プロセス監視制御システム
【課題】運転員の異動や制御対象機器の追加などが行われるたびにセキュリティ用のデータを変更、追加する手間を解消し、特定の操作項目に関する操作許可／禁止を容易に設定可能なプロセス監視制御システムを得ること。
【解決手段】監視操作の許可／禁止の判定の条件として、キーワードを含む第１の比較式をセキュリティポリシーとして設定するセキュリティポリシー設定部１０１と、セキュリティポリシーに基づいて判定を行う際に、複数のカテゴリのうち、第１の比較式に含まれるキーワードが属するカテゴリのメタ情報を参照するメタ情報管理部１０４と、メタ情報管理部１０４が参照したメタ情報に含まれる値が、第１の比較式を満たすか否かを判断する監視操作判定部１０５と、第１の比較式を満たすと監視操作判定部１０５が判断した場合に、監視操作を実行する監視操作実行部１０６とを備える。
【解決手段】監視操作の許可／禁止の判定の条件として、キーワードを含む第１の比較式をセキュリティポリシーとして設定するセキュリティポリシー設定部１０１と、セキュリティポリシーに基づいて判定を行う際に、複数のカテゴリのうち、第１の比較式に含まれるキーワードが属するカテゴリのメタ情報を参照するメタ情報管理部１０４と、メタ情報管理部１０４が参照したメタ情報に含まれる値が、第１の比較式を満たすか否かを判断する監視操作判定部１０５と、第１の比較式を満たすと監視操作判定部１０５が判断した場合に、監視操作を実行する監視操作実行部１０６とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセス監視制御システムにおいて監視操作の許可／禁止の設定にメタ情報とキーワードとを用いた設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロセス監視制御システムは、化学プラントや電力プラント、製鉄プラントなどのプロセス系と呼ばれるシステムである。プロセス監視制御システムは、運転員の操作によりシステムが大きく変動してしまう恐れがあることから、誤った操作を防止するために操作範囲を制限するセキュリティシステムが必要不可欠であり、各メーカでセキュリティシステムの機能が用意されている。
【０００３】
それらプロセス監視制御システムのセキュリティシステムはセキュリティ用のデータとして、まず運転員の情報を登録し、次にその運転員情報に対して操作できる制御機器、監視画面、制御パラメータなどを定義することで、監視制御を行う運転員の操作範囲を制限している。
【０００４】
そのセキュリティの定義方法には、プロセス監視制御システムのプロジェクトを作成する上で設定した機器名やプラント名などを用いて操作許可／禁止を定義する方法や、制御機器のパラメータに対して操作許可／禁止を定義する方法や、関連する操作項目をチューニングパラメータ関連やアラーム関連、プロセス設計関連などにグループ化して、それらグループに対して操作許可／禁止を定義する方法や、特許文献１のようにプラントの本運転前に行われる運転シミュレーションを利用してプラント運転員が監視制御の一連の運転操作を行いその操作に対してのみ操作できる権限を定義する方法などがあり、その定義したものを運転員の操作時に参照することで操作の許可／禁止を判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２５１９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術では、プラントの監視制御を担当する運転員の異動や特定プラントへの制御機器の変更、追加が行われると、その都度セキュリティ用のデータの運転員情報や機器情報を変更、追加しなければならなかった。
【０００７】
また、グループ化してある操作項目に対して操作許可／禁止を定義する場合、そのグループ内の特定の項目に対してのみ操作許可／禁止を設定することができないため、そのグループ内の全ての操作項目に対して操作許可／禁止が設定されることを考慮する必要があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、運転員の異動や制御対象機器の追加などが行われるたびにセキュリティ用のデータを変更、追加する手間を解消し、特定の操作項目に関する操作許可／禁止を容易に設定可能なプロセス監視制御システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、プラントで行われる複数のプロセスを制御し、プロセスに対する運転員による操作を監視操作として監視するプロセス監視制御システムであって、監視操作の許可／禁止の判定の条件として、監視操作に関する複数のカテゴリの少なくとも一つについてキーワードを含む第１の比較式をセキュリティポリシーとして設定するセキュリティポリシー設定部と、セキュリティポリシーに基づいて判定を行う際に、複数のカテゴリのうち、第１の比較式に含まれるキーワードが属するカテゴリのメタ情報を参照するメタ情報管理部と、メタ情報管理部が参照したメタ情報に含まれる値が、第１の比較式を満たすか否かを判断する監視操作判定部と、第１の比較式を満たすと監視操作判定部が判断した場合に、監視操作を実行する監視操作実行部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、運転員の異動や制御対象機器の追加などが行われるたびにセキュリティ用のデータを変更、追加する必要がなく、特定の操作項目に関する操作許可／禁止を容易に設定できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明にかかるプロセス監視制御システムの実施の形態１の構成を示す図である。
【図２】図２は、プロセス制御監視システムの機能構成を示す図である。
【図３】図３は、セキュリティポリシーの設定の一例を示す図である。
【図４】図４は、セキュリティポリシーの設定の別の一例を示す図である。
