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WO2022113168A1 - プラント監視制御システム - Google Patents

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WO2022113168A1
WO2022113168A1 PCT/JP2020/043655 JP2020043655W WO2022113168A1 WO 2022113168 A1 WO2022113168 A1 WO 2022113168A1 JP 2020043655 W JP2020043655 W JP 2020043655W WO 2022113168 A1 WO2022113168 A1 WO 2022113168A1
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WO
WIPO (PCT)
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hardware switch
hmi
field device
association
plc
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2020/043655
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English (en)
French (fr)
Inventor
ヴィッタル ラオ
章 野島
伸夫 清水
亮 清水
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Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp filed Critical Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
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Priority to JP2022539081A priority patent/JP7311049B2/ja
Priority to CN202080082260.1A priority patent/CN114793451B/zh
Priority to PCT/JP2020/043655 priority patent/WO2022113168A1/ja
Priority to US17/756,728 priority patent/US12253847B2/en
Priority to TW110110213A priority patent/TWI778548B/zh
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    • G05B23/0267—Fault communication, e.g. human machine interface [HMI]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the present invention relates to a plant monitoring and control system.
  • HMI human-machine interface
  • PLC programmable logic controller
  • the operator uses monitors, keyboards, mice, etc. to perform operations for monitoring and controlling industrial plants.
  • Hardware switches include lever controllers, push buttons, rotary switches, toggle switches, and the like.
  • the operator's operation has been replaced with the operation by the parts on the HMI system for the purpose of expanding the operation monitoring function, ease of modification such as adding parts, and solving operation troubles due to aging deterioration of life-long parts. I came.
  • Patent Document 1 regarding the high responsiveness of the HMI system.
  • Patent Document 1 WebGL (WebGraphics) Rendering Lib
  • PLC Programmable Logical Controller
  • Patent Document 1 can realize the high-speed response required for ensuring product quality and safety for many parts on the HMI system. However, even faster response is required for parts that have the function of moving field equipment only while the operator is operating.
  • the parts on the HMI system that associate the common hardware switch with the field equipment are called general purpose parts.
  • Patent Document 2 As a method for preventing human error, for example, the method of Patent Document 2 has been proposed. However, in the method of Patent Document 2, human error is prevented in a state where the general-purpose operation part is hidden by another part (for example, a window part) and it is difficult for the operator to visually recognize the association state between the field device and the hardware switch. Can not.
  • An object of the present invention is to provide a plant monitoring and control system capable of preventing human error in a state where it is difficult for an operator to visually recognize the association state between a field device and a hardware switch.
  • the plant monitoring and control system according to the present invention is configured as follows.
  • the plant monitoring and control system includes a hardware switch, a programmable logic controller, and an HMI subsystem.
  • the hardware switch outputs a control signal for controlling the field equipment constituting the industrial plant.
  • This field device is an actuator that should operate only while the operator is operating the hardware switch.
  • the programmable logic controller is connected to the field device and the hardware switch.
  • the programmable logic controller manages the association state information between the field device and the hardware switch.
  • the programmable logic controller controls the field device based on the control signal output from the hardware switch when the field device and the hardware switch are in an associated state.
  • the HMI subsystem is connected to the programmable logic controller.
  • the HMI subsystem displays a first software part and a second software part on an HMI screen.
  • the first software part is the above-mentioned general-purpose operation part that displays the association state information on the screen.
  • the second software part is a window part whose display position can be freely changed in the HMI screen.
  • the programmable logic controller releases the association state when the second software part overlaps at least a part of the first software part on the HMI screen.
  • the association state is released, the field device and the hardware switch are not associated with each other. Therefore, the control signal output from the hardware switch is not transmitted from the programmable logic controller to the field device.
  • the programmable logic controller maintains the associated state while periodically receiving a health check signal from the HMI subsystem.
  • the programmable logic controller releases the association state when the periodic reception of the health check signal is interrupted.
  • the HMI subsystem stops transmitting the health check signal when the second software part overlaps at least a portion of the first software part.
  • the programmable logic controller releases the association state when communication with the HMI subsystem is interrupted.
  • the programmable logic controller associates. Release the state. Therefore, human error can be prevented in a state where it is difficult for the operator to visually recognize the association state between the field device and the hardware switch.
  • Embodiment 1. 1 and 2 are diagrams for explaining the configuration of the plant monitoring and control system according to the first embodiment of the present invention.
  • the plant monitoring and control system includes a monitoring device 1, a control network HUB 4, a human-machine interface (HMI) server 5, a programmable logic controller (PLC) 6, an I / O device 7, a field network HUB 8, a drive device 9, and a plurality of field devices 10.
  • HMI human-machine interface
  • PLC programmable logic controller
  • the connection relationship of each device will be described with reference to FIG.
  • the HMI client 2 connects to the HMI server 5 via the control network HUB4.
  • the hardware switch 3 connects to the PLC 6 via the I / O device 7 and the field network HUB 8.
  • the HMI server 5 connects to the PLC 6 via the control network HUB 4.
  • the drive device 9 is connected to the PLC 6 via the field network HUB 8.
  • the plurality of field devices 10 are connected to the drive device 9.
  • the PLC 6 is electrically connected to a hardware switch 3, an HMI subsystem 30, and a plurality of field devices 10.
  • the HMI subsystem 30 includes an HMI client 2 and an HMI server 5.
  • the hardware switch 3 the HMI subsystem 30 (HMI client 2, HMI server 5), and the PLC 6 will be described with reference to FIG. In particular, the relationship between the general-purpose operation parts, the field device 10, and the hardware switch 3 will be described.
  • the hardware switch 3 When operated by the operator, the hardware switch 3 outputs a control signal for controlling the field equipment 10 constituting the industrial plant.
  • the field device 10 is an actuator such as a motor or a solenoid valve.
  • the control signal is input to the PLC 6 via the I / O device 7 and the field network HUB 8.
  • the HMI client 2 displays the HMI screen 21 on the monitor.
  • the HMI client 2 executes, for example, a web browser 20 as display software, and displays the HMI screen 21 on the web browser 20.
  • a general-purpose operation part 22 and a general-purpose operation part 23 are arranged on the HMI screen 21.
  • the general-purpose operation part 22 is a part for changing the association state between the field device A (10A) and the hardware switch 3 each time it is selected. Further, the general-purpose operation part 22 is a first software part that displays association setting information between the field device A (10A) and the hardware switch 3.
  • the general-purpose operation part 23 is a part for changing the association state between the field device B (10B) and the hardware switch 3 each time it is selected. Further, the general-purpose operation part 23 is a first software part that displays association setting information between the field device B (10B) and the hardware switch 3.
