JP2009151398A

JP2009151398A - 監視制御システム

Info

Publication number: JP2009151398A
Application number: JP2007326658A
Authority: JP
Inventors: Nariaki Kawasumi; 成章川澄; Kosuke Yamaguchi; 浩介山口; Hideyuki Tadokoro; 秀之田所; Nobuhisa Osaki; 暢久大崎; Yoshiro Niijima; 義朗新島
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2007-12-19
Filing date: 2007-12-19
Publication date: 2009-07-09

Abstract

【課題】
グラフィック画面を有する監視制御システムを用いて業務を行うプラントなどでは、委託会社への業務委託や作業者の世代交代などにより、熟練した作業者の退職や監視制御システムに不慣れな作業者による緊急時の制御操作遅れなどが問題となっている。
【解決手段】
監視制御システムの監視制御画面上に、任意の画面への画面展開機能又は、ヘルプウィンドウなど任意のサブウィンドウ展開機能又は、監視制御システムに備わっている機能のショートカット機能を有するアイコン画像を配置し、プラントから得られる信号のＡＮＤやＯＲ、又は閾値判定の組み合わせ結果によってアイコンを表示又は非表示させたり、点滅を開始又は終了させることにより、プラントの状態に応じて必要な時に適切な監視制御画面や操作を表示することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＲＴ又はＬＣＤなどの出力装置と、マウス，キーボード，タッチパネルなどの入力装置を利用してプラントの監視制御業務を行う監視制御システムに関する。

プラントの作業員は、ＣＲＴ又はＬＣＤなどの出力装置から得られるプラント情報を監視し、必要に応じてマウス，タッチパネルなどのポインティングデバイス及びキーボードといった入力装置を利用してプラントの制御を行っている。

従来のプラント監視制御システムには、プラント情報を表示するためのグラフィック画面の他に、監視制御システムに備わる各種機能のメニューボタンが用意されており、作業員は、プラントの状況に応じてメニューボタンの中から実行したい機能のボタンを選択して操作している。また、作業員は、数多くの監視画面、又は制御画面の構成を把握して、プラントの状況に応じて画面を切り替え監視制御業務を行っている。

このように、従来は、プラントの作業員が、プラントの監視制御業務を行うためには、プラント監視制御システムの画面構成と各種メニューの機能を把握しておき、プラントの状況に応じて適切に画面を展開して、操作を実行していた。

〔特許文献１〕に記載のプラント監視制御装置では、監視制御システムに備わっている監視画面、又は制御画面へのリンクボタンを設置している。この機能によって、作業者は、次にどの画面を見ればよいのか把握し、実行することができる。

しかし、このリンクボタンによって展開できる画面は、監視制御システムに予め備わっている画面のみであり、リンクボタンも常に表示されているため、画面の展開用の機能としては有用ではあるが、リアルタイムで変化するプラントの状況に対応しながら、作業者へ適切な画面展開指示を出すことはできないという問題がある。

特開２００６−２３６１８２号公報

万が一プラントが停止したり、機能しなくなった場合には、社会のインフラが停止するなどの問題が発生するため、異常が発生しても対応できるように、２４時間体制で監視制御業務を行う必要がある。２４時間体制の監視制御業務では、どのような作業者が監視業務を行っている場合でも、何らかの異常が発生した場合には適切に対応できなくてはならない。

一般的に、監視制御装置のヒューマンマシンインタフェースは、監視制御画面が複雑に階層化されたメニュー構成となっており、作業者は必要な監視制御画面を、メニュー階層の一番上から順次辿って行き、必要な監視制御画面に展開することができる仕組みとなっている。

また、監視制御装置によっては、監視制御画面へのショートカットとして、専用のキーボードに画面展開用のキーを割付けてあるが、不慣れな作業者が緊急時にどの画面が必要になるか記憶していなければならず、ある程度の業務経験を積まなくては利用できない。