【図５】図５は、セキュリティポリシーの設定のさらに別の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１にかかるプロセス監視制御システムの動作の流れを示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明にかかるプロセス監視制御システムの実施の形態２の機能構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかるプロセス監視制御システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかるプロセス監視制御システムの実施の形態１の構成を示す図である。プロセス制御監視システム１００は、複数のプロセスを含む処理を行うプラントにおけるプロセスを制御し、プロセスに対する運転員による操作を監視操作として監視するシステムである。プロセス制御監視システム１００は、制御部２０１、記憶部２０２、通信部２０３、入力装置２０４及び表示装置２０５を備えたコンピュータ２００において、制御部２０１がソフトウェア処理を行うことによって実現可能である。プロセス制御監視システム１００は、入力装置２０４を介して行われる制御画面、制御機器への監視操作に対する許可／禁止の判定を行うセキュリティシステムである。制御部２０１は、ソフトウェア処理を実行するＣＰＵや、ワークエリアとしてのＲＡＭや、プログラム等を不揮発に記憶するＲＯＭなどを備えている。記憶部２０２は、システムの動作に必要なデータを記憶する装置であり、ＨＤＤや半導体メモリなどを適用可能である。通信部２０３は、外部記憶装置２５０からデータを取得する機能を有する。入力装置２０４は、セキュリティポリシーの設定や監視操作時の入力操作を行うための装置であり、キーボードやマウスなどを適用可能である。表示装置２０５は、後述するセキュリティポリシー設定エディタ３００などの表示を行う。なお、コンピュータによるソフトウェア処理ではなく、専用のハードウェアによりプロセス制御監視システムを実現することも可能である。
【００１４】
図２は、プロセス制御監視システム１００の機能構成を示す図である。プロセス制御監視システム１００は、セキュリティポリシー設定部１０１、セキュリティポリシーデータベース１０２、セキュリティポリシー取得部１０３、メタ情報管理部１０４、監視操作判定部１０５、監視操作実行部１０６を有する。
【００１５】
セキュリティポリシー設定部１０１は、ユーザがセキュリティポリシーを設定するためのユーザインタフェースとしてセキュリティポリシー設定エディタ３００を備えており、セキュリティポリシー設定エディタ３００はエディタ画面を表示装置２０５に表示させる。
【００１６】
また、プロセス制御監視システム１００には、プロジェクトデータメタ情報取得部１１１、制御画面データメタ情報取得部１２１、運転員情報メタ情報取得部１３１、ディレクトリサービスデータメタ情報取得部１４１、ＯＳデータメタ情報取得部１５１及び制御機器データメタ情報取得部１６１が組み込まれている。
【００１７】
プロジェクトデータ１１２は、プラントで行われる複数のプロセス（過程）からなる一連の処理（プロジェクト）に関するデータであり、プロジェクトデータメタ情報１１０は、プロジェクトを構成するプロセスに関する情報である。例えば、浄水処理というプロジェクトであれば、原水取水から浄水配水の間に行う「薬品注入」、「攪拌」、「沈殿」、「濾過」、「消毒」などのプロセスを含んでいる。制御画面データ１２２は、操作監視画面（ウィンドウ）についてのデータであり、制御画面データメタ情報１２０は、制御画面上での操作種別などについての情報を含んでいる。運転員情報１３２は、プロセス監視制御システム１００を操作する運転員個人についてのデータであり、運転員情報メタ情報１３０は、氏名、年齢、性別などの情報を含む。ディレクトリサービスデータ１４２は、プロセス監視制御システム１００を運用する組織（例えば運転員が所属する企業）に関する情報であり、ディレクトリサービスデータメタ情報１４０は、組織構成や職制などについての情報を含む。ＯＳデータ１５２は、プロセス監視制御システム１００を動作させるオペーレーティングシステムに関する情報であり、ＯＳデータメタ情報１５０は、ユーザアカウント、管理者権限の有無、所属するユーザグループなどについての情報を含む。制御機器データ１６２は、プラントを構成する機器（例えばバルブ）であり、制御機器データメタ情報１６０は、機器の設定についての情報を含む。
【００１８】
これらの各データのうち、制御画面データ１２２及び運転員情報１３２は、プロセス監視制御システム１００のシステム内において管理されている。一方、プロジェクトデータ１１２、ディレクトリサービスデータ１４２、ＯＳデータ１５２及び制御機器データ１６２は、プロセス監視制御システム１００のシステム外の外部記憶装置２５０において管理されている。なお、これらの情報は、各々異なる外部記憶装置に記憶されていても良い。また、プロジェクトデータ１１２、ディレクトリサービスデータ１４２、ＯＳデータ１５２及び制御機器データ１６２は、コンピュータ２００内でプロセス監視制御システムとは論理的に切り離された記憶領域に記憶されていても良い。
【００１９】
セキュリティポリシーは、セキュリティポリシー設定部１０１によりセキュリティポリシーデータベース１０２に保存されている。図３は、セキュリティポリシーの設定の一例を示す図である。セキュリティポリシーの設定は、セキュリティポリシー設定エディタ３００が表示装置２０５に表示させるエディタ画面３１０においてプログラミング言語で記述でき、セキュリティポリシーの関数３０１内に監視操作の判定条件３０２と判定結果３０３とを設定する。判定条件３０２には、Ｃ言語のｉｆ構文などの条件分岐を用いてプロジェクトデータ１１２や制御画面データ１２２、運転員情報１３２、ディレクトリサービスデータ１４２、ＯＳデータ１５２、制御機器データ１６２のメタ情報を参照する変数名とキーワードとを記述でき、それらのメタ情報及びキーワードが一致するか否かを示す“＝”（等しい）などの比較演算子を記述し、判定結果３０３として操作禁止なら戻り値にＦＡＬＳＥ、操作許可なら戻り値にＴＲＵＥを返す記述ができる。また、比較演算子として不等号を用いることにより、監視操作の許可／禁止に年齢制限を設定することなども可能である。なお、エディタ画面３１０上での関数３０１への文字等の入力は、入力装置２０４を介して行われる。
