JP2006060696A

JP2006060696A - フィールド機器操作システム

Info

Publication number: JP2006060696A
Application number: JP2004242526A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Tomita; 俊郎富田; Hirobumi Takahashi; 博文高橋; Tetsuo Hoshi; 哲夫星; Koji Demachi; 公二出町; Toshiki Ogawa; 永志樹小川; Yoji Saito; 洋二齋藤; Masanori Noguchi; 昌徳野口
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2004-08-23
Filing date: 2004-08-23
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2024-08-23
Also published as: JP4501154B2

Abstract

【課題】作業者を操作対象フィールド機器の設置位置へ的確に誘導でき、誤操作設定を防止できるフィールド機器操作システムを実現すること。
【解決手段】現場に設置されているフィールド機器の設定操作を無線携帯端末で行うフィールド機器操作システムにおいて、
前記携帯端末に、操作対象フィールド機器の設置場所まで案内する案内手段を設けたことを特徴とするもの。
【選択図】図１

Description

本発明はフィールド機器操作システムに関するものであり、詳しくは、無線携帯端末によるフィールド機器設定操作の改善に関するものである。

特許文献１には、携帯型の端末装置を用いて現場に設置された装置を操作する操作システムにおいて、携帯型の端末装置に操作確認手段を設けた構成が開示されている。

特許文献２には、フィールド機器に無線通信手段を設けるとともに固有アドレスとしてＩＰｖ６を割り当てることや、フィールド機器の位置特定手段としてＧＰＳを設けた構成が開示されている。

特許文献３には、フィールド機器に複数の入出力手段を設けた構成が開示されている。

特開２００２−３２１６６特開２００３−１３４２６１特開２００４−２１８７７

フィールド機器は、温度・圧力・流量などの物理量を測定検出して測定現場から離れた位置に設置されている制御機器に送出する温度計・圧力測定器・流量計などのセンサ機器や、制御機器から送信された制御信号を受信して動作するバルブポジショナやスイッチなどのアクチュエータを含むものであり、石油化学、食薬品、上下水道、製鉄などの各種プラントの現場や、工場やビルなど各種建造物における空調・給排水・給電・セキュリティなどのユーティリティー制御システムにおいて、広く用いられている。

これらのフィールド機器における測定データや制御信号の授受に着目すると、従来はケーブルを介して行うのが一般的であったが、近年、無線通信手段を介して行うことが実用化されつつある（特許文献２、特許文献３参照）。

図６はこのような無線通信を利用したフィールド機器操作システムの概念図である。図６において、フィールド機器１１〜１３は無線通信手段を介して無線中継装置２１との間で測定データや制御信号の授受を行い、フィールド機器１４〜１６は無線通信手段を介して無線中継装置２２との間で測定データや制御信号の授受を行う。無線中継装置２１・２２は、ケーブル３０を介して制御装置４１・４２と接続されている。

ところで、これらフィールド機器１１〜１６の設定操作にあたり、作業者がヒューマン・マシーン・インタフェース（ＨＭＩ）機能を備えた携帯端末５０を携帯してフィールド機器１１〜１６の設置現場に出向き、この携帯端末５０を介して操作対象とするフィールド機器１１〜１６に対して赤外線や無線通信による所定の設定操作を実行することも行われている。

ところが、フィールド機器１１〜１６の設置現場では、似たような複数のフィールド機器が設置されていることが多く、携帯端末５０の操作用画面も似ていることが多い。この結果、作業者が操作対象フィールド機器を間違えて操作してしまう恐れがある。

そこで、このような操作対象フィールド機器の誤認を防止するために、フィールド機器１１〜１６および携帯端末５０にそれぞれ操作確認手段を設け、はじめにフィールド機器側の操作確認手段で操作確認し、その後に携帯端末５０の操作確認手段で操作確認することにより、フィールド機器１１〜１６が操作可能な状態になるように構成することも提案されている（特許文献１参照）。

