JP2005215874A - プラント監視操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】あらかじめ定められたタスクを他のタスクより優先して処理するマンマシンインタフェースプロセスを用いてプラントの監視操作を行うプラント監視操作装置を提供する。
【解決手段】プラント監視操作装置は、表示画面前方にタッチスクリーンが備えられた画面表示装置を有し、プラントの監視操作を行うマンマシンインタフェースプロセスが実装されたプラント監視操作装置において、上記マンマシンインタフェースプロセスが、優先度付けされた複数個のタスクレディキューと、上記表示画面に表示処理を行う画面表示処理タスクが登録された上記タスクレディキューより優先度の高い上記タスクレディキューに上記タッチスクリーンを介して入力された情報を処理するタッチオペレーション処理タスクを登録するタイマ管理部と、を有する。
【選択図】図２

Description

この発明は、原子力発電所などにおいてプラントをタッチスクリーンが備えられた画面表示装置を介して監視操作するプラント監視操作装置に関する。

従来の情報処理装置の監視制御方法は、あらかじめ定められた時刻に収集したアラームに変化があったときに第１の状態変化データとして通知を行う状態監視タスクと、監視装置からの要求により情報処理装置の初期設定および設定変更に変化があったときに第２の状態変化データとして通知を行う初期設定タスクと、第１および第２の状態変化データを受け取って解析する状変解析タスクと、この状変解析タスクの情報を基に状態監視タスクより高い優先度によって制御を実行する制御実行タスクとから構成されるオペレーティング・システムであって、制御実行タスクが処理を実行している間は状態監視タスクの動作を停止させることを特徴とする。
また、状変解析タスクおよび制御実行タスクに初期設定タスクより高い優先度を設定し、状変解析タスクの情報を基に制御実行タスクが処理を実行している間は初期設定タスクの処理を停止させる（例えば、特許文献１参照。）。

特開平６−２１４８３０号公報

しかし、リアルタイムＯＳを用いることによりプロセスレベルで優先度を付けることは可能であるが、タスクレディキューが１つしか備えられていないため、タスクレディキューに登録された順、つまりタスクが起動された順にしか処理できず、高優先度のタスクの実行が可能になっていても、低優先度のタスクの処理が終了するまで処理が開始できないとういう問題があった。

この発明の目的は、あらかじめ定められたタスクを他のタスクより優先して処理するマンマシンインタフェースプロセスを用いてプラントの監視操作を行うプラント監視操作装置を提供することである。

この発明に係わるプラント監視操作装置は、表示画面前方にタッチスクリーンが備えられた画面表示装置を有し、プラントの監視操作を行うマンマシンインタフェースプロセスが実装されたプラント監視操作装置において、上記マンマシンインタフェースプロセスが、優先度付けされた複数個のタスクレディキューと、上記表示画面に表示処理を行う画面表示処理タスクが登録された上記タスクレディキューより優先度の高い上記タスクレディキューに上記タッチスクリーンを介して入力された情報を処理するタッチオペレーション処理タスクを登録するタイマ管理部と、を有する。

この発明に係わるプラント監視操作装置の効果は、優先度付けされた複数のタスクレディキューを有し、あらかじめ定められたタスクを優先度の高いタスクレディキューに登録するので、複数のタスクの処理において優先度を付けてタスクの処理を行うことができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係わるプラント監視操作装置の機能ブロック図である。図２は、実施の形態１のプラント監視操作装置に実装されているマンマシンインタフェースプロセスの構成図である。なお、リアルタイムＯＳにおいて、プログラムを実行するうえで、リアルタイムＯＳのカーネルがプロセス単位で実行プログラムを管理している。

図１に示すように、実施の形態１のプラント監視操作装置１には、系統画面、プロセス量などを表示する画面表示装置からなる表示デバイス２と、表示デバイス２の表示画面の前方に近接するように装着されたタッチスクリーン３と、プラントの制御対象を制御する制御装置４とが接続されている。