【００２０】
例えば、運転員が生産管理課に所属している場合に値の変更用の制御画面での監視操作を禁止するには、ディレクトリサービスデータに関するキーワードとして“生産管理課”を含み、制御画面データに関するキーワードとして“値の変更”を含むように判定条件３０２を記述する。
【００２１】
監視操作判定部１０５は、セキュリティポリシーとメタ情報とに基づいて監視操作の許可／禁止を判定する。すなわち、運転員による監視操作が行われた際に、どのプロジェクトのプロセスに関する操作であるか、どの制御画面における操作であるか、どの機器に対する操作であるか、どの運転員による操作であるか、運転員の所属組織はどこであるか、ＯＳ上で運転員にどの種類のユーザに分類されるかなどのカテゴリに関して、セキュリティポリシーにキーワードを含む比較式（第１の比較式）が設定されたカテゴリについて、メタ情報管理部１０４が各メタ情報取得部によって取得したメタ情報が、比較式を満たすか否かを判断する。
【００２２】
図３に示す例では、ディレクトリサービスデータ１４２のメタ情報（ディレクトリサービスデータメタ情報１４０）を参照するために$DirectoryServiceの変数が用いられ、制御画面データ１２２のメタ情報（制御画面データメタ情報１２０）を参照するために$ControlDispの変数が用いられている。この変数にドット演算子“．”を用いることでメタ情報内の特定の情報を参照することができ、所属課名を参照するには$DirectoryService.SectionName、アクションタイプを参照するには$ControlDisp.ActionTypeを記述することでメタ情報の名称、値を参照する。この変数に比較演算子を用いてキーワードを設定することで、課名が“生産管理課”でありアクションタイプが値の変更“ChangeValue”の場合の判定条件を記述でき、その判定条件においてメタ情報及びキーワードが一致していれば操作禁止のＦＡＬＳＥを返し、一致していなければ操作許可のＴＲＵＥを返している。すなわち、運転員が監視操作を行った際の制御画面が値の変更用の画面であり、かつ、運転員の所属課名が生産管理課である場合に操作を禁止している。この場合には、システムへのログイン時のユーザアカウント等によって運転員を特定することにより、ディレクトリサービスデータメタ情報取得部１４１は、監視操作を行う運転員に関するメタ情報を特定して参照可能である。
【００２３】
図４は、セキュリティポリシーの設定の別の一例を示す図である。エディタ画面３１０における判定条件３０２は、キーワードとして“TIC[0-9]+”の正規表現を記述しており、プロジェクトデータ１１２のメタ情報（プロジェクトデータメタ情報１１０）からタグ名称を参照する変数の（$Project.TagName）の値が“TIC”から始まりそれ以降が数値０から９から始まる文字列である場合（例えば、TIC001やTIC9999）に、条件が成立する。セキュリティポリシーの比較式に部分一致を用いることにより、プラント名など名称の一部をキーワードとすることで、類似するプラント名全ての判定条件に設定する必要がなくなる。
【００２４】
図５は、セキュリティポリシーの設定のさらに別の一例を示す図である。セキュリティポリシーデータベース１０２は、複数のセキュリティポリシーを保存している。エディタ画面３１０における判定条件３０２にセキュリティポリシーデータベースに存在する別のセキュリティポリシーの名称をキーワードとして含む比較式（第２の比較式）を設定することにより、判定条件３０２の判定は、該当する別のセキュリティポリシーの操作許可／禁止結果に従って処理される。例えば、セキュリティポリシー設定部１０１により職制確認のセキュリティポリシーを作成した場合、判定条件に“職制確認（）”を記述することで、職制確認のセキュリティポリシーを参照し、その結果を判定条件に使用できる。
【００２５】
セキュリティポリシーの判定条件３０２に複数の異なるセキュリティポリシーを使用できるため、予め用意された汎用性のある判定条件３０２を持つセキュリティポリシーを利用することで、判定条件３０２を作成する手間を削減できる。
【００２６】
図６は、実施の形態１にかかるプロセス監視制御システム１００の動作の流れを示すフローチャートであり、図６（ａ）は動作全体の流れ（メインルーチン）を示し、図６（ｂ）はステップＳ２１０における処理の詳細（サブルーチン）を示している。まず、セキュリティポリシーを取得するために組み込まれているセキュリティポリシー取得部１０３により、セキュリティポリシーデータベース１０２に保存しているセキュリティポリシーを取得する（ステップＳ２００）。
【００２７】
次に、ステップＳ２００で取得したセキュリティポリシーの判定条件３０２に使用しているメタ情報を取得する（ステップＳ２１０）。ステップＳ２１０のサブルーチンでは、管理しているメタ情報の件数分ループ処理を行う（ステップＳ２１１、Ｓ２１４）ループ処理ではメタ情報管理部１０４の内部での処理により判定条件３０２に使用されているメタ情報の変数名を問い合わせることで、メタ情報管理部１０４は各メタ情報取得部１１１〜１６１に対してメタ情報の変数名に該当するメタ情報が存在するか否かを問い合わせ（ステップＳ２１２）、メタ情報が存在していない場合は（ステップＳ２１３／Ｎｏ）、管理しているメタ情報の件数分のループが完了していなければステップＳ２１１に戻り、管理しているメタ情報の件数分のループが完了していればステップＳ２１０としての処理を終了してメインルーチンに戻る（ステップＳ２１４）。メタ情報が存在しているならば（ステップＳ２１３／Ｙｅｓ）、ループ処理を抜けてメタ情報を取得し（ステップＳ２１５）、ステップＳ２１０での処理を終了してメインルーチンに戻る。
【００２８】
