JP2003044127A - プラント監視制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラントの状況の把握を容易にするプラント
監視制御システムを提供する。 【解決手段】 本発明によるプラント監視制御システム
は、ｎ個（ｎは、２以上の整数）の設備（３〜５）を監
視するプラント監視制御システムである。当該プラント
監視制御システムは、設備（３〜５）の状況を示す複数
の多次元データを時系列的に取得して、設備（３〜５）
のそれぞれに対応した複数の多次元データ列（ｘ
^Ｎ’（ｔ），ｙ^Ｎ’（ｔ））を生成する状況検出部（１
３）と、多次元データ列（ｘ^Ｎ’（ｔ），ｙ
^Ｎ’（ｔ））に基づいて、設備（３〜５）それぞれの状
況を、所定の座標空間における複数の軌跡（３３〜３
５）として表現する状況マップ（３１）を作成する演算
部（２２）と、状況マップ（３１）を含む表示画面を表
示する表示部（２４）とを備えている。複数の設備（３
〜５）状況をそれぞれ示す軌跡（３３〜３５）が、状況
マップ（３１）に描かれることにより、複数の設備（３
〜５）それぞれの状況の把握が容易化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラント監視制御
システムに関する。本発明は、特に、プラント（設備）
を運転する操作員の判断を支援するプラント監視制御シ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】河川制御プラント、化学プラント、原子
力プラント、水処理プラントのような各種プラントの監
視及び制御のためにプラント監視制御システムが利用さ
れている。プラント監視制御システムは、プラントを監
視して取得した各種データを操作員に表示する。操作員
は、表示されたデータを元に様々な判断を行い、プラン
ト監視制御システムを操作する。プラント監視制御シス
テムは、操作員の操作に応じて、プラントを制御する。

【０００３】しかし、制御対象の設備の数が多い大規模
プラントを制御する場合のように監視すべき情報の量が
多い場合には、最適な判断を行ってプラントを運転する
ことは、操作員にとって必ずしも容易なことではない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、プラ
ントの状況の把握を容易にするプラント監視制御システ
ムを提供することにある。

【０００５】本発明の他の目的は、プラントを運転する
優先度の把握を容易にするプラント監視制御システムを
提供することにある。

【０００６】本発明の他の目的は、プラントに対して行
われる操作それぞれに必要な操作時間を短縮するプラン
ト監視制御システムを提供することにある。

【０００７】本発明の更に他の目的は、プラントの監視
作業の負荷を軽減するプラント監視制御システムを提供
することにある。

【０００８】本発明の更に他の目的は、操作員の注意が
払われていない設備を適切に監視し、制御するプラント
監視制御システムを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以下に、[発明の実施の
形態]で使用される番号・符号を用いて、課題を解決す
るための手段が説明される。これらの番号・符号は、
[特許請求の範囲]の記載と[発明の実施の形態]の記載と
の対応関係を明らかにするために付加されている。但
し、付加された番号・符号は、[特許請求の範囲]に記載
されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならな
い。

【００１０】本発明によるプラント監視制御システム
は、ｎ個（ｎは、２以上の整数）の設備（３〜５）を監
視するプラント監視制御システムである。当該プラント
監視制御システムは、設備（３〜５）の状況を示す複数
の多次元データを時系列的に取得して、設備（３〜５）
のそれぞれに対応した複数の多次元データ列（ｘ
^Ｎ’（ｔ），ｙ^Ｎ’（ｔ））を生成する状況検出部（１
３）と、多次元データ列（ｘ^{Ｎ ’}（ｔ），ｙ
^Ｎ’（ｔ））に基づいて、設備（３〜５）それぞれの状
況を、所定の座標空間における複数の軌跡（３３〜３
５）として表現する状況マップ（３１）を作成する演算
部（２２）と、状況マップ（３１）を含む表示画面を表
示する表示部（２４）とを備えている。複数の設備（３
〜５）状況をそれぞれ示す軌跡（３３〜３５）が、状況
マップ（３１）に描かれることにより、複数の設備（３
〜５）それぞれの状況の把握が容易化される。

【００１１】このとき、演算部（２２）は、設備（３〜
５）が操作されるべき優先度を算出し、表示部（２４）
が表示する表示画面は、前記優先度を示す優先度表示要
素（３２）を含むことが好ましい。設備（３〜５）が操
作されるべき優先度が表示部（２４）に表示され、設備
（３〜５）が操作されるべき優先度の把握が容易化され
る。

【００１２】このとき、表示部は（２４）、設備（３〜
５）の操作ルールを状況マップ（３１）に重ねて表示す
ることが好ましい。

【００１３】本発明によるプラント監視制御システム
は、操作シーケンスに沿って操作員により行われる操作
に応じて、複数の設備（３〜５）を運転する運転部（２
２、２３）と、設備（３〜５）のそれぞれを監視する複
数のカメラ（１２、１６）と、カメラ（１２、１６）が
撮影した監視画像のうちの一部を表示画像として選択す
る選択部（２３）と、表示画像を表示する表示部（２
５）とを備えている。選択部（２３）は、前記操作のう
ち現に行われている現操作に連動して前記表示画像を選
択する。操作員が現に行う現操作に応じて表示画像が自
動的に選択され、操作員の負担が軽減される。

【００１４】このとき、当該プラント監視制御システム
は、更に、監視画像に基づいて、設備（３〜５）の異常
発生を検知する検知部（２２）と、異常発生を示す警報
を出力する警報出力部（１４〜１７）とを備えているこ
とが好ましい。

【００１５】本発明によるプラント監視制御システム
は、監視対象である設備（３〜５）の状況を取得する状
況検出部（１３）と、取得された状況に基づいて、現時
点の後の一定時間後の設備（３〜５）の将来状況を予測
する状況予測部（２２）と、予測された将来状況に基づ
いて、設備（３〜５）に対して行われる操作の発生予測
を行う操作発生予測部（２２）と、その発生予測に基づ
いて、設備（３〜５）に対して行われる操作の準備作業
である予備操作を行う指示を出力する指示部（２２、２
４）とを備えている。当該プラント監視制御システムの
操作員は、出力された指示により、設備（３〜５）に対
して行われる操作の準備作業である予備操作を行うされ
るべきであることを知ることができ、設備（３〜５）の
操作時間の短縮化が図られる。