しかし、このような特許文献１に開示されている従来のシステム構成によれば、作業者自身が操作対象フィールド機器の設置位置情報を把握して、操作対象フィールド機器の設置場所まで移動しなければならない。操作対象フィールド機器の設置位置情報を誤って把握していた場合には、携帯端末５０に設けられている操作確認手段を操作する段階で操作対象フィールド機器の設置位置情報を誤認していたことが明らかになるので、誤操作を未然に防ぐことはできるものの、その誤認場所への移動が無駄な作業になってしまう。そして、フィールド機器側の操作確認手段は実行してしまう危険性がある。

また、特許文献３に開示されている従来のシステム構成によれば、無線通信からの操作に対して特に制約を課していないため、無線通信可能範囲に無線通信手段を利用するフィールド機器が複数台存在する場合には、作業者が意図していないフィールド機器に対しても操作を行ってしまう危険性がある。

さらに、図６に示す従来のシステムでは、無線通信による操作が可能になっても、操作可能状態を表示する手段を持たないため、作業者が携帯端末５０から操作している操作対象フィールド機器がどれであるかを目視で確認することができない。

本発明は、これらの従来の問題点を解決するものであって、その目的は、作業者を操作対象フィールド機器の設置位置へ的確に誘導でき、誤操作設定を防止できるフィールド機器操作システムを実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
現場に設置されているフィールド機器の設定操作を無線携帯端末で行うフィールド機器操作システムにおいて、
前記携帯端末に、操作対象フィールド機器の設置場所まで案内する案内手段を設けたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のフィールド機器操作システムにおいて、
前記案内手段は、携帯端末と各フィールド機器との間の受信信号強度に基づくものであることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のフィールド機器操作システムにおいて、
前記携帯端末は、各フィールド機器との間の通信モードを遠距離と近距離に切り替えることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３に記載のフィールド機器操作システムにおいて、
前記フィールド機器は、通信モードが近距離に切り替えられたことを確認して確認信号を携帯端末に送信するとともに、自身が唯一操作可能状態であることを表示することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１記載のフィールド機器操作システムにおいて、
前記案内手段は、ＧＰＳ受信情報に基づくものであることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１記載のフィールド機器操作システムにおいて、
操作対象フィールド機器の設置場所に応じて、前記携帯端末の表示内容を変えることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１記載のフィールド機器操作システムにおいて、
操作対象フィールド機器の設置場所に応じて、前記携帯端末による操作アクセス権限の度合いを変えることを特徴とする。

本発明によれば、作業者を操作対象フィールド機器の設置位置へ的確に誘導でき、操作対象フィールド機器以外のフィールド機器に対する誤操作設定を防止できる。

また、操作対象フィールド機器の設置場所に応じて携帯端末の表示内容を変えることにより、操作対象フィールド機器の操作設定にあたって設置場所に固有の環境などを考慮しなければならない場合に、作業者に対して視覚的に注意を促すことができる。

さらに、操作対象フィールド機器の設置場所に応じて携帯端末による操作アクセス権限の度合いを変えることにより、設置場所に応じた操作アクセス権限の違いを作業者が改めて認識することで着手しようとする作業の重要度を確認することができ、作業者による不用意な操作設定変更を防止できるとともに、外部侵入者による操作設定変更防止対策としても有効である。

以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明のシステム全体の概要を示す構成図であり、図６と共通する部分には同一の符号を付けている。図１において、フィールド機器６１〜６３は無線通信手段を介して無線中継装置２１との間で測定データや制御信号の授受を行い、フィールド機器６４〜６６は無線通信手段を介して無線中継装置２２との間で測定データや制御信号の授受を行う。携帯端末７０は、図５と同様な赤外線や無線通信によるヒューマン・マシーン・インタフェース（ＨＭＩ）機能の他に、フィールド機器６１〜６６に対する遠近距離通信モード切替機能、通信可能フィールド機器識別機能、通信可能フィールド機器リスト作成機能、通信可能フィールド機器リスト表示機能、操作対象フィールド機器選択指定機能などを備えている。