その上、熟練した作業者の高年齢化による退職や、数年毎の作業員の交代に加え、監視制御業務を委託会社に委託する場合など、経験の浅い作業者が監視制御業務に就く事も多く、技術継承が難しいという問題がある。

プラント監視制御の経験が浅い作業者が監視制御業務を担当する場合には、操作ミスが発生する問題や、緊急時の対応に個人差が出るため、監視制御システムを把握している作業者が常に必要という問題があった。

本発明の目的は、不慣れな作業者であってもどの監視制御画面を展開すればよいか把握でき、熟練者同様に監視制御業務を行うことができる監視制御システムを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の監視制御システムは、アイコンを区分するためのアイコン管理番号を含むアイコン設定情報と、アイコンが操作された場合にアイコンの表示情報を変化させるための条件式及び処理内容を記憶した実行条件式テーブルとで構成されるアイコン設定情報格納部と、アイコン設定情報格納部に記憶された条件式を評価する条件式判定部と、生成された監視制御画面を生成する親画面を保持し、前記監視制御画面上にアイコンを生成する画面マネージャとを備え、アイコンの表示状態変化のトリガにより、又はアイコンが押下された場合に、画面に表示されているアイコン情報を取得して前記アイコン管理番号から前記アイコン設定情報格納部のアイコン設定情報を抽出し、前記条件式判定部により条件式を計算して条件式が成立した処理内容により前記画面マネージャは表示情報を変化させたアイコンを表示するものである。

又、前記プラント情報格納部のプラント情報を抽出して前記条件式判定部により条件式を計算して条件式が成立した処理内容により前記画面マネージャは表示情報を変化させたアイコンを表示するものである。

本発明によれば、監視制御システムを利用して作業を行う作業者は、プラントの監視制御業務に熟練した作業者の設定したアイコンの表示により、複雑な監視制御システムのメニュー構成を把握せずとも監視画面上に表示されているアイコンを選択し、臨機応変に適切な監視制御業務を行うことができる。この結果、業務に不慣れな作業者でも監視制御の応答性の向上が見込めるほか、複雑なメニュー階層を覚える必要が無くなるため、業務支援や技術継承の効果が期待できる。

本発明の一実施例である監視制御システムを、図１から図９を用いて説明する。図１は本実施例における監視制御システムの構成図である。

図１に示すように、監視制御システム１００には入力装置１０１、ＣＲＴやＬＣＤといった出力装置１０２、浄水場・発電所・工場などのプラントの状態を把握するための情報端末である各種プラント機器１０３が接続されている。

監視制御システム１００は、入力装置１０１に接続される入力処理部１１１，入力処理部１１１に接続される処理実行部１１０，プラント機器１０３に接続されるプラント情報収集部１０９，プラント情報収集部１０９に接続されるプラント情報格納部１０８，処理実行部１１０とプラント情報格納部１０８と出力装置１０２と監視画面情報格納部１０５に接続される画面マネージャ１０４，処理実行部１１０と画面マネージャ１０４とプラント情報格納部１０８とアイコン情報格納部１０７に接続されるアイコンマネージャ１０６で構成される。

入力装置１０１には、マウス，タッチパネルなどのポインティングデバイスの他に、キーボードや監視制御システム専用のオペレーターズキーボードなどが含まれる。この入力装置１０１から入力された信号は、入力処理部１１１で処理され、処理実行部１１０に伝わり監視制御システム内の機能を実行する。

運転員・保守員などの作業者が入力装置１０１を利用して監視制御業務を行うためには、出力装置１０２に監視制御用の画面が展開されている必要がある。そのため、画面マネージャ１０４は、監視画面情報格納部１０５から任意の監視制御画面情報を抽出するとともに、画面の描画に必要となるプラントの情報をプラント情報格納部１０８から抽出し、監視制御画面を出力装置１０２に表示している。

監視画面情報格納部１０５には、出力装置１０２に出力するためのプラントの監視画面，制御画面、その他の画面情報が格納されている。画面マネージャ１０４とアイコンマネージャ１０６により、監視制御画面にアイコン情報を表示する。