【００１６】本発明によるプラント監視制御システム
は、監視対象である設備（３〜５）の状況を取得する状
況検出部（１３）と、取得された状況に基づいて、現時
点の後の一定時間後の設備（３〜５）の将来状況を予測
する状況予測部（２２）と、予測された将来状況に基づ
いて、設備（３〜５）に対して行われる操作の発生予測
を行う操作発生予測部（２２）と、設備（３〜５）のそ
れぞれを監視するカメラ（１２、１６）と、カメラ（１
２、１６）が撮影した監視画像に基づいて、設備（３〜
５）の異常発生を検知する検知部（２２）と、操作発生
予測部（２２）が行った発生予測に基づいて、前設備
（３〜５）に対して行われる操作の準備作業である予備
操作を設備（３〜５）に対して行う操作部（２２）とを
備えている。このとき、操作部（２２）は、設備（３〜
５）に異常発生が検知されないとき、予備操作を自動的
に行う。

【００１７】本発明によるプラント監視制御システム
は、操作員の指示に応じて、設備（３〜５）を操作する
操作部（２２）と、前記操作員により、設備（３〜５）
を操作するための操作行動が行われているか否かを判断
する操作行動判断部（２２）と、設備（３〜５）のうち
前記操作行動の対象でない非操作設備について、必要操
作が行われる必要性を判断する操作必要判断部（２２）
と、前記必要性に応じて、前記必要操作の実行を促す必
要操作促進動作を行う必要操作促進動作実行部（１４、
１７、２２、２４）とを備えている。

【００１８】前記必要操作促進動作実行部（１４、１
７、２２、２４）は、前記必要操作が行われる必要があ
る旨の通知を前記操作員に行う通知部（２４）を含むこ
とが好ましい。

【００１９】また、必要操作促進動作実行部（１４、１
７、２２、２４）は、前記必要操作が前記操作員により
行われないとき、自動的に前記必要操作を行う自動操作
部（２２）を含むことが好ましい

【００２０】また、必要操作促進動作実行部（１４、１
７、２２、２４）は、前記必要操作が行われる必要があ
る旨の通知を前記操作員に行う通知部（２４）と、その
通知が行われた後の所定の時刻において、前記必要操作
が前記操作員により行われないとき、自動的に前記必要
操作を行う自動操作部（２２)とを含むことが好まし
い。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明によるプラント監視制御システムの実施の一形態
を説明する。

【００２２】図１は、本発明によるプラント監視制御シ
ステムの実施の一形態を示す。本実施の形態のプラント
監視制御システムは、河川に設けられる様々な設備を監
視して制御する。

【００２３】支川２のそれぞれには、本川１との合流地
点の近傍に、水門３又は樋門４が設けられる。水門３と
樋門４との別は、本質的ではなく、通常、大型のものは
水門３と呼ばれ、小型のものは樋門４と呼ばれる。

【００２４】水門３及び樋門４は、本川１と支川２との
水位に応じて開閉される。通常の状態では、本川１の水
位は支川２の水位よりも低い。この場合、水門３及び樋
門４は開放され、支川２から本川１に水が流れ込む。一
方、雨などの原因により本川１の水位が支川２の水位よ
りも高くなると、本川１から支川２への水の逆流を防ぐ
ために水門３及び樋門４は閉じられる。

【００２５】水門３に付随して、排水機場５が設けられ
ている。排水機場５は、水門３が閉じられたとき、支川
２から水を汲み出して本川１に流し込む。水門３が閉じ
られると、支川２から本川１に水は流れ込まず、支川２
の水位は増加する。このとき、支川２の氾濫を防ぐため
に、排水機場５は、支川２から水を汲み出して本川１に
流し込む。また、支川２の水位のほうが本川１の水位よ
りも高いときでも、支川２の水位が水門３の操作水位よ
りも高い場合には、水門３が開けられると同時に、排水
機場５が支川２から本川１への強制的な排水を行う。

【００２６】排水機場５は、全ての水門３及び樋門４に
対応して設けられる必要はなく、水門３及び樋門４のう
ち必要なものに付随して設けられる。本実施の形態で
は、水門３にのみ排水機場５が設けられている。

【００２７】図１には、水門３、樋門４、及び排水機場
５はそれぞれ１つずつしか示されていないが、水門３、
樋門４、及び排水機場５は、支川２と本川１との合流地
点の近傍に、必要に応じて複数設けられる。設けられた
水門３には、それぞれ水門Ａ、Ｂ、…という名称が与え
られる。同様に、樋門４には、それぞれ樋門Ａ、Ｂ、…
という名称が与えられ、排水機場５には、それぞれ、機
場Ａ、Ｂ、…という名称が与えられる。更に、各水門
３、樋門４、及び排水機場５には、通し番号が与えら
れ、それぞれ、施設１、施設２、…、施設Ｎ_ＭＡＸと呼
ばれることがある。ここでＮ_ＭＡＸは、水門３、樋門
４、及び排水機場５の合計数である。

【００２８】本実施の形態のプラント監視制御システム
は、水門３、樋門４及び排水機場５を監視して制御す
る。本実施の形態のプラント監視制御システムは、中央
管理装置６、水門開閉装置７、樋門開閉装置８、及び排
水機場運転装置９を備えている。水門開閉装置７、樋門
開閉装置８、及び排水機場運転装置９は、中央管理装置
６に光ケーブルネットワーク１０を介して接続されてい
る。

【００２９】中央管理装置６は、水門３、樋門４及び排
水機場５を集中的に管理する。水門運転装置７は、中央
管理装置６からの制御を受けて水門３を開閉する。樋門
運転装置８は、中央管理装置６からの制御の下、樋門４
を開閉する。排水機場運転装置９は、中央管理装置６か
らの制御の下、排水機場５に設けられた各種設備を運転
する。水門開閉装置７、樋門開閉装置８、及び排水機場
運転装置９は、現場の操作員により直接に操作され、そ
の操作に応じて水門３、樋門４、及び排水機場５に設け
られた各種設備を動作することも可能である。

