JP2000099129A

JP2000099129A - プラント操作盤模擬装置

Info

Publication number: JP2000099129A
Application number: JP10262796A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nishida; 淳西田; Koichi Morimura; 弘一森村; Motoki Yatomi; 元己彌富; Yoshiaki Sonoda; 義明苑田; Naoiku Nakaya; 尚郁仲谷
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1998-09-17
Filing date: 1998-09-17
Publication date: 2000-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】開発時の設計変更を容易にし、開発の為の広い
スペースを不要にしたプラント操作盤を提供する。【解決手段】本発明のプラント操作盤模擬装置は、プラ
ント操作盤の映像や画像を電子データで生成し、画像処
理により生成した表示データに従って、表示装置にプラ
ント操作盤を表示する。プラント操作盤の映像や画像
は、実機の部品の写真等から生成してできるだけ実機と
の違和感をなくすようにする。電子データにより生成す
ることで、開発中の設計変更を容易にし、開発中のプラ
ント操作盤の作成のための広いスペースを不要にする。
また、表示装置上に、プラント操作盤の全体の表示、特
定領域の拡大表示などを適宜行うことができ、操作性を
高めることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラント等を監
視、操作するプラント操作盤をコンピュータにより生成
された表示データに従って表示装置に表示するプラント
操作盤模擬装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】大規模なプラント装置を集中的に監視
し、操作するために、部屋の壁面を占める程の大きさの
プラント操作盤がプラントのオペレータ室に設置され
る。図９は、従来のプラント操作盤の例を示す図であ
る。このプラント操作盤は、部屋の壁面を占める程度の
大きさを有する盤１の中に、プラントの状態を表示する
部品として、ランプ２、メータ３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、プラ
ントへの操作を与える為の部品として操作ボタン４Ａ，
４Ｂ及び操作レバー５Ａ，５Ｂ等が配置される。また、
操作盤１内には、プラント内の映像を表示するモニタ画
面６等も配置される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のプラント操作盤
の開発は、盤１及びそれに配置される状態表示部品は操
作部品のデザインと、それらの制作という２つの開発段
階で構成される。そして、一旦操作盤がデザインされて
制作段階に入ると、金属板を加工する等して盤１を形成
するなどの理由から、そのデザインを変更することは困
難である。

【０００４】また、複数のプラント操作盤を開発するた
めには、それぞれの操作盤に対してデザインと制作を経
る必要があり、１つのプラント操作盤の一部を別のプラ
ント操作盤に流用する等は極めて困難であり、長い制作
期間と多くの制作コストが必要である。

【０００５】更に、プラント操作盤自体が大型化の傾向
にあり、その制作の為には広い作業スペースを必要と
し、制作コストの増大を招いている。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上記従来の課題
を解決し、低コストで短い開発期間で形成することがで
きるプラント操作盤模擬装置を提供することにある。

【０００７】更に、本発明の目的は、広い作業スペース
を必要とせず、１つのプラント操作盤の一部を流用する
ことも可能であるプラント操作盤模擬装置を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、プラントまたはプラントシミュレータ
（以下プラント等）に回線を通じて接続され、前記プラ
ント等の状態を表示すると共に前記プラント等への操作
を行うプラント操作盤を表示するプラント操作盤模擬装
置において、前記プラント等から受信するプラント状態
信号に応答して、前記プラント操作盤に含まれる状態表
示部品の表示データを生成し、オペレータからのプラン
ト操作信号に応答して、前記プラント操作盤に含まれる
操作部品の表示データを生成し、前記プラント操作信号
を前記プラント等に送信するプラント操作盤制御部と、
前記プラント操作盤制御部により生成された前記状態表
示部品及び操作部品の表示データに従って、少なくとも
前記プラント操作盤背景映像と共に、前記状態表示部品
映像及び前記操作部品画像を表示するプラント操作盤表
示手段と、前記プラント操作盤表示手段により表示され
た前記操作部品画像に基づいて前記プラント操作信号を
入力する操作手段と前記プラント操作盤背景映像用の映
像データと、前記状態表示部品の映像データと、前記操
作部品の画像データと、前記プラント状態信号に対応す
る状態データと前記プラント操作信号に対応する操作デ
ータとを記憶する記憶手段とを有することを特徴とす
る。