アイコンマネージャ１０６は、アイコンの表示状態変化のトリガがかかると、すなわち、監視制御画面の再描画処理が発生したタイミング，任意の監視制御画面を描画するタイミング、または、前回の監視制御画面を表示してから設定されたタイミングでアイコンの描画処理を行う。アイコンマネージャ１０６は、監視制御画面を生成する画面マネージャ１０４の作成する画面を親画面として保持し、監視制御画面上に描画するアイコンイメージを生成する。

このアイコンの詳細な情報は、アイコン情報格納部１０７に格納されており、アイコンマネージャ１０６は、描画のタイミングや設定されたタイミングで情報を抽出する。また、アイコンマネージャ１０６は、各アイコン描画のタイミングで、アイコンの表示状態を変えるための条件式の評価を行っている。

この条件式に使う信号は、プラントのタグ情報の信号と、画面マネージャの生成した監視制御画面の任意のボタンが押下された場合の信号である。アイコンマネージャ１０６は、アイコンの表示状態変化に必要な条件式にプラントの情報が必要な場合には、プラント情報格納部１０８から情報を抽出する。プラント情報格納部１０５は、プラント機器１０３から得られたプラント情報を受取るプラント情報収集部１０９によって設定された周期で情報が更新される。

図２は、出力装置１０２に出力される監視制御画面２００を示した図である。監視制御画面２００にアイコンを設置するためには、アイコンリスト２０１を表示し、入力装置１０１に備わっているポインティングデバイスを利用してアイコン２０３を監視制御画面２００上にドラッグ＆ドロップする。ドラッグ＆ドロップの際にはカーソル２０２が監視制御画面２００上に表示されている。

アイコン２０３が監視制御画面２００上に設置されると、アイコン画像表示エリア２０５の位置座標（Ｘ，Ｙ）２０４を取得し、監視制御システム１００内のアイコン情報格納部１０７に位置座標などの設置情報を格納する。

アイコンに関する説明は、コメント表示エリア２０６にツールチップ機能を利用して表示し、アイコン名はアイコン名表示エリア２０７に表示する。

図３は、プラントの機器が濁度を計測している例について、アイコン表示を説明した図である。トレンドグラフ３０５は、プラントで濁度を計測している計器の計測した値を示すグラフである。

監視制御システムでは、監視が必要な地点に水質を計測するための水質計器を設置している。濁度が上限値を超えると、プラントの各計器からは濁度の上限値異常というアラームが通報され、プラント情報格納部１０８に濁度を記録する。

監視制御システム１００は、このアラームを受信した場合や監視制御画面を描画するタイミングにおいて、描画している画面に設置されているアイコン情報を取得し、アイコンに設定されている条件式で利用する情報をプラント情報格納部１０８から抽出する。図３に示す例では、アイコンマネージャ１０６は、異常のある濁度の値のＬＶＴＡＧ３０２と、吐出弁の状態を示すＬＶＴＡＧ３０３と、ポンプの運転状態を示すＬＶＴＡＧ３０４を条件式として判定し、条件式が成立した場合には監視画面３００に表示状態を変化させたアイコン３０１を表示する。

図４は、監視制御画面である監視画面３００上に設置したアイコン３０１が押下された場合の処理を表す図である。アイコン３０１は、監視制御システム内の特定の制御画面へのリンク機能であるため、作業者によって押下された場合、制御画面４００へと画面を切り替え、制御用の計器ウィンドウ４０１を表示する。この機能により、作業者が適切な画面を展開することが可能となる。

図５は、監視画面３００に設置したアイコンが特定のウィンドウ展開機能である場合の処理を表した図である。監視画面３００上のアイコン３０１が押下された場合、ヘルプ画面５００を表示している。このように、監視制御画面上に作業者へのヘルプ機能を表示することが可能である。