【００３０】図２は、本実施の形態のプラント監視制御
システムをより詳細に示す。水門開閉装置７は、操作端
末１１、カメラ１２、水位センサ１３、及び警報装置１
４を含む。操作端末１１は、中央管理装置６による制御
の下、又は、現場の操作員により直接に操作されて、水
門３を開閉する。カメラ１２は、水門３の周辺を撮影す
る。水門３を開閉するときには、水門３の周辺に人がい
ないことを確認する必要がある。カメラ１２が撮影した
画像が、水門３の開閉時の安全確認に使用される。

【００３１】水位センサ１３は、水門３の入口側、及び
出口側の水位を測定する。水門３の入口側とは、支川２
から水が流入する側を意味し、水門３の出口側とは、本
川１に水が流出する側を意味する。水門３の入口側の水
位は、内水位と呼ばれ、水門３の出口側の水位は、外水
位と呼ばれる。

【００３２】警報装置１４は、中央管理装置６による警
報通知に応じて、水門３の周辺にいる人に、及び／又は
操作端末１１の操作員に警報を発する。警報装置１４に
より発せられる警報は、視覚的に、及び／又は聴覚的
に、操作員及び水門３の周辺にいる人に伝達される。

【００３３】樋門開閉装置８は、開閉する対象が樋門４
である点以外、水門開閉装置７と同様の構成を有し、同
様の動作を行う。その詳細な説明は行われない。

【００３４】排水機場運転装置９は、操作端末１５、カ
メラ１６、及び警報装置１７を含む。操作端末１５は、
中央管理装置６による制御の下、又は、現場の操作員に
より直接に操作されて、排水機場５の各設備を運転す
る。排水機場５は、排水機場ゲート１８、除塵機１９、
主ポンプ２０、及び自家発電装置２１を含む。排水機場
ゲート１８は、支流２から水を取り入れる入口である。
除塵機１９は、主ポンプ２０の取水口に流れてくる異物
を除去する。主ポンプ２０は、支流２の水を汲み出し
て、本川１に流し込む。自家発電装置２１は、電力を排
水機場ゲート１８、除塵機１９、及び主ポンプ２０に供
給する。排水機場ゲート１８、除塵機１９、及び主ポン
プ２０は、公設の配電網、又は、自家発電装置２１から
の電力によって動作する。操作端末１５は、排水機場ゲ
ート１８、除塵機１９、主ポンプ２０、及び自家発電装
置２１を操作する。

【００３５】カメラ１６は、排水機場５に設けられた排
水機場ゲート１８、除塵機１９、主ポンプ２０、及び自
家発電装置２１の監視画像を撮影する。排水機場ゲート
１８、除塵機１９、主ポンプ２０、及び自家発電装置２
１を動作する場合、これらの周辺に人がいないことを確
認する必要がある。カメラ１６が撮影した監視画像が、
排水機場ゲート１８、除塵機１９、主ポンプ２０、及び
自家発電装置２１を操作するときの安全確認に使用され
る。

【００３６】警報装置１７は、中央管理装置６による警
報通知に応じて、排水機場５の各設備の周辺にいる人
に、及び／又は、操作端末１５の操作員に警報を発す
る。警報装置１７により発せられる警報は、視覚的に、
及び／又は聴覚的に、操作員及び排水機場５の各設備の
周辺にいる人に伝達される。

【００３７】このような構成を有する水門開閉装置７、
樋門開閉装置８、及び排水機場運転装置９は、光ネット
ワーク１０を介して中央管理装置６に接続される。

【００３８】中央管理装置６は、演算装置２２、入力装
置２３、状況マップ表示装置２４、監視画面表示装置２
５、操作画面表示装置２６及び記憶装置２７を含む。演
算装置２２は、水門３、樋門４、及び排水機場５の監視
及び制御に関わる演算処理と、状況マップ表示装置２
４、監視画面表示装置２５、及び操作画面表示装置２６
の表示処理とを行う。

【００３９】入力装置２３は、中央管理装置６の操作員
により操作され、操作員の指示を演算装置２２に伝え
る。状況マップ表示装置２４は、水門３、及び樋門４の
状況を示す状況マップを表示する。状況マップ表示装置
２４には、更に、操作すべき施設の優先度が、状況マッ
プと共に表示される。これにより、中央管理装置６の操
作員は、いずれの施設に対して優先的に操作を行うべき
かを容易に判断することができる。更に状況マップ表示
装置２４には、状況マップに状況が示されている施設の
操作ルールが、状況マップと共に表示される。これによ
り、中央管理装置６の操作員は、各施設に行うべき操作
の内容を容易に把握することができる。

【００４０】監視画面表示装置２５は、樋門開閉装置８
のカメラ１２により撮影された水門３、及び樋門４の監
視画像と、排水機場運転装置９のカメラ１６により撮影
された排水機場５の各施設の監視画像とを表示する。カ
メラ１２、及びカメラ１６に撮影された画像のいずれが
表示されるかは、中央管理装置６の操作員が入力装置２
３を操作することにより切り替えられ、更に、演算装置
２２により自動的に切り替えられる。

【００４１】操作画面表示装置２６は、水門３、樋門
４、及び排水機場５の各施設を操作するための操作画面
を表示する。操作画面表示装置２６に表示された操作画
面を見た中央管理装置６の操作員は、入力装置２３を操
作して入力を行い、水門３、樋門４、及び排水機場５の
各施設を動作することができる。

【００４２】記憶装置２７は、各施設の操作ルールを示
す操作手順情報２７ａを記憶する。操作手順情報２７ａ
が記憶装置２７から読み出され、既述の状況マップとと
もに、各施設の操作ルールが状況マップ表示装置２４に
表示される。

