機器制御装置、機器制御装置の機能制限方法、および機能制限システム
【課題】プロセス制御に関連するフィールド機器の状態に基づいて、適切で安全な機能制限レベルを設定できる機器制御装置、機器制御装置の機能制限方法、および機能制限システムを提供する。
【解決手段】プロセス制御を行うシステムに配置されたフィールド機器に対して機器制御を行うとともに、この機器制御を実行するための複数の制御機能のいずれかを機能制限できる機器制御装置２００において、フィールド機器の状態のうち、プロセス制御に関連する状態信号を取得する取得手段２１０と、取得手段２１０によって取得された状態信号に基づいて機能制限のレベルを設定する設定手段２２０と、を備えたことを特徴とする。
【解決手段】プロセス制御を行うシステムに配置されたフィールド機器に対して機器制御を行うとともに、この機器制御を実行するための複数の制御機能のいずれかを機能制限できる機器制御装置２００において、フィールド機器の状態のうち、プロセス制御に関連する状態信号を取得する取得手段２１０と、取得手段２１０によって取得された状態信号に基づいて機能制限のレベルを設定する設定手段２２０と、を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器制御装置、機器制御装置の機能制限方法、および機能制限システムに関し、特に、安全な機能制限を実現するものである。
【背景技術】
【０００２】
化学プラントなどのプロセス制御システムでは、圧力伝送器、温度伝送器、流量計およびバルブポジショナなどのフィールド機器に対する設定、調整などの制御（以下、「機器制御」という）を行う機器制御装置（以下、「ホスト」という）が用いられる。
【０００３】
ホストには、ＤＣＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｎｔｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）および携帯端末などがあり、例えばフィールドバスを介してフィールド機器に接続され、デジタル通信を行う。
【０００４】
機器制御を実行するにあたって、設定機能、調整機能などの複数の制御機能があり、ホストは各種制御機能を実行することによって、フィールド機器を制御する。
【０００５】
フィールドバスの規格には、複数の制御機能のうち、いずれの機能の実行を制限するかを定義した、Ｃｌａｓｓと呼ばれる機能制限レベルが存在する。この機能制限レベルについて図３を用いて説明する。
【０００６】
図３は、プロセス制御システムの構成図であり、図３（ａ）は、プロセス制御を行う工場が稼働中の構成図、図３（ｂ）は、工場が稼働前の構成図である。
【０００７】
図３（ａ）において、プロセス制御システム１０ａは、ホスト２０ａ、２１ａ、フィールド機器３０ａ、３１ａ、３２ａ、フィールドバスＦＢを備える。
【０００８】
フィールド機器３０ａ、３１ａ、３２ａは、圧力や流量などの測定および流量調整をするために、プロセス制御システム１０ａの中の配管、タンク、バルブ（図示しない）などに配置され、フィールドバスＦＢを介してホスト２０ａ、２１ａに接続される。
【０００９】
ここで、ホスト２０ａは、機能制限レベルのＣｌａｓｓ６２に設定され、ホスト２１ａは、機能制限レベルのＣｌａｓｓ６１に設定されている。
【００１０】
機能制限レベルのＣｌａｓｓ６２は、設定機能と調整機能が制限されて実行することができず、調整機能の調整値の読み込みだけを行うことができる。これによって、携帯端末であるホスト２０ａは、フィールド機器への設定、調整を行うことができない。
【００１１】
一方、機能制限レベルのＣｌａｓｓ６１は、機能制限が無く、すべての制御機能を実行することができる。これによって、ＤＣＳやＰＣであるホスト２１ａは、フィールド機器への設定、調整を行うことができる。
【００１２】
機能制限レベルのＣｌａｓｓ６２とＣｌａｓｓ６１とを比較すると、Ｃｌａｓｓ６２の方が、Ｃｌａｓｓ６１よりも機能制限レベルは高いと言える。これによって、携帯端末であるホスト２０ａからのフィールド機器への不用意な設定変更、調整を防止できる。
【００１３】
また、図３（ｂ）は、図３（ａ）と同様の構成であり、ホスト２０ｂ、２１ｂ、フィールド機器３０ｂ、３１ｂ、３２ｂ、フィールドバスＦＢによってプロセス制御システム１０ｂが構成される。
【００１４】
ここで、図３（ａ）との違いは、ホスト２０ｂ、２１ｂに設定された機能制限レベルである。具体的には、ホスト２０ｂは、機能制限レベルのＣｌａｓｓ６４に設定され、ホスト２１ｂは、機能制限レベルのＣｌａｓｓ６３に設定されている。
【００１５】
基本的には、Ｃｌａｓｓ６４はＣｌａｓｓ６２と同様の機能制限を有し、Ｃｌａｓｓ６３はＣｌａｓｓ６１と同様の機能制限を有する。しかし、Ｃｌａｓｓ６４とＣｌａｓｓ６３は稼働中の工場では使用できない。稼働中の工場で使用できるのは、Ｃｌａｓｓ６２とＣｌａｓｓ６１である。なお、同一のホストには、異なる機能制限レベルを設定される場合もある。
【００１６】
ホストへの機能制限レベルの設定は、ホストへの制御機能アプリケーションソフトウエアのインストール時に、ライセンス情報またはユーザーアカウントを確認して自動的に行われる。また、インストール後に、ユーザーが、ライセンス情報またはユーザーアカウントを使用して、機能制限レベルを変更することができる。
【００１７】
特許文献１、２には、ライセンス認証、ユーザー認証またはイベントの発生によって、機能制限の制御を行う電子機器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００９−３８５８４号公報
【特許文献２】特開２００３−４４７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
ホストに設定される機能制限レベルは、制御対象であるフィールド機器の種類、稼働状態、アラームの種類、制御ループの形成状態または配置された位置などのプロセス制御に関連するフィールド機器の状態に基づいて決定されることが好ましい。
【００２０】
しかし、上述したライセンス情報またはユーザーアカウントには、これらの状態が反映されていないため、ホストに不適切な機能制限レベルが設定される場合がある。このような場合、例えばホストは、設定変更してはいけないフィールド機器に設定変更ができてしまい、これによって工場へ多大な悪影響や被害をもたらすことがある。これは、ユーザーが機能制限レベルを誤って変更した場合も同様である。
【００２１】
また、機能制限レベルが設定された既設のホストが別の場所に移された場合、ユーザーが適切な機能制限レベルへの変更を怠ると、同様に工場へ多大な悪影響や被害をもたらすことがある。
【００２２】
本発明は、プロセス制御に関連するフィールド機器の状態に基づいて、適切で安全な機能制限レベルを設定できる機器制御装置、機器制御装置の機能制限方法、および機能制限システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
このような目的を達成するために、請求項１の発明は、
プロセス制御を行うシステムに配置されたフィールド機器に対して機器制御を行うとともに、この機器制御を実行するための複数の制御機能のいずれかを機能制限できる機器制御装置において、
前記フィールド機器の状態のうち、前記プロセス制御に関連する状態信号を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記状態信号に基づいて前記機能制限のレベルを設定する設定手段と、
を備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記取得手段は、前記フィールド機器の種類に応じた前記状態信号を取得することを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２に記載の発明において、
前記フィールド機器がプロセス制御量に対してアクティブな種類の機器であり、この種類に応じた前記状態信号を前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、パッシブな種類の機器よりも高いレベルに設定することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３に記載の発明において、
前記アクティブな種類の機器は、バルブポジショナまたは電空変換器であることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項２に記載の発明において、
前記フィールド機器が前記プロセス制御の特定用途に用いられる種類の機器であり、この種類を表すキーワードを前記状態信号として前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、前記特定用途以外に用いられる種類の機器よりも高いレベルに設定することを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項５に記載の発明において、