プラント監視操作装置１は、制御装置４からプロセス量を検出し、そのプロセス量から画面データに加工する画面データ収集部１１、その画面データを記憶する画面データ記憶部１２、所望のときに画面データ記憶部１２から画面データを読み出し、表示デバイス２にそれを表示する画面表示処理部１３、プラントを監視している監視員が表示デバイス２の表示画面に表示された表示内容に基づいて所定の位置のタッチスクリーン３に接触したことを検出し、操作イベントを確定するタッチ入力処理部１４、操作イベントに基づき制御装置４に出力するための操作信号を生成する操作信号生成部１５および操作信号生成部１５で生成された操作信号を制御装置４に出力する操作信号出力部１７を有する。
なお、プラント監視操作装置１は、ＣＰＵ、記憶手段、インタフェース回路を有するコンピュータから構成されており、ＣＰＵにはデータを一時的に格納するバッファが備えられている。

原子力プラントの監視操作のためには、プラント監視操作装置１では、１つの表示デバイス２の表示画面に複数の表示内容を切換ながら表示しており、タッチ入力処理部１４と画面表示処理部１３とに対応した図２に示すようなマンマシンインタフェースプロセス２１が実装されている。
図２に示すように、プラント監視操作装置１に実装されているマンマシンインタフェースプロセス２１は、タッチ入力処理部１４に対応するタッチオペレーション処理タスク２２、画面表示処理部１３に対応する画面表示処理タスク２３、その他の処理に対応するその他の処理タスク２４、各タスクをあらかじめ定められた周期にしたがって起動するタイマ管理部２５、タイマ管理部２５により起動され、実行可能状態になったタスクを登録するタスクレディキュー２６およびタスクレディキュー２６を参照して各タスクの処理を管理するタスク管理部２７を有する。
タッチオペレーション処理タスク２２と画面表示処理タスク２３は、あらかじめタイマ管理部２５に設定された起動周期に従って起動される。また、各タスクにはそれぞれ優先度が定められている。タッチオペレーション処理タスク２２、画面表示処理タスク２３、その他の処理タスク２４の順に処理の優先度が低くなるように設定されている。

タスクレディキュー２６は、優先度付けされた３つのタスクレディキュー２８、２９、３０が設けられ、タスクの優先度に応じてこれらのタスクレディキュー２８、２９、３０に登録される。タスクレディキュー２８、２９、３０は、データを一時的に格納するバッファに対応し、格納されたデータを取り出すときに最も古いデータが取り出せる仕組みになっていて、順番待ちすることができる。タスクレディキュー２８、タスクレディキュー２９、タスクレディキュー３０の順に優先度が低くなるように設定されている。
タイマ管理部２５には、起動周期および優先度３１があらかじめ設定されている。

次に、マンマシンインタフェースプロセス２１の処理手順について説明する。
まず、タスクのタクスレディキュー２６への登録は下述のように行われる。タイマ管理部２５は、あらかじめ定められた各タスクの周期に従い、タスク起動時刻が到来する毎に、該当するタスクを起動し、タスクレディキュー２６にエンキューする。このときあらかじめ定められた各タスクの優先度に従い、同様な優先度のタスクレディキュー２８、２９、３０にエンキューする。すなわち、タイマ管理部２５はタッチオペレーション処理タスク２２を起動するとともにタスクレディキュー２８にタッチオペレーション処理タスク２２をエンキューする。また、画面表示処理タスク２３を起動するとともにタスクレディキュー２９に画面表示処理タスク２３をエンキューする。また、その他の処理タスク２４を起動するとともにタスクレディキュー３０にその他の処理タスク２４をエンキューする。

次に、各タスクの処理手順について図３を参照して説明する。
ステップ１０１で、タスク管理部２７は、タスクレディキュー２８のデータを調べ、タッチオペレーション処理タスク２２がエンキューされているときはステップ１０２に進み、エンキューされていないときにはステップ１０３へ進む。
ステップ１０２で、タスクレディキュー２８からデキューされたタッチオペレーション処理タスク２２が実行され、ステップ１０１へ戻る。
ステップ１０３で、タスク管理部２７は、タスクレディキュー２９のデータを調べ、画面表示処理タスク２３がエンキューされているときにステップ１０４に進み、エンキューされていないときにはステップ１０５へ進む。
ステップ１０４で、タスクレディキュー２９からデキューされた画面表示処理タスク２３が実行され、ステップ１０１へ戻る。
ステップ１０５で、タスク管理部２７は、タスクレディキュー３０のデータを調べ、その他の処理タスク２４がエンキューされているときにステップ１０６に進み、エンキューされていないときにはステップ１０１へ戻る。
ステップ１０６で、タスクレディキュー３０からデキューされたその他の処理タスク２４が実行され、ステップ１０１へ戻る。