【００４３】図３は、本実施の形態のプラント監視制御
システムの動作を示すフローチャートである。

【００４４】中央管理装置６の演算装置２２により、優
先度判定処理が行われる（ステップＳ０１）。優先度判
定処理では、操作されるべき施設の優先度が判定され
る。

【００４５】図４は、優先度判定処理の内容を示す。優
先度判定処理では、全ての施設１〜Ｎ_ＭＡＸが緊急度グ
ループ１〜６のいずれかに分類される。緊急度グループ
ｉに属する施設は、ｉが小さいほど、優先度が高く設定
される。即ち、緊急度グループ１に属する施設は、優先
度が最も高く設定され、緊急度グループ６に属する施設
は、優先度が最も低く設定される。

【００４６】施設１〜Ｎ_ＭＡＸの分類は、以下のように
して行われる。まず、初期的に、Ｎ＝０と設定される
（ステップＳ１１）。続いて、Ｎが１だけインクリメン
トされる。（ステップＳ１２）。

【００４７】続いて、施設Ｎが現に操作中であるか、又
は、操作画面表示装置２６に施設Ｎを操作するための操
作画面が表示されているかが判断される（ステップＳ１
３）。施設Ｎが現に操作中であるか、又は、操作画面表
示装置２６に施設Ｎを操作するための操作画面が表示さ
れている場合、その施設Ｎは、緊急度グループ６に分類
される（ステップＳ２３）。

【００４８】施設Ｎが現に操作中でなく、且つ、操作画
面表示装置２６に施設Ｎを操作するための操作画面が表
示されていない場合、施設Ｎの現時点の内水位が、所定
の操作水位よりも高いか否かが判断される（ステップＳ
１４）。このとき、施設Ｎが排水機場５である場合、そ
の排水機場５に付随されている水門３の内水位が、施設
Ｎの内水位として使用される。

【００４９】施設Ｎの現時点の内水位が操作水位よりも
低い場合、更に、施設Ｎの予測水位が操作水位よりも高
いか否かが判断される（ステップＳ２０）。ここで、施
設Ｎの予測水位とは、現時点から、ある一定時間後にお
ける施設Ｎの内水位の予測値であり、演算装置２２によ
り算出される。典型的には、３０分〜１時間後の施設Ｎ
の内水位の予測値が予測水位として算出される。施設Ｎ
の予測水位は、現在の施設Ｎの状況（内水位、外水
位）、及び過去の施設Ｎの状況（内水位、及び外水位）
のトレンドから算出される。施設Ｎの予測水位が操作水
位よりも低い場合、施設Ｎは、緊急度グループ５に分類
され（ステップＳ２２）、施設Ｎの予測水位が操作水位
よりも高い場合、施設Ｎは、緊急度グループ４に分類さ
れる（ステップＳ２１）。

【００５０】一方、ステップＳ１４において、施設Ｎの
現時点の内水位が操作水位よりも高いと判断された場
合、施設Ｎの内水位が上昇傾向にあるか否かが判断され
る（ステップＳ１５）。施設Ｎの予測水位が、現時点に
おける施設Ｎの内水位よりも高い場合、施設Ｎの内水位
が上昇傾向にあると判断される。施設Ｎの内水位が上昇
傾向にない場合、施設Ｎは、緊急度グループ３に分類さ
れる（ステップＳ１９）。

【００５１】一方、ステップＳ１５において、施設Ｎの
内水位が上昇傾向にあると判断された場合、施設Ｎの外
水位が内水位よりも高いか否かが判断される（ステップ
Ｓ１６）。施設Ｎの外水位が内水位よりも低い場合、施
設Ｎは緊急度グループ２に分類され（ステップＳ１
８）、施設Ｎの外水位が内水位よりも高い場合、施設Ｎ
は緊急度グループ１に分類される（ステップＳ１９）。

【００５２】続いて、現時点のＮがＮ_ＭＡＸに等しいか
が判断される（ステップＳ２４）。Ｎ_ＭＡＸは、既述の
ように、水門３、樋門４、及び排水機場５の数の合計で
ある。ＮがＮ_ＭＡＸに等しくない場合、ステップＳ１２
〜Ｓ２３が繰り返し行われ、これにより、施設１〜Ｎ
_ＭＡＸの全てが、緊急度グループ１〜６のいずれかに分
類される。

【００５３】続いて、各緊急度グループ毎に、同一の緊
急度グループに属する施設の間での優先度が決定される
（ステップＳ２５）。その優先度は、操作水位から内水
位を減じた水位差に基づいて定められる。水位差が小さ
いほど、優先度が高いと判断される。以上で、優先度判
定処理が完了する。

【００５４】優先度判定処理（ステップＳ０１）の後、
図３に示されているように、状態マップ／優先度リスト
表示処理が行われる（ステップＳ０２）。演算装置２２
は、状況マップ表示装置２４に表示する画面を作成し、
状況マップ表示装置２４は、その画面を表示する。図５
は、状況マップ表示装置２４に表示される画面を示す。

【００５５】状況マップ表示装置２４には、状況マップ
３１が表示される。状況マップ３１には、複数の施設の
状況が表示される。水門３、及び樋門４のうちの優先度
が高いｎ個（ｎは、２以上の整数）の施設が、状況表示
施設として選択される。水門３、及び樋門４の優先度
は、既述の優先度判定処理（ステップＳ０１）により定
められる。選択された状況表示施設の状況が、状況マッ
プ３１に表示される。本実施の形態では、ｎ＝３、即
ち、状況表示施設の数は３である。

【００５６】状況表示施設の状況として把握されるべき
要素は、その内水位及び外水位である。状況マップ３１
には、外水位をｘ軸、内水位をｙ軸にとった座標平面が
描かれる。各状況表示施設の内水位及び外水位とが、水
位変化軌跡３３〜３５により状況マップ３１に示され
る。より詳細には、状況表示施設のうちの一の施設Ｎ’
の時刻ｔにおける外水位をｘ^Ｎ’（ｔ）、内水位をｙ
^Ｎ’（ｔ）とすると、点（ｘ^Ｎ’（ｔ），ｙ
^Ｎ’（ｔ））が座標平面にプロットされる。プロットさ
れた点（ｘ^Ｎ’（ｔ），ｙ^Ｎ’（ｔ））の集合は、その
施設Ｎ’の内水位及び外水位を示す水位変化軌跡であ
る。他の状況表示施設の水位変化軌跡も同様にして描か
れる。水位変化軌跡３３〜３５は、それぞれが、どの状
況表示施設の水位変化軌跡であるかを容易に識別できる
ように、互いに異なる色で描かれている。