フィールド機器６１〜６６は、携帯端末７０による設定操作が可能な状態であることを表示する機能を備えているものとする。このような設定操作可能状態表示手段としては、発光ダイオードを選択的に点灯させたり、液晶表示器に設定操作可能状態であることを選択的に表示させてもよい。

図２はこのような機能を有する携帯端末７０の主要部分の具体例を示すブロック図である。操作部７１は、各部の操作設定を行う。通信モード切替部７２は、携帯端末７０と各フィールド機器との通信モードを、遠距離か近距離かに切替制御する。送受信部７３は、通信モード切替部７２により設定された通信モードで、携帯端末７０と各フィールド機器との間で送受信を行う。フィールド機器識別部７４は、送受信部７３の送受信結果に基づいて各フィールド機器毎に受信信号強度を測定する。リスト作成部７５は、フィールド機器識別部７４の受信信号強度の測定結果に基づいて図３に示すようなフィールド機器毎の信号強度リストを作成し、リスト表示部７６に表示する。フィールド機器選択部７７は、リスト表示部７６に表示されているリスト画面から操作部７１を介して操作対象フィールド機器を選択指定し、その操作対象フィールド機器に対する通信モードを近距離に切り替える。

このように構成されるシステムの動作について、作業者が携帯端末７０で操作しようとする操作対象フィールド機器に接近し、フィールド機器の操作を行うまでの一連の流れを以下に説明する。
１）作業者は携帯端末７０の通信モードを遠距離に設定し、その時点で通信可能なフィールド機器の一覧を得る。その一覧は、各フィールド機器の識別が可能な識別コード、無線通信の信号強度、フィールド機器の設置位置情報などを含むものである。図３では、携帯端末７０と各フィールド機器６１〜６６との位置関係の情報として、フィールド機器毎の携帯端末７０との距離の遠近に応じた信号強度の変化を表示する例を示している。

２）作業者は、携帯端末７０の表示画面上に表示される位置情報としての信号強度の大きさを参照しながら、操作対象となるフィールド機器（図１の例では６３）の信号強度が大きくなる方向に進行する。
３）操作対象フィールド機器６３との距離が近くなり、操作対象フィールド機器６３が目視できる状態になった時点で、作業者は携帯端末７０の表示画面上に表示されている通信可能なフィールド機器一覧リストから操作対象フィールド機器６３を選択指定し、通信モードを遠距離から近距離に切り替える。

４）選択された操作対象フィールド機器６３は、携帯端末７０に対して通信モードが近距離に切り替えられたことの確認信号を送信するとともに、自身が操作可能な状態になったことを表示する。この時点で、確認信号を送信していないその他のフィールド機器との通信は遮断される。
５）操作者は、操作対象フィールド機器６３の操作可能状態表示を確認した上で、携帯端末７０を介して操作対象フィールド機器６３に対する所定の設定操作を行う。

このような構成にすることにより、作業者は、携帯端末７０の表示画面上に表示されるフィールド機器一覧と、携帯端末７０と各フィールド機器との位置関係を表す受信信号強度などの情報に基づいて、操作対象フィールド機器を的確に把握識別でき、似たような複数のフィールド機器が設置されていても、効率よく設定作業を遂行できる。

操作対象フィールド機器に対して設定操作を行うのにあたり、通信モードを近距離に切り替えることによって周辺に存在する他のフィールド機器との通信を遮断して操作を不可能にすることができ、誤操作を防ぐことができる。

さらに、フィールド機器に対して設定操作を行う際には、設定操作対象となるフィールド機器の状態表示手段が必ず操作可能状態を示すことから、それを作業者が確認することにより誤操作を防ぐことができる。

図１の実施例では、各フィールド機器６１〜６６と携帯端末７０との間の受信信号強度の変化に基づいて、操作対象フィールド機器と携帯端末７０に関する位置情報を得ているが、少なくとも携帯端末にＧＰＳ受信機能を組み込むことにより、各フィールド機器と携帯端末との距離や方角などの位置情報を得ることもできる。