  • the association setting information indicates whether the field device 10 and the hardware switch 3 are associated with each other in the "association state" or the field device 10 and the hardware switch 3 are not associated with each other in the "unassociation state". Information.
  • a window part 24 whose display position can be freely changed in the HMI screen 21 is arranged by an operator's operation.
  • the window part 24 is a second software part.
  • the HMI operation signal When the operator operates the parts on the HMI screen 21 using an input device such as a mouse or a touch panel, the HMI operation signal is transmitted to the HMI server 5.
  • the HMI operation signal includes an item name unique to each part of the HMI screen 21 and an operation value.
  • the item name is uniquely determined in the HMI system by combining, for example, the screen name of the HMI screen 21 on which the part is arranged and the number assigned to the parts in the HMI screen 21 in order.
  • the association change signal is transmitted to the HMI server 5 as the HMI operation signal.
  • the association change signal includes the item name and the operation value of the general-purpose operation part.
  • the HMI client 2 receives a feedback signal from the HMI server 5 as a response to the association change signal.
  • the feedback signal includes the above-mentioned association setting information.
  • the association setting information is information indicating the association state in which the field device A (10A) and the hardware switch 3 are associated with each other
  • the HMI client 2 blinks the general-purpose operation part 22 related to the field device A (10A). Let me. By blinking, the operator can recognize that the field device A (10A) and the hardware switch 3 are in the associated state. The same applies to the general-purpose operation part 23.
  • the HMI client 2 cancels the association for canceling the association state in which the field device A (10A) and the hardware switch 3 are associated with each other when the window part 24 overlaps at least a part of the general-purpose operation part 22.
  • the signal is transmitted to the HMI server 5.
  • the HMI server sends a disassociation signal for disassociating the field device B (10B) and the hardware switch 3 from each other. Send to 5.
  • the HMI server 5 stores in advance a conversion table that converts the item name of the HMI client 2 and the PLC address of the PLC 6.
  • the HMI server 5 receives the association change signal from the HMI client 2, it acquires the PLC address from the conversion table based on the item name of the general-purpose operation part (22 or 23) included in the association change signal, and obtains the PLC address.
  • the operation value is transmitted to PLC6 as a destination.
  • the HMI server 5 receives a feedback signal from the PLC 6 as a response to the association change signal.
  • the feedback signal includes the above-mentioned association setting information.
  • the association setting information is information indicating the association state in which the field device 10 (10A or 10B) and the hardware switch 3 are associated with each other
  • the HMI server 5 determines the health check signal for the field device A (10A or 10B). Starts periodic transmission to PLC6.
  • a health check signal is a signal whose value changes periodically.
  • a healthy counter that increments a numerical value in each control cycle and a heartbeat that alternately changes 0 and 1 in each control cycle are used.
  • the HMI server 5 receives the disassociation signal regarding the field device 10 (10A or 10B) from the HMI client 2, the HMI server 5 stops transmitting the health check signal regarding the field device 10 to the PLC6.
  • the PLC 6 calculates the signals from the HMI subsystem 30 and the hardware switch 3 by the PLC software executed by the processor of the PLC 6 at a fixed cycle.
  • the PLC 6 manages the association status information between the field device 10 and the hardware switch 3.
  • the PLC 6 changes the association setting information of the target field device.
  • the target field device is the field device A (10A).
  • the PLC 6 releases the associated state.
  • the PLC 6 associates the field device 10A with the hardware switch 3.
  • the memory value of the PLC address corresponding to this signal changes.
  • the PLC 6 performs an operation with reference to the memory value.
  • the PLC 6 maintains the associated state in which the target field device and the hardware switch 3 are associated with each other while periodically receiving the health check signal from the HMI subsystem 30.
  • the PLC 6 receives the control signal of the hardware switch 3, the memory value of the PLC address corresponding to this signal changes.
  • the PLC 6 performs an operation with reference to the memory value.
  • the PLC 6 controls the drive device 9 based on the control signal output from the hardware switch 3 when the target field device and the hardware switch 3 are in the associated state.
  • the drive device 9 controls the target field device based on the signal from the PLC 6.
  • the PLC 6 does not control the drive device 9.
  • the PLC 6 cancels the association state between the target field device and the hardware switch 3 when the periodic reception of the health check signal is interrupted.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining a process for associating a hardware switch 3 with a field device 10. As an example, a case where the general-purpose operation part 23 is operated will be described.
  • step S100 the operator presses the general-purpose operation part 23 for associating the field device B (10B) with the hardware switch 3.
  • the association change signal is transmitted from the HMI client 2 to the HMI server 5.
  • the association change signal includes the item name and the operation value of the general-purpose operation part 23.
  • step S110 the HMI server 5 acquires the PLC address corresponding to the item name from the conversion table, and transmits the operation value to the PLC 6 with the PLC address as the transmission destination.
  • step S120 the PLC 6 confirms the association status information between the field device B (10B) and the hardware switch 3, and determines whether the association status or the non-association status.
  • the PLC 6 associates the field device B (10B) with the hardware switch 3 (step S130).
  • the PLC 6 cancels the association between the field device B (10B) and the hardware switch 3 (step S140).
  • the PLC 6 stores the association state information which is the processing result of step S130 or S140.
  • step S150 the PLC 6 transmits a feedback signal including the association status information to the HMI server 5.
  • the HMI server 5 receives the feedback signal.
  • step S160 the HMI server 5 determines whether the association status information between the field device B (10B) and the hardware switch 3 is the association status or the non-association status.
  • the HMI server 5 starts periodical transmission of the health check signal to the PLC 6 (step S170). For example, the signal value is counted up in each transmission cycle.
  • the HMI server 5 stops the transmission of the health check signal (S180).
  • step S190 the HMI server 5 transmits a feedback signal to the HMI client 2.
  • the association state information included in the feedback signal is the association state
  • the HMI client 2 blinks the general-purpose operation part 23 pressed in step S110.
  • the non-association state the blinking of the general-purpose operation part 23 is stopped.
  • FIG. 3 has been described above by taking the general-purpose operation part 23 as an example, but the same processing is performed when the general-purpose operation part 22 for associating the field device A (10A) with the hardware switch 3 is operated.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining the processing at the time of operating the hardware switch.
  • step S200 the PLC 6 receives a control signal from the hardware switch 3.
  • step S210 the PLC 6 confirms the memory value stored in the PLC address corresponding to the control signal.
  • step S220 the PLC 6 confirms the association status information and confirms the presence / absence of the field device 10 associated with the hardware switch 3. If there is no field device 10 associated with the hardware switch 3, none of the field devices 10 is controlled, and the process returns to step S200 and continues.
  • the PLC 6 controls the field device via the drive device 9 based on the control signal (step S230).
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining the disassociation process by health check.