【００５７】このように、複数の状況表示施設の水位変
化軌跡３３〜３５が描かれることにより、中央管理装置
６の操作者は、複数の施設の状況を容易に把握できる。

【００５８】更に状況マップ３１には、状況表示施設そ
れぞれの内水位及び外水位の、所定の時間後の予測値が
プロットされる。典型的には、３０分後の内水位及び外
水位の予測値が算出され、その予測値がプロットされ
る。外水位及び内水位の予測値をそれぞれ、ｘ’
（ｔ）、ｙ’（ｔ）とすると、点（ｘ’（ｔ），ｙ’
（ｔ））が、状況マップ３１に描かれた座標平面上にプ
ロットされる。予測値の算出は、演算装置２２により行
われる。これにより、中央管理装置６の操作員は、状況
表示施設それぞれの内水位及び外水位が、将来、どのよ
うに変化するかを知ることができる。

【００５９】状況マップ３１に描かれた座標平面は、領
域３６〜４３に区分されている。領域３６〜４３のそれ
ぞれには、プロットされた点（ｘ^Ｎ’（ｔ），ｙ
^Ｎ’（ｔ））がその領域にあるときに行われるべき操作
を示す操作ルールが記載されている。これにより、中央
管理装置６の操作者は、行うべき操作を把握することが
できる。

【００６０】状況マップ表示装置２４には、状況マップ
３１と共に、優先度リスト３２が表示される。優先度リ
スト３２には、優先度が高い順に、各施設の名称が列挙
されている。このとき、各施設の名称がそれぞれ表示さ
れる矩形領域は、緊急度グループ毎に異なる色で着色さ
れ、これにより、中央管理装置６の操作者は、各施設が
どの緊急度グループに属するかを容易に判断することが
できる。

【００６１】更に図３に示されているように、演算装置
２２は、操作シーケンス連動カメラ画面制御処理を行う
（ステップＳ０３）。図６は、操作シーケンス連動カメ
ラ画面制御処理を示す。

【００６２】操作シーケンス連動カメラ画面制御処理で
は、まず、水門３、樋門４、及び排水機場５のいずれか
を操作するための操作画面が中央管理装置６の操作画面
表示装置２６に表示されているか否かが判断される（ス
テップＳ３１）。中央管理装置６の操作員は、水門３、
樋門４、及び排水機場５を操作する場合、入力装置２３
を操作して、操作画面表示装置２６に操作画面を表示す
る。その表示画面が表示されていない場合、水門３、樋
門４、及び排水機場５の操作は行われない。そこで、演
算装置２２は、操作画面が中央管理装置６の操作画面表
示装置２６に表示されていない場合、水門開閉装置７及
び樋門開閉装置８のカメラ１２が撮影した水門３、及び
樋門４の画像と、排水機場運転装置９のカメラ１６が撮
影した排水機場５の各設備の監視画像を、順次に切り替
えながら表示する（ステップＳ３２）。これにより、中
央管理装置６の操作員は、中央管理装置６の管理下にあ
る各施設を、流域全体に渡って監視することができる。

【００６３】一方、操作画面が中央管理装置６の操作画
面表示装置２６に表示されている場合、操作対象の操作
シーケンスが開始されているか否かが判断される（ステ
ップＳ３３）。各施設毎に、その施設の状況に応じて行
われる操作の手順が操作シーケンスとして定められてい
る。操作対象である施設の操作シーケンスは、操作画面
が表示されているときに入力装置２３に所定の操作が行
われると開始される。ステップＳ３３では、操作シーケ
ンスが開始され、操作対象に対して現に操作が行われて
いるか否かが判断される。

【００６４】操作対象の操作シーケンスが開始されてい
ない場合、操作シーケンスの最初で操作される設備を撮
影した監視画像が演算装置２２により監視画面表示装置
２５に表示される（ステップＳ３６）。

【００６５】一方、操作対象の操作シーケンスが開始さ
れている場合、現在、どの設備が操作の対象であるのか
が判断される（ステップＳ３４）。更に、操作対象の設
備が、中央管理装置６の入力装置２３に行われた入力に
従って操作される（ステップＳ３５）。このとき、同時
に、操作対象である設備を撮影した監視画像が演算装置
２２により監視画面表示装置２５に表示される（ステッ
プＳ３６）。このように、操作シーケンスに連動して自
動的に監視画面表示装置２５に表示されるカメラ画像が
選択され、切り替えられることにより、各設備の監視作
業の負担の軽減が図られている。

【００６６】ステップＳ３６に続いて、演算装置２２
は、操作対象である設備（又は、操作シーケンスの最初
で操作される設備）を撮影した監視画像に対して画像処
理を行い、その設備に、人の侵入や異物の漂着のような
異常が発生しているか否かを検知する（ステップＳ３
７）。水門３、及び樋門４を開閉する場合、安全を確保
するためには、水門３、及び樋門４の周辺に人がいない
ことを確認する必要がある。また、排水機場５の各設備
を動作する場合、その設備の周辺に人がいないことを確
認する必要がある。更に、排水機場５の除塵機１９を動
作する場合、除塵機１９で除去できないような大きな異
物が除塵機１９に漂着していないことを確認する必要が
ある。このような、水門３、樋門４、及び排水機場５に
発生しうる異常が、操作対象である設備を撮影した監視
画像に画像処理を行うことにより検知される。

【００６７】異常が検知された場合（ステップＳ３８：
ＹＥＳ）、演算装置２２は、水門開閉装置７、樋門開閉
装置８、及び排水機場運転装置９のうち、操作対象であ
る設備を操作する操作装置に設けられた警報装置１４、
１７に、警報を出力する指示を出す。警報装置１４、１
７は、その指示に応答して、警報を出力する（ステップ
Ｓ３９）。このように、操作が行われる設備に発生する
異常が自動的に検知され、警告が発生されることによ
り、中央管理装置６の操作員の監視作業の負担が軽減さ
れている。