【０００９】上記の通り、プラント操作盤を映像や画像
データからなる電子データにより制作することで、開発
時の広いスペースを不要とし、開発時のフレキシビリテ
ィを高め、開発コストを下げることが可能になる。更
に、表示画面内で、プラント操作盤の一部の領域を拡
大、縮小して表示することで、オペレータが任意の組み
合わせで部品を表示して監視、操作することができ、操
作性を高めることができる。また、プラント操作盤の映
像データを、実機のプラント操作盤を撮影して得た映像
や画像から生成することにより、従来のプラント操作盤
のイメージを損なうことなくオペレータに少ない違和感
でプラント操作盤を提供することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態例を説明する。しかしながら、かかる実施の形
態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【００１１】図１は、本実施の形態例のプラント操作盤
模擬装置の構成を示す図である。プラント操作盤模擬装
置１０は、エンジニアリングワークステーションやパー
ソナルコンピュータ等の汎用的なコンピュータにより実
現される。汎用的なコンピュータからなる制御部１２
は、回線２０を経由して、実際のプラント２２を監視す
るプラント監視装置２４や、コンピュータからなり実際
のプラントをシミュレートするプラントシミュレータ２
６等に接続される。そして、制御部１２は、これらのプ
ラント監視装置２４やプラントシミュレータ２６から、
温度や圧力等のプラントの状態を示すプラント状態信号
を受信し、オペレータにより入力されたプラント操作信
号をプラント監視装置２４やプラントシミュレータ２６
に送信する。

【００１２】プラント操作盤模擬装置１０は、プラント
操作盤を表示する表示装置１３と、プラントの状態や操
作のデータであるプラントデータや表示装置１３にプラ
ント操作盤を表示するための操作盤データ等を記憶する
記憶装置１６と、オペレータが表示装置内に表示される
プラント操作盤内の操作レバーや操作ボタンを操作する
ために利用するキーボードやマウス等の操作手段１４
と、プラント状態に応じて音声を出力するスピーカ１５
を有する。

【００１３】尚、上記のプラントシミュレータ２６は、
モデル計算プログラムを有し、プラント内のタンクの水
の量や圧力等をコンピュータにより数学的に導き出すプ
ログラムにより、オペレータからのプラント操作信号に
応答してプラント状態を演算して求め、そのプラント状
態をプラント状態信号で制御部１２に送信する。

【００１４】プラント操作盤模擬装置１０の制御部１２
は、プラント監視装置２４やプラントシミュレータ２６
等からプラントの複数の箇所の状態を示すプラント状態
信号を受信し、そのプラント状態信号に応答して、メー
タや表示ランプ等の状態表示部品の表示データを生成す
る。また、制御部１２は、図示しないオペレータが表示
装置に表示されるプラント操作盤画像内の操作レバーや
操作ボタンに対して、マウスによるドラッグ操作等によ
って入力するプラント操作信号に応答して、それらの操
作レバーや操作ボタンの変化後の表示データを生成す
る。上記の生成された表示データにしたがって、制御部
１２は、表示装置１３にプラント操作盤の画像を表示す
る。

【００１５】更に、制御部１２は、プラント操作信号を
プラント監視装置２４あるいはプラントシミュレータ２
６に送信する。そして、受信したプラント状態信号にし
たがって、プラントデータを記憶装置１６に記憶する。
更に、表示データの生成に伴い生成される表示プラント
操作盤データも記憶装置１６に記憶する。