次に、監視操作判定部１０５は、セキュリティポリシーに設定された各判定条件（取得したメタ情報とキーワードの比較式（第１の比較式））を実行し（ステップＳ２０１）、条件成立の成否に応じて監視操作の許可／禁止を判定結果３０３として返す。なお、セキュリティポリシーが第２の比較式として設定されている場合には、第２の比較式において指定された別のセキュリティポリシーにおける第１の比較式に基づいて条件成立の成否に応じて監視操作の許可／禁止を判定結果３０３として返す。
【００２９】
最後に、ステップＳ２０１において判定した監視操作の許可／禁止の結果に応じ、監視制御実行部１０６は、結果が許可であれば（ステップＳ２０２／許可）、監視操作を実行し（ステップＳ２０３）、禁止であれば（ステップＳ２０２／禁止）監視操作を中止する（ステップＳ２０４）。
【００３０】
本実施の形態によれば、プロジェクトの設計に使用する名称や、会社組織にあるディレクトリサービスなどの既存の情報をセキュリティポリシーの判定に利用できることから、それら既存の情報をプロセス監視制御システムに固有のセキュリティ用データとして加工する必要がない。例えば、特定組織に所属する運転員に操作許可を与える場合、セキュリティポリシーにディレクトリサービスの所属を参照した比較式を設定することにより、運転員の異動に伴うセキュリティ用データの変更が不要となる。監視操作を制限したい項目のみをセキュリティポリシーの比較式に設定すればよいため、それ以外の項目に対してセキュリティを設定する作業は必要ない。
【００３１】
実施の形態２．
図７は、本発明にかかるプロセス監視制御システムの実施の形態２の機能構成を示す図である。本実施の形態において、プロセス監視制御システム１００は、追加データメタ情報取得部１７１をさらに有する。メタ情報管理部１０４は、メタ情報の変数名を問い合わせる際に、追加データメタ情報取得部１７１に対してもメタ情報の変数名に該当するメタ情報が存在するかを問い合わせ、存在している場合は追加データ１７２から追加データメタ情報１７０を取り込む。
【００３２】
本実施の形態によれば、監視操作を制限するセキュリティシステムに例えばユーザ固有のメタ情報を追加でき、セキュリティポリシーの判定条件を拡張することができる。
【００３３】
なお、プロジェクトデータメタ情報１１０、制御画面データメタ情報１２０、運転員情報メタ情報１３０、ディレクトリサービスデータメタ情報１４０、ＯＳデータメタ情報１５０、制御機器情報メタ情報１６０をメタ情報管理部１０４による変数名の問い合わせの対象から外すことも可能である。すなわち、比較式を設定する情報のカテゴリをユーザが設定可能である。メタ情報管理部１０４による変数名の問い合わせの対象とする情報カテゴリを減らすことにより、処理の高速化やシステム構成の簡略化を実現できる。
【００３４】
上記各実施の形態によれば、定義したセキュリティポリシーによって権限が認められた者だけが監視操作を実行できるため、権限を有さない者がプラントを誤った条件で稼働させることを防止できる。これにより、プラントの故障を防止して長期にわたる安定した稼働が見込めるとともに、誤った運用により薬品等を漏洩させたりすることを防止し、環境保全性を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明にかかるプロセス監視制御システムは、既存のメタ情報を利用してセキュリティポリシーを設定できる点で有用であり、特に、監視制御を行う運転員の操作範囲を制限するのに適している。
【符号の説明】
【００３６】
１００ プロセス監視制御システム
１０１ セキュリティポリシー設定部
１０２ セキュリティポリシーデータベース
１０３ セキュリティポリシー取得部
１０４ メタ情報管理部
１０５ 監視操作判定部
１０６ 監視操作実行部
１１０ プロジェクトデータメタ情報
１１１ プロジェクトデータメタ情報取得部
１１２ プロジェクトデータ
１２０ 制御画面データメタ情報
１２１ 制御画面データメタ情報取得部
１２２ 制御画面データ
１３０ 運転員情報メタ情報
１３１ 運転員情報メタ情報取得部
１３２ 運転員情報
１４０ ディレクトリサービスデータメタ情報
１４１ ディレクトリサービスデータメタ情報取得部
１４２ ディレクトリサービスデータ
１５０ ＯＳデータメタ情報
１５１ ＯＳデータメタ情報取得部
１５２ ＯＳデータ
１６０ 制御機器データメタ情報
１６１ 制御機器データメタ情報取得部
１６２ 制御機器データ
１７０ 追加データメタ情報
１７１ 追加データメタ情報取得部
１７２ 追加データ
２００ コンピュータ
２０１ 制御部
２０２ 記憶部
２０３ 通信部
２０４ 入力装置
２０５ 表示装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセス監視制御システムにおいて監視操作の許可／禁止の設定にメタ情報とキーワードとを用いた設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロセス監視制御システムは、化学プラントや電力プラント、製鉄プラントなどのプロセス系と呼ばれるシステムである。プロセス監視制御システムは、運転員の操作によりシステムが大きく変動してしまう恐れがあることから、誤った操作を防止するために操作範囲を制限するセキュリティシステムが必要不可欠であり、各メーカでセキュリティシステムの機能が用意されている。
【０００３】
それらプロセス監視制御システムのセキュリティシステムはセキュリティ用のデータとして、まず運転員の情報を登録し、次にその運転員情報に対して操作できる制御機器、監視画面、制御パラメータなどを定義することで、監視制御を行う運転員の操作範囲を制限している。
【０００４】