【００６８】ステップＳ３５〜Ｓ３９は、操作シーケン
スが終了するまで継続される。操作シーケンスが終了す
ると、操作シーケンス連動カメラ画面制御処理が終了す
る（ステップＳ４０）。

【００６９】更に演算装置２２は、図３に示されている
ように、予備操作処理を行う（ステップＳ０３）。予備
操作処理では、演算装置２２は、各施設に対して行われ
る操作の発生を予測し、更に、行われると予測される操
作の準備作業の実施を中央管理装置６の操作員に通知す
る。これにより、各施設に対して行われる操作の操作時
間の短縮化が図られている

【００７０】例えば、水門３、樋門４を閉じようとする
場合、全開状態から全閉状態にするためには１０〜２０
分程度の時間が必要である。このとき、水門３、及び樋
門４を全閉にする操作の前に、水門３、及び樋門４を、
そのゲート扉の最下部が水面の少し上になるように、中
間開度にしておく予備操作を行うことによって、水門
３、及び樋門４を全閉にする操作の操作時間の短縮化を
図ることができる。

【００７１】図７は、予備操作処理の詳細を示すフロー
チャートである。まず、全施設１〜Ｎ_ＭＡＸのうち、優
先度が最も高い施設の予測水位が、操作水位よりも高い
か否かが判断される（ステップＳ４１）。既述のよう
に、施設Ｎの予測水位とは、ある一定時間後における施
設Ｎの内水位の予測値である。優先度が最も高い施設の
予測水位が操作水位よりも高い場合、優先度が最も高い
施設に対して何らかの操作が行われることが予測され
る。予測水位が操作水位よりも高いか否かに基づいて、
優先度が最も高い施設に対する操作の発生が予測され
る。優先度が最も高い施設に対する操作の発生が予測さ
れない場合、予備操作処理は終了する（ＥＮＤ）。

【００７２】一方、優先度が最も高い施設に対する操作
の発生が予測される場合、演算装置２２は、その操作の
準備作業である予備操作の実施の指示を状況マップ表示
装置２４に表示する（ステップＳ４２）。状況マップ表
示装置２４の表示により、中央管理装置６の操作員によ
る予備操作の実施への対応が促される。

【００７３】更に、演算装置２２は、監視画面表示装置
２５に表示される画像を、その予備操作が行われる設備
の監視画像に切り替える（ステップＳ４３）。これによ
り、中央管理装置６の操作員は、予備操作が行われる設
備の安全確認を簡便に行うことができる。以上で、予備
操作処理が完了する。

【００７４】上述の予備操作は、演算装置２２の指示に
従って、自動的に行われることも可能である。この場
合、図７に示された予備操作処理の代わりに、図８に示
された自動予備操作処理が行われる。

【００７５】自動予備操作処理では、まず、全施設１〜
Ｎ_ＭＡＸのうち、優先度が最も高い施設の予測水位が、
操作水位よりも高いか否かが判断される（ステップＳ５
１）。予測水位が操作水位よりも高いか否かに基づい
て、優先度が最も高い施設に対する操作の発生が予測さ
れる。優先度が最も高い施設に対する操作の発生が予測
されない場合、自動予備操作処理は終了する（ＥＮ
Ｄ）。

【００７６】一方、優先度が最も高い施設に対する操作
の発生が予測される場合、更に、演算装置２２は、監視
画面表示装置２５に表示される画像を、その予備操作が
行われる設備の監視画像に切り替える（ステップＳ５
２）。

【００７７】更に演算装置２２は、予備操作の対象であ
る設備を撮影した監視画像に対して画像処理を行い、そ
の設備に、人の侵入や異物の漂着のような異常が発生し
ているか否かを検知する（ステップＳ５３）。

【００７８】異常が検知された場合（ステップＳ５４：
ＹＥＳ）、演算装置２２は、水門開閉装置７、樋門開閉
装置８、及び排水機場運転装置９のうち、予備操作の対
象である設備を操作する操作装置に設けられた警報装置
１４、１７に、警報を出力する指示を出す。警報装置１
４、１７は、その指示に応答して、警報を出力する（ス
テップＳ５５）。このように、操作が行われる設備に発
生する異常が自動的に検知され、警告が発生されること
により、中央管理装置６の操作員の監視作業の負担が軽
減されている。

【００７９】異常が検知されない場合（ステップＳ５
４：ＮＯ）、演算装置２２は、予備操作の対象である設
備に対して、所定の予備操作を行う（ステップＳ５
５）。以上で、自動予備操作処理が完了する。

【００８０】更に演算装置２２は、図３に示されている
ように、自動警報／自動操作処理を行う（ステップＳ０
５）。自動警報／自動操作処理では、演算装置２２は、
現に操作が行われていない施設に対して、操作の必要性
の有無を判断する。更に演算装置２２は、操作の必要性
があると判断した場合は、条件に応じて、自動的に警報
を発し、又は、自動的に必要な操作を行う。

【００８１】図９は、自動警報／自動操作処理を詳細に
示すフローチャートである。自動警報／自動操作処理で
は、まず、優先度が最大である施設の予測水位が、操作
水位よりも高いかが判断される（ステップＳ６１）。優
先度が最大の施設の予測水位が、操作水位よりも低い場
合、警報の発生、及び自動操作は行われず、自動警報／
自動操作処理は終了する（ＥＮＤ）。

【００８２】更に、優先度が最大である施設が操作中で
ある、又はその施設を操作する操作画面が操作画面表示
装置２６に表示されているか否かが判断される（ステッ
プＳ６２）。優先度が最大である施設が操作中である
か、その施設を操作する操作画面が操作画面表示装置２
６に表示されている場合、警報の発生、及び自動操作は
行われず、自動警報／自動操作処理は終了する（ＥＮ
Ｄ）。

【００８３】優先度が最大である施設が操作中でなく、
更に、その施設を操作する操作画面が操作画面表示装置
２６に表示されていない場合、優先度が最大である施設
の現時点での内水位が、操作水位よりも高いか否かが判
断される（ステップＳ６３）。