【００１６】記憶装置１６には、後述するプラント操作
盤データが記憶される。このプラント操作盤データに
は、例えば、プラント操作盤の盤１となる操作盤背景フ
ァイル、その盤の中に配置される状態表示部品であるメ
ータファイル、同様にその盤の中に配置される操作部品
である操作ボタンファイルや操作レバーファイルが含ま
れる。これらのファイルには、後述するとおり、それぞ
れの部品の映像データ或いは画像データとそれの変更を
示すデータや表示の為のデータ等が含まれる。

【００１７】図２は、表示装置に表示されたプラント操
作盤の例を模式的に示す図である。また、図３は、表示
装置に表示されたプラント操作盤の具体例を示す図であ
る。即ち、図２と図３に表示されたプラント操作盤の画
像は、実質的には同じである。

【００１８】図２に示される通り、表示画面１３０内
は、プラント操作盤の全体を表示するウインドウ１３２
と、そのウインドウ１３２内の指定枠１３３で指定され
た領域を拡大表示するウインドウ１３４と、更にウイン
ドウ１３４内の指定枠１３５で指定された領域を拡大表
示するウインドウ１３７と、同様にウインドウ１３４内
の別の指定枠１３６で指定された領域を拡大表示するウ
インドウ１３８に分割される。表示画面１３０内は、オ
ペレータからの表示制御信号に応答して、特定の領域を
画面全面に拡大して表示することも可能である。また、
上記の指定枠１３３，１３５，１３６は、オペレータが
操作手段１４を操作することにより、任意の位置の任意
の大きさの領域を指定することができる。

【００１９】図２に示された例では、最も拡大して表示
されているウインドウ１３７，１３８内には、それぞれ
縦型のメータ１３９と円形型のメータ１４０とが拡大さ
れて表示される。上記のウインドウの数及びサイズは、
図示しない設定画面からオペレータにより任意に設定さ
れる。

【００２０】また、図３に示される通り、プラント操作
盤内に配置される状態表示部品のメータ等は、実物のプ
ラント操作盤に利用されるメータを撮像した映像データ
を利用して表示する。また、操作部品である操作レバー
やボタンについても、実物の写真或いはそれに似た画像
から生成した表示データを利用して表示する。そのた
め、従来から実物のプラント操作盤における経験を有す
るオペレータに対して、実機のイメージを失わせること
なく、表示画面内のバーチャルプラント操作盤を提供す
ることができる。

【００２１】上記の説明により理解される通り、本実施
の形態例ではプラント操作盤を、従来例の如く金属板等
を利用したハードウエアにより形成するのではなく、電
子データからなる表示データにより形成し、それを表示
装置１３に表示する。従って、オペレータはマウスやキ
ーボード等の操作手段から操作盤の任意の領域の部品を
拡大して表示することができ、操作中のプラントで最も
重要度の高い部分の状態を抜粋して表示して監視するこ
とができる。また、最も重要度の高い部分の操作レバー
や操作ボタンを表示して、プラントの操作をすることも
できる。更に、プラント操作盤全体を表示することもで
きる。

【００２２】以上の様に、従来は部屋の壁面一杯を占め
るほど大型であったプラント操作盤を、表示装置内に表
示することができ、巨大なスペースを必要としなくな
る。また、プラント操作盤内の必要なメータや操作ボタ
ン、レバーなどを選択して拡大表示することができ、従
来例の様に、大型のプラント操作盤内に分散して配置さ
れるメータや操作ボタン、レバーに対して、オペレータ
が移動しながら監視し、操作する必要がなく、プラント
操作盤に対する操作性が向上する。

【００２３】図４は、プラント操作盤データの構造を示
す図である。図４には、プラントＡに対するプラント操
作盤データと、プラントＢに対するプラント操作盤デー
タとが示される。プラント操作盤データには、操作盤の
盤である背景映像データファイルＦ１１を有する操作盤
背景ファイルＦ１０、その背景の映像内に埋め込まれる
状態表示部品のメータ用のメータファイルＦ２０、操作
部品の操作ボタンファイルＦ３０及び操作レバーファイ
ルＦ４０が含まれる。

