JP2010231291A - プラント監視制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】熟練者でなくともスムーズに画面を切り替えて操作できるプラント監視制御装置を提供する。
【解決手段】ベース画面とは基礎となる上位画面のことをいう。ベース画面IDはベース画面に割り当てられた識別子であって、ベース画面のデータを格納しているファイル名である。割付フレームとはベース画面の一定の範囲である。割付フレームIDはこの範囲に対応する下位画面の識別子であって、当該下位画面のファイル名である。
画面関連性定義ファイルにこれらの情報と、割付フレームがベース画面上に割り当てられている位置、範囲、切替倍率を保存し、ベース画面の割付フレーム内を指定して、画面を拡大処理するよう指令を受けた時、切替倍率まではそのままベース画面を拡大して表示し、切替倍率以上の拡大指令を受けた場合は、下位画面に切替えて表示する。
【選択図】図6

Description

この発明は、プラントの設備運転状況や計測値を表示するプラント監視制御装置に関するものである。
従来のプラント監視制御装置においては、設備の広域化・高度化にともなって、監視制御対象となる設備、各装置類が増大して、プラント監視制御装置のモニタ画面に表示すべき情報が増大している。
これらの大量の情報を処理するため、監視制御装置に接続するモニタを大型化し、更に表示文字フォントを小さくし、シンボルを小さくして画面に表示している。
また、大量の情報を表示するために一部をウィンドウ化するなどして、マウスで領域を指定し、その部分を拡大縮小などして画面に表示している。
しかし、扱う情報量が増大すると、OSに頼った装置では操作が煩雑になり、画面の拡大、縮小、切り替え時等に同じ操作を繰り返し行う必要があり、利用者の不満があった。
そこで改良策として、拡大対象を指定するフレームに予め倍率を指定しておいて、このフレームを移動するだけで、フレームの内側に該当する部分を所定の倍率に拡大して別途画面表示する発明が提案されている(特許文献1)。
特開平5−165459(段落0009)
特許文献1に係る発明によって、手間を省いて必要な場所を拡大或いは縮小できる。しかし、これらの操作で拡大、縮小して表示されるデータは、基本的に拡大、縮小前後で同じものであって、新たな情報を追加表示したり、不要なデータを省略するものではない。そうすると、いずれにしてもユーザは、何がどの画面に存在するかを知った上で、画面を切り替えて監視制御装置を使用する必要があり、スムーズに監視制御装置を使用できるようになるにはかなりの熟練を要した。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、熟練者でなくともスムーズに表示画面を切り替えて使用できるプラント監視制御装置の提供を目的とする。
この発明に係るプラント監視制御装置は、計算装置と、この計算装置に接続したモニタと、計算装置に指令を入力する入力装置とを備えたプラント監視制御装置において、
計算装置は、モニタに表示する複数の画面のデータを保存する表示画面ファイル及び画面のデータ相互間の関係を定義する画面関連性定義ファイルを保存する補助記憶装置と、
指令に基づいてモニタに表示すべき画面のデータを選択する、画面関連演算部と、
画面のデータを、指令に基づいて拡大して展開する操作処理部及び展開した画面のデータをモニタに表示する画面表示処理部を備え、
画面関連性定義ファイルには、基準となるベース画面の識別子と、前記ベース画面の任意の場所に割り付けられた割付フレームの識別子と、割付フレームがベース画面の中で取る位置及び縦横サイズと、ベース画面を拡大する過程で、ベース画面と割付フレームの識別子に対応する画面とを切り替えて表示する時のベース画面の拡大倍率を示す切替倍率を有し、
