系の制御装置の前記実行領域の内容を前記待機系の制御装置の前記非実行領域の内容で同値化させる第一同値化工程と、
前記制御系の制御装置を待機系の制御装置とし、前記待機系の制御装置を制御系の制御装置とする制待入替工程と、
現在の待機系の制御装置の前記非実行領域の前記プログラムを前記更新版プログラムに書換える第二書換工程と、
現在の待機系の制御装置の前記実行領域の内容を前記待機系の制御装置の前記非実行領域の内容で同値化させる第二同値化工程とを実行するプラント計装制御システムのプログラムの書換え方法。
【請求項５】
前記第一書換工程の後に、現在の制御系の前記制御装置の実行領域のプログラムの出力結果と、現在の待機系の前記制御装置の前記非実行領域の前記更新版プログラムの出力結果を比較する第一比較工程と、
前記第二書換工程の後に、現在の制御系の前記制御装置の実行領域のプログラムの出力結果と、現在の待機系の前記制御装置の前記非実行領域の前記更新版プログラムの出力結果を比較する第二比較工程とを実行する請求項４に記載のプラント計装制御システムのプログラムの書換え方法。
【請求項６】
前記第一書換工程と前記第二書換工程の後にそれぞれ、現在の待機系の前記制御装置の前記実行領域と前記非実行領域を入れ替える実行領域入替工程を実行する請求項５に記載のプラント計装制御システムのプログラムの書換え方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願は、プラント計装制御システムおよびプラント計装制御システムのプログラムの書換え方法に関するものである。
続きを表示（約 4,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、計装制御システムにおいては、二重化制御装置のプログラムの更新時に、更新版プログラムを実稼働させる前には、まず、待機系制御装置に更新版プログラムを導入し、依然として更新前プログラムが動作する制御系制御装置の入力データを待機系制御装置の入力として更新版プログラムを動作させ、更新前後の両プログラムの動作結果を比較している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－２４７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のプラント計装制御システムおよびプラント計装制御システムのプログラムの書換え方法においては、待機系制御装置へ更新版プログラムを書込みし、更新前後の両プログラムの動作結果を比較検証した結果、プログラムに誤りがあることが判明し、更新前の状態に戻す必要がある場合は、再度、オペレータがエンジニアリングツールから待機系制御装置に更新前プログラムを書込み直す必要があり手間がかかるという課題があった。
【０００５】
また、待機系制御装置へ更新版プログラムを書込みし、更新版プログラムの動作検証が未完了の段階で、外乱などの要因で異常が発生し、制御装置間で制御系、待機系の切替えが行われた場合に、未検証の更新版プログラムが実稼働してしまうなどの課題があった。
【０００６】
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、待機系制御装置へ更新版プログラムを書込みし、更新前後の両プログラムの動作結果を比較検証した結果、プログラムに誤りがあることが判明し、更新前の状態に戻す必要がある場合に、容易に復元でき、また、待機系制御装置へ更新版プログラムを書込みし、更新版プログラムの動作検証が未完了の段階で、外乱などの要因で異常が発生し、制御装置間で制御系、待機系の切替えが行われた場合に、未検証の更新版プログラムで実稼働してしまうことを防止できるプラント計装制御システムおよびプラント計装制御システムのプログラムの書換え方法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】
【０００７】
本願に開示されるプラント計装制御システムは、
被制御装置を制御する制御系の制御装置と、前記制御系の制御装置のバックアップ装置としての待機系の制御装置とが二重化された二重化制御装置と、
前記二重化制御装置への入出力を行う入出力装置と、
前記二重化制御装置の２つの前記制御装置のプログラムの編集および２つの前記制御装置が使用するデータのエンジニアリングを行うエンジニアリングツールとを備え、
それぞれの前記制御装置は、前記制御装置のプログラムを格納する第一プログラムメモリ領域および前記制御装置の前記プログラムを格納する第二プログラムメモリ領域であって、前記第一プログラムメモリ領域および前記第二プログラムメモリ領域の一方が前記被制御装置の制御を行う実行領域であるとき、他方は前記被制御装置の制御を行わない非実行領域であり、前記実行領域と前記非実行領域は入れ替え可能である前記第一プログラムメモリ領域および前記第二プログラムメモリ領域と、
前記入出力装置からの入力データを読み込んで前記実行領域上および前記非実行領域上の前記プログラムを実行する演算処理部とを備え、
前記制御系の制御装置の前記実行領域および前記待機系の制御装置の前記実行領域においてそれぞれ、前記被制御装置を制御する前記プログラムが動作している際に、
前記待機系の制御装置の前記非実行領域の前記プログラムを更新版プログラムに書換え、
前記エンジニアリングツールのオペレータから前記更新版プログラムに問題がないという指示入力を受けて、前記待機系の制御装置の前記実行領域と前記非実行領域とを入れ替えた後、前記制御系の制御装置を待機系の制御装置とし、前記待機系の制御装置を制御系の制御装置とする制待切替えを行うものである。
また、本願に開示されるプラント計装制御システムは、
被制御装置を制御する制御系の制御装置と、前記制御系の制御装置のバックアップ装置としての待機系の制御装置とが二重化された二重化制御装置と、
前記二重化制御装置への入出力を行う入出力装置と、
前記二重化制御装置の２つの前記制御装置のプログラムの編集および前記制御装置が使用するデータのエンジニアリングを行うエンジニアリングツールとを備え、