  • step S300 the PLC 6 periodically confirms the memory value stored in the PLC address corresponding to the health check signal of each of the field device A (10A) and the field device B (10B).
  • step S310 if the memory value of the health check signal is changed within a certain period of time, PLC6 returns to step S300 and continues the process.
  • the PLC 6 forcibly cancels the association state between the field device and the hardware switch 3 (step S320).
  • the programmable logic controller has the field device and the hardware switch when the second software part overlaps at least a part of the first software part on the screen. Releases the state associated with.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining the disassociation process when the general-purpose operation part is hidden by the window part.
  • the field device B (10B) and the hardware switch 3 are associated with each other will be described.
  • step S400 the HMI client 2 detects the position and size of the part each time the coordinates or size of the part are changed by a script running on the web browser 20, for example.
  • step S410 the HMI client 2 determines whether or not the window part 24 overlaps at least a part of the general-purpose operation part 23.
  • the overlapping of parts will be described with reference to FIG. 7.
  • the window part 24 is displayed as shown in FIG. 7B.
  • the position of the window part 24 may be changed by the operation of the operator and may overlap with a part of the general-purpose operation part 23 as shown in FIG. 7 (C).
  • the HMI client 2 outputs an association cancellation signal for canceling the association state between the field device B (10B) and the hardware switch 3 to the HMI server 5.
  • the HMI server 5 stops transmitting the health check signal for the field device B (10B) (step S420).
  • step S430 the PLC 6 forcibly releases the association state between the field device B (10B) and the hardware switch 3.
  • FIG. 6 has been described above by taking as an example the case where the field device B (10B) and the hardware switch 3 are in the associated state, but the case where the field device A (10A) and the hardware switch 3 are in the associated state. Is processed in the same way.
  • the window part 24 is at least a general-purpose operation part that displays the association status information between the field device 10 and the hardware switch 3 on the HMI screen 21. It can detect that it overlaps a part. Then, when the overlap of the parts is detected, the transmission of the health check signal is stopped, so that the association state is released in the same manner as when the communication between the HMI server 5 and the PLC 6 is cut off. Therefore, human error can be prevented in a state where it is difficult for the operator to visually recognize the association state between the field device 10 and the hardware switch 3.
  • the HMI subsystem 30 is composed of two computers, a computer for the HMI client 2 and a computer for the HMI server 5.
  • the number of computers constituting the HMI subsystem 30 is not limited to this, and may be three or more.
  • the HMI subsystem 30 may be composed of one computer having the functions of the HMI client 2 and the functions of the HMI server 5.
  • one hardware switch 3 allows a state associated with both the field devices A and B. That is, the PLC software is designed so that the field device A and the field device B can be controlled in conjunction with each other.
  • the design of PLC software is not limited to this.