入力装置によって現在表示されているベース画面の一点を指定することにより、操作処理部がベース画面の拡大指令を受けた時、指令に含まれる拡大倍率が、ベース画面の画面関連性定義ファイルに記載された切替倍率未満の場合は、ベース画面をそのまま拡大してモニタに表示し、切替倍率以上の場合は、一点を含む割付フレームの識別子に対応する画面のデータを展開してモニタに表示することを
ことを特徴とするものである。
この発明に係るプラント監視制御装置の計算装置は、モニタに表示する複数の画面のデータを保存する表示画面ファイル及び画面のデータ相互間の関係を定義する画面関連性定義ファイルを保存する補助記憶装置と、
指令に基づいてモニタに表示すべき画面のデータを選択する、画面関連演算部と、
画面のデータを、指令に基づいて拡大して展開する操作処理部及び展開した画面のデータをモニタに表示する画面表示処理部を備え、
画面関連性定義ファイルには、基準となるベース画面の識別子と、ベース画面の任意の場所に割り付けられた割付フレームの識別子と、割付フレームがベース画面の中で取る位置及び縦横サイズと、ベース画面を拡大する過程で、ベース画面と割付フレームの識別子に対応する画面とを切り替えて表示する時のベース画面の拡大倍率を示す切替倍率を有し、
入力装置によって現在表示されているベース画面の一点を指定することにより、操作処理部がベース画面の拡大指令を受けた時、指令に含まれる拡大倍率が、ベース画面の画面関連性定義ファイルに記載された切替倍率未満の場合は、ベース画面をそのまま拡大してモニタに表示し、切替倍率以上の場合は、一点を含む割付フレームの識別子に対応する画面のデータを展開してモニタに表示することを特徴とするものなので、画面を拡大縮小するために、その都度、領域、倍率等を指定する必要がなく、また同じ画面を単に物理的に拡大縮小するだけではなく、現在表示されている内容より更に詳細な要素を含む画面を表示したり、詳細図から概略図へとに容易にアクセスできるので、処理プラント監視制御装置の画面構成全体に習熟した操作者でなくても、ズムーズかつ容易に操作できる。
この発明の実施の形態1におけるプラント監視制御装置の構成図である。 この発明の実施の形態1におけるプラント監視制御装置の要部を示すブロック図である この発明の実施の形態1におけるプラント監視制御装置で使用するベース画面と割付フレームと割付フレームに割り当てた画面の関係を示す図である。 この発明の実施の形態1におけるプラント監視制御装置の画面関連性定義ファイルの作り方のフロー図である。 この発明の実施の形態1におけるプラント監視制御装置で使用する画面関連性定義ファイルのファイル構造を示す図である。 この発明の実施の形態1におけるプラント監視制御装置における画面切替時の動作を示す図である。 この発明の実施の形態1におけるプラント監視制御装置における画面切替のフロー図である。 この発明の実施の形態1におけるプラント監視制御装置におけるマウスのイベント一覧を示す図である。 この発明の実施の形態2におけるプラント監視制御装置の要部を示すブロック図である。 この発明の実施の形態2におけるプラント監視制御装置の画面関連自動定義機能のフロー図である。 この発明の実施の形態2におけるプラント監視制御装置の画面間の上下関係を示す図である。 この発明の実施の形態2におけるプラント監視制御装置における画面切替倍率を算出する対象となる2つの画面を例示する図である。 この発明の実施の形態3におけるプラント監視制御装置の要部を示すブロック図である。 この発明の実施の形態3におけるプラント監視制御装置のウィンドウ対応処理の処理を示すフロー図である。 この発明の実施の形態4におけるプラント監視制御装置の要部を示すブロック図である。 この発明の実施の形態4におけるプラント監視制御装置の画面合成機能のフロー図である。 この発明の実施の形態4におけるプラント監視制御装置の画面合成機能の動作を示す図である。
実施の形態1.