そのセキュリティの定義方法には、プロセス監視制御システムのプロジェクトを作成する上で設定した機器名やプラント名などを用いて操作許可／禁止を定義する方法や、制御機器のパラメータに対して操作許可／禁止を定義する方法や、関連する操作項目をチューニングパラメータ関連やアラーム関連、プロセス設計関連などにグループ化して、それらグループに対して操作許可／禁止を定義する方法や、特許文献１のようにプラントの本運転前に行われる運転シミュレーションを利用してプラント運転員が監視制御の一連の運転操作を行いその操作に対してのみ操作できる権限を定義する方法などがあり、その定義したものを運転員の操作時に参照することで操作の許可／禁止を判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２５１９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術では、プラントの監視制御を担当する運転員の異動や特定プラントへの制御機器の変更、追加が行われると、その都度セキュリティ用のデータの運転員情報や機器情報を変更、追加しなければならなかった。
【０００７】
また、グループ化してある操作項目に対して操作許可／禁止を定義する場合、そのグループ内の特定の項目に対してのみ操作許可／禁止を設定することができないため、そのグループ内の全ての操作項目に対して操作許可／禁止が設定されることを考慮する必要があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、運転員の異動や制御対象機器の追加などが行われるたびにセキュリティ用のデータを変更、追加する手間を解消し、特定の操作項目に関する操作許可／禁止を容易に設定可能なプロセス監視制御システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、プラントで行われる複数のプロセスを制御し、プロセスに対する運転員による操作を監視操作として監視するプロセス監視制御システムであって、監視操作の許可／禁止の判定の条件として、監視操作に関する複数のカテゴリの少なくとも一つについてキーワードを含む第１の比較式をセキュリティポリシーとして設定するセキュリティポリシー設定部と、セキュリティポリシーに基づいて判定を行う際に、複数のカテゴリのうち、第１の比較式に含まれるキーワードが属するカテゴリのメタ情報を参照するメタ情報管理部と、メタ情報管理部が参照したメタ情報に含まれる値が、第１の比較式を満たすか否かを判断する監視操作判定部と、第１の比較式を満たすと監視操作判定部が判断した場合に、監視操作を実行する監視操作実行部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、運転員の異動や制御対象機器の追加などが行われるたびにセキュリティ用のデータを変更、追加する必要がなく、特定の操作項目に関する操作許可／禁止を容易に設定できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明にかかるプロセス監視制御システムの実施の形態１の構成を示す図である。
【図２】図２は、プロセス制御監視システムの機能構成を示す図である。
【図３】図３は、セキュリティポリシーの設定の一例を示す図である。
【図４】図４は、セキュリティポリシーの設定の別の一例を示す図である。
【図５】図５は、セキュリティポリシーの設定のさらに別の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１にかかるプロセス監視制御システムの動作の流れを示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明にかかるプロセス監視制御システムの実施の形態２の機能構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかるプロセス監視制御システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかるプロセス監視制御システムの実施の形態１の構成を示す図である。プロセス制御監視システム１００は、複数のプロセスを含む処理を行うプラントにおけるプロセスを制御し、プロセスに対する運転員による操作を監視操作として監視するシステムである。プロセス制御監視システム１００は、制御部２０１、記憶部２０２、通信部２０３、入力装置２０４及び表示装置２０５を備えたコンピュータ２００において、制御部２０１がソフトウェア処理を行うことによって実現可能である。プロセス制御監視システム１００は、入力装置２０４を介して行われる制御画面、制御機器への監視操作に対する許可／禁止の判定を行うセキュリティシステムである。制御部２０１は、ソフトウェア処理を実行するＣＰＵや、ワークエリアとしてのＲＡＭや、プログラム等を不揮発に記憶するＲＯＭなどを備えている。記憶部２０２は、システムの動作に必要なデータを記憶する装置であり、ＨＤＤや半導体メモリなどを適用可能である。通信部２０３は、外部記憶装置２５０からデータを取得する機能を有する。入力装置２０４は、セキュリティポリシーの設定や監視操作時の入力操作を行うための装置であり、キーボードやマウスなどを適用可能である。表示装置２０５は、後述するセキュリティポリシー設定エディタ３００などの表示を行う。なお、コンピュータによるソフトウェア処理ではなく、専用のハードウェアによりプロセス制御監視システムを実現することも可能である。
【００１４】
図２は、プロセス制御監視システム１００の機能構成を示す図である。プロセス制御監視システム１００は、セキュリティポリシー設定部１０１、セキュリティポリシーデータベース１０２、セキュリティポリシー取得部１０３、メタ情報管理部１０４、監視操作判定部１０５、監視操作実行部１０６を有する。
【００１５】
セキュリティポリシー設定部１０１は、ユーザがセキュリティポリシーを設定するためのユーザインタフェースとしてセキュリティポリシー設定エディタ３００を備えており、セキュリティポリシー設定エディタ３００はエディタ画面を表示装置２０５に表示させる。
【００１６】
また、プロセス制御監視システム１００には、プロジェクトデータメタ情報取得部１１１、制御画面データメタ情報取得部１２１、運転員情報メタ情報取得部１３１、ディレクトリサービスデータメタ情報取得部１４１、ＯＳデータメタ情報取得部１５１及び制御機器データメタ情報取得部１６１が組み込まれている。
【００１７】