  • the hardware switch 3 may be associated with only one of the field device A and the field device B. That is, the association of one field device (for example, A) may be forcibly released and the other field device (for example, B) may be associated.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a hardware configuration example of each of the HMI client 2, the HMI server 5, and the PLC 6.
  • Each device includes at least a processor 71, a memory 72, and a network interface 73.
  • the HMI client 2 includes an input / output interface 74 and a monitor 75.
  • the memory 72 includes a main storage device such as ROM and RAM, and an auxiliary storage device such as HDD and SSD.
  • the network interface 73 is a device capable of transmitting and receiving signals to and from the outside.
  • the input / output interface 74 includes an input device such as a keyboard, a mouse, and a touch panel. Each device functions as a processing circuit that realizes the above-mentioned processing by executing various programs stored in the memory 72 by the processor 71.
  • Monitoring device HMI client 3 Hardware switch 4 Control network HUB 5 HMI server 6 Programmable logic controller (PLC) 7 I / O device 8 Field network HUB 9 Drive device 10, 10A, 10B Field equipment 20 Web browser 21 HMI screen 22, 23 General-purpose operation parts 24 Window parts 30 HMI subsystem 71 Processor 72 Memory 73 Network interface 74 I / O interface 75 Monitor

Landscapes

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Abstract

汎用操作パーツ（２２、２３）がウィンドウパーツ（２４）により隠れると、オペレータがフィールド機器（１０Ａ、１０Ｂ）とハードウェアスイッチ（３）との関連付け状態を視認することが困難になる。このような表示状態になった場合に、ＨＭＩサーバー（５）はＰＬＣ（６）へ出力しているヘルスチェック信号を停止する。ＰＬＣ（６）がヘルスチェック信号の停止を検知し、フィールド機器（１０Ａ、１０Ｂ）とハードウェアスイッチ（３）との関連付け状態を強制解除する。これにより、ヒューマンエラーを防止できる。

Description

プラント監視制御システム
　本発明は、プラント監視制御システムに関する。
　産業プラント（鉄鋼プラント、製紙プラント、発電プラント、石油プラント、化学プラント、水処理設備プラント等）は、工業活動に必要な素材や資源を生産する。近年、産業プラントを監視および制御するプラント監視制御システムでは、ヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）システムが用いられている。ＨＭＩシステムは、コンピュータネットワークを介して、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）および産業プラントを構成する多数のフィールド機器に接続する。オペレータは、モニター、キーボード、マウスなどを用いて産業プラントの監視および制御のための操作を行う。
　従来、オペレータの操作は、デスクに配置されたハードウェアスイッチで実施されてきた。ハードウェアスイッチは、レバーコントローラ、プッシュボタン、ロータリースイッチ、トグルスイッチなどである。しかしながら、操業監視機能の拡充や、パーツ追加などの改造の容易性や、有寿命部品の経年劣化による操業トラブルの解決などを目的に、オペレータの操作は、ＨＭＩシステム上のパーツによる操作に置き換えられてきた。
日本特許第６５５２７７５号公報 日本特開２０１８－４６７２６号公報
　リアルタイム性の高い電気制御を行う産業プラントでは、製品品質と安全の確保のために、オペレータによる操作に対して高速な応答が求められる。ＨＭＩシステムの高応答性に関して特許文献１がある。
　特許文献１では、Ｗｅｂブラウザ上でＨＭＩ画面を動作させるＳＣＡＤＡ（Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ａｎｄ　Ｄａｔａ　Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）　ＨＭＩを構築する際のＤＯＭ　ＧＣ（Ｇａｒｂａｇｅ　Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）による表示遅延に対し、Ｗｅｂ　ＧＬ（Ｗｅｂ　Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｌｉｂｒａｒｙ）レンダリングとＳＶＧレンダリングをハイブリッドすることで、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）がＨＭＩに出力した信号の表示を高速化している。
　特許文献１の方法により、ＨＭＩシステム上の多くのパーツについて、製品品質と安全の確保のために必要とされている高速な応答を実現できる。しかしながら、オペレータが操作している間だけフィールド機器を動かす機能を持つパーツについては、さらに高速な応答が求められる。
　このため、オペレータが操作している間だけフィールド機器を動かす機能を持つパーツについては、ＨＭＩシステム上のパーツではなく、従来通りハードウェアスイッチが使用される。
　オペレータがパーツを操作している間だけ動かすフィールド機器はプラント内に数多くある。そのため、共通のハードウェアスイッチをデスク上に配置し、共通のハードウェアスイッチと関連付けるフィールド機器をＨＭＩシステム上のパーツで選択する方法を用いる。
　共通のハードウェアスイッチとフィールド機器とを関連付けるＨＭＩシステム上のパーツを汎用操作パーツ（general purpose part）と称する。
　汎用操作パーツにより誤ったフィールド機器が選択された状態で共通のハードウェアスイッチが操作されれば、オペレータの意図と異なるフィールド機器が動作し危険である。そのため、ヒューマンエラーを防止する必要がある。
　ヒューマンエラーを防止する方法として、例えば特許文献２の方法が提案されている。しかしながら、特許文献２の方法では汎用操作パーツが他のパーツ（例えばウィンドウパーツ）により隠れてしまい、オペレータがフィールド機器とハードウェアスイッチの関連付け状態を視認することが困難な状態において、ヒューマンエラーを防止できない。
　本発明は、上述の課題を解決するためになされた。この発明の目的は、フィールド機器とハードウェアスイッチとの関連付け状態をオペレータが視認することが困難な状態において、ヒューマンエラーを防止できるプラント監視制御システムを提供することである。
　上記目的の達成のため、本発明に係るプラント監視制御システムは以下のように構成される。
　本発明に係るプラント監視制御システムは、ハードウェアスイッチと、プログラマブルロジックコントローラと、ＨＭＩサブシステムとを備える。
　前記ハードウェアスイッチは、産業プラントを構成するフィールド機器を制御するための制御信号を出力する。このフィールド機器は、オペレータがハードウェアスイッチを操作している間だけ動作すべきアクチュエータである。