このようなプラント監視操作装置は、優先度の高いタスクが実行可能状態にあるときは、優先度の低い他のタスクが実行可能状態になっていても、優先度の高いタスクの処理を行うことができる。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に係わるプラント監視操作装置に実装されているマンマシンインタフェースプロセスの構成図である。図５は、実施の形態２のマンマシンインタフェースプロセスのタスク処理手順を示すフローチャートである。
実施の形態２のプラント監視操作装置に実装されているマンマシンインタフェースプロセス４０のタスク管理部４１は、実施の形態１のタスク管理部２７にさらに実行中の処理の中断を行う機能が追加されている点が異なっていて、その他は同様であるので、同様な部分の説明は省略する。図４に示すように、タスク管理部４１は、タスクレディキュー２９、タスクレディキュー３０にエンキューされたタスクの１回処理当たりの時間４２があらかじめ定められている。

実施の形態２のマンマシンインタフェースプロセスにおけるタスク処理手順について図５を参照して説明する。
なお、タッチオペレーション処理タスク２２、画面表示処理タスク２３およびその他の処理タスク２４は実施の形態１と同様にそれぞれタスクレディキュー２８、タスクレディキュー２９およびタスクレディキュー３０に起動毎にエンキューされている。
ステップ２０１で、タスク管理部４１は、タスクレディキュー２８のデータを調べ、タッチオペレーション処理タスク２２がエンキューされているときはステップ２０２に進み、エンキューされていないときにはステップ２０３へ進む。
ステップ２０２で、タクスレディキュー２８からデキューされたタッチオペレーション処理タスク２２が実行され、ステップ２０１へ戻る。
ステップ２０３で、タスク管理部４０は、タスクレディキュー２９のデータを調べ、画面表示処理タスク２３がエンキューされているときにステップ２０４に進み、エンキューされていないときにはステップ２０６へ進む。
ステップ２０４で、タスクレディキュー２９からデキューされた画面表示処理タスク２３が実行される。
ステップ２０５で、タスク管理部４１は、画面表示処理タスク２３の実行が１回処理当たりの時間４２を経過したときに、その実行を中断し、そのタスクをタスクレディキュー２９の先頭にエンキューし、ステップ２０１へ戻る。
ステップ２０６で、タスク管理部４１は、タスクレディキュー３０のデータを調べ、その他の処理タスク２４がエンキューされているときにステップ２０７に進み、エンキューされていないときにはステップ２０１へ戻る。
ステップ２０７で、タスクレディキュー３０からデキューされたその他の処理タスク２４が実行される。
ステップ２０８で、タスク管理部４１は、その他の処理タスク２４の実行が１回処理当たりの時間４２を経過したときに、その実行を中断し、そのタスクをタスクレディキュー３０の先頭にエンキューし、ステップ２０１へ戻る。

このようなプラント監視操作装置は、優先度の低いタスクの実行を中断し、優先度の高いタスクのエンキューの有無を調べるので、優先度の高いタスクの待ち時間を低減することができる。

実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３に係わるプラント監視操作装置のマンマシンインタフェースプロセスの構成図である。
実施の形態１のタスク管理部２７には、あらかじめ定められた各タスクに係わる起動周期と優先度とがプログラムされているが、図６に示すように、実施の形態３のタスク管理部５１には、マンマシンインタフェースプロセス５０を初期化するときに、外部から定義ファイルを読み込み、起動周期と優先度を変更するファイル読込部５２が備えられている。それ以外は、実施の形態１と同様であるので、同様な部分の説明は省略する。

次に、ファイル読込部５２の動作について説明する。
プラント監視操作装置１には、タッチスクリーン３以外に図示しないキーボードが接続されていて、図７に示すようなフォーマットの定義ファイル５３を入力することができる。
そして、マンマシンインタフェースプロセス５０が初期化されるときに、ファイル読込部５２が、定義ファイル５３を読み込み、タイマ管理部２５の起動周期および優先度３１を書き換える。