図６は、アイコン３０１が操作された場合、例えばアイコン３０１が押下された場合に外部のアプリケーションを起動している画面である。このとき、引継ぎ事項を記した文書アプリケーションの画面である引継ぎ事項ウィンドウ６００を表示する。このように、監視制御システム１００から任意の文書アプリケーションなどの外部アプリケーションを起動する機能によって、既存の業務内容の情報を利用できるなどのメリットがある。また、アイコン３０１が押下された場合に、プラントに関係する天気や降水量などの情報を表示する外部アプリケーションの起動画面である天気情報ウィンドウ６０１が表示される。

作業者は、外部アプリケーションを起動するアイコンの表示条件としてプラントの機器故障や、液面レベルの低下などのプロセスの事象、または指定した計器の計測値が閾値を超えた条件などを指定でき、プラント毎に異なる監視制御業務にも対応しながら引継ぎ事項や業務関連情報などを表示することができる。プラントの監視制御業務に熟練した作業者は予めどの事象によってどのアイコンを表示するか設定しておくことで、監視制御業務に不慣れな作業者の業務支援や技術継承を期待できる。

図７は、図１に示す監視制御システム１００に備わっているアイコン情報格納部１０７の情報を示した図である。監視制御画面上に設置されるアイコンは、アイコン設定情報７００に示した情報を持っている。

アイコン管理番号７０１は、一貫したアイコン管理番号であり、監視制御システム内で重複することはなく一意に決まっている。監視画面番号７０２は、アイコン管理番号７０１で区別されるアイコンが設置されている監視画面の管理番号である。位置座標（Ｘ，Ｙ）７０３は、アイコンが設置されている座標情報である。実行条件式テーブル７０４は、アイコンが押下された場合に評価する実行条件式７１５と処理内容７１６が記憶されている実行条件式テーブル７１４の管理番号が格納されている。表示開始条件式７０５，表示終了条件式７０６，点滅開始条件式７０７，点滅終了条件式７０８，点滅周期７０９は、それぞれアイコンの表示情報を変化させるための条件式である。

監視制御システム１００では、条件式判定部１１２がプラント情報格納部１０５から抽出したプラント情報を元に、これらの条件式を評価してアイコンの表示状態を変化させる。

コメント７１０に付与される情報は、図２に示すコメント表示エリア２０６に表示される。大きさ７１１や色７１２は、コメント表示エリア２０６に表示するコメントの文字情報に利用される。

キー割付け７１３は、入力装置１０１に備わっているキーボード及び監視制御システム専用のオペレーターズキーボードの特定のキーによって、アイコンの持つ機能を実行するためのショートカットキーの割付け情報が含まれている。実行条件式テーブル７１４は、複数の実行条件式７１５と処理内容７１６を持つ。

アイコンが押下された場合には、アイコンに割付けられている実行条件式７１５を全て評価し、実行条件式７１５を満たす処理内容７１６を実行する。

処理内容７１６は、監視制御システム内のウィンドウ展開や、画面展開であればその情報を保持しており、外部アプリケーションの起動処理であれば、文章ファイルの絶対パスや外部アプリケーションの実行ファイルへの絶対パスといった外部アプリケーションの起動に必要となる情報を保持している。

このように、プラントなどの監視制御装置が出力装置に表示する監視制御画面，特定のサブウィンドウ機能、又はメール発報や警報停止といった機能に一貫した管理用の処理番号を付与しておき、作業者は任意の機能を実行するためのショートカット機能を有するアイコンを設置することができる。

このショートカット機能を有するアイコンには、プラントからの信号に対して表示／非表示、または点滅開始／点滅終了といった動作を設定することができる。このため、作業者は、プラントの状態を表す監視制御画面を見ながら、他の作業者によって設定されているアイコンが表示された場合には選択し、必要な画面を展開するという監視制御業務が可能になる。

アラーム発生時など、緊急を要する場合であっても、監視制御画面上にコメントを有するアイコンが点滅して表示できるなど、不慣れな作業者であってもどの監視制御画面を展開すればよいか把握でき、熟練者同様に監視制御業務を行うことができる。