前記特定用途に用いられる種類の機器は、前記プロセス制御を行う工場の排水制御に用いられる機器であることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記取得手段は、前記フィールド機器の稼動状態に応じた前記状態信号を取得することを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項７に記載の発明において、
前記フィールド機器が稼動していることを表す前記状態信号を前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、稼動していない前記フィールド機器よりも高いレベルに設定することを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項８に記載の発明において、
フィールドバスのリンクマスターとして動作する前記フィールド機器が存在する場合、前記フィールド機器が稼動していることを表す前記状態信号を前記取得手段によって取得することを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記取得手段は、前記フィールド機器の発するアラームの種類に応じた前記状態信号を取得することを特徴とする。
請求項１１の発明は、請求項１０に記載の発明において、
前記機器制御を中止させるアラームであることを表す前記状態信号を前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、前記機器制御を中止させないアラームよりも高いレベルに設定することを特徴とする。
請求項１２の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記取得手段は、前記フィールド機器による前記プロセス制御の制御ループの形成状態に応じた前記状態信号を取得することを特徴とする。
請求項１３の発明は、請求項１２に記載の発明において、
前記制御ループが形成されたことを表す前記状態信号を前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、前記制御ループが形成されていない状態よりも高いレベルに設定することを特徴とする。
請求項１４の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記取得手段は、前記フィールド機器の配置された位置に応じた前記状態信号を取得することを特徴とする。
請求項１５の発明は、請求項１４に記載の発明において、
ＧＰＳまたは無線ＬＡＮによって前記位置が得られ、
前記位置が前記プロセス制御における危険区域であることを表す前記状態信号を前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、前記危険区域以外に配置された前記フィールド機器よりも高いレベルに設定することを特徴とする。
請求項１６の発明は、請求項１から１５のいずれか一項に記載の発明において、
前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、ユーザーによって変更されたカスタムレベルに設定することができることを特徴とする。
請求項１７の発明は、
プロセス制御を行うシステムに配置されたフィールド機器に対して機器制御を行うとともに、この機器制御を実行するための複数の制御機能のいずれかを機能制限できる機器制御装置の機能制限方法において、
前記フィールド機器の状態のうち、前記プロセス制御に関連する状態信号を取得する取得ステップと、
前記取得ステップによって取得された前記状態信号に基づいて前記機能制限のレベルを設定する設定ステップと、
を備えたことを特徴とする。
請求項１８の発明は、
プロセス制御を行うシステムに配置されたフィールド機器と、
このフィールド機器に対して機器制御を行うとともに、この機器制御を実行するための複数の制御機能のいずれかを機能制限できる機器制御装置と、を有する機能制限システムにおいて、
前記機器制御装置は、
前記フィールド機器の状態のうち、前記プロセス制御に関連する状態信号を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記状態信号に基づいて前記機能制限のレベルを設定する設定手段と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、フィールド機器の状態のうち、プロセス制御に関連する状態信号を取得し、この状態信号に基づいて機能制限レベルを設定する。この設定された機能制限のレベルに基づいて機器制御を行うことによって、適切で安全な機能制限レベルに設定された機器制御装置は、安全なプロセス制御を実行することができる。
【００２５】
また、機能制限レベルが設定された既設の機器制御装置が別の場所に移された場合であっても、機器制御装置を適切で安全な機能制限レベルに変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を適用した機器制御装置とフィールド機器からなる機能制限システムの構成図の例である。
【図２】本発明を適用した機器制御装置の機能制限レベル設定処理のフローチャート図の例である。
【図３】（ａ）は、プロセス制御を行う工場が稼働中のシステム構成図、（ｂ）は、工場が稼働前のシステム構成図の例である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、本実施例を適用した、フィールド機器１１０、１２０、ホスト（機器制御装置）２００などからなる機能制限システム１００の構成図である。なお、これらのフィールド機器およびホストなどを用いたプロセス制御システムの構成図は、図３と同様である。
【００２８】
図１において、フィールド機器１１０、１２０は、フィールドバスＦＢを介してホスト２００に接続される。また、フィールド機器１１０、１２０の位置を検知するＧＰＳ（グローバルポジショニングセンサー）１４０および無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）センサー１５０が、ホスト２００に接続される。
【００２９】
ホスト２００は、取得手段２１０、設定手段２２０およびユーザー設定手段２５０を備える。設定手段２２０は、各サーチモジュール２２１〜２２９、フィールドバスネットワーク接続モジュール２３０およびＣｌａｓｓ判定モジュール（Ｃｌａｓｓ判定項目選択モジュールを含む）２４０を備える。
【００３０】
フィールドバスＦＢ、ＧＰＳ１４０および無線ＬＡＮセンサー１５０は取得手段２１０に接続される。フィールドバスネットワーク接続モジュール２３０は、取得手段２１０および各サーチモジュール２２１〜２２７に接続される。なお、ＧＰＳモジュール２２８および無線ＬＡＮ強度測定モジュール２２９は、取得手段２１０に接続される。
【００３１】
Ｃｌａｓｓ判定モジュール２４０は、各サーチモジュール２２１〜２２９およびユーザー設定手段２５０に接続され、ユーザーアカウント３１０およびライセンス情報３００を外部からの入力信号として受け取る。
【００３２】
つぎに、ホスト２００の動作について、さらに図２を用いて説明する。図２は、ホスト２００の機能制限レベル（Ｃｌａｓｓ）設定処理のフローチャート図である。
【００３３】
図２のステップＳ１００において、ホスト２００に制御機能アプリケーションソフトウエアがインストールされた後、ステップＳ１１０において、Ｃｌａｓｓ判定モジュール２４０は、ライセンス情報３００またはユーザーアカウント３１０を受け取り、一旦これに基づくＣｌａｓｓを設定する。
【００３４】
続いて、ステップＳ１２０において、ホスト２００は、一旦設定されたＣｌａｓｓに基づいて、プロセス制御の運用を開始する。
【００３５】
続いて、ステップＳ１３０において、取得手段２１０は、フィールドバスＦＢを介してフィールド機器１１０、１２０から、あるいはＧＰＳ１４０、無線ＬＡＮセンサー１５０から、プロセス制御に関連するフィールド機器の状態信号を取得する（取得ステップ）。
【００３６】
続いて、ステップＳ１４０、Ｓ１５０、Ｓ１６０〜Ｓ１６４において、設定手段２２０は、取得した状態信号に基づいてＣｌａｓｓ６１〜６４のいずれかを設定する、また、ユーザーによって、Ｃｌａｓｓ６１〜６４に変更を加えたカスタムレベルを設定することもできる（設定ステップ）。この設定手段については、後で詳述する。
【００３７】
なお、設定手段２２０は、ユーザー設定手段２５０からカスタムレベルを取得して設定することにより、より細かく適切なレベル設定を行うことができる。
【００３８】
続いて、ステップＳ１７０において、ホスト２００は、設定された機能制限レベルに従って、フィールド機器１１０、１２０を制御し、プロセス制御の運用を続ける。
【００３９】