　前記プログラマブルロジックコントローラは、前記フィールド機器および前記ハードウェアスイッチに接続する。当該プログラマブルロジックコントローラは、前記フィールド機器と前記ハードウェアスイッチとの関連付け状態情報を管理する。当該プログラマブルロジックコントローラは、前記フィールド機器と前記ハードウェアスイッチとが関連付けられた関連付け状態である場合に、前記ハードウェアスイッチから出力された前記制御信号に基づき前記フィールド機器を制御する。
　前記ＨＭＩサブシステムは、前記プログラマブルロジックコントローラに接続する。前記ＨＭＩサブシステムは、第１ソフトウェアパーツと第２ソフトウェアパーツとをＨＭＩ画面に表示する。第１ソフトウェアパーツは、前記関連付け状態情報を画面に表示する上述の汎用操作パーツである。第２ソフトウェアパーツは前記ＨＭＩ画面内において表示位置を自由に変更可能なウィンドウパーツである。
　また、当該プログラマブルロジックコントローラは、前記ＨＭＩ画面上で前記第２ソフトウェアパーツが、前記第１ソフトウェアパーツの少なくとも一部に重なった場合に、前記関連付け状態を解除する。前記関連付け状態が解除されることで、前記フィールド機器と前記ハードウェアスイッチとが関連付けられていない非関連付け状態になる。そのため、前記ハードウェアスイッチから出力された前記制御信号は、前記プログラマブルロジックコントローラから前記フィールド機器へ送信されない。
　好ましくは、前記プログラマブルロジックコントローラは、前記ＨＭＩサブシステムから、ヘルスチェック信号を定期的に受信している間、前記関連付け状態を維持する。前記プログラマブルロジックコントローラは、前記ヘルスチェック信号の定期的な受信が途絶えた場合に、前記関連付け状態を解除する。前記ＨＭＩサブシステムは、前記第２ソフトウェアパーツが前記第１ソフトウェアパーツの少なくとも一部に重なった場合に、前記ヘルスチェック信号の送信を停止する。
　好ましくは、前記プログラマブルロジックコントローラは、前記ＨＭＩサブシステムとの通信が遮断された場合に、前記関連付け状態を解除する。
　本発明によれば、ＨＭＩ画面上で第２ソフトウェアパーツが、フィールド機器とハードウェアスイッチとの関連付け状態情報を表示する第１ソフトウェアパーツの少なくとも一部に重なった場合に、プログラマブルロジックコントローラは、関連付け状態を解除する。そのため、フィールド機器とハードウェアスイッチとの関連付け状態をオペレータが視認することが困難な状態において、ヒューマンエラーを防止できる。
本発明の実施の形態１に係るプラント監視制御システムの構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態１に係るプラント監視制御システムの構成を説明するための図である。 ハードウェアスイッチとフィールド機器とを関連付ける処理について説明するためのフローチャートである。 ハードウェアスイッチ操作時の処理について説明するためのフローチャートである。 ヘルスチェックによる関連付け解除処理について説明するためのフローチャートである。 パーツの重なりによる関連付け解除処理について説明するためのフローチャートである。 汎用操作パーツとウィンドウパーツとの重なりについて説明するための図である。 ＨＭＩクライアント、ＨＭＩサーバー、ＰＬＣそれぞれのハードウェア構成例を示すブロック図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。但し、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数にこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
実施の形態１．
　図１および図２は、本発明の実施の形態１に係るプラント監視制御システムの構成を説明するための図である。
　プラント監視制御システムは、監視装置１、制御ネットワークＨＵＢ４、ヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）サーバー５、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）６、Ｉ／Ｏ装置７、フィールドネットワークＨＵＢ８、ドライブ装置９、複数のフィールド機器１０を備える。監視装置１は、ＨＭＩクライアント２、ハードウェアスイッチ３を備える。
　図１を参照して、各装置の接続関係について説明する。ＨＭＩクライアント２は、制御ネットワークＨＵＢ４を介して、ＨＭＩサーバー５に接続する。ハードウェアスイッチ３は、Ｉ／Ｏ装置７およびフィールドネットワークＨＵＢ８を介して、ＰＬＣ６に接続する。ＨＭＩサーバー５は、制御ネットワークＨＵＢ４を介して、ＰＬＣ６に接続する。ドライブ装置９は、フィールドネットワークＨＵＢ８を介して、ＰＬＣ６に接続する。複数のフィールド機器１０は、ドライブ装置９に接続する。
　図２に示すように、ＰＬＣ６は、ハードウェアスイッチ３、ＨＭＩサブシステム３０、複数のフィールド機器１０に電気的に接続する。ＨＭＩサブシステム３０は、ＨＭＩクライアント２とＨＭＩサーバー５とを含む。
　図２を参照して、ハードウェアスイッチ３、ＨＭＩサブシステム３０（ＨＭＩクライアント２、ＨＭＩサーバー５）、ＰＬＣ６について説明する。特に、汎用操作パーツとフィールド機器１０とハードウェアスイッチ３との関係について説明する。
（ハードウェアスイッチ３）
　ハードウェアスイッチ３は、オペレータに操作されると、産業プラントを構成するフィールド機器１０を制御するための制御信号を出力する。フィールド機器１０は、モーター、電磁弁などのアクチュエータである。制御信号は、Ｉ／Ｏ装置７およびフィールドネットワークＨＵＢ８を経由してＰＬＣ６に入力される。
（ＨＭＩクライアント２）
　ＨＭＩクライアント２は、ＨＭＩ画面２１をモニターに表示する。ＨＭＩクライアント２は、表示ソフトウェアとして例えばウェブブラウザ２０を実行し、ウェブブラウザ２０上にＨＭＩ画面２１を表示する。
　ＨＭＩ画面２１には、汎用操作パーツ２２と汎用操作パーツ２３が配置される。汎用操作パーツ２２は、選択される度に、フィールド機器Ａ（１０Ａ）とハードウェアスイッチ３との関連付け状態を変更するためのパーツである。また、汎用操作パーツ２２は、フィールド機器Ａ（１０Ａ）とハードウェアスイッチ３との関連付け設定情報を表示する第１ソフトウェアパーツである。同様に、汎用操作パーツ２３は、選択される度に、フィールド機器Ｂ（１０Ｂ）とハードウェアスイッチ３との関連付け状態を変更するためのパーツである。また、汎用操作パーツ２３は、フィールド機器Ｂ（１０Ｂ）とハードウェアスイッチ３との関連付け設定情報を表示する第１ソフトウェアパーツである。関連付け設定情報は、フィールド機器１０とハードウェアスイッチ３とが関連付けられた「関連付け状態」であるか、フィールド機器１０とハードウェアスイッチ３とが関連付けられていない「非関連付け状態」であるかを示す情報である。
　また、ＨＭＩ画面２１には、オペレータの操作により、ＨＭＩ画面２１内において表示位置を自由に変更可能なウィンドウパーツ２４が配置される。ウィンドウパーツ２４は、第２ソフトウェアパーツである。
　オペレータがＨＭＩ画面２１上のパーツをマウスやタッチパネルなどの入力装置を用いて操作すると、ＨＭＩの操作信号はＨＭＩサーバー５へ送信される。ＨＭＩの操作信号は、ＨＭＩ画面２１のパーツごとにユニークなアイテム名と、操作値とを含む。アイテム名は、たとえば当該パーツが配置されているＨＭＩ画面２１の画面名称と、当該ＨＭＩ画面２１内のパーツに順に割り付けられる番号とを組み合わせて、ＨＭＩシステム内でユニークに定められる。
　オペレータが汎用操作パーツ２２または２３を操作すると、ＨＭＩの操作信号として関連付け変更信号がＨＭＩサーバー５へ送信される。関連付け変更信号には、当該汎用操作パーツのアイテム名と操作値が含まれる。また、ＨＭＩクライアント２は、関連付け変更信号の応答として、ＨＭＩサーバー５からフィードバック信号を受信する。フィードバック信号には、上述の関連付け設定情報が含まれる。例えば、関連付け設定情報が、フィールド機器Ａ（１０Ａ）とハードウェアスイッチ３とが関連付けられた関連付け状態を示す情報である場合、ＨＭＩクライアント２は、フィールド機器Ａ（１０Ａ）に関する汎用操作パーツ２２をブリンクさせる。ブリンクすることでオペレータはフィールド機器Ａ（１０Ａ）とハードウェアスイッチ３とが関連付け状態であることを認識できる。汎用操作パーツ２３についても同様である。