プロジェクトデータ１１２は、プラントで行われる複数のプロセス（過程）からなる一連の処理（プロジェクト）に関するデータであり、プロジェクトデータメタ情報１１０は、プロジェクトを構成するプロセスに関する情報である。例えば、浄水処理というプロジェクトであれば、原水取水から浄水配水の間に行う「薬品注入」、「攪拌」、「沈殿」、「濾過」、「消毒」などのプロセスを含んでいる。制御画面データ１２２は、操作監視画面（ウィンドウ）についてのデータであり、制御画面データメタ情報１２０は、制御画面上での操作種別などについての情報を含んでいる。運転員情報１３２は、プロセス監視制御システム１００を操作する運転員個人についてのデータであり、運転員情報メタ情報１３０は、氏名、年齢、性別などの情報を含む。ディレクトリサービスデータ１４２は、プロセス監視制御システム１００を運用する組織（例えば運転員が所属する企業）に関する情報であり、ディレクトリサービスデータメタ情報１４０は、組織構成や職制などについての情報を含む。ＯＳデータ１５２は、プロセス監視制御システム１００を動作させるオペーレーティングシステムに関する情報であり、ＯＳデータメタ情報１５０は、ユーザアカウント、管理者権限の有無、所属するユーザグループなどについての情報を含む。制御機器データ１６２は、プラントを構成する機器（例えばバルブ）であり、制御機器データメタ情報１６０は、機器の設定についての情報を含む。
【００１８】
これらの各データのうち、制御画面データ１２２及び運転員情報１３２は、プロセス監視制御システム１００のシステム内において管理されている。一方、プロジェクトデータ１１２、ディレクトリサービスデータ１４２、ＯＳデータ１５２及び制御機器データ１６２は、プロセス監視制御システム１００のシステム外の外部記憶装置２５０において管理されている。なお、これらの情報は、各々異なる外部記憶装置に記憶されていても良い。また、プロジェクトデータ１１２、ディレクトリサービスデータ１４２、ＯＳデータ１５２及び制御機器データ１６２は、コンピュータ２００内でプロセス監視制御システムとは論理的に切り離された記憶領域に記憶されていても良い。
【００１９】
セキュリティポリシーは、セキュリティポリシー設定部１０１によりセキュリティポリシーデータベース１０２に保存されている。図３は、セキュリティポリシーの設定の一例を示す図である。セキュリティポリシーの設定は、セキュリティポリシー設定エディタ３００が表示装置２０５に表示させるエディタ画面３１０においてプログラミング言語で記述でき、セキュリティポリシーの関数３０１内に監視操作の判定条件３０２と判定結果３０３とを設定する。判定条件３０２には、Ｃ言語のｉｆ構文などの条件分岐を用いてプロジェクトデータ１１２や制御画面データ１２２、運転員情報１３２、ディレクトリサービスデータ１４２、ＯＳデータ１５２、制御機器データ１６２のメタ情報を参照する変数名とキーワードとを記述でき、それらのメタ情報及びキーワードが一致するか否かを示す“＝”（等しい）などの比較演算子を記述し、判定結果３０３として操作禁止なら戻り値にＦＡＬＳＥ、操作許可なら戻り値にＴＲＵＥを返す記述ができる。また、比較演算子として不等号を用いることにより、監視操作の許可／禁止に年齢制限を設定することなども可能である。なお、エディタ画面３１０上での関数３０１への文字等の入力は、入力装置２０４を介して行われる。
【００２０】
例えば、運転員が生産管理課に所属している場合に値の変更用の制御画面での監視操作を禁止するには、ディレクトリサービスデータに関するキーワードとして“生産管理課”を含み、制御画面データに関するキーワードとして“値の変更”を含むように判定条件３０２を記述する。
【００２１】
監視操作判定部１０５は、セキュリティポリシーとメタ情報とに基づいて監視操作の許可／禁止を判定する。すなわち、運転員による監視操作が行われた際に、どのプロジェクトのプロセスに関する操作であるか、どの制御画面における操作であるか、どの機器に対する操作であるか、どの運転員による操作であるか、運転員の所属組織はどこであるか、ＯＳ上で運転員にどの種類のユーザに分類されるかなどのカテゴリに関して、セキュリティポリシーにキーワードを含む比較式（第１の比較式）が設定されたカテゴリについて、メタ情報管理部１０４が各メタ情報取得部によって取得したメタ情報が、比較式を満たすか否かを判断する。
【００２２】
図３に示す例では、ディレクトリサービスデータ１４２のメタ情報（ディレクトリサービスデータメタ情報１４０）を参照するために$DirectoryServiceの変数が用いられ、制御画面データ１２２のメタ情報（制御画面データメタ情報１２０）を参照するために$ControlDispの変数が用いられている。この変数にドット演算子“．”を用いることでメタ情報内の特定の情報を参照することができ、所属課名を参照するには$DirectoryService.SectionName、アクションタイプを参照するには$ControlDisp.ActionTypeを記述することでメタ情報の名称、値を参照する。この変数に比較演算子を用いてキーワードを設定することで、課名が“生産管理課”でありアクションタイプが値の変更“ChangeValue”の場合の判定条件を記述でき、その判定条件においてメタ情報及びキーワードが一致していれば操作禁止のＦＡＬＳＥを返し、一致していなければ操作許可のＴＲＵＥを返している。すなわち、運転員が監視操作を行った際の制御画面が値の変更用の画面であり、かつ、運転員の所属課名が生産管理課である場合に操作を禁止している。この場合には、システムへのログイン時のユーザアカウント等によって運転員を特定することにより、ディレクトリサービスデータメタ情報取得部１４１は、監視操作を行う運転員に関するメタ情報を特定して参照可能である。
【００２３】
図４は、セキュリティポリシーの設定の別の一例を示す図である。エディタ画面３１０における判定条件３０２は、キーワードとして“TIC[0-9]+”の正規表現を記述しており、プロジェクトデータ１１２のメタ情報（プロジェクトデータメタ情報１１０）からタグ名称を参照する変数の（$Project.TagName）の値が“TIC”から始まりそれ以降が数値０から９から始まる文字列である場合（例えば、TIC001やTIC9999）に、条件が成立する。セキュリティポリシーの比較式に部分一致を用いることにより、プラント名など名称の一部をキーワードとすることで、類似するプラント名全ての判定条件に設定する必要がなくなる。