ステップＳ１８０において、ホスト２００は、プロセス制御の運用を続けながら、定期的にステップＳ１３０以降の取得ステップおよび設定ステップを繰り返す。
【００４０】
つぎに、上述した設定手段について詳しく説明する。状態信号には、フィールド機器の種類、稼働状態、アラームの種類、制御ループの形成状態または配置された位置などに基づくものがあり、各々の状態信号による設定手段について、図１を用いて説明する。
【００４１】
＜フィールド機器の種類＞
（１）特定機器
フィールド機器の種類のうち、バルブポジショナまたは電空変換器などの特定機器は、バルブを流れる流量を制御するものなので、誤設定、誤調整によって工場へ多大な悪影響や被害をもたらす恐れがある。
【００４２】
フィールドバスＦＢに接続されたフィールド機器１１０がバルブポジショナまたは電空変換器などの特定機器の場合、特定機器サーチモジュール２２１は、取得手段２１０およびフィールドバスネットワーク接続モジュール２３０を介して、フィールド機器１１０から特定機器を表す信号を受け取る。なお、特定機器を表す信号は、予めユーザーによって与えられてもよい。
【００４３】
そして、特定機器サーチモジュール２２１およびＣｌａｓｓ判定モジュール２４０は、機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定する。
【００４４】
一方、特定機器がフィールドバスＦＢ上に存在しない場合、機能制限レベルの低いＣｌａｓｓ６１、Ｃｌａｓｓ６３またはカスタムレベルを設定する。
【００４５】
このように、特定機器がフィールドバスＦＢ上に存在する場合、ホスト２００に機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定することによって、設定および調整を実行できないので、誤設定、誤調整による工場への多大な悪影響や被害を防止することができる。
【００４６】
（２）Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ機器
上述したバルブポジショナまたは電空変換器は、バルブを流れる流量を制御するもの、すなわち流量などのプロセス量を操作し変化させるものなので、アクティブな機器と呼ばれるとともに、Ｏｕｔｐｕｔ機器とも呼ばれる。
【００４７】
一方、圧力伝送器、温度伝送器および流量計などは、圧力、温度および流量などの測定を行うものなので、パッシブな機器と呼ばれるとともに、Ｉｎｐｕｔ機器とも呼ばれる。
【００４８】
上述の特定機器と同様に、フィールド機器１１０がバルブポジショナまたは電空変換器などのＯｕｔｐｕｔ機器（アクティブな機器）である場合、Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ機器サーチモジュール２２２は、取得手段２１０を介して、フィールド機器１１０からＯｕｔｐｕｔ機器を表す信号を受け取る。なお、Ｏｕｔｐｕｔ機器を表す信号は、予めユーザーによって与えられてもよい。
【００４９】
そして、Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ機器サーチモジュール２２２およびＣｌａｓｓ判定モジュール２４０は、機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定する。
【００５０】
一方、Ｏｕｔｐｕｔ機器がフィールドバスＦＢ上に存在しない場合、すなわちＩｎｐｕｔ機器（パッシブな機器）のみの場合、機能制限レベルの低いＣｌａｓｓ６１、Ｃｌａｓｓ６３またはカスタムレベルを設定する。
【００５１】
このように、Ｏｕｔｐｕｔ機器がフィールドバスＦＢ上に存在する場合、ホスト２００に機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定することによって、設定および調整を実行できないので、誤設定、誤調整による工場への多大な悪影響や被害を防止することができる。
【００５２】
（３）特定用途に用いられる機器
プロセス制御を行う工場の排水制御などの特定用途に用いられるフィールド機器は、誤調整によって工場へ多大な悪影響や被害をもたらす恐れがある。
【００５３】
フィールドバスＦＢに接続されたフィールド機器１１０が工場の排水制御などに用いられる場合、特定用途サーチモジュール２２３は、取得手段２１０を介して、フィールド機器１１０から特定用途の機器を表す信号、例えば特定のキーワードを受け取る。なお、特定用途の機器を表す信号は、予めユーザーによって与えられてもよい。
【００５４】
そして、特定用途サーチモジュール２２３およびＣｌａｓｓ判定モジュール２４０は、受け取ったキーワードと予め記憶されたキーワードとを比較して一致した場合、機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定する。
【００５５】
一方、特定用途に用いられるフィールド機器がフィールドバスＦＢ上に存在しない場合、機能制限レベルの低いＣｌａｓｓ６１、Ｃｌａｓｓ６３またはカスタムレベルを設定する。
【００５６】
このように、特定用途に用いられるフィールド機器がフィールドバスＦＢ上に存在する場合、ホスト２００に機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定することによって、設定および調整を実行できないので、誤設定、誤調整による工場への多大な悪影響や被害を防止することができる。
【００５７】
＜フィールド機器の稼働状態＞
（１）フィールド機器のＢｌｏｃｋ Ｍｏｄｅ
フィールド機器の有するＢｌｏｃｋ Ｍｏｄｅは、フィールド機器の稼働中では「Ａｕｔｏ」に設定され、非稼働中では「Ｏ／Ｓ」に設定される。なお、Ｂｌｏｃｋ Ｍｏｄｅはフィールドバス規格によって定義されている。
【００５８】
Ａｃｔｕａｌ Ｍｏｄｅサーチモジュール２２４は、取得手段２１０を介して、フィールド機器１１０からＢｌｏｃｋ Ｍｏｄｅのデータを受け取る。
【００５９】
そして、Ａｃｔｕａｌ Ｍｏｄｅサーチモジュール２２４およびＣｌａｓｓ判定モジュール２４０は、受け取ったデータが「Ａｕｔｏ」の場合、Ｃｌａｓｓ６１、Ｃｌａｓｓ６２またはカスタムレベルを設定する。
【００６０】
一方、受け取ったデータが「Ｏ／Ｓ」の場合、Ｃｌａｓｓ６３、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定する。
【００６１】
このように、フィールド機器の稼働状態に応じた適切で安全な機能制限レベルを設定できる。
【００６２】
（２）リンクマスター
フィールドバス規格によって定義されているリンクマスターとして動作するフィールド機器が存在する場合は稼働中であり、存在しない場合は非稼働中である。
【００６３】
リンクマスターサーチモジュール２２５は、取得手段２１０を介して、フィールド機器１１０からリンクマスターとして動作しているか否かの信号を受け取る。
【００６４】
そして、Ａｃｔｕａｌ Ｍｏｄｅサーチモジュール２２４およびＣｌａｓｓ判定モジュール２４０は、受け取った信号がリンクマスターとして動作していることを表す場合、機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定する。
【００６５】
一方、受け取った信号がリンクマスターとして動作していないことを表す場合、機能制限レベルの低いＣｌａｓｓ６１、Ｃｌａｓｓ６３またはカスタムレベルを設定する。
【００６６】
このように、フィールド機器の稼働状態に応じた適切で安全な機能制限レベルを設定できる。
【００６７】
＜フィールド機器のアラームの種類＞
フィールド機器は複数種類のアラームを出力する。このアラームの種類には、フィールド機器の調整を中止させなければならないものの他、調整を中止させずに迅速に調整を実行しなければならないものがある。
【００６８】
アラームサーチモジュール２２６は、取得手段２１０を介して、フィールド機器１１０から発生しているアラームの種類を表す信号を受け取る。
【００６９】
そして、アラームサーチモジュール２２６およびＣｌａｓｓ判定モジュール２４０は、受け取った信号が調整を中止させるアラームであることを表す場合、機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定する。
【００７０】
一方、受け取った信号が調整を中止させないアラームであることを表す場合、機能制限レベルの低いＣｌａｓｓ６１、Ｃｌａｓｓ６３またはカスタムレベルを設定する。
【００７１】
このように、フィールド機器の発するアラームの種類に応じた適切で安全な機能制限レベルを設定できる。
【００７２】
＜フィールド機器の制御ループ状態＞
フィールドバスＦＢに接続されているフィールド機器のトポロジーから、フィールド機器によってプロセス制御の制御ループが形成されているか否かが判別できる。
【００７３】
トポロジーサーチモジュール２２７は、取得手段２１０を介して、フィールド機器１１０からトポロジーを表す信号を受け取る。