　また、ＨＭＩクライアント２は、ウィンドウパーツ２４が汎用操作パーツ２２の少なくとも一部に重なった場合に、フィールド機器Ａ（１０Ａ）とハードウェアスイッチ３とが関連付けられた関連付け状態を解除するための関連付け解除信号をＨＭＩサーバー５へ送信する。同様に、ウィンドウパーツ２４が汎用操作パーツ２３の少なくとも一部に重なった場合に、フィールド機器Ｂ（１０Ｂ）とハードウェアスイッチ３とが関連付けられた関連付け状態を解除するための関連付け解除信号をＨＭＩサーバー５へ送信する。
（ＨＭＩサーバー５）
　ＨＭＩサーバー５は、ＨＭＩクライアント２のアイテム名とＰＬＣ６のＰＬＣアドレスとを変換する変換テーブルを予め記憶している。ＨＭＩサーバー５は、ＨＭＩクライアント２から関連付け変更信号を受信すると、関連付け変更信号に含まれる汎用操作パーツ（２２または２３）のアイテム名に基づいて、変換テーブルからＰＬＣアドレスを取得し、当該ＰＬCアドレスを送信先として操作値をＰＬＣ６へ送信する。
　また、ＨＭＩサーバー５は、関連付け変更信号の応答として、ＰＬＣ６からフィードバック信号を受信する。フィードバック信号には、上述の関連付け設定情報が含まれる。関連付け設定情報が、フィールド機器１０（１０Ａまたは１０Ｂ）とハードウェアスイッチ３とが関連付けられた関連付け状態を示す情報である場合、ＨＭＩサーバー５は、当該フィールド機器Ａ（１０Ａまたは１０Ｂ）に関するヘルスチェック信号のＰＬＣ６への定期的な送信を開始する。ヘルスチェック信号は、定期的に値が変化する信号である。ヘルスチェック信号として、例えば制御周期毎に数値をインクリメントするヘルシーカウンターや、制御周期毎に０と１を交互に変更するハートビートが用いられる。
　また、ＨＭＩサーバー５は、ＨＭＩクライアント２からフィールド機器１０（１０Ａまたは１０Ｂ）に関する関連付け解除信号を受信すると、当該フィールド機器１０に関するヘルスチェック信号のＰＬＣ６への送信を停止する。
（ＰＬＣ６）
　ＰＬＣ６は、ＨＭＩサブシステム３０およびハードウェアスイッチ３からの信号を、ＰＬＣ６のプロセッサが定周期で実行しているＰＬＣソフトウェアで演算する。
　ＰＬＣ６は、フィールド機器１０とハードウェアスイッチ３との関連付け状態情報を管理する。ＰＬＣ６は、関連付け変更信号に対応するＰＬＣアドレスに操作値が入力されると、対象フィールド機器の関連付け設定情報を変更する。例えば、対象フィールド機器をフィールド機器Ａ（１０Ａ）とする。フィールド機器Ａ（１０Ａ）とハードウェアスイッチ３とが関連付けられた関連付け状態である場合、ＰＬＣ６は、関連付け状態を解除する。一方、フィールド機器１０Ａとハードウェアスイッチ３とが関連付けられていない非関連付け状態である場合、ＰＬＣ６は、フィールド機器１０Ａとハードウェアスイッチ３とを関連付ける。
　また、ＰＬＣ６がヘルスチェック信号を受信すると、この信号に対応するＰＬＣアドレスのメモリー値が変化する。ＰＬＣ６は、当該メモリー値を参照して演算を行う。ＰＬＣ６は、ＨＭＩサブシステム３０から、ヘルスチェック信号を定期的に受信している間、対象フィールド機器とハードウェアスイッチ３とが関連付けられた関連付け状態を維持する。
　また、ＰＬＣ６がハードウェアスイッチ３の制御信号を受信すると、この信号に対応するＰＬＣアドレスのメモリー値が変化する。ＰＬＣ６は、当該メモリー値を参照して演算を行う。ＰＬＣ６は、対象フィールド機器とハードウェアスイッチ３とが関連付けられた関連付け状態である場合に、ハードウェアスイッチ３から出力された制御信号に基づいてドライブ装置９を制御する。ドライブ装置９は、ＰＬＣ６からの信号に基づいて、対象フィールド機器を制御する。一方、非関連付け状態である場合は、ＰＬＣ６はドライブ装置９を制御しない。
　また、ＰＬＣ６は、ヘルスチェック信号の定期的な受信が途絶えた場合に、対象フィールド機器とハードウェアスイッチ３との関連付け状態を解除する。
（フローチャート）
　以下、図３～図７のフローチャートを参照して下記の処理について具体例を説明する。
（１）ハードウェアスイッチとフィールド機器とを関連付ける処理
（２）ハードウェアスイッチ操作時の処理
（３）ヘルスチェックによる関連付け解除処理
（４）パーツの重なりによる関連付け解除処理
（５）通信不良による関連付け解除処理
（１）ハードウェアスイッチとフィールド機器とを関連付ける処理
　図３は、ハードウェアスイッチ３とフィールド機器１０とを関連付ける処理について説明するためのフローチャートである。一例として、汎用操作パーツ２３を操作した場合について説明する。
　まず、ステップＳ１００において、オペレータは、フィールド機器Ｂ（１０Ｂ）とハードウェアスイッチ３とを関連付けるための汎用操作パーツ２３を押下する。汎用操作パーツ２３が押下されると、ＨＭＩクライアント２からＨＭＩサーバー５へ関連付け変更信号が送信される。関連付け変更信号には、汎用操作パーツ２３のアイテム名と操作値が含まれる。
　ステップＳ１１０において、ＨＭＩサーバー５は、変換テーブルからアイテム名に対応するＰＬＣアドレスを取得し、当該ＰＬCアドレスを送信先として操作値をＰＬＣ６へ送信する。
　ステップＳ１２０において、ＰＬＣ６は、フィールド機器Ｂ（１０Ｂ）とハードウェアスイッチ３との関連付け状態情報を確認し、関連付け状態か非関連付け状態かを判定する。現在、非関連付け状態である場合は、ＰＬＣ６は、フィールド機器Ｂ（１０Ｂ）とハードウェアスイッチ３とを関連付ける（ステップＳ１３０）。
　一方、現在、関連付け状態である場合は、ＰＬＣ６は、フィールド機器Ｂ（１０Ｂ）とハードウェアスイッチ３との関連付けを解除する（ステップＳ１４０）。ＰＬＣ６は、ステップＳ１３０又はＳ１４０の処理結果である関連付け状態情報を記憶する。
　ステップＳ１５０において、ＰＬＣ６は、関連付け状態情報を含むフィードバック信号をＨＭＩサーバー５へ送信する。ＨＭＩサーバー５は、フィードバック信号を受信する。
　次にステップＳ１６０において、ＨＭＩサーバー５は、フィールド機器Ｂ（１０Ｂ）とハードウェアスイッチ３との関連付け状態情報が、関連付け状態か、非関連付け状態か、を判定する。
　関連付け状態である場合には、ＨＭＩサーバー５は、ヘルスチェック信号のＰＬＣ６への定期的な送信を開始する（ステップＳ１７０）。例えば、信号値は送信周期ごとにカウントアップされる。
　一方、非関連付け状態である場合には、ＨＭＩサーバー５は、ヘルスチェック信号の送信を停止する（Ｓ１８０）。
　ステップＳ１９０において、ＨＭＩサーバー５は、ＨＭＩクライアント２へフィードバック信号を送信する。ＨＭＩクライアント２は、フィードバック信号に含まれる関連付け状態情報が関連付け状態である場合、ステップＳ１１０で押下された汎用操作パーツ２３をブリンクさせる。一方、非関連付け状態である場合、汎用操作パーツ２３のブリンクを停止させる。
　以上、図３の処理について汎用操作パーツ２３を例に説明したが、フィールド機器Ａ（１０Ａ）とハードウェアスイッチ３とを関連付けるための汎用操作パーツ２２を操作した場合も同様に処理される。
（２）ハードウェアスイッチ操作時の処理
　図４は、ハードウェアスイッチ操作時の処理について説明するためのフローチャートである。
　まず、ステップＳ２００において、ＰＬＣ６は、ハードウェアスイッチ３から制御信号を受信する。
　ステップＳ２１０において、ＰＬＣ６は、制御信号に対応するＰＬＣアドレスに記憶されたメモリー値を確認する。
　ステップＳ２２０において、ＰＬＣ６は、関連付け状態情報を確認し、ハードウェアスイッチ３との関連付けられているフィールド機器１０の有無を確認する。ハードウェアスイッチ３と関連付けられているフィールド機器１０がない場合は、いずれのフィールド機器１０も制御されることなく、ステップＳ２００に戻り処理が継続される。
　一方、ハードウェアスイッチ３と関連付けられているフィールド機器１０がある場合、ＰＬＣ６は、制御信号に基づきドライブ装置９を介して、当該フィールド機器を制御する（ステップＳ２３０）。
（３）ヘルスチェックによる関連付け解除処理
　図５は、ヘルスチェックによる関連付け解除処理について説明するためのフローチャートである。
　まず、ステップＳ３００において、ＰＬＣ６は、フィールド機器Ａ（１０Ａ）およびフィールド機器Ｂ（１０Ｂ）それぞれのヘルスチェック信号に対応するＰＬＣアドレスに記憶されたメモリー値を定期的に確認する。
　ステップＳ３１０において、ＰＬＣ６は、一定時間内にヘルスチェック信号のメモリー値が変更されている場合は、ステップＳ３００に戻り処理を継続する。
　一方、一定時間ヘルシーカウンターの値に変化がない場合は、ＰＬＣ６は、当該フィールド機器とハードウェアスイッチ３との関連付け状態を強制解除する（ステップＳ３２０）。