図８は、監視制御画面上に表示されるアイコンの表示状態を変化させるための処理フローである。この処理フローは、出力装置１０２に監視制御画面が展開されるタイミング，描画／再描画のタイミング、またはアイコンマネージャ１０６が描画を要求したタイミングで呼び出される。

アイコンマネージャ１０６は、ステップ８０１で、内部で再描画のタイミングを検知するためのタイマーを保持しており、アイコンに描画の日時が指定されている場合や描画処理から一定時間が経過した場合には再描画処理を行うように画面マネージャに要求を行う。

アイコンの表示状態の変化処理が始まると、ステップ８０２で、監視制御システムの出力装置１０２に出力している画面上に表示するアイコンがあるかどうか判定する。

現在展開中の画面に表示すべきアイコンが無い場合には処理を終了するが、表示すべきアイコンがある場合には、ステップ８０３で、アイコンに設定されている描画の各種条件式を評価するための情報をプラント情報格納部１０８から取得し、ステップ８０４で、条件式を計算する。

この条件式は、複数の信号のＡＮＤやＯＲで表現されている式，閾値の評価といった計算式で表現されている式で構成されている。ステップ８０５で、これらの条件式が成立した場合は、ステップ８０６で、アイコンマネージャ１０６はアイコンに状態変化イベントを発行する。アイコンマネージャ１０６がアイコンに対して状態変化イベントを発行することにより、アイコンは表示／非表示／点滅開始／点滅終了といった処理を行う。

図９は、アイコンが押下された場合の処理を表している。ステップ９０１で、アイコンが押下されると、ステップ９０２で、アイコンに実行条件式が設定されているかどうか判定する。実行条件式は、１つのアイコンに対して複数設定することができ、それぞれの条件式が成立した場合に行う処理も設定することができる。

実行条件式と処理内容は実行条件式テーブル７１４に格納されているので、ステップ９０３で、実行条件式テーブル７１４の実行条件式７１５を評価するためにアイコン情報格納部１０７，プラント情報格納部１０８、および必要な個所から信号や情報を集め、ステップ９０４で、実行条件式の評価を行う。

ステップ９０５で、実行条件式が成立した場合は、ステップ９０６で、アイコンに設定されている処理内容７１６を実行し、ステップ９０７で一連の処理を終える。

このように、プラント情報に基づき監視制御画面上に必要な機能を有するアイコンを表示することができるので、プラントの構造を理解していない作業者でも監視制御業務を行うことができ、技術継承の業務支援も行うことができる。

本発明の一実施例である監視制御システムの構成図。本実施例のアイコンの表示例である監視制御画面の平面図。監視制御画面のアイコン表示の流れを示す図。監視制御画面から特定の監視制御画面への展開を示す図。監視制御画面から特定のサブウィンドウ呼び出しを示す図。アイコン押下時の外部アプリケーション起動画面を示す図。アイコン設定情報格納部の保持情報を示す図。アイコン状態変化のための処理フローを示す図。アイコン押下時の条件式評価の流れ図。

符号の説明

１００監視制御システム
１０６アイコンマネージャ
１０７アイコン情報格納部
１０８プラント情報格納部
２００監視制御画面
３０１アイコン
４００制御画面
５００ヘルプ画面
６００引継ぎ事項ウィンドウ
６０１天気情報ウィンドウ
７００アイコン設定情報
７１４実行条件式テーブル