【００７４】
そして、トポロジーサーチモジュール２２７およびＣｌａｓｓ判定モジュール２４０は、受け取った信号から制御ループが形成されていると判断した場合、機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定する。
【００７５】
一方、受け取った信号から制御ループが形成されていないと判断した場合、機能制限レベルの低いＣｌａｓｓ６１、Ｃｌａｓｓ６３またはカスタムレベルを設定する。
【００７６】
このように、プロセス制御の制御ループの形成状態に応じた適切で安全な機能制限レベルを設定できる。
【００７７】
＜フィールド機器の配置＞
フィールド機器が、プロセス制御を行う工場内の防爆エリアなどの危険区域に配置されている場合、誤設定、誤調整によって工場へ多大な悪影響や被害をもたらす恐れがある。
【００７８】
ＧＰＳ１４０によってフィールド機器１１０の位置を検知すると、取得手段２１０は、ＧＰＳ１４０からフィールド機器１１０の位置信号を取得する。ＧＰＳモジュール２２８は、取得手段２１０からフィールド機器１１０の位置信号を受け取る。
【００７９】
そして、ＧＰＳモジュール２２８およびＣｌａｓｓ判定モジュール２４０は、フィールド機器１１０の位置が危険区域内にある場合、機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定する。
【００８０】
一方、危険区域内にない場合、機能制限レベルの低いＣｌａｓｓ６１、Ｃｌａｓｓ６３またはカスタムレベルを設定する。
【００８１】
なお、ＧＰＳ１４０の信号が届かない屋内にフィールド機器１１０が配置されている場合、フィールド機器１１０と通信している無線ＬＡＮセンサー１５０の受信電波強度信号の測定によって、フィールド機器１１０の位置を検知できる。
【００８２】
取得手段２１０は、無線ＬＡＮセンサー１５０から受信電波強度信号を取得することができる。無線ＬＡＮ強度測定モジュール２２９およびＣｌａｓｓ判定モジュール２４０は、受信電波強度信号から位置信号を求め、ＧＰＳ１４０の場合と同様に、位置信号を用いて機能制限レベルの設定を行うことができる。
【００８３】
このように、フィールド機器１１０の位置が危険区域内にある場合、ホスト２００に機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定することによって、設定および調整を実行できないので、誤設定、誤調整による工場への多大な悪影響や被害を防止することができる。
【００８４】
また、上述したフィールド機器の種類、稼働状態、アラームの種類、制御ループの形成状態、配置された位置を表す状態信号を２つ以上用い、この２つ以上の状態信号に基づいて機能制限レベルを設定してもよい。
【００８５】
なお、取得手段２１０および設定手段２２０は、プロセッサによって所定のプログラムに従って実行、または論理回路によって実現してもよい。
【００８６】
なお、本発明は、前述の実施例に限定されることなく、その本質を逸脱しない範囲で、さらに多くの変更および変形を含む。また、前述した各手段の組み合わせ以外の組み合わせを含むことができる。
【符号の説明】
【００８７】
１００ 機能制限システム
１１０、１２０ フィールド機器
１４０ ＧＰＳ
１５０ 無線ＬＡＮセンサー
２００ ホスト（機器制御装置）
２１０ 取得手段
２２０ 設定手段
２３０ フィールドバスネットワーク接続モジュール
２４０ Ｃｌａｓｓ判定モジュール
２５０ ユーザー設定手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器制御装置、機器制御装置の機能制限方法、および機能制限システムに関し、特に、安全な機能制限を実現するものである。
【背景技術】
【０００２】
化学プラントなどのプロセス制御システムでは、圧力伝送器、温度伝送器、流量計およびバルブポジショナなどのフィールド機器に対する設定、調整などの制御（以下、「機器制御」という）を行う機器制御装置（以下、「ホスト」という）が用いられる。
【０００３】
ホストには、ＤＣＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｎｔｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）および携帯端末などがあり、例えばフィールドバスを介してフィールド機器に接続され、デジタル通信を行う。
【０００４】
機器制御を実行するにあたって、設定機能、調整機能などの複数の制御機能があり、ホストは各種制御機能を実行することによって、フィールド機器を制御する。
【０００５】
フィールドバスの規格には、複数の制御機能のうち、いずれの機能の実行を制限するかを定義した、Ｃｌａｓｓと呼ばれる機能制限レベルが存在する。この機能制限レベルについて図３を用いて説明する。
【０００６】
図３は、プロセス制御システムの構成図であり、図３（ａ）は、プロセス制御を行う工場が稼働中の構成図、図３（ｂ）は、工場が稼働前の構成図である。
【０００７】
図３（ａ）において、プロセス制御システム１０ａは、ホスト２０ａ、２１ａ、フィールド機器３０ａ、３１ａ、３２ａ、フィールドバスＦＢを備える。
【０００８】
フィールド機器３０ａ、３１ａ、３２ａは、圧力や流量などの測定および流量調整をするために、プロセス制御システム１０ａの中の配管、タンク、バルブ（図示しない）などに配置され、フィールドバスＦＢを介してホスト２０ａ、２１ａに接続される。
【０００９】
ここで、ホスト２０ａは、機能制限レベルのＣｌａｓｓ６２に設定され、ホスト２１ａは、機能制限レベルのＣｌａｓｓ６１に設定されている。
【００１０】
機能制限レベルのＣｌａｓｓ６２は、設定機能と調整機能が制限されて実行することができず、調整機能の調整値の読み込みだけを行うことができる。これによって、携帯端末であるホスト２０ａは、フィールド機器への設定、調整を行うことができない。
【００１１】
一方、機能制限レベルのＣｌａｓｓ６１は、機能制限が無く、すべての制御機能を実行することができる。これによって、ＤＣＳやＰＣであるホスト２１ａは、フィールド機器への設定、調整を行うことができる。
【００１２】
機能制限レベルのＣｌａｓｓ６２とＣｌａｓｓ６１とを比較すると、Ｃｌａｓｓ６２の方が、Ｃｌａｓｓ６１よりも機能制限レベルは高いと言える。これによって、携帯端末であるホスト２０ａからのフィールド機器への不用意な設定変更、調整を防止できる。
【００１３】
また、図３（ｂ）は、図３（ａ）と同様の構成であり、ホスト２０ｂ、２１ｂ、フィールド機器３０ｂ、３１ｂ、３２ｂ、フィールドバスＦＢによってプロセス制御システム１０ｂが構成される。
【００１４】
ここで、図３（ａ）との違いは、ホスト２０ｂ、２１ｂに設定された機能制限レベルである。具体的には、ホスト２０ｂは、機能制限レベルのＣｌａｓｓ６４に設定され、ホスト２１ｂは、機能制限レベルのＣｌａｓｓ６３に設定されている。
【００１５】
基本的には、Ｃｌａｓｓ６４はＣｌａｓｓ６２と同様の機能制限を有し、Ｃｌａｓｓ６３はＣｌａｓｓ６１と同様の機能制限を有する。しかし、Ｃｌａｓｓ６４とＣｌａｓｓ６３は稼働中の工場では使用できない。稼働中の工場で使用できるのは、Ｃｌａｓｓ６２とＣｌａｓｓ６１である。なお、同一のホストには、異なる機能制限レベルを設定される場合もある。
【００１６】
ホストへの機能制限レベルの設定は、ホストへの制御機能アプリケーションソフトウエアのインストール時に、ライセンス情報またはユーザーアカウントを確認して自動的に行われる。また、インストール後に、ユーザーが、ライセンス情報またはユーザーアカウントを使用して、機能制限レベルを変更することができる。
【００１７】
特許文献１、２には、ライセンス認証、ユーザー認証またはイベントの発生によって、機能制限の制御を行う電子機器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００９−３８５８４号公報
【特許文献２】特開２００３−４４７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
ホストに設定される機能制限レベルは、制御対象であるフィールド機器の種類、稼働状態、アラームの種類、制御ループの形成状態または配置された位置などのプロセス制御に関連するフィールド機器の状態に基づいて決定されることが好ましい。
【００２０】
しかし、上述したライセンス情報またはユーザーアカウントには、これらの状態が反映されていないため、ホストに不適切な機能制限レベルが設定される場合がある。このような場合、例えばホストは、設定変更してはいけないフィールド機器に設定変更ができてしまい、これによって工場へ多大な悪影響や被害をもたらすことがある。これは、ユーザーが機能制限レベルを誤って変更した場合も同様である。
【００２１】
また、機能制限レベルが設定された既設のホストが別の場所に移された場合、ユーザーが適切な機能制限レベルへの変更を怠ると、同様に工場へ多大な悪影響や被害をもたらすことがある。