（４）パーツの重なりによる関連付け解除処理
　前記プログラマブルロジックコントローラは、前記画面上で前記第２ソフトウェアパーツが、前記第１ソフトウェアパーツの少なくとも一部に重なった場合に、前記フィールド機器と前記ハードウェアスイッチとが関連付けられた前記状態を解除する。
　図６は、汎用操作パーツがウィンドウパーツにより隠れた場合の関連付け解除処理について説明するためのフローチャートである。一例として、フィールド機器Ｂ（１０Ｂ）とハードウェアスイッチ３とが関連付けられた関連付け状態である場合について説明する。
　まず、ステップＳ４００において、ＨＭＩクライアント２は、例えばウェブブラウザ２０上で動作するスクリプトによって、パーツの座標やサイズが変更されるたびにパーツの位置とサイズを検出する。
　ステップＳ４１０において、ＨＭＩクライアント２は、ウィンドウパーツ２４が、汎用操作パーツ２３の少なくとも一部に重なっているか否かを判定する。図７を参照してパーツの重なりについて説明する。図７の（Ａ）に示すパーツＣ（２５）が押下されると、（Ｂ）に示すようにウィンドウパーツ２４が表示される。オペレータの操作によりウィンドウパーツ２４の位置が変更されて、図７の（Ｃ）に示すように汎用操作パーツ２３の一部に重なる場合がある。ステップＳ４１０では、各パーツの座標およびサイズからパーツの重なりの有無が判定される。パーツの重なりがない場合は、図６のステップＳ４００に戻り、いずれかのパーツに座標変更があった時に処理が再開される。
　一方、パーツの重なりがある場合は、ＨＭＩクライアント２は、フィールド機器Ｂ（１０Ｂ）とハードウェアスイッチ３との関連付け状態を解除するための関連付け解除信号をＨＭＩサーバー５へ出力する。ＨＭＩサーバー５は、フィールド機器Ｂ（１０Ｂ）に関するヘルスチェック信号の送信を停止する（ステップＳ４２０）。
　ステップＳ４３０において、ＰＬＣ６は、フィールド機器Ｂ（１０Ｂ）とハードウェアスイッチ３との関連付け状態を強制解除する。
　以上、図６の処理についてフィールド機器Ｂ（１０Ｂ）とハードウェアスイッチ３とが関連付け状態である場合を例に説明したが、フィールド機器Ａ（１０Ａ）とハードウェアスイッチ３とが関連付け状態である場合も同様に処理される。
（５）通信不良による関連付け解除処理
　ＨＭＩサーバー５とＰＬＣ６との間で通信が遮断された場合、ＰＬＣ６はヘルスチェック信号を受信できない。その結果、上述した図５のワークフローと同様の処理が実行されることになる。すなわち、ＰＬＣ６は、ヘルスチェック信号の定期的な受信が途絶えた場合に、ハードウェアスイッチ３とすべてのフィールド機器１０との関連付けを解除する。これにより、ＨＭＩサブシステム３０とＰＬＣ６の通信状態が悪化したことによる誤動作を防止できる。
　以上説明したように、本実施形態に係るプラント監視制御システムによれば、ＨＭＩ画面２１上でウィンドウパーツ２４が、フィールド機器１０とハードウェアスイッチ３との関連付け状態情報を表示する汎用操作パーツの少なくとも一部に重なったことを検出できる。そして、パーツの重なりが検出された場合に、ヘルスチェック信号の送信が停止されることで、ＨＭＩサーバー５とＰＬＣ６間の通信が遮断された時と同様に、関連付け状態が解除される。そのため、フィールド機器１０とハードウェアスイッチ３との関連付け状態をオペレータが視認することが困難な状態において、ヒューマンエラーを防止できる。
（変形例）
　ところで、上述した実施の形態１のシステムにおいては、ＨＭＩサブシステム３０は、ＨＭＩクライアント２用のコンピュータ、およびＨＭＩサーバー５用のコンピュータの２台で構成されている。しかし、ＨＭＩサブシステム３０を構成するコンピュータの台数はこれに限定されるものではなく３台以上であってもよい。また、ＨＭＩサブシステム３０は、ＨＭＩクライアント２の機能およびＨＭＩサーバー５の機能を備える１台のコンピュータで構成されてもよい。
　また、上述した実施の形態１のシステムにおいては、１つのハードウェアスイッチ３が、フィールド機器ＡおよびＢの両方に関連付けられる状態を許容している。すなわち、フィールド機器Ａおよびフィールド機器Ｂを連動して制御できるようにＰＬＣソフトウェアは設計されている。しかし、ＰＬＣソフトウェアの設計はこれに限定されるものではない。フィールド機器Ａとフィールド機器Ｂのいずれか一方にのみハードウェアスイッチ３を関連付けることとしてもよい。すなわち、一方のフィールド機器（例えばＡ）の関連付けを強制解除して、他方のフィールド機器（例えばＢ）を関連付けることとしてもよい。
（ハードウェア構成例）
　図８は、ＨＭＩクライアント２、ＨＭＩサーバー５、ＰＬＣ６それぞれのハードウェア構成例を示すブロック図である。各装置は、少なくともプロセッサ７１、メモリー７２、ネットワークインタフェース７３を備える。加えて、ＨＭＩクライアント２は、入出力インタフェース７４、モニター７５を備える。
　メモリー７２は、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの主記憶装置、およびＨＤＤ、ＳＳＤなどの補助記憶装置を含む。ネットワークインタフェース７３は、外部と信号を送受信可能なデバイスである。入出力インタフェース７４は、キーボード、マウス、タッチパネルなどの入力デバイスを含む。各装置は、プロセッサ７１がメモリー７２に記憶された各種プログラムを実行することにより、上述した処理を実現する処理回路として機能する。
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
１　監視装置
２　ＨＭＩクライアント
３　ハードウェアスイッチ
４　制御ネットワークＨＵＢ
５　ＨＭＩサーバー
６　プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）
７　Ｉ／Ｏ装置
８　フィールドネットワークＨＵＢ
９　ドライブ装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ　フィールド機器
２０　ウェブブラウザ
２１　ＨＭＩ画面
２２、２３　汎用操作パーツ
２４　ウィンドウパーツ
３０　ＨＭＩサブシステム
７１　プロセッサ
７２　メモリー
７３　ネットワークインタフェース
７４　入出力インタフェース
７５　モニター

Claims (3)

  1. 　産業プラントを構成するフィールド機器を制御するための制御信号を出力するハードウェアスイッチと、
    　前記フィールド機器および前記ハードウェアスイッチに接続し、前記フィールド機器と前記ハードウェアスイッチとの関連付け状態情報を管理し、前記フィールド機器と前記ハードウェアスイッチとが関連付けられた関連付け状態である場合に、前記ハードウェアスイッチから出力された前記制御信号に基づき前記フィールド機器を制御するプログラマブルロジックコントローラと、
    　前記プログラマブルロジックコントローラに接続し、前記関連付け状態情報を表示する第１ソフトウェアパーツと表示位置を変更可能な第２ソフトウェアパーツとを画面に表示するヒューマンマシンインターフェースサブシステムと、を備え、
    　前記プログラマブルロジックコントローラは、前記画面上で前記第２ソフトウェアパーツが、前記第１ソフトウェアパーツの少なくとも一部に重なった場合に、前記関連付け状態を解除すること、
    　を特徴とするプラント監視制御システム。
  2. 　前記プログラマブルロジックコントローラは、
    　　前記ヒューマンマシンインターフェースサブシステムから、ヘルスチェック信号を定期的に受信している間、前記関連付け状態を維持し、
    　　前記ヘルスチェック信号の定期的な受信が途絶えた場合に、前記関連付け状態を解除し、
    　前記ヒューマンマシンインターフェースサブシステムは、前記画面上で前記第２ソフトウェアパーツが前記第１ソフトウェアパーツの少なくとも一部に重なった場合に、前記ヘルスチェック信号の送信を停止すること、
    　を特徴とする請求項１に記載のプラント監視制御システム。
  3. 　前記プログラマブルロジックコントローラは、前記ヒューマンマシンインターフェースサブシステムとの通信が遮断された場合に、前記関連付け状態を解除すること、
    　を特徴とする請求項１に記載のプラント監視制御システム。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018025999A (ja) * 2016-08-10 2018-02-15 富士電機株式会社 画面表示装置及び画面表示方法
JP2018046726A (ja) * 2016-09-16 2018-03-22 株式会社東芝 誤操作防止システム