Claims

アイコンを区分するためのアイコン管理番号を含むアイコン設定情報と、アイコンが操作された場合にアイコンの表示情報を変化させるための条件式及び処理内容を記憶した実行条件式テーブルとで構成されるアイコン設定情報格納部と、前記アイコン設定情報格納部に記憶された条件式を評価する条件式判定部と、生成された監視制御画面を生成する親画面を保持し、前記監視制御画面上にアイコンを生成する画面マネージャとを備え、アイコンの表示状態変化のトリガにより、又はアイコンが押下された場合に、画面に表示されているアイコン情報を取得して前記アイコン管理番号から前記アイコン設定情報格納部のアイコン設定情報を抽出し、前記条件式判定部により条件式を計算して条件式が成立した処理内容により前記画面マネージャは表示情報を変化させたアイコンを表示する監視制御システム。
アイコンを区分するためのアイコン管理番号を含むアイコン設定情報と、アイコンが操作された場合にアイコンの表示情報を変化させるための条件式及び処理内容を記憶した実行条件式テーブルとで構成されるアイコン設定情報格納部と、設定された周期で更新されるプラント情報が格納されるプラント情報格納部と、前記プラント情報格納部から抽出したプラント情報を元に、前記アイコン設定情報格納部に記憶された条件式を評価する条件式判定部と、生成された監視制御画面を生成する親画面を保持し、前記監視制御画面上にアイコンを生成する画面マネージャとを備え、前記プラント情報が異常値となり、アラームが通報された場合に、画面に表示されているアイコン情報を取得して前記アイコン管理番号からアイコン設定情報を抽出し、前記プラント情報格納部のプラント情報を抽出して前記条件式判定部により条件式を計算して条件式が成立した処理内容により前記画面マネージャは表示情報を変化させたアイコンを表示する監視制御システム。
アイコンを区分するためのアイコン管理番号を含むアイコン設定情報と、アイコンが操作された場合にアイコンの表示情報を変化させるための条件式及び処理内容を記憶した実行条件式テーブルとで構成されるアイコン設定情報格納部と、設定された周期で更新されるプラント情報が格納されるプラント情報格納部と、前記プラント情報格納部から抽出したプラント情報を元に、前記アイコン設定情報格納部に記憶された条件式を評価する条件式判定部と、生成された監視制御画面を生成する親画面を保持し、前記監視制御画面上にアイコンを生成する画面マネージャとを備え、アイコンの表示状態変化のトリガにより、又はアイコンが押下された場合に、画面に表示されているアイコン情報を取得して前記アイコン管理番号からアイコン設定情報を抽出し、前記プラント情報格納部のプラント情報を抽出して前記条件式判定部により条件式を計算して条件式が成立した処理内容により前記画面マネージャは表示情報を変化させたアイコンを表示する監視制御システム。
前記監視制御画面上にアイコンリストを表示してドラッグ＆ドロップすることによりアイコンを設置する請求項１から３のいずれかに記載の監視制御システム。
前記アイコンが、任意の注釈を付与しアイコンの表示エリア上にカーソルなどのポインティングデバイスを検出した場合にはツールチップ等の前記注釈を表示する、プラント機器からアイコンの表示／非表示／点滅開始／点滅終了などの条件に当てはまる信号を取得した場合にはアイコンの表示状態を変化させるものである請求項１から３のいずれかに記載の監視制御システム
作業者が前記アイコンを押下した場合に、監視制御画面又はヘルプ画面に展開する、メール発報やアラーム停止の処理を実行する請求項１から３のいずれかに記載の監視制御システム。
前記監視制御画面の展開、および処理を実行するための条件式が複数個設定されている請求項６に記載の監視制御システム。
作業者が前記アイコンを押下した場合に、文書表示，動画表示，音声出力，外部のシステムへの展開の少なくともいずれか１つを行う監視制御システム。
前記条件式は、複数の信号のＡＮＤやＯＲ、あるいはアナログ値の閾値判定を組み合わせたものである請求項１から３のいずれかに記載の監視制御システム。
前記条件式には、作業員が操作するボタンの操作や画面展開、または予め指定した時刻を定義するものである請求項１から３のいずれかに記載の監視制御システム。
前記ポインティングデバイスによるアイコン押下の代替方法としてキーボードの特定のキーの組み合わせを登録し、特定のキーの組み合わせが入力されたことを検出した場合には、当該アイコンに登録されている機能を実行するものである請求項５に記載の監視制御システム。