【００８４】優先度が最大である施設の現時点での内水
位が、操作水位よりも低い場合、演算装置２２は、優先
度が最大である施設に操作準備が行われるべき旨を伝え
る注意レベル１警報を状況マップ表示装置２４に表示す
る（ステップＳ６４）。ステップＳ６４が行われるの
は、優先度が最大の施設の予測水位が操作水位よりも高
く、将来、その施設について何らかの操作が行われるこ
とが予測されるが、現時点で直ぐにその操作を行う必要
はない場合である。このような場合には、操作準備が行
われるべき旨を伝える警報が状況マップ表示装置２４に
表示される。

【００８５】一方、優先度が最大である施設の現時点で
の内水位が、操作水位よりも高い場合、演算装置２２
は、優先度が最大である施設に、現時点で直ぐに操作が
行われるべき旨を伝える注意レベル２警報を状況マップ
表示装置２４に表示する（ステップＳ６５）。

【００８６】注意レベル２警報が発せられた場合、操作
が行われるべき警報がなされた施設に操作が行われたか
否かが監視される。まず、注意レベル２警報が状況マッ
プ表示装置２４に表示されたＸ分後に、警報がなされた
施設が操作中である、又はその施設を操作する操作画面
が操作画面表示装置２６に表示されているか否かが判断
される（ステップＳ６６）。警報がなされた施設が操作
中である、又はその施設を操作する操作画面が操作画面
表示装置２６に表示されている場合、以後、他の警告や
自動操作は行われずに、自動警告／自動操作処理は終了
する（ＥＮＤ）。

【００８７】注意レベル２警報が状況マップ表示装置２
４に表示されたＸ分後に、警報がなされた施設が操作中
でなく、且つ、その施設を操作する操作画面が操作画面
表示装置２６に表示されていない場合、演算装置２２
は、警報がなされた施設に、必要な操作が行われていな
い旨を示す自動化レベル１通報を、水門開閉装置７、樋
門開閉装置８、及び排水機場運転装置９に通知する。水
門開閉装置７、樋門開閉装置８、及び排水機場運転装置
９を操作する現場操作員は、自動化レベル１通報を受
け、必要な操作を自らの判断で行うことができる。通知
先は水門開閉装置７、樋門開閉装置８、及び排水機場運
転装置９に限られず、他の所定の通知先であることが可
能である。

【００８８】自動化レベル１通報が行われたＹ分後、警
報がなされた施設が操作中であるか否かが判断される
（ステップＳ６８）。警報がなされた施設が操作中であ
る場合、他の警告や自動操作は行われずに、自動警告／
自動操作処理は終了する（ＥＮＤ）。

【００８９】自動化レベル１通報が行われたＹ分後も、
警報がなされた施設が操作中でない場合、警報がなされ
た施設を自動操作するための安全確認と、その施設に設
けられた設備の状態が正常であるかが確認される（ステ
ップＳ６９）。安全確認は、水門開閉装置７、樋門開閉
装置８、及び排水機場運転装置９に設けられたカメラ１
２、１６が撮影した監視画像を画像処理することにより
自動的に行われる。安全確認の方法は、既述の操作シー
ケンス連動カメラ画面制御処理で行われる異常検知方法
と同様である。更に、施設の設備状態の正常確認のため
に、操作が行われる設備に設けられたセンサ（図示され
ない）により設備状態を示すデータが取得され、そのデ
ータに基づいて操作が行われる設備の状態が正常である
か否かが確認される。

【００９０】警報がなされた施設を自動操作することが
安全であることが確認され、更に、施設に設けられた設
備の状態が正常であることが確認されると、警報がなさ
れた施設に対して必要な操作が自動的に行われる（ステ
ップＳ７０）。

【００９１】一方、警報がなされた施設を自動操作する
ことが安全であることが確認できない、又は、その施設
に設けられた設備の状態が正常であることが確認できな
い場合、水門開閉装置７、樋門開閉装置８、及び排水機
場運転装置９のうち、自動操作がなされる施設を操作す
る操作装置に設けられた警報装置１４、１７に警報が発
せられる（ステップＳ７１）。更に、自動操作の安全確
認と、警報がなされた施設の設備の状態の正常確認は継
続され、安全確認と正常確認が行われると、警報がなさ
れた施設に対して必要な操作が自動的に行われる（ステ
ップＳ７１）。

【００９２】以上に説明された自動警報／自動操作処理
により、現に操作が行われていない施設に対して操作の
必要性がある場合、中央管理装置６の操作員は、必要な
操作を行うように促され、操作遅れの発生が抑制され
る。更に、必要な操作が中央管理装置６の操作員、その
他の現場操作員によって行われない場合には、自動的に
必要な操作が行われ、水門３、樋門４、及び排水機場５
の制御の信頼性が向上する。

【００９３】なお、本実施の形態では、河川に設けられ
る水門３、樋門４及び排水機場５の監視及び制御が行わ
れているが、水門３、樋門４及び排水機場５が他の設備
及び装置に置換されることにより、他のプラントの監視
及び制御に使用され得ることは自明的である。この場
合、水門３、及び樋門４の内水位及び外水位の代わり
に、その設備、及び装置の状況を示すパラメータが使用
され、更に、予測水位の代わりに、現時点から一定時間
経過後の予測値が使用される。更に、予測水位と操作水
位に基づいた、必要操作の発生予測（ステップＳ５１、
Ｓ６１）の代わりに、設備、及び装置の状況を示すパラ
メータに基づいた必要操作の発生予測が行われる。

【００９４】

【発明の効果】本発明により、プラントの状況の把握を
容易にするプラント監視制御システムが提供される。

【００９５】また、本発明により、プラントを操作する
優先度の把握を容易にするプラント監視制御システムが
提供される。

【００９６】また、本発明により、プラントに対して行
われる操作それぞれに必要な操作時間を短縮するプラン
ト監視制御システムが提供される。

【００９７】また、本発明により、プラントの監視作業
の負荷を軽減するプラント監視制御システムが提供され
る。

【００９８】また、本発明により、操作員の注意が払わ
れていない設備を適切に監視し、制御するプラント監視
制御システムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明によるプラント監視制御システ
ムの実施の一形態を示す。