この実施の形態は、プラント監視制御装置の画面上の任意の場所をマウスで指定し、スクロールホイールを回転させて、拡大、縮小指示を出すだけで、その場所を中心として画面を拡大又は縮小し、この拡大、縮小率が設定値を超えた場合には、詳細図又は概略図に切り替えて、ユーザが必要とする情報を含む最適な画面をユーザに提供できるプラント用の監視制御装置に関するものである。
以下この発明の実施の形態1について図に基づいて説明する。
図1はプラント監視制御装置1(以下、監視制御装置1という)の構成図である。図2はプラント監視制御装置の計算装置2の要部を示すブロック図である。
計算装置2には、この計算装置2に指令を入力する入力装置3、モニタ4が接続されている。また計算装置2はネットワークを介してこの装置によって監視制御される被監視制御設備5に接続されている。
計算装置2の画面表示処理部21はプラント監視制御装置1のモニタ4に表示する画面を、指定されたサイズ、位置に表示する処理を担い、操作処理部22はマウス操作を検出し、表示画面の位置、拡大・縮小サイズを演算する操作処理を行う。補助記憶装置23内の表示画面ファイルF1には、モニタ4に表示して、被監視制御設備5を監視制御するために利用する各種表示用の画面データが保存されている。そして補助記憶装置23内に保存されている画面関連性定義ファイルF2(以下定義ファイルF2という)には、これらの画面データ相互間の関連性についての定義を保存してある。
画面関連性定義部24は、定義ファイルF2を作成、保守するために使用する。
画面関連演算部25は定義ファイルF2の内容と現在表示中の画面データ、操作処理部22から与えられた情報を元に演算して、次に表示すべき画面を選択する。
計算装置2で使用する定義ファイルF2と、その作成方法について説明する。
定義ファイルF2はこの計算装置2内の画面関連性定義部24で作成する。この計算装置2では、単に画面を拡大縮小するだけではなく、ユーザが必要とする部分の詳細図や、全体の概略図(広域画面)を的確に画面表示できることを特徴とする。従って、そのようなユーザのニーズに対応する画面を運用前に予め作成して、それぞれの画面間の関連性を定義しておく必要がある。
図5は定義ファイルF2の構造を示す図である。
ベース画面とは基礎となる上位画面のことをいう。
ベース画面IDはベース画面に割り当てられた識別子であって、ベース画面のデータを格納しているファイル名である。
割付フレームとはベース画面の一定の範囲である。割付フレームIDはこの範囲に対応する下位画面の識別子であって、当該下位画面のファイル名である。
図3に示す例ではベース画面として図3(a)に示す全体画面がある。そしてAの領域の割付フレームの範囲の下位画面として、図3(b)に示すA画面を用意している。この場合図3(a)が、図3(b)の上位画面である。つまり、下位画面は、上位画面の一部の詳細図であるという関係になる。
図3(a)のP1が定義ファイルF2の割付フレーム位置(割付位置)であり、P2が割付フレームサイズ(割付範囲)であり、P1からの相対的な座標で表す。
ここでは示していないが、B、C、Dの領域に対応する割付フレームと対応する各下位画面も用意してある。
これら、全体画面およびA画面〜D画面の合計5つの画面の関連性を定義する方法を図4に基づいて説明する。
まず、前段階として上述5つの画面データを作成して表示画面ファイルF1に保存しておく。
そして、全ての画面データを読み込む(ST−11)。その中からベース画面を選択し画面表示する。なお、処理の最初は最も広域をカバーする全体画面がベース画面となる。(ST−12)。
この全体画面上の任意の位置に割付フレームを割り付ける。
具体的には、今、画面には全体画面として図3(a)が表示されているとする。この画面の割付フレームとして図3(a)のAの領域を割り付けるとすると、割付対象としてA画面のファイルを選択し、割付位置として、マウスで割り付け位置P1の場所をクリックして指定する。更に対角線上の点P2でクリックして割付フレームを割り付けるベース画面上の範囲(サイズ)を指定する。これにより、割付フレームに割り付けられたID(ファイル名)、位置、サイズ(範囲)が決まる。(ST−13)。次にベース画面と割付フレームに割り付けた下位画面との関連を設定する。ここでは切替倍率(後述)を2.0と設定する(ST−14)。更に下位画面がある場合は、現在の下位画面をベース画面としてST−12から繰り返す(ST−15)。最後に定義ファイルF2を保存する(ST−16)。また、B、C、Dの画面についてもA画面と同様の操作を繰り返して画面関連性定義ファイルF2を作成する。
上記の例では全体画面の下に4つの割付フレームが存在する例を示したが、先述のように画面の割付は3階層以上であっても良い。その場合はベース画面をA−D画面として、定義を更に作成すればよい。
これまで、画面関連ファイルの構造と作り方を説明した。次に、これらのファイルを使用する監視制御装置1の運用について、実際の画面の変化を示す図6及びその処理のフローを示す図7を用いて説明する。なお、マウスのイベントの検出は図8に示すルールで行う。