図４はこのようなＧＰＳ受信機能を有する携帯端末８０の主要部分の具体例を示すブロック図である。ＧＰＳ受信部８１は、ＧＰＳ電波を受信して、携帯端末８０の現在位置情報をフィールド機器距離方位演算部８２に出力する。フィールド機器距離方位演算部８２には、フィールド機器位置情報部８３から、各フィールド機器の設置位置情報が入力されている。これら各フィールド機器の設置位置情報は、フィールド機器を設置するときにＧＰＳ電波を受信して実測したものであってもよいし、各フィールド機器にもＧＰＳ受信部を組み込んでおいて、携帯端末８０からの要求に応じてその都度現在位置情報として送信するようにしてもよい。フィールド機器距離方位演算部８２は、これらＧＰＳ受信部８１とフィールド機器位置情報部８３から得られる位置情報に基づいて、携帯端末８０から見た各フィールド機器の距離と方角を演算する。フィールド機器距離方位演算部８２における各フィールド機器の距離と方角の演算結果は、フィールド機器距離方位表示部８４に表示する。図５にフィールド機器距離方位表示部８４の表示例を示す。

図４の構成によれば、携帯端末８０には各フィールド機器までの距離・方角が具体的に表示されることから、作業者は現在位置から操作対象フィールド機器までの位置関係をより具体的に把握でき、似たような複数のフィールド機器が設置されていても、無駄な移動を減らせることにより作業効率を改善できる。

なお、携帯端末８０には、各フィールド機器が配置されている現場の地図情報も表示させるようにしてもよい。

また、各フィールド機器にもＧＰＳ受信部を組み込んだ場合には、フィールド機器を移設した場合にも常に最新の位置情報が得られることになり、データの保守工数を削減できる。

また、操作対象フィールド機器の設置場所に応じて携帯端末の表示画面の背景色や表示色などの表示内容を変えることにより、操作対象フィールド機器の操作設定にあたって設置場所に固有の環境などを考慮しなければならない場合に、作業者に対して視覚的に注意を促すことができる。

本発明のシステム全体の概要を示す構成図である。図１の携帯端末７０の主要部分の具体例を示すブロック図である。フィールド機器毎の信号強度リスト表示例図である。ＧＰＳ受信機能を有する携帯端末８０の主要部分の具体例を示すブロック図である。フィールド機器距離方位表示部８４の表示例図である。従来のシステムの概要を示す構成図である。

符号の説明

６１〜６６フィールド機器
７０，８０携帯端末

Claims

現場に設置されているフィールド機器の設定操作を無線携帯端末で行うフィールド機器操作システムにおいて、
前記携帯端末に、操作対象フィールド機器の設置場所まで案内する案内手段を設けたことを特徴とするフィールド機器操作システム。
前記案内手段は、携帯端末と各フィールド機器との間の受信信号強度に基づくものであることを特徴とする請求項１記載のフィールド機器操作システム。
前記携帯端末は、各フィールド機器との間の通信モードを遠距離と近距離に切り替えることを特徴とする請求項２記載のフィールド機器操作システム。
前記フィールド機器は、通信モードが近距離に切り替えられたことを確認して確認信号を携帯端末に送信するとともに、自身が唯一操作可能状態であることを表示することを特徴とする請求項３に記載のフィールド機器操作システム。
前記案内手段は、ＧＰＳ受信情報に基づくものであることを特徴とする請求項１に記載のフィールド機器操作システム。
操作対象フィールド機器の設置場所に応じて、前記携帯端末の表示内容を変えることを特徴とする請求項１に記載のフィールド機器操作システム。
操作対象フィールド機器の設置場所に応じて、前記携帯端末による操作アクセス権限の度合いを変えることを特徴とする請求項１に記載のフィールド機器操作システム。