【図２】図２は、本発明によるプラント監視制御システ
ムの実施の一形態の詳細図である。

【図３】図３は、本発明によるプラント監視制御システ
ムの実施の一形態の動作を示す。

【図４】図４は、優先度判定処理（Ｓ０１）を示す。

【図５】図５は、状況マップ表示装置２４に表示される
表示画面を示す。

【図６】図６は、操作シーケンス連動カメラ画面制御処
理（Ｓ０３）を示す。

【図７】図７は、予備操作処理（Ｓ０４）を示す。

【図８】図８は、自動予備操作処理を示す。

【図９】図９は、自動警報／自動操作処理（Ｓ０５）を
示す。

【符号の説明】

１：本川 ２：支川 ３：水門 ４：樋門 ５：排水機場 ６：中央管理装置 ７：水門開閉装置 ８：樋門開閉装置 ９：排水機場運転装置 １０：光ケーブルネットワーク １１：操作端末 １２：カメラ １３：水位センサ １４：警報装置 １５：操作端末 １６：カメラ １７：警報装置 １８：排水機場ゲート １９：除塵機 ２０：主ポンプ ２１：自家発電装置 ２２：演算装置 ２３：入力装置 ２４：状況マップ表示装置 ２５：監視画面表示装置 ２６：操作画面表示装置 ２７：記憶装置 ３１：状況マップ ３２：優先度リスト ３３〜３５：水位変化軌跡 ３６〜４３：領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｑ 9/00 ３６１ Ｈ０４Ｑ 9/00 ３６１ (72)発明者 長田 啓一郎 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 柳田 真孝 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 谷 篤史 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 貝間 義則 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 前本 勝由 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 森下 靖 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 Ｆターム(参考） 5H223 AA01 AA02 AA03 BB01 BB05 CC08 DD03 DD07 EE06 FF08 5K048 BA23 DA02 EB07 FB00 GB00 HA21

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｎ個（ｎは、２以上の整数）の設備を監
   視するプラント監視制御システムであって、 前記設備の状況を示す複数の多次元データを時系列的に
   取得して、前記設備のそれぞれに対応した複数の多次元
   データ列を生成する状況検出部と、 前記多次元データ列に基づいて、前記設備それぞれの状
   況を、所定の座標空間における複数の軌跡として表現す
   る状況マップを作成する演算部と、 前記状況マップを含む表示画面を表示する表示部とを備
   えたプラント監視制御システム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のプラント監視制御シス
   テムにおいて、 前記演算部は、前記設備が操作されるべき優先度を算出
   し、 前記表示画面は、前記優先度を示す優先度表示要素を含
   むプラント監視制御システム。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のプラント監視制御シス
   テムにおいて、 前記表示部は、前記設備の操作ルールを前記状況マップ
   に重ねて表示するプラント監視制御システム。
4. 【請求項４】 操作シーケンスに沿って行われる操作に
   応じて、複数の設備を運転する運転部と、 前記設備のそれぞれを監視する複数のカメラと前記カメ
   ラが撮影した監視画像のうちの一部を表示画像として選
   択する選択部と、 前記表示画像を表示する表示部とを備え、 前記選択部は、前記操作のうち現に行われている現操作
   に連動して前記表示画像を選択するプラント監視制御シ
   ステム。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のプラント監視制御シス
   テムにおいて、 更に、 前記監視画像に基づいて、前記設備の異常発生を検知す
   る検知部と、 前記異常発生を示す警報を出力する警報出力部とを備え
   たプラント監視制御システム。
6. 【請求項６】 監視対象である設備の状況を取得する状
   況検出部と、 前記状況に基づいて、現時点の後の一定時間後の前記設
   備の将来状況を予測する状況予測部と、 前記将来状況に基づいて、前記設備に対して行われる操
   作の発生予測を行う操作発生予測部と、 前記発生予測に基づいて、前記操作の準備作業である予
   備操作を行う指示を出力する指示部とを備えたプラント
   監視制御システム。
7. 【請求項７】 監視対象である設備の状況を取得する状
   況検出部と、 前記状況に基づいて、現時点の後の一定時間後の前記設
   備の将来状況を予測する状況予測部と、 前記将来状況に基づいて、前記設備に対して行われる操
   作の発生予測を行う操作発生予測部と、 前記設備のそれぞれを監視するカメラと、 前記カメラが撮影した監視画像に基づいて、前記設備の
   異常発生を検知する検知部と、 前記発生予測に基づいて、前記操作の準備作業である予
   備操作を前記設備に対して行う操作部とを備え、 前記操作部は、前記設備に異常発生が検知されないと
   き、前記予備操作を自動的に行うプラント監視制御シス
   テム。
8. 【請求項８】 操作員の指示に応じて、設備を操作する
   操作部と、 前記操作員により、前記設備を操作するための操作行動
   が行われているか否かを判断する操作行動判断部と、 前記設備のうち前記操作行動の対象でない非操作設備に
   ついて、必要操作が行われる必要性を判断する操作必要
   判断部と、 前記必要性に応じて、前記必要操作の実行を促す必要操
   作促進動作を行う必要操作促進動作実行部とを備えたプ
   ラント監視制御システム。
9. 【請求項９】 請求項８に記載のプラント監視制御シス
   テムにおいて、 前記必要操作促進動作実行部は、前記必要操作が行われ
   る必要がある旨の通知を前記操作員に行う通知部を含む
   プラント監視制御システム。
10. 【請求項１０】 請求項８に記載のプラント監視制御シ
    ステムにおいて、 前記必要操作促進動作実行部は、前記必要操作が前記操
    作員により行われないとき、自動的に前記必要操作を行
    う自動操作部を含むプラント監視制御システム。
11. 【請求項１１】 請求項８に記載のプラント監視制御シ
    ステムにおいて、 前記必要操作促進動作実行部は、 前記必要操作が行われる必要がある旨の通知を前記操作
    員に行う通知部と、 前記通知が行われた後の所定の時刻において、前記必要
    操作が前記操作員により行われないとき、自動的に前記
    必要操作を行う自動操作部とを含むプラント監視制御シ
    ステム。