【００２２】
本発明は、プロセス制御に関連するフィールド機器の状態に基づいて、適切で安全な機能制限レベルを設定できる機器制御装置、機器制御装置の機能制限方法、および機能制限システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
このような目的を達成するために、請求項１の発明は、
プロセス制御を行うシステムに配置されたフィールド機器に対して機器制御を行うとともに、この機器制御を実行するための複数の制御機能のいずれかを機能制限できる機器制御装置において、
前記フィールド機器の状態のうち、前記プロセス制御に関連する状態信号を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記状態信号に基づいて前記機能制限のレベルを設定する設定手段と、
を備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記取得手段は、前記フィールド機器の種類に応じた前記状態信号を取得することを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２に記載の発明において、
前記フィールド機器がプロセス制御量に対してアクティブな種類の機器であり、この種類に応じた前記状態信号を前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、パッシブな種類の機器よりも高いレベルに設定することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３に記載の発明において、
前記アクティブな種類の機器は、バルブポジショナまたは電空変換器であることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項２に記載の発明において、
前記フィールド機器が前記プロセス制御の特定用途に用いられる種類の機器であり、この種類を表すキーワードを前記状態信号として前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、前記特定用途以外に用いられる種類の機器よりも高いレベルに設定することを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項５に記載の発明において、
前記特定用途に用いられる種類の機器は、前記プロセス制御を行う工場の排水制御に用いられる機器であることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記取得手段は、前記フィールド機器の稼動状態に応じた前記状態信号を取得することを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項７に記載の発明において、
前記フィールド機器が稼動していることを表す前記状態信号を前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、稼動していない前記フィールド機器よりも高いレベルに設定することを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項８に記載の発明において、
フィールドバスのリンクマスターとして動作する前記フィールド機器が存在する場合、前記フィールド機器が稼動していることを表す前記状態信号を前記取得手段によって取得することを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記取得手段は、前記フィールド機器の発するアラームの種類に応じた前記状態信号を取得することを特徴とする。
請求項１１の発明は、請求項１０に記載の発明において、
前記機器制御を中止させるアラームであることを表す前記状態信号を前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、前記機器制御を中止させないアラームよりも高いレベルに設定することを特徴とする。
請求項１２の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記取得手段は、前記フィールド機器による前記プロセス制御の制御ループの形成状態に応じた前記状態信号を取得することを特徴とする。
請求項１３の発明は、請求項１２に記載の発明において、
前記制御ループが形成されたことを表す前記状態信号を前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、前記制御ループが形成されていない状態よりも高いレベルに設定することを特徴とする。
請求項１４の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記取得手段は、前記フィールド機器の配置された位置に応じた前記状態信号を取得することを特徴とする。
請求項１５の発明は、請求項１４に記載の発明において、
ＧＰＳまたは無線ＬＡＮによって前記位置が得られ、
前記位置が前記プロセス制御における危険区域であることを表す前記状態信号を前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、前記危険区域以外に配置された前記フィールド機器よりも高いレベルに設定することを特徴とする。
請求項１６の発明は、請求項１から１５のいずれか一項に記載の発明において、
前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、ユーザーによって変更されたカスタムレベルに設定することができることを特徴とする。
請求項１７の発明は、
プロセス制御を行うシステムに配置されたフィールド機器に対して機器制御を行うとともに、この機器制御を実行するための複数の制御機能のいずれかを機能制限できる機器制御装置の機能制限方法において、
前記フィールド機器の状態のうち、前記プロセス制御に関連する状態信号を取得する取得ステップと、
前記取得ステップによって取得された前記状態信号に基づいて前記機能制限のレベルを設定する設定ステップと、
を備えたことを特徴とする。
請求項１８の発明は、
プロセス制御を行うシステムに配置されたフィールド機器と、
このフィールド機器に対して機器制御を行うとともに、この機器制御を実行するための複数の制御機能のいずれかを機能制限できる機器制御装置と、を有する機能制限システムにおいて、
前記機器制御装置は、
前記フィールド機器の状態のうち、前記プロセス制御に関連する状態信号を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記状態信号に基づいて前記機能制限のレベルを設定する設定手段と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、フィールド機器の状態のうち、プロセス制御に関連する状態信号を取得し、この状態信号に基づいて機能制限レベルを設定する。この設定された機能制限のレベルに基づいて機器制御を行うことによって、適切で安全な機能制限レベルに設定された機器制御装置は、安全なプロセス制御を実行することができる。
【００２５】
また、機能制限レベルが設定された既設の機器制御装置が別の場所に移された場合であっても、機器制御装置を適切で安全な機能制限レベルに変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を適用した機器制御装置とフィールド機器からなる機能制限システムの構成図の例である。
【図２】本発明を適用した機器制御装置の機能制限レベル設定処理のフローチャート図の例である。
【図３】（ａ）は、プロセス制御を行う工場が稼働中のシステム構成図、（ｂ）は、工場が稼働前のシステム構成図の例である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、本実施例を適用した、フィールド機器１１０、１２０、ホスト（機器制御装置）２００などからなる機能制限システム１００の構成図である。なお、これらのフィールド機器およびホストなどを用いたプロセス制御システムの構成図は、図３と同様である。
【００２８】
図１において、フィールド機器１１０、１２０は、フィールドバスＦＢを介してホスト２００に接続される。また、フィールド機器１１０、１２０の位置を検知するＧＰＳ（グローバルポジショニングセンサー）１４０および無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）センサー１５０が、ホスト２００に接続される。
【００２９】
ホスト２００は、取得手段２１０、設定手段２２０およびユーザー設定手段２５０を備える。設定手段２２０は、各サーチモジュール２２１〜２２９、フィールドバスネットワーク接続モジュール２３０およびＣｌａｓｓ判定モジュール（Ｃｌａｓｓ判定項目選択モジュールを含む）２４０を備える。