このようなプラント監視操作装置は、マンマシンインタフェースプロセスを初期化するときに、定義ファイルから各タスクの起動周期および優先度を読み込み、タイマ管理部の設定を変更できるので、タスクの起動周期または優先度を変更するとき、マンマシンインタフェースプロセスのプログラムを修正しなくてもよく、簡便に条件を変更することができる。

実施の形態４．
図８は、この発明の実施の形態４に係わるプラント監視操作装置において起動周期および優先度を変更する際に用いる定義ファイルのフォーマットである。
実施の形態３の定義ファイル５３では、周期の設定と優先度の設定をタスク毎に行っているが、実施の形態４の定義ファイル５５では、周期の設定は同様に行っているが、各タスクの優先度を設定する替わりに高優先度と見なす周期の閾値を設定している。これ以外は、実施の形態３と同様であるので、同様な部分の説明は省略する。
タスク管理部５１のファイル読込部５２は、定義ファイル５５を読み込み、高優先度と見なす周期の閾値、図８では２００ｍｓｅｃ、よりも周期の短いタスク、図８では１００ｍｓｅｃの周期の画面表示処理タスクを高優先度のタスクと判断し、タイマ管理部２５の起動周期と優先度を変更する。長周期のタスクを優先度の低いタスクと判断されるが、その長周期内で処理完了することが可能である。

このようなプラント監視操作装置は、優先度に関してタスク毎に設定せずに、１つの閾値だけを設定しているので、定義ファイルの読み込む情報が少なくてすむ。

この発明に係わるプラント監視操作装置の機能ブロック図である。 この発明の実施の形態１に係わるプラント監視操作装置に実装されているマンマシンインタフェースプロセスの構成図である。 図２のプロセスのタスク処理手順のフローチャートである。 この発明の実施の形態２に係わるプラント監視操作装置に実装されているマンマシンインタフェースプロセスの構成図である。 図４のプロセスのタスク処理手順のフローチャートである。 この発明の実施の形態３に係わるプラント監視操作装置に実装されているマンマシンインタフェースプロセスの構成図である。 実施の形態３で用いられる定義ファイルのフォーマットを示す図である。 実施の形態４で用いられる定義ファイルのフォーマットを示す図である。

符号の説明

１ プラント監視操作装置、２ 表示デバイス、３ タッチスクリーン、４ 制御装置、１１ 画面データ収集部、１２ 画面データ記憶部、１３ 画面表示処理部、１４ タッチ入力処理部、１５ 操作信号生成部、１７ 操作信号出力部、２１、４０、５０ マンマシンインタフェースプロセス、２２ タッチオペレーション処理タスク、２３ 画面表示処理タスク、２４ その他の処理タスク、２５ タイマ管理部、２６、２８、２９、３０ タスクレディキュー、２７、４１、５１ タスク管理部、３１ 周期、優先度、４２ １回処理時間、５２ ファイル読込部、５３、５５ 定義ファイル。

Claims (4)

1. 表示画面前方にタッチスクリーンが備えられた画面表示装置を有し、プラントの監視操作を行うマンマシンインタフェースプロセスが実装されたプラント監視操作装置において、
   上記マンマシンインタフェースプロセスが、
   優先度付けされた複数個のタスクレディキューと、
   上記表示画面に表示処理を行う画面表示処理タスクがエンキューされる上記タスクレディキューより優先度の高い上記タスクレディキューに上記タッチスクリーンを介して入力された情報を処理するタッチオペレーション処理タスクをエンキューするタイマ管理部と、
   を有することを特徴とするプラント監視操作装置。
2. 上記マンマシンインタフェースプロセスが、優先度の低い上記タスクレディキューにエンキューされたタスクの実行を所定の時間経過後中断し、中断したタスクを該タスクレディキューの先頭に再度エンキューするタスク管理部を有することを特徴とする請求項１に記載のプラント監視操作装置。
3. 上記マンマシンインタフェースプロセスが、外部から定義ファイルを読み込み、タスクの優先度を変更するファイル読込部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のプラント監視操作装置。
4. 上記ファイル読込部が、上記定義ファイルに記述された周期に係わる閾値より短い周期のタスクの優先度を高く設定することを特徴とする請求項３に記載のプラント監視操作装置。

Images