【００２４】メータファイルＦ２０は、実物のメータを
撮像して得た映像から生成したメータ映像データファイ
ルＦ２１，メータ内の針の位置を示すメータ値データフ
ァイルＦ２２、そして、メータ値データに従ってメータ
映像データの映像を配置して表示するための針動作デー
タファイルＦ２３とを有する。メータ映像データファイ
ルＦ２１には、例えば、メータの目盛り部分を含む不動
部分の映像と、針などの可動部分の映像データを有す
る。また、メータの目盛り部分の映像は、スケールや単
位の異なる複数の映像が含まれる。

【００２５】図５は、メータファイルと表示されるメー
タの画像との関係を示す図である。上記した通り、メー
タ部品の映像に関する属性データとしてメータ映像デー
タＦ２１が、針の値に関する属性データとしてメータ値
データＦ２２が、そして、針の映像をメータ値データに
従ってメータ映像上に配置するための動作プログラムと
して針動作データＦ２３が含まれる。図５に示す通り、
実物のメータの映像を利用して画像処理した画像が表示
されるので、従来のプラント操作盤に慣れたオペレータ
にとっても違和感が少なくなる。また、メータの目盛り
部分について、オペレータの選択により、適切な目盛り
のメータが表示される。

【００２６】図４に戻り、操作ボタンファイルＦ３０
は、メータファイルと同様に、操作ボタンの画像データ
を有する操作ボタン画像データファイルＦ３１と、操作
ボタンの状態（オンかオフか、或いは３つ以上の状態の
どれかの状態）を示す操作ボタン値データファイルＦ３
２と、操作ボタン値データに従って操作ボタン画像を選
択して表示するための操作ボタン動作データファイルＦ
３３とを有する。

【００２７】図６は、操作ボタンの画像の例を示す図で
ある。この例では、操作ボタンに４つの状態があり、表
示された操作ボタンをマウスでクリックするたびに、そ
の状態がサイクリックに変化する。従って、操作ボタン
ファイルＦ３０の画像データファイルＦ３１には、４種
類のボタンの画像データが含まれる。そして、操作ボタ
ン値データファイルＦ３２には、４種類のうちのどの状
態にあるのかのデータが含まれる。操作ボタン動作デー
タファイルＦ３３のプログラムは、操作ボタン値データ
を参照して、現在の状態に対応するボタンの画像データ
を選択する。

【００２８】再び、図４に戻り、操作レバーファイルＦ
４０は、操作レバーの画像データを有する操作レバー画
像データファイルＦ４１と、操作レバーの位置を示す操
作レバー値データを有する操作レバー値データファイル
Ｆ４２と、操作レバー値データに従って操作レバー画像
を選択して表示するための操作レバー動作データファイ
ルＦ４３とを有する。

【００２９】図７は、操作レバーの画像の例を示す図で
ある。図７には、２種類の操作レバーが示される。図７
（１）の操作レバーは、左側を向いた状態の画像と、中
央に位置した状態の画像と、右側を向いた状態の画像と
からなる。即ち、３つの状態である。同様に、図７
（２）の操作レバーは、左側、中央、右側にそれぞれ回
転した状態の画像とからなる。これらの操作レバーの表
示画面に対して、マウスにより所望の方向にドラッグす
ることにより、その操作レバーの位置が変更される。図
７の画像は、実物の操作レバーを写真にとった映像では
ないが、それに酷似した画像であり、ベテランのオペレ
ータにも違和感なく操作される。

【００３０】プラントＢのプラント操作盤データの構造
は、プラントＡのデータの構造と同様である。プラント
Ｂのデータは、例えば一部のファイルが、プラントＡで
作成したデータファイルと同じものが利用される。従っ
て、プラントＡ用のプラント操作盤の開発資源が、プラ
ントＢ用のプラント操作盤の開発に利用され、より効率
的な開発を行うことができる。また、プラントＢのデー
タの一部は、プラントＡで作成したデータファイルに多
少の変更を加えたデータファイルが利用される。この場
合も、プラントＡ用のプラント操作盤の開発資源が、プ
ラントＢ用のプラント操作盤の開発に効率的に利用され
る。