【００３０】
フィールドバスＦＢ、ＧＰＳ１４０および無線ＬＡＮセンサー１５０は取得手段２１０に接続される。フィールドバスネットワーク接続モジュール２３０は、取得手段２１０および各サーチモジュール２２１〜２２７に接続される。なお、ＧＰＳモジュール２２８および無線ＬＡＮ強度測定モジュール２２９は、取得手段２１０に接続される。
【００３１】
Ｃｌａｓｓ判定モジュール２４０は、各サーチモジュール２２１〜２２９およびユーザー設定手段２５０に接続され、ユーザーアカウント３１０およびライセンス情報３００を外部からの入力信号として受け取る。
【００３２】
つぎに、ホスト２００の動作について、さらに図２を用いて説明する。図２は、ホスト２００の機能制限レベル（Ｃｌａｓｓ）設定処理のフローチャート図である。
【００３３】
図２のステップＳ１００において、ホスト２００に制御機能アプリケーションソフトウエアがインストールされた後、ステップＳ１１０において、Ｃｌａｓｓ判定モジュール２４０は、ライセンス情報３００またはユーザーアカウント３１０を受け取り、一旦これに基づくＣｌａｓｓを設定する。
【００３４】
続いて、ステップＳ１２０において、ホスト２００は、一旦設定されたＣｌａｓｓに基づいて、プロセス制御の運用を開始する。
【００３５】
続いて、ステップＳ１３０において、取得手段２１０は、フィールドバスＦＢを介してフィールド機器１１０、１２０から、あるいはＧＰＳ１４０、無線ＬＡＮセンサー１５０から、プロセス制御に関連するフィールド機器の状態信号を取得する（取得ステップ）。
【００３６】
続いて、ステップＳ１４０、Ｓ１５０、Ｓ１６０〜Ｓ１６４において、設定手段２２０は、取得した状態信号に基づいてＣｌａｓｓ６１〜６４のいずれかを設定する、また、ユーザーによって、Ｃｌａｓｓ６１〜６４に変更を加えたカスタムレベルを設定することもできる（設定ステップ）。この設定手段については、後で詳述する。
【００３７】
なお、設定手段２２０は、ユーザー設定手段２５０からカスタムレベルを取得して設定することにより、より細かく適切なレベル設定を行うことができる。
【００３８】
続いて、ステップＳ１７０において、ホスト２００は、設定された機能制限レベルに従って、フィールド機器１１０、１２０を制御し、プロセス制御の運用を続ける。
【００３９】
ステップＳ１８０において、ホスト２００は、プロセス制御の運用を続けながら、定期的にステップＳ１３０以降の取得ステップおよび設定ステップを繰り返す。
【００４０】
つぎに、上述した設定手段について詳しく説明する。状態信号には、フィールド機器の種類、稼働状態、アラームの種類、制御ループの形成状態または配置された位置などに基づくものがあり、各々の状態信号による設定手段について、図１を用いて説明する。
【００４１】
＜フィールド機器の種類＞
（１）特定機器
フィールド機器の種類のうち、バルブポジショナまたは電空変換器などの特定機器は、バルブを流れる流量を制御するものなので、誤設定、誤調整によって工場へ多大な悪影響や被害をもたらす恐れがある。
【００４２】
フィールドバスＦＢに接続されたフィールド機器１１０がバルブポジショナまたは電空変換器などの特定機器の場合、特定機器サーチモジュール２２１は、取得手段２１０およびフィールドバスネットワーク接続モジュール２３０を介して、フィールド機器１１０から特定機器を表す信号を受け取る。なお、特定機器を表す信号は、予めユーザーによって与えられてもよい。
【００４３】
そして、特定機器サーチモジュール２２１およびＣｌａｓｓ判定モジュール２４０は、機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定する。
【００４４】
一方、特定機器がフィールドバスＦＢ上に存在しない場合、機能制限レベルの低いＣｌａｓｓ６１、Ｃｌａｓｓ６３またはカスタムレベルを設定する。
【００４５】
このように、特定機器がフィールドバスＦＢ上に存在する場合、ホスト２００に機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定することによって、設定および調整を実行できないので、誤設定、誤調整による工場への多大な悪影響や被害を防止することができる。
【００４６】
（２）Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ機器
上述したバルブポジショナまたは電空変換器は、バルブを流れる流量を制御するもの、すなわち流量などのプロセス量を操作し変化させるものなので、アクティブな機器と呼ばれるとともに、Ｏｕｔｐｕｔ機器とも呼ばれる。
【００４７】
一方、圧力伝送器、温度伝送器および流量計などは、圧力、温度および流量などの測定を行うものなので、パッシブな機器と呼ばれるとともに、Ｉｎｐｕｔ機器とも呼ばれる。
【００４８】
上述の特定機器と同様に、フィールド機器１１０がバルブポジショナまたは電空変換器などのＯｕｔｐｕｔ機器（アクティブな機器）である場合、Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ機器サーチモジュール２２２は、取得手段２１０を介して、フィールド機器１１０からＯｕｔｐｕｔ機器を表す信号を受け取る。なお、Ｏｕｔｐｕｔ機器を表す信号は、予めユーザーによって与えられてもよい。
【００４９】
そして、Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ機器サーチモジュール２２２およびＣｌａｓｓ判定モジュール２４０は、機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定する。
【００５０】
一方、Ｏｕｔｐｕｔ機器がフィールドバスＦＢ上に存在しない場合、すなわちＩｎｐｕｔ機器（パッシブな機器）のみの場合、機能制限レベルの低いＣｌａｓｓ６１、Ｃｌａｓｓ６３またはカスタムレベルを設定する。
【００５１】
このように、Ｏｕｔｐｕｔ機器がフィールドバスＦＢ上に存在する場合、ホスト２００に機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定することによって、設定および調整を実行できないので、誤設定、誤調整による工場への多大な悪影響や被害を防止することができる。
【００５２】
（３）特定用途に用いられる機器
プロセス制御を行う工場の排水制御などの特定用途に用いられるフィールド機器は、誤調整によって工場へ多大な悪影響や被害をもたらす恐れがある。
【００５３】
フィールドバスＦＢに接続されたフィールド機器１１０が工場の排水制御などに用いられる場合、特定用途サーチモジュール２２３は、取得手段２１０を介して、フィールド機器１１０から特定用途の機器を表す信号、例えば特定のキーワードを受け取る。なお、特定用途の機器を表す信号は、予めユーザーによって与えられてもよい。
【００５４】
そして、特定用途サーチモジュール２２３およびＣｌａｓｓ判定モジュール２４０は、受け取ったキーワードと予め記憶されたキーワードとを比較して一致した場合、機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定する。
【００５５】
一方、特定用途に用いられるフィールド機器がフィールドバスＦＢ上に存在しない場合、機能制限レベルの低いＣｌａｓｓ６１、Ｃｌａｓｓ６３またはカスタムレベルを設定する。
【００５６】
このように、特定用途に用いられるフィールド機器がフィールドバスＦＢ上に存在する場合、ホスト２００に機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定することによって、設定および調整を実行できないので、誤設定、誤調整による工場への多大な悪影響や被害を防止することができる。
【００５７】
＜フィールド機器の稼働状態＞
（１）フィールド機器のＢｌｏｃｋ Ｍｏｄｅ
フィールド機器の有するＢｌｏｃｋ Ｍｏｄｅは、フィールド機器の稼働中では「Ａｕｔｏ」に設定され、非稼働中では「Ｏ／Ｓ」に設定される。なお、Ｂｌｏｃｋ Ｍｏｄｅはフィールドバス規格によって定義されている。
【００５８】
Ａｃｔｕａｌ Ｍｏｄｅサーチモジュール２２４は、取得手段２１０を介して、フィールド機器１１０からＢｌｏｃｋ Ｍｏｄｅのデータを受け取る。
【００５９】
そして、Ａｃｔｕａｌ Ｍｏｄｅサーチモジュール２２４およびＣｌａｓｓ判定モジュール２４０は、受け取ったデータが「Ａｕｔｏ」の場合、Ｃｌａｓｓ６１、Ｃｌａｓｓ６２またはカスタムレベルを設定する。
【００６０】
一方、受け取ったデータが「Ｏ／Ｓ」の場合、Ｃｌａｓｓ６３、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定する。
【００６１】
このように、フィールド機器の稼働状態に応じた適切で安全な機能制限レベルを設定できる。
【００６２】
（２）リンクマスター