今、モニタ4には、最も広域を表す画面が表示されている。この画面が現在のベース画面である。ユーザがマウスポインタをAの領域に入れた状態でマウスのホイールを回して拡大指令を出すと(ST−21)、現在のマウスポインタの位置、拡大倍率から表示すべき画面を選択する。
定義ファイルF2に記載した拡大率2.0倍に達するまでは、ポインタの位置を中心として画面をそのまま拡大する。もし、拡大率が所定の数値(ここでは2.0倍)を越えている場合は定義ファイルF2の記載に従ってA画面が等倍で表示される。(ST−22、ST−23)
拡大率が2.0倍を超えてA画面が表示された場合は、全体画面では表示されていなかったa1−a4という画面部品が表示されることになる。
同様に、もし現在のマウスポインタの位置に更に別の割付フレームが関連づけられている場合は、つづけて拡大すると更に下位に関連付けられた画面へと画面表示が切り替わることになる。
なお、画面が縮小される場合は、等倍以下の縮小指令を受けた段階で、その画面の上位画面として関連付けられている画面表示に切り替わる。
この処理をプログラムとして表現すると次のようになる。

ベース画面:全体画面
下位画面 :A画面
切替倍率 :2.0

マウスホイール1回転の倍率変化:0.2

表示画面の選択処理
if((1+回転数×0.2(倍率変化))<2.0(切替倍率)){
全体画面を(1 + 回転数×0.2)倍で表示
}else{
A画面に切替えて表示
このようにすれば、画面を拡大縮小するために、その都度、領域、倍率等を指定する必要がなく、また同じ画面を単に物理的に拡大、縮小するだけではなく、現在表示されている内容より更に詳細な要素を含む画面を表示したり、詳細図から概略図へ容易にアクセスできるので、プラント監視制御装置の画面構成全体に習熟した操作者でなくても、ズムーズかつ容易に操作できる。
実施の形態2.
図9はこの発明の実施の形態2におけるプラント監視制御装置の要部を示すブロック図である。
実施の形態1では定義ファイルF2を手動で定義する場合について説明した。この実施の形態2では図9に示すように画面関連性定義部24に画面関連性自動定義機能K1を設けている。この機能を、図10を用いて説明する。まず、画面関連性定義部24にて表示画面ファイルを読み込む(ST−31)。読み込んだファイル内に割り付けられている信号を取得する(ST−32)。ここで、「信号」とは、例えば画面データとして使用されている部品(シンボル)に割り当てられたコードであって、その部品(シンボル)そのものを表すもの、或いはその種別を表すものをいう。
次に、同じ信号が割り付けられている画面、同じ種類の信号が割り付けられている画面について、それらの信号の多寡により画面の上下関係(ベース画面と下位画面の関係)を検出する(ST−33)。
画面の上下関係は、画面内にある同一信号と同種信号の多寡により決定する。
同一・同種信号が少ない: 大まかな画面(上位の画面)
同一・同種信号が多い : 詳細な画面(下位の画面)
次に、図11を用いて具体的な上下関係検出の例を示す。
aという種類の信号に関してA1画面、A2画面の同一・同種信号の多寡を確認する。
A1画面の信号数:4 > A2画面の信号数:3
上記結果により、A1画面はA2画面を詳細にした画面と判断する(A1画面が下層の画面)。
ここで、画面の詳細化率を信号Aの数の比率と定義する。
A2画面からA1画面への詳細化率 = A1画面の信号数 ÷ A2画面の信号数
= 4 ÷ 3
= 1.33
この例では詳細化率によって上下関係を判断している。
図11では、A2画面に存在するa5が、詳細画面であるA1画面に存在しない。これはa5がa3及びa4を表すものとして使用されているような場合を想定している。概略画面では、まとめて同種のものを1つのシンボルで表し、詳細画面では個別に表示しているような場合である。
図10のフローの説明に戻って、ST−34から説明を続ける。
画面上に割り付けられている信号の割付位置の散らばりより倍率を決定する。同一信号、同種信号のちらばりが大きいほど倍率が大きく、ちらばりが小さいほど倍率が小さい。(ST−34)。
図12を用いて倍率算出の例を示す。
aという種類の信号を含む矩形の面積を確認する。
A1画面の破線で囲った部分の面積:30
A2画面の破線で囲った部分の面積:15
とする。
すると、A2画面からA1画面への面積比率 = A1画面の面積 ÷ A2画面の面積
= 30 ÷ 15
= 2.0となる。
そして、上記面積比率と詳細化率を積算して切替倍率を検出する。
A2画面からA1画面への切替倍率 = 詳細化率 × 面積比率
= 1.33 × 2.0
= 2.66
面積比に詳細化率を積算する理由は、増加したシンボル分の専有面積を調整するためである。A2画面を2.66倍して、A1画面に切り替えることにより、操作者に違和感を与えることなく表示画面をベース画面から割付フレームに割り付けた割付画面に切り替えることができる。
以上の工程より、画面を新規追加、修正した際に、定義ファイルF2を手動で作り直すことなく、ファイルの関連性の定義を自動更新することができる。
実施の形態3.