【００２４】
図５は、セキュリティポリシーの設定のさらに別の一例を示す図である。セキュリティポリシーデータベース１０２は、複数のセキュリティポリシーを保存している。エディタ画面３１０における判定条件３０２にセキュリティポリシーデータベースに存在する別のセキュリティポリシーの名称をキーワードとして含む比較式（第２の比較式）を設定することにより、判定条件３０２の判定は、該当する別のセキュリティポリシーの操作許可／禁止結果に従って処理される。例えば、セキュリティポリシー設定部１０１により職制確認のセキュリティポリシーを作成した場合、判定条件に“職制確認（）”を記述することで、職制確認のセキュリティポリシーを参照し、その結果を判定条件に使用できる。
【００２５】
セキュリティポリシーの判定条件３０２に複数の異なるセキュリティポリシーを使用できるため、予め用意された汎用性のある判定条件３０２を持つセキュリティポリシーを利用することで、判定条件３０２を作成する手間を削減できる。
【００２６】
図６は、実施の形態１にかかるプロセス監視制御システム１００の動作の流れを示すフローチャートであり、図６（ａ）は動作全体の流れ（メインルーチン）を示し、図６（ｂ）はステップＳ２１０における処理の詳細（サブルーチン）を示している。まず、セキュリティポリシーを取得するために組み込まれているセキュリティポリシー取得部１０３により、セキュリティポリシーデータベース１０２に保存しているセキュリティポリシーを取得する（ステップＳ２００）。
【００２７】
次に、ステップＳ２００で取得したセキュリティポリシーの判定条件３０２に使用しているメタ情報を取得する（ステップＳ２１０）。ステップＳ２１０のサブルーチンでは、管理しているメタ情報の件数分ループ処理を行う（ステップＳ２１１、Ｓ２１４）ループ処理ではメタ情報管理部１０４の内部での処理により判定条件３０２に使用されているメタ情報の変数名を問い合わせることで、メタ情報管理部１０４は各メタ情報取得部１１１〜１６１に対してメタ情報の変数名に該当するメタ情報が存在するか否かを問い合わせ（ステップＳ２１２）、メタ情報が存在していない場合は（ステップＳ２１３／Ｎｏ）、管理しているメタ情報の件数分のループが完了していなければステップＳ２１１に戻り、管理しているメタ情報の件数分のループが完了していればステップＳ２１０としての処理を終了してメインルーチンに戻る（ステップＳ２１４）。メタ情報が存在しているならば（ステップＳ２１３／Ｙｅｓ）、ループ処理を抜けてメタ情報を取得し（ステップＳ２１５）、ステップＳ２１０での処理を終了してメインルーチンに戻る。
【００２８】
次に、監視操作判定部１０５は、セキュリティポリシーに設定された各判定条件（取得したメタ情報とキーワードの比較式（第１の比較式））を実行し（ステップＳ２０１）、条件成立の成否に応じて監視操作の許可／禁止を判定結果３０３として返す。なお、セキュリティポリシーが第２の比較式として設定されている場合には、第２の比較式において指定された別のセキュリティポリシーにおける第１の比較式に基づいて条件成立の成否に応じて監視操作の許可／禁止を判定結果３０３として返す。
【００２９】
最後に、ステップＳ２０１において判定した監視操作の許可／禁止の結果に応じ、監視制御実行部１０６は、結果が許可であれば（ステップＳ２０２／許可）、監視操作を実行し（ステップＳ２０３）、禁止であれば（ステップＳ２０２／禁止）監視操作を中止する（ステップＳ２０４）。
【００３０】
本実施の形態によれば、プロジェクトの設計に使用する名称や、会社組織にあるディレクトリサービスなどの既存の情報をセキュリティポリシーの判定に利用できることから、それら既存の情報をプロセス監視制御システムに固有のセキュリティ用データとして加工する必要がない。例えば、特定組織に所属する運転員に操作許可を与える場合、セキュリティポリシーにディレクトリサービスの所属を参照した比較式を設定することにより、運転員の異動に伴うセキュリティ用データの変更が不要となる。監視操作を制限したい項目のみをセキュリティポリシーの比較式に設定すればよいため、それ以外の項目に対してセキュリティを設定する作業は必要ない。
【００３１】
実施の形態２．
図７は、本発明にかかるプロセス監視制御システムの実施の形態２の機能構成を示す図である。本実施の形態において、プロセス監視制御システム１００は、追加データメタ情報取得部１７１をさらに有する。メタ情報管理部１０４は、メタ情報の変数名を問い合わせる際に、追加データメタ情報取得部１７１に対してもメタ情報の変数名に該当するメタ情報が存在するかを問い合わせ、存在している場合は追加データ１７２から追加データメタ情報１７０を取り込む。
【００３２】
本実施の形態によれば、監視操作を制限するセキュリティシステムに例えばユーザ固有のメタ情報を追加でき、セキュリティポリシーの判定条件を拡張することができる。
【００３３】
なお、プロジェクトデータメタ情報１１０、制御画面データメタ情報１２０、運転員情報メタ情報１３０、ディレクトリサービスデータメタ情報１４０、ＯＳデータメタ情報１５０、制御機器情報メタ情報１６０をメタ情報管理部１０４による変数名の問い合わせの対象から外すことも可能である。すなわち、比較式を設定する情報のカテゴリをユーザが設定可能である。メタ情報管理部１０４による変数名の問い合わせの対象とする情報カテゴリを減らすことにより、処理の高速化やシステム構成の簡略化を実現できる。
【００３４】
上記各実施の形態によれば、定義したセキュリティポリシーによって権限が認められた者だけが監視操作を実行できるため、権限を有さない者がプラントを誤った条件で稼働させることを防止できる。これにより、プラントの故障を防止して長期にわたる安定した稼働が見込めるとともに、誤った運用により薬品等を漏洩させたりすることを防止し、環境保全性を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明にかかるプロセス監視制御システムは、既存のメタ情報を利用してセキュリティポリシーを設定できる点で有用であり、特に、監視制御を行う運転員の操作範囲を制限するのに適している。