それぞれの前記制御装置は、前記制御装置のプログラムを格納する第一プログラムメモリ領域および前記制御装置の前記プログラムを格納する第二プログラムメモリ領域であって、前記第一プログラムメモリ領域および前記第二プログラムメモリ領域の一方が前記被制御装置の制御を行う実行領域であるとき、他方は前記被制御装置の制御を行わない非実行領域であり、前記実行領域と前記非実行領域は入れ替え可能である前記第一プログラムメモリ領域および前記第二プログラムメモリ領域と、
前記実行領域の内容を前記非実行領域の内容で同値化する同値化処理部と、
前記入出力装置からの入力データを読み込んで前記実行領域上および前記非実行領域上の前記プログラムを実行する演算処理部とを備え、
前記待機系の制御装置の前記非実行領域の前記プログラムによる前記演算処理部の出力値の正常範囲を設定する正常範囲設定ファイルと、
前記待機系の制御装置の前記非実行領域の前記プログラムによる前記演算処理部の出力値と前記正常範囲設定ファイルに記載の出力値とを比較し、前記待機系の制御装置の前記非実行領域の前記プログラムの書換え作業を続行するか否かを判定する判定処理部とを備え、
前記制御系の制御装置の前記実行領域および前記待機系の制御装置の前記実行領域においてそれぞれ、前記被制御装置を制御する前記プログラムが動作している際に、
前記判定処理部が前記書換え作業を続行すると判定した場合には、
前記待機系の制御装置の前記実行領域と前記非実行領域とを入れ替えた後、前記待機系の制御装置の前記同値化処理部が前記待機系の制御装置の前記実行領域の内容を前記非実行領域の内容で同値化し、
前記制御系の制御装置を待機系の制御装置とし、前記待機系の制御装置を制御系の制御装置とする制待切替えを行い、
前記制待切替えにより、待機系となった前記制御装置の前記同値化処理部が、待機系となった前記制御装置の前記実行領域の内容を前記非実行領域の内容で同値化するものである。
また、本願に開示されるプラント計装制御システムのプログラムの書換え方法は、
被制御装置を制御する制御系の制御装置と、前記制御系の制御装置のバックアップ装置としての待機系の制御装置とが二重化された二重化制御装置と、
前記二重化制御装置への入出力を行う入出力装置と、
前記二重化制御装置の２つの前記制御装置のプログラムの編集および２つの前記制御装置が使用するデータのエンジニアリングを行うエンジニアリングツールとを備え、
それぞれの前記制御装置は、前記制御装置のプログラムを格納する第一プログラムメモリ領域および前記制御装置の前記プログラムを格納する第二プログラムメモリ領域であって、前記第一プログラムメモリ領域および前記第二プログラムメモリ領域の一方が前記被制御装置の制御を行う実行領域であるとき、他方は前記被制御装置の制御を行わない非実行領域であり、前記実行領域と前記非実行領域は入れ替え可能である前記第一プログラムメモリ領域および前記第二プログラムメモリ領域と、
前記実行領域の内容を前記非実行領域の内容で同値化する同値化処理部と、
前記入出力装置からの入力データを読み込んで前記実行領域上および前記非実行領域上の前記プログラムを実行する演算処理部とを用いて、
前記制御系の制御装置の前記実行領域および前記待機系の制御装置の前記実行領域においてそれぞれ、前記被制御装置を制御する前記プログラムが動作している際に、
前記待機系の制御装置の前記非実行領域の前記プログラムを更新版プログラムに書換える第一書換工程と、
前記待機系の制御装置の前記実行領域の内容を前記待機系の制御装置の前記非実行領域の内容で同値化させる第一同値化工程と、
前記制御系の制御装置を待機系の制御装置とし、前記待機系の制御装置を制御系の制御装置とする制待入替工程と、
現在の待機系の制御装置の前記非実行領域の前記プログラムを前記更新版プログラムに書換える第二書換工程と、
現在の待機系の制御装置の前記実行領域の内容を前記待機系の制御装置の前記非実行領域の内容で同値化させる第二同値化工程とを実行するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本願に開示されるプラント計装制御システムのプログラムの書換え方法によれば、
待機系制御装置へ更新版プログラムを書込みし、更新前後の両プログラムの動作結果を比較検証した結果、プログラムに誤りがあることが判明し、更新前の状態に戻す必要がある場合容易に元に戻せる。
【０００９】
また、待機系制御装置へ更新版プログラムを書込みし、更新版プログラムの動作検証が未完了の段階で、外乱などの要因で異常が発生し、制御装置間で制御系、待機系の切替えが行われた場合であっても、未検証の更新版プログラムが実稼働することはない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施の形態１によるプラント計装制御システムの構成を示す図である。
図１の要部拡大図である。
図１の要部拡大図である。
実施の形態１による二重化制御装置のプログラムの書換え方法を時系列に沿って説明する図である。
実施の形態１による二重化制御装置のプログラムの書換え方法を時系列に沿って説明する図である。
実施の形態１による二重化制御装置のプログラムの書換え方法を時系列に沿って説明する図である。
実施の形態１による二重化制御装置のプログラムの書換え方法を時系列に沿って説明する図である。
実施の形態２による二重化制御装置のプログラムの書換え方法を時系列に沿って説明する図である。
実施の形態２による二重化制御装置のプログラムの書換え方法を時系列に沿って説明する図である。
実施の形態３による二重化制御装置のプログラムの書換え方法を時系列に沿って説明する図である。
実施の形態３による二重化制御装置のプログラムの書換え方法を時系列に沿って説明する図である。
実施の形態３による二重化制御装置のプログラムの書換え方法を時系列に沿って説明する図である。
実施の形態４による二重化制御装置のプログラムの書換え方法を時系列に沿って説明する図である。
図１３の要部拡大図である。
実施の形態４による二重化制御装置のプログラムの書換え方法を時系列に沿って説明する図である。
実施の形態４による二重化制御装置のプログラムの書換え方法を時系列に沿って説明する図である。
実施の形態４による二重化制御装置のプログラムの書換え方法を時系列に沿って説明する図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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