実施の形態1では、モニタ4に表示されている画面を拡大・縮小する場合について述べたが、この実施の形態では図13に示すように、計算装置2の画面表示処理部21にウィンドウ対応表示機能K2を設け、操作処理部22にウィンドウ対応操作処理機能K3を設けている。
ウィンドウ対応表示機能K2、ウィンドウ対応操作処理機能K3について図14を用いて説明する。
まず、ウィンドウ対応操作処理機能K3にてマウスのイベントを検知する。この際、マウスポインタがウィンドウ上にあった場合には、ウィンドウ内での拡大・縮小の中心点、拡大・縮小倍率を決定する(ST−41)。
次に実施の形態1と同様に表示する画面を選択、倍率等を決定する(ST−42)。
そして表示画面にてウィンドウ対応操作処理機能K3でイベントを検出したウィンドウに対して選択した画面の表示倍率で、表示位置にウィンドウ対応表示機能K2によって監視制御画面を表示する(ST−43)。これにより、ウィンドウ化した画面に対しても倍率変更等の処理が行えるようになり、実施の形態1と同様のマウスの操作で、ウィンドウ化した画面でも操作できる。
また、ウィンドウ化した画面によりさらに操作性の良いプラント監視制御装置を提供できる。
実施の形態4.
実施の形態3では、ウィンドウ化した画面での拡大・縮小による画面表示について述べたが、この実施の形態では図15に示すように、更に画面関連演算部に画面合成機能K4を設けている。この機能は、画面がスクロールされた場合の処理を担当する。
画面合成機能K4について図16を用いて説明する。
まず、操作処理部22が、表示している画面の移動(スクロール)を検出する(ST−51)。画面関連演算部25は、移動後の位置、範囲から、表示画面、及びその倍率を決定する。
もし、表示すべき範囲が、スクロール対象となっている下位画面の領域からはみ出してしまう場合には、ベース画面や隣接する別の下位画面を同一拡大率で取得する(ST−52)。取得した画面を連結して配置することで1枚の画面を合成する(ST−53)。表示装置では合成した画面を表示する(ST−54)。これにより、画面を拡大・縮小したままでスクロール操作により自動的に画面展開し、ベース画面を含めて隣接する割付画面の表示が可能となる。
この流れを図17を用いて具体的に説明する。
図17(a)に示すように、「全体画面」が最初に表示されているベース画面である。画面にA〜Dの領域が割付られている。
Aの領域に割付けられた下位の詳細画面が「A画面」、Bの領域に関連付けられた下位の詳細画面が「B画面」である。
マウスのポインタをAの領域に移動しホイールを回転させるとA部分が拡大され、所定の切り替え倍率に達すると、下位(詳細)画面であるA画面が表示される。
図17(b)に示すように、例えばここでユーザがA画面の領域を越えてA画面をスクロールさせようとした場合、Aの領域と、Bの領域との間にあるベース画面及び隣接するBの領域に割り当てられた詳細画面(ここではB画面)とを同一倍率で合成して表示することができる。
これにより、画面を拡大・縮小したままで、移動操作により自動的にベース画面を含めて隣接する割付画面の表示が可能となり、ユーザの、画面切り替えに要する負担を低減できる。
1 プラント監視制御装置、2 計算装置、21 画面表示処理部、
22 操作処理部、23 補助記憶装置、F1 表示画面ファイル、
F2 画面関連性定義ファイル、24 画面関連性定義部、25 画面関連演算部、
3 入力装置、4 モニタ、5 被監視制御設備、6 割付フレーム、P1 割付位置、P2 割付範囲、K1 画面関連性自動定義機能、K2 ウィンドウ対応表示機能、
K3 ウィンドウ対応操作機能、K4 画面合成機能。

Claims (6)

  1. 計算装置と、この計算装置に接続したモニタと、前記計算装置に指令を入力する入力装置とを備えたプラント監視制御装置において、