【符号の説明】
【００３６】
１００ プロセス監視制御システム
１０１ セキュリティポリシー設定部
１０２ セキュリティポリシーデータベース
１０３ セキュリティポリシー取得部
１０４ メタ情報管理部
１０５ 監視操作判定部
１０６ 監視操作実行部
１１０ プロジェクトデータメタ情報
１１１ プロジェクトデータメタ情報取得部
１１２ プロジェクトデータ
１２０ 制御画面データメタ情報
１２１ 制御画面データメタ情報取得部
１２２ 制御画面データ
１３０ 運転員情報メタ情報
１３１ 運転員情報メタ情報取得部
１３２ 運転員情報
１４０ ディレクトリサービスデータメタ情報
１４１ ディレクトリサービスデータメタ情報取得部
１４２ ディレクトリサービスデータ
１５０ ＯＳデータメタ情報
１５１ ＯＳデータメタ情報取得部
１５２ ＯＳデータ
１６０ 制御機器データメタ情報
１６１ 制御機器データメタ情報取得部
１６２ 制御機器データ
１７０ 追加データメタ情報
１７１ 追加データメタ情報取得部
１７２ 追加データ
２００ コンピュータ
２０１ 制御部
２０２ 記憶部
２０３ 通信部
２０４ 入力装置
２０５ 表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントで行われる複数のプロセスを制御し、該プロセスに対する運転員による操作を監視操作として監視するプロセス監視制御システムであって、
前記監視操作の許可／禁止の判定の条件として、前記監視操作に関する複数のカテゴリの少なくとも一つについてキーワードを含む第１の比較式をセキュリティポリシーとして設定するセキュリティポリシー設定部と、
前記セキュリティポリシーに基づいて前記判定を行う際に、前記複数のカテゴリのうち、前記第１の比較式に含まれるキーワードが属するカテゴリのメタ情報を参照するメタ情報管理部と、
前記メタ情報管理部が参照した前記メタ情報に含まれる値が、前記第１の比較式を満たすか否かを判断する監視操作判定部と、
前記第１の比較式を満たすと前記監視操作判定部が判断した場合に、前記監視操作を実行する監視操作実行部とを備えることを特徴とするプロセス監視制御システム。
【請求項２】
前記第１の比較式は、前記キーワードと前記メタ情報との部分一致を表すことを特徴とする請求項１に記載のプロセス監視制御システム。
【請求項３】
前記セキュリティポリシー設定部は、別のセキュリティポリシーの名称を前記キーワードとして含む第２の比較式を前記第１の比較式の代わりに前記セキュリティポリシーとして設定可能であり、
前記監視操作判定部は、前記セキュリティポリシーにおいて指定された前記第２の比較式に基づいて、前記メタ情報管理部が参照した前記メタ情報に含まれる値が、前記別のセキュリティポリシーにおいて設定された前記第１の比較式を満たすか否かを判断し、
前記監視操作実行部は前記第２の比較式を満たすと前記監視操作判定部が判断した場合に前記監視操作を実行することを特徴とする請求項１または２に記載のプロセス監視制御システム。
【請求項４】
前記メタ情報管理部が前記判定の際に前記メタ情報を参照するカテゴリを、ユーザが設定可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のプロセス監視制御システム。
【請求項１】
プラントで行われる複数のプロセスを制御し、該プロセスに対する運転員による操作を監視操作として監視するプロセス監視制御システムであって、
前記監視操作の許可／禁止の判定の条件として、前記監視操作に関する複数のカテゴリの少なくとも一つについてキーワードを含む第１の比較式をセキュリティポリシーとして設定するセキュリティポリシー設定部と、
前記セキュリティポリシーに基づいて前記判定を行う際に、前記複数のカテゴリのうち、前記第１の比較式に含まれるキーワードが属するカテゴリのメタ情報を参照するメタ情報管理部と、
前記メタ情報管理部が参照した前記メタ情報に含まれる値が、前記第１の比較式を満たすか否かを判断する監視操作判定部と、
前記第１の比較式を満たすと前記監視操作判定部が判断した場合に、前記監視操作を実行する監視操作実行部とを備えることを特徴とするプロセス監視制御システム。
【請求項２】
前記第１の比較式は、前記キーワードと前記メタ情報との部分一致を表すことを特徴とする請求項１に記載のプロセス監視制御システム。
【請求項３】
前記セキュリティポリシー設定部は、別のセキュリティポリシーの名称を前記キーワードとして含む第２の比較式を前記第１の比較式の代わりに前記セキュリティポリシーとして設定可能であり、
前記監視操作判定部は、前記セキュリティポリシーにおいて指定された前記第２の比較式に基づいて、前記メタ情報管理部が参照した前記メタ情報に含まれる値が、前記別のセキュリティポリシーにおいて設定された前記第１の比較式を満たすか否かを判断し、
前記監視操作実行部は前記第２の比較式を満たすと前記監視操作判定部が判断した場合に前記監視操作を実行することを特徴とする請求項１または２に記載のプロセス監視制御システム。
【請求項４】
前記メタ情報管理部が前記判定の際に前記メタ情報を参照するカテゴリを、ユーザが設定可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のプロセス監視制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−９２９９１（Ｐ２０１３−９２９９１Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３６２１０（Ｐ２０１１−２３６２１０）
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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