【００３１】また、プラントＢのプラント操作盤が、プ
ラントＡの操作盤と単に部品の配置のみが異なる場合
は、プラントＡ用の操作盤データの各ファイルをそのま
ま流用し、盤の背景映像内への部品の埋込位置のみを変
更するだけで、プラントＢ用の操作盤データを作成する
ことができる。

【００３２】さらに、電子データによりプラント操作盤
を作成することにより、開発時のプラント操作盤の制作
の為の広いスペースを必要としない。また、製作段階に
おいても、操作盤上の各部品の配置の変更を適宜容易に
行うことができ、開発のフレキシビリティを高めること
ができる。

【００３３】具体的な映像データは次の様にして作成可
能である。即ち、最初に従来の代表的な実際のプラント
操作盤の全体写真を撮影する。更に、実物のプラント操
作盤内に配置されている部品一つ一つも写真撮影する。
この写真撮影は、従来の銀塩式のフィルムを利用したカ
メラで撮影することもできるし、デジタルカメラにより
撮影することもできる。前者の場合は、現像されたフィ
ルム或いはプリント済の写真をスキャナで読み込み、デ
ジタルデータに変換する。後者の場合は、そのままデジ
タルデータが利用される。

【００３４】上記のデジタルデータに対して、必要な形
状補正や色合いの調整、不要な文字や画像の削除などの
編集を行う。更に、メータなどの動きのない背景の部分
と、動きのある針の部分のデータに分割して、それぞれ
映像データファイルに格納する。

【００３５】図８は、プラント操作盤模擬装置の動作フ
ローチャート図である。制御部１２は、プラント監視装
置２４またはプラントシミュレータ２６からプラント状
態信号を受信し、その信号に含まれているプラントデー
タを読み込む（Ｓ１０）。このプラントデータは、状態
表示部品であるメータファイルＦ２０等のメータ値デー
タファイルＦ２２のデータとして記憶される。更に、制
御部１２は、オペレータから操作手段１４を介して与え
られる操作信号を受信し、その信号に含まれている操作
データを読み込む（Ｓ１２）。この操作データは、操作
ボタンファイルＦ３０内の操作ボタン値データファイル
Ｆ３２，あるいは操作レバーファイルＦ４０内の操作レ
バー値データファイルＦ４２のデータとして記憶され
る。

【００３６】次に、上記受信して記憶したデータをもと
に、表示装置１３に表示されているプラント操作盤内の
部品であるメータ、操作ボタン、操作レバーの画像の更
新を行う（Ｓ１４）。具体的には、針動作データファイ
ルＦ２３、操作ボタン動作データファイルＦ３３、操作
レバー動作データファイルＦ４３のプログラムにより表
示すべき映像あるいは画像データが編集され、制御部１
２内の画像処理装置により各部品の映像または画像が更
新される。

【００３７】そして、更新された表示データに従って、
更新画像が表示装置１３に表示され、必要に応じて警告
音等の音がスピーカ１５から出力される（Ｓ１６）。ま
た、オペレータから与えられたプラント操作信号が、適
宜変換されて、回線２０を介してプラント監視装置２４
やプラントシミュレータ２６に送信される（Ｓ１８）。
このプラント操作信号に応じて、プラント実機２２やプ
ラントシミュレータ２６は、対応する箇所に対して必要
な操作を与える。

【００３８】上記の工程Ｓ１０〜Ｓ１８は、適切な頻度
で繰り返される。例えば、３０秒に１回の頻度で繰り返
すことにより、実質的な遅れを伴わずに、従来のプラン
ト操作盤によるプラントの操作と同等の管理及び操作を
行うことができる。