    前記計算装置は、前記モニタに表示する複数の画面のデータを保存する表示画面ファイル及び前記画面のデータ相互間の関係を定義する画面関連性定義ファイルを保存する補助記憶装置と、
    前記指令に基づいて前記モニタに表示すべき画面のデータを選択する、画面関連演算部と、
    前記画面のデータを、前記指令に基づいて拡大して展開する操作処理部及び展開した前記画面のデータを前記モニタに表示する画面表示処理部を備え、
    前記画面関連性定義ファイルには、基準となるベース画面の識別子と、前記ベース画面の任意の場所に割り付けられた割付フレームの識別子と、前記割付フレームが前記ベース画面の中で取る位置及びサイズと、前記ベース画面を拡大する過程で、前記ベース画面と前記割付フレームの識別子に対応する画面とを切り換えて表示する時のベース画面の拡大倍率を示す切換倍率を有し、
    前記入力装置によって現在表示されているベース画面の一点を指定することにより、前記操作処理部が前記ベース画面の拡大指令を受けた時、前記指令に含まれる拡大倍率が、前記ベース画面の画面関連性定義ファイルに記載された前記切換倍率未満の場合は、前記ベース画面をそのまま拡大してモニタに表示し、前記切換倍率以上の場合は、前記一点を含む割付フレームの識別子に対応する画面のデータを展開して前記モニタに表示することを特徴とするプラント監視制御装置。
  2. 前記入力装置によって現在表示されているベース画面の一点を指定することにより、前記操作処理部が前記ベース画面の縮小指令を受けた時、前記ベース画面の現在の拡大倍率が1を越える場合は、前記ベース画面をそのまま縮小し、前記拡大倍率が1より小の場合は前記ベース画面に割り当てた識別子を割付フレームの識別子として有する他の画面を前記画面関連性定義ファイルから検索し、この画面のデータを展開して前記モニタの同じ位置に表示することを特徴とする請求項1に記載のプラント監視制御装置。
  3. 前記画面表示処理部及び前記操作処理部は、ウィンドウ対応機能を備え、
    前記ウィンドウ単位でベース画面に割付フレームを設定できることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のプラント監視制御装置。
  4. 前記割付フレームの識別子に対応する画面のデータを表示して、この画面をスクロールする時に、前記表示処理部で表示しようとする画面の一部が、前記データの範囲を超越するときは、前記割付フレームに隣接する前記ベース画面及び前記割付フレームに隣接する他の割付フレームに対応する画面のデータを、現在の拡大倍率と同一倍率で、その超越する部分に表示することを特徴とする請求項1乃至請求項3に記載のプラント監視制御装置。
  5. 前記表示画面ファイルの各画面データに包含されている、このプラント監視制御装置によって監視制御される設備及びその状態を示すシンボルに割り当てられたコード番号について、同一又は同種のコード番号が少ない画面データをベース画面、多い画面データをその割付フレームに対応する画面として関連付け、前記切替倍率は、前記ベース画面上と前記割付フレームに対応する画面上の前記シンボルの散らばり関係を元に自動計算して前記画面関連性定義ファイルを生成する画面関連性定義部を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項4に記載のプラント監視制御装置。
  6. 前記割付フレームには、この割付フレームをベース画面として更に割付フレームを包含することを特徴とする請求項1乃至請求項5に記載のプラント監視制御装置。
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