JP6323841B2 (ja) * 2014-03-13 2018-05-16 株式会社Ｆｕｊｉ 作業機用表示装置
JP2019008434A (ja) * 2017-06-22 2019-01-17 アズビル株式会社 トレンドグラフ表示装置
JP6552775B1 (ja) * 2018-10-31 2019-07-31 東芝三菱電機産業システム株式会社 ハイブリッドレンダリングｈｍｉ端末装置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8516383B2 (en) 2004-05-17 2013-08-20 Invensys Systems, Inc. System and method for developing animated visualization interfaces
JP2006330879A (ja) * 2005-05-24 2006-12-07 Toshiba Corp プラント監視制御装置
JP2006331278A (ja) * 2005-05-30 2006-12-07 Digital Electronics Corp プログラマブル表示器、制御プログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体、ならびに画面作成装置、画面作成プログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体
WO2007047375A1 (en) * 2005-10-14 2007-04-26 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Statistical signatures used with multivariate statistical analysis for fault detection and isolation and abnormal condition prevention in a process
US20100064297A1 (en) * 2008-09-05 2010-03-11 Invensys Systems, Inc. Configuring And Providing Enhanced Access To Profibus Device Diagnostic Data
CN102227692B (zh) 2008-09-29 2014-11-05 费希尔-罗斯蒙特系统公司 过程控制系统的元件的高效设计和配置
US8649888B2 (en) * 2008-09-30 2014-02-11 Saudi Arabian Oil Company System and method for improved coordination between control and safety systems
US8165700B2 (en) * 2008-10-02 2012-04-24 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Complete integration of stand-alone batch operator interface capabilities into generic human machine interface using componentized objects
WO2010127175A2 (en) * 2009-04-30 2010-11-04 Synaptics Incorporated Control circuitry and method
US8316313B2 (en) * 2009-10-14 2012-11-20 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Method for selecting shapes in a graphical display
CN103748620A (zh) * 2011-04-22 2014-04-23 艾克潘尔基公司 用于分析能量使用的系统和方法
WO2013081978A1 (en) * 2011-11-28 2013-06-06 Expanergy, Llc Energy search engine methods and systems
JP5488622B2 (ja) * 2012-01-16 2014-05-14 コニカミノルタ株式会社 画像形成装置
JP5986418B2 (ja) * 2012-04-12 2016-09-06 発紘電機株式会社 プログラマブル表示器、その制御装置
CN105659205A (zh) * 2013-10-29 2016-06-08 发纮电机株式会社 可编程显示器、程序
JP6309408B2 (ja) * 2014-09-19 2018-04-11 発紘電機株式会社 プログラマブルコントローラシステム、プログラマブル表示器
US20170082469A1 (en) * 2015-09-21 2017-03-23 Honeywell International Inc. Inline ultrasonic meter (usm) condition based monitoring (cbm)-based adaptation to maintain high accuracy under various flow conditions
CN206292612U (zh) * 2016-11-24 2017-06-30 北京金风科创风电设备有限公司 便携式风力发电机组仿真平台控制柜
CN207424641U (zh) * 2017-10-19 2018-05-29 上海华常机电工程技术有限公司 一种智能化节能空压站集中监控系统
US10445944B2 (en) * 2017-11-13 2019-10-15 Rockwell Automation Technologies, Inc. Augmented reality safety automation zone system and method
JP6969509B2 (ja) * 2018-06-29 2021-11-24 株式会社デンソー 車両用表示制御装置、車両用表示制御方法、及び制御プログラム
JP6780865B2 (ja) * 2018-07-31 2020-11-04 株式会社コナミデジタルエンタテインメント 端末装置、及びプログラム
DE102019134023A1 (de) * 2019-12-11 2021-06-17 Endress + Hauser Process Solutions Ag Verfahren zum Kompensieren einer Fehlfunktion eines Feldgeräts in einer Anlage der Automatisierungstechnik
US11308447B2 (en) * 2020-04-02 2022-04-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. Cloud-based collaborative industrial automation design environment
US11449044B2 (en) * 2020-04-17 2022-09-20 Emerson Process Management Power & Water Solutions, Inc. Successive maximum error reduction

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6323841B2 (ja) * 2014-03-13 2018-05-16 株式会社Ｆｕｊｉ 作業機用表示装置
JP2018025999A (ja) * 2016-08-10 2018-02-15 富士電機株式会社 画面表示装置及び画面表示方法
JP2018046726A (ja) * 2016-09-16 2018-03-22 株式会社東芝 誤操作防止システム
JP2019008434A (ja) * 2017-06-22 2019-01-17 アズビル株式会社 トレンドグラフ表示装置
JP6552775B1 (ja) * 2018-10-31 2019-07-31 東芝三菱電機産業システム株式会社 ハイブリッドレンダリングｈｍｉ端末装置

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