フィールドバス規格によって定義されているリンクマスターとして動作するフィールド機器が存在する場合は稼働中であり、存在しない場合は非稼働中である。
【００６３】
リンクマスターサーチモジュール２２５は、取得手段２１０を介して、フィールド機器１１０からリンクマスターとして動作しているか否かの信号を受け取る。
【００６４】
そして、Ａｃｔｕａｌ Ｍｏｄｅサーチモジュール２２４およびＣｌａｓｓ判定モジュール２４０は、受け取った信号がリンクマスターとして動作していることを表す場合、機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定する。
【００６５】
一方、受け取った信号がリンクマスターとして動作していないことを表す場合、機能制限レベルの低いＣｌａｓｓ６１、Ｃｌａｓｓ６３またはカスタムレベルを設定する。
【００６６】
このように、フィールド機器の稼働状態に応じた適切で安全な機能制限レベルを設定できる。
【００６７】
＜フィールド機器のアラームの種類＞
フィールド機器は複数種類のアラームを出力する。このアラームの種類には、フィールド機器の調整を中止させなければならないものの他、調整を中止させずに迅速に調整を実行しなければならないものがある。
【００６８】
アラームサーチモジュール２２６は、取得手段２１０を介して、フィールド機器１１０から発生しているアラームの種類を表す信号を受け取る。
【００６９】
そして、アラームサーチモジュール２２６およびＣｌａｓｓ判定モジュール２４０は、受け取った信号が調整を中止させるアラームであることを表す場合、機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定する。
【００７０】
一方、受け取った信号が調整を中止させないアラームであることを表す場合、機能制限レベルの低いＣｌａｓｓ６１、Ｃｌａｓｓ６３またはカスタムレベルを設定する。
【００７１】
このように、フィールド機器の発するアラームの種類に応じた適切で安全な機能制限レベルを設定できる。
【００７２】
＜フィールド機器の制御ループ状態＞
フィールドバスＦＢに接続されているフィールド機器のトポロジーから、フィールド機器によってプロセス制御の制御ループが形成されているか否かが判別できる。
【００７３】
トポロジーサーチモジュール２２７は、取得手段２１０を介して、フィールド機器１１０からトポロジーを表す信号を受け取る。
【００７４】
そして、トポロジーサーチモジュール２２７およびＣｌａｓｓ判定モジュール２４０は、受け取った信号から制御ループが形成されていると判断した場合、機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定する。
【００７５】
一方、受け取った信号から制御ループが形成されていないと判断した場合、機能制限レベルの低いＣｌａｓｓ６１、Ｃｌａｓｓ６３またはカスタムレベルを設定する。
【００７６】
このように、プロセス制御の制御ループの形成状態に応じた適切で安全な機能制限レベルを設定できる。
【００７７】
＜フィールド機器の配置＞
フィールド機器が、プロセス制御を行う工場内の防爆エリアなどの危険区域に配置されている場合、誤設定、誤調整によって工場へ多大な悪影響や被害をもたらす恐れがある。
【００７８】
ＧＰＳ１４０によってフィールド機器１１０の位置を検知すると、取得手段２１０は、ＧＰＳ１４０からフィールド機器１１０の位置信号を取得する。ＧＰＳモジュール２２８は、取得手段２１０からフィールド機器１１０の位置信号を受け取る。
【００７９】
そして、ＧＰＳモジュール２２８およびＣｌａｓｓ判定モジュール２４０は、フィールド機器１１０の位置が危険区域内にある場合、機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定する。
【００８０】
一方、危険区域内にない場合、機能制限レベルの低いＣｌａｓｓ６１、Ｃｌａｓｓ６３またはカスタムレベルを設定する。
【００８１】
なお、ＧＰＳ１４０の信号が届かない屋内にフィールド機器１１０が配置されている場合、フィールド機器１１０と通信している無線ＬＡＮセンサー１５０の受信電波強度信号の測定によって、フィールド機器１１０の位置を検知できる。
【００８２】
取得手段２１０は、無線ＬＡＮセンサー１５０から受信電波強度信号を取得することができる。無線ＬＡＮ強度測定モジュール２２９およびＣｌａｓｓ判定モジュール２４０は、受信電波強度信号から位置信号を求め、ＧＰＳ１４０の場合と同様に、位置信号を用いて機能制限レベルの設定を行うことができる。
【００８３】
このように、フィールド機器１１０の位置が危険区域内にある場合、ホスト２００に機能制限レベルの高いＣｌａｓｓ６２、Ｃｌａｓｓ６４またはカスタムレベルを設定することによって、設定および調整を実行できないので、誤設定、誤調整による工場への多大な悪影響や被害を防止することができる。
【００８４】
また、上述したフィールド機器の種類、稼働状態、アラームの種類、制御ループの形成状態、配置された位置を表す状態信号を２つ以上用い、この２つ以上の状態信号に基づいて機能制限レベルを設定してもよい。
【００８５】
なお、取得手段２１０および設定手段２２０は、プロセッサによって所定のプログラムに従って実行、または論理回路によって実現してもよい。
【００８６】
なお、本発明は、前述の実施例に限定されることなく、その本質を逸脱しない範囲で、さらに多くの変更および変形を含む。また、前述した各手段の組み合わせ以外の組み合わせを含むことができる。
【符号の説明】
【００８７】
１００ 機能制限システム
１１０、１２０ フィールド機器
１４０ ＧＰＳ
１５０ 無線ＬＡＮセンサー
２００ ホスト（機器制御装置）
２１０ 取得手段
２２０ 設定手段
２３０ フィールドバスネットワーク接続モジュール
２４０ Ｃｌａｓｓ判定モジュール
２５０ ユーザー設定手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセス制御を行うシステムに配置されたフィールド機器に対して機器制御を行うとともに、この機器制御を実行するための複数の制御機能のいずれかを機能制限できる機器制御装置において、
前記フィールド機器の状態のうち、前記プロセス制御に関連する状態信号を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記状態信号に基づいて前記機能制限のレベルを設定する設定手段と、
を備えたことを特徴とする機器制御装置。
【請求項２】
前記取得手段は、前記フィールド機器の種類に応じた前記状態信号を取得することを特徴とする請求項１に記載の機器制御装置。
【請求項３】
前記フィールド機器がプロセス制御量に対してアクティブな種類の機器であり、この種類に応じた前記状態信号を前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、パッシブな種類の機器よりも高いレベルに設定することを特徴とする請求項２に記載の機器制御装置。
【請求項４】
前記アクティブな種類の機器は、バルブポジショナまたは電空変換器であることを特徴とする請求項３に記載の機器制御装置。
【請求項５】
前記フィールド機器が前記プロセス制御の特定用途に用いられる種類の機器であり、この種類を表すキーワードを前記状態信号として前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、前記特定用途以外に用いられる種類の機器よりも高いレベルに設定することを特徴とする請求項２に記載の機器制御装置。
【請求項６】
前記特定用途に用いられる種類の機器は、前記プロセス制御を行う工場の排水制御に用いられる機器であることを特徴とする請求項５に記載の機器制御装置。
【請求項７】
前記取得手段は、前記フィールド機器の稼動状態に応じた前記状態信号を取得することを特徴とする請求項１に記載の機器制御装置。
【請求項８】
前記フィールド機器が稼動していることを表す前記状態信号を前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、稼動していない前記フィールド機器よりも高いレベルに設定することを特徴とする請求項７に記載の機器制御装置。
【請求項９】
フィールドバスのリンクマスターとして動作する前記フィールド機器が存在する場合、前記フィールド機器が稼動していることを表す前記状態信号を前記取得手段によって取得することを特徴とする請求項８に記載の機器制御装置。
【請求項１０】
前記取得手段は、前記フィールド機器の発するアラームの種類に応じた前記状態信号を取得することを特徴とする請求項１に記載の機器制御装置。
【請求項１１】
前記機器制御を中止させるアラームであることを表す前記状態信号を前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、前記機器制御を中止させないアラームよりも高いレベルに設定することを特徴とする請求項１０に記載の機器制御装置。
【請求項１２】