【００３９】

【発明の効果】以上、本発明によれば、プラント操作盤
を映像や画像データを利用した電子データにより構築
し、表示装置に表示するようにしたので、従来の如く大
型のプラント操作盤を部屋の壁一杯に設置する必要がな
い。また、電子データによりプラント操作盤の開発を行
う場合、開発中の大型のプラント操作盤を設置するスペ
ースが不要であり、また、操作盤内のメータや操作レバ
ー等の部品の配置を任意の段階で容易に変更することが
でき、開発のフレキシビリティを高めることができる。
また、電子データにより作成することで、別のプラント
用操作盤の開発に一部利用することができ、開発コスト
を下げることができる。更に、表示装置内で操作盤の部
分的な拡大、縮小を行うことで、特定の部品を表示装置
に表示することができ、オペレータによる操作性を向上
させることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態例のプラント操作盤模擬装置の構
成を示す図である。

【図２】表示装置に表示されたプラント操作盤の例を模
式的に示す図である。

【図３】表示装置に表示されたプラント操作盤の例を具
体的に示す図である。

【図４】プラント操作盤データの構造を示す図である。

【図５】メータファイルと表示されるメータの画像との
関係を示す図である。

【図６】操作ボタンの画像を示す図である。

【図７】操作レバーの画像の例を示す図である。

【図８】プラント操作盤模擬装置の動作フローチャート
図である。

【図９】従来のプラント操作盤の例を示す図である。

【符号の説明】

１０プラント操作盤模擬装置１２制御部、プラント操作盤制御部１３表示装置１４操作手段１５スピーカ１６記憶装置、記憶手段２０回線２２プラント実機

フロントページの続き (72)発明者彌富元己長崎市飽の浦町１番１号三菱重工業株式会社長崎造船所内 (72)発明者苑田義明長崎市深堀町五丁目717番１号三菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者仲谷尚郁名古屋市中村区岩塚町字高道１番地三菱重工業株式会社名古屋研究所内Ｆターム(参考） 5H223 AA01 BB02 CC08 DD03 EE06 EE08 FF03 FF05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラントまたはプラントシミュレータ（以
下プラント等）に回線を通じて接続され、前記プラント
等の状態を表示すると共に前記プラント等への操作を行
うプラント操作盤を表示するプラント操作盤模擬装置に
おいて、前記プラント等から受信するプラント状態信号に応答し
て、前記プラント操作盤に含まれる状態表示部品の表示
データを生成し、オペレータからのプラント操作信号に
応答して、前記プラント操作盤に含まれる操作部品の表
示データを生成し、前記プラント操作信号を前記プラン
ト等に送信するプラント操作盤制御部と、前記プラント操作盤制御部により生成された前記状態表
示部品及び操作部品の表示データに従って、少なくとも
前記プラント操作盤背景映像と共に、前記状態表示部品
映像及び前記操作部品画像を表示するプラント操作盤表
示手段と、前記プラント操作盤表示手段により表示された前記操作
部品画像に基づいて前記プラント操作信号を入力する操
作手段と前記プラント操作盤背景映像用の映像データ
と、前記状態表示部品の映像データと、前記操作部品の
画像データと、前記プラント状態信号に対応する状態デ
ータと前記プラント操作信号に対応する操作データとを
記憶する記憶手段とを有することを特徴とするプラント
操作盤模擬装置。
【請求項２】請求項１において、前記状態表示部品の映像データは、実際の状態表示部品
から撮像した映像から生成されていることを特徴とする
プラント操作盤模擬装置。
【請求項３】請求項１において、前記プラント操作盤制御部は、操作盤表示制御信号に応
答して、前記プラント操作盤表示手段の表示画面内に、
少なくともプラント操作盤内の広い領域を第１の倍率で
表示し、当該領域内の一部の狭い領域を第１の倍率より
も高い第２の倍率で表示する表示データを生成すること
を特徴とするプラント操作盤模擬装置。