前記取得手段は、前記フィールド機器による前記プロセス制御の制御ループの形成状態に応じた前記状態信号を取得することを特徴とする請求項１に記載の機器制御装置。
【請求項１３】
前記制御ループが形成されたことを表す前記状態信号を前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、前記制御ループが形成されていない状態よりも高いレベルに設定することを特徴とする請求項１２に記載の機器制御装置。
【請求項１４】
前記取得手段は、前記フィールド機器の配置された位置に応じた前記状態信号を取得することを特徴とする請求項１に記載の機器制御装置。
【請求項１５】
ＧＰＳまたは無線ＬＡＮによって前記位置が得られ、
前記位置が前記プロセス制御における危険区域であることを表す前記状態信号を前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、前記危険区域以外に配置された前記フィールド機器よりも高いレベルに設定することを特徴とする請求項１４に記載の機器制御装置。
【請求項１６】
前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、ユーザーによって変更されたカスタムレベルに設定することができることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の機器制御装置。
【請求項１７】
プロセス制御を行うシステムに配置されたフィールド機器に対して機器制御を行うとともに、この機器制御を実行するための複数の制御機能のいずれかを機能制限できる機器制御装置の機能制限方法において、
前記フィールド機器の状態のうち、前記プロセス制御に関連する状態信号を取得する取得ステップと、
前記取得ステップによって取得された前記状態信号に基づいて前記機能制限のレベルを設定する設定ステップと、
を備えたことを特徴とする機器制御装置の機能制限方法。
【請求項１８】
プロセス制御を行うシステムに配置されたフィールド機器と、
このフィールド機器に対して機器制御を行うとともに、この機器制御を実行するための複数の制御機能のいずれかを機能制限できる機器制御装置と、を有する機能制限システムにおいて、
前記機器制御装置は、
前記フィールド機器の状態のうち、前記プロセス制御に関連する状態信号を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記状態信号に基づいて前記機能制限のレベルを設定する設定手段と、
を備えたことを特徴とする機能制限システム。
【請求項１】
プロセス制御を行うシステムに配置されたフィールド機器に対して機器制御を行うとともに、この機器制御を実行するための複数の制御機能のいずれかを機能制限できる機器制御装置において、
前記フィールド機器の状態のうち、前記プロセス制御に関連する状態信号を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記状態信号に基づいて前記機能制限のレベルを設定する設定手段と、
を備えたことを特徴とする機器制御装置。
【請求項２】
前記取得手段は、前記フィールド機器の種類に応じた前記状態信号を取得することを特徴とする請求項１に記載の機器制御装置。
【請求項３】
前記フィールド機器がプロセス制御量に対してアクティブな種類の機器であり、この種類に応じた前記状態信号を前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、パッシブな種類の機器よりも高いレベルに設定することを特徴とする請求項２に記載の機器制御装置。
【請求項４】
前記アクティブな種類の機器は、バルブポジショナまたは電空変換器であることを特徴とする請求項３に記載の機器制御装置。
【請求項５】
前記フィールド機器が前記プロセス制御の特定用途に用いられる種類の機器であり、この種類を表すキーワードを前記状態信号として前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、前記特定用途以外に用いられる種類の機器よりも高いレベルに設定することを特徴とする請求項２に記載の機器制御装置。
【請求項６】
前記特定用途に用いられる種類の機器は、前記プロセス制御を行う工場の排水制御に用いられる機器であることを特徴とする請求項５に記載の機器制御装置。
【請求項７】
前記取得手段は、前記フィールド機器の稼動状態に応じた前記状態信号を取得することを特徴とする請求項１に記載の機器制御装置。
【請求項８】
前記フィールド機器が稼動していることを表す前記状態信号を前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、稼動していない前記フィールド機器よりも高いレベルに設定することを特徴とする請求項７に記載の機器制御装置。
【請求項９】
フィールドバスのリンクマスターとして動作する前記フィールド機器が存在する場合、前記フィールド機器が稼動していることを表す前記状態信号を前記取得手段によって取得することを特徴とする請求項８に記載の機器制御装置。
【請求項１０】
前記取得手段は、前記フィールド機器の発するアラームの種類に応じた前記状態信号を取得することを特徴とする請求項１に記載の機器制御装置。
【請求項１１】
前記機器制御を中止させるアラームであることを表す前記状態信号を前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、前記機器制御を中止させないアラームよりも高いレベルに設定することを特徴とする請求項１０に記載の機器制御装置。
【請求項１２】
前記取得手段は、前記フィールド機器による前記プロセス制御の制御ループの形成状態に応じた前記状態信号を取得することを特徴とする請求項１に記載の機器制御装置。
【請求項１３】
前記制御ループが形成されたことを表す前記状態信号を前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、前記制御ループが形成されていない状態よりも高いレベルに設定することを特徴とする請求項１２に記載の機器制御装置。
【請求項１４】
前記取得手段は、前記フィールド機器の配置された位置に応じた前記状態信号を取得することを特徴とする請求項１に記載の機器制御装置。
【請求項１５】
ＧＰＳまたは無線ＬＡＮによって前記位置が得られ、
前記位置が前記プロセス制御における危険区域であることを表す前記状態信号を前記取得手段によって取得した場合、前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、前記危険区域以外に配置された前記フィールド機器よりも高いレベルに設定することを特徴とする請求項１４に記載の機器制御装置。
【請求項１６】
前記設定手段は、前記機能制限のレベルを、ユーザーによって変更されたカスタムレベルに設定することができることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の機器制御装置。
【請求項１７】
プロセス制御を行うシステムに配置されたフィールド機器に対して機器制御を行うとともに、この機器制御を実行するための複数の制御機能のいずれかを機能制限できる機器制御装置の機能制限方法において、
前記フィールド機器の状態のうち、前記プロセス制御に関連する状態信号を取得する取得ステップと、
前記取得ステップによって取得された前記状態信号に基づいて前記機能制限のレベルを設定する設定ステップと、
を備えたことを特徴とする機器制御装置の機能制限方法。
【請求項１８】
プロセス制御を行うシステムに配置されたフィールド機器と、
このフィールド機器に対して機器制御を行うとともに、この機器制御を実行するための複数の制御機能のいずれかを機能制限できる機器制御装置と、を有する機能制限システムにおいて、
前記機器制御装置は、
前記フィールド機器の状態のうち、前記プロセス制御に関連する状態信号を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記状態信号に基づいて前記機能制限のレベルを設定する設定手段と、
を備えたことを特徴とする機能制限システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１０２２９（Ｐ２０１２−１０２２９Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４６０７８（Ｐ２０１０−１４６０７８）
【出願日】平成２２年６月２８日（２０１０．６．２８）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２８日（２０１０．６．２８）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
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