JP2011018287A - プラント監視制御装置およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】マウス、キーボード等が使用できないプラント監視制御システムにおいて、ディスプレイ装置の画面が休止画面である場合に、運転員がディスプレイ装置に触れても、プラントの監視制御に影響を与えない
【解決手段】表示および入力機能を備え、ユーザの操作に基づいて、ユーザが画面に触れたことを示す画面信号および触れた画面の位置を示す信号である操作信号を生成するディスプレイ装置で生成される操作信号に基づいて、プラントを制御するプラント制御部に対する前記操作信号の入力のオン・オフを切り替える操作信号切替スイッチを備える。そして、ディスプレイ装置で生成される画面信号が所定時間以上入力されない場合、ディスプレイ装置の画面を、プラントを制御するための操作が可能な操作画面以外の画面である休止画面に切り替える。ディスプレイ装置の画面が休止画面になった際に、操作信号切替スイッチをオフに切り替えさせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラントの監視制御を行うプラント監視制御装置およびシステムに関する。

これまで発電プラントの中央制御室内に設置された大型（個別）表示盤および操作盤には、多くの操作用ハードスイッチや指示器・計器類が設置されていた。近年では、スペースのスリム化および計器類のデジタル化に伴ない、操作端末として操作機能付きのディスプレイを用い、指示器・計器類の表示も液晶ディスプレイ上に表示する形態の操作盤が主流となってきている。

また、従来の発電プラントにおいて、これらの操作盤を用いてプラント運転を行う場合、通常運転時ではプラントの監視制御を自動で行っている場合がほとんどであり、操作機能付ディスプレイ装置（以下、「ディスプレイ装置」という）を操作する必要はない。

このような場合、ディスプレイ装置は、消費電力を低減したり、液晶、バックライトあるいは電源装置等の寿命を延ばしたりするために、バックライトを消灯（以下、「消灯画面」という）したり、表示画面を焼付防止画面に切り替えたりしている。

消灯画面および焼付防止画面から通常画面への復帰は、パソコン等ではマウスやキーボード等を操作することにより行われる（引用文献１参照）。しかしながら、原子力発電プラント等の監視制御を行う場合、信頼性の観点および運転員（ユーザ）が慣れている既設ハードスイッチとの操作の互換性の観点などから、マウスやキーボードは使用しないで、操作はすべて表示画面をタッチすること（タッチオペレーション）により実施している（引用文献２参照）。タッチオペレーションに関する技術については特許文献３に開示されている。

特開平８−１４７００４ 特開平９−２９７６０９ 特開昭６２−２３３８２３

ところで、ディスプレイ装置の表示画面が消灯画面あるいは焼付防止画面である場合でも、運転員がディスプレイ装置に触れると、触れた場所が例えば画面上に表示されるキーボード等の場合、発電プラントの監視制御に影響を与える可能性がある、という問題がある。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、マウス、キーボード等の入力デバイスが使用できないプラント監視制御装置において、ディスプレイ装置の画面が消灯画面や焼付防止画面等の休止画面である場合に、運転員がディスプレイ装置に触れても、プラントの監視制御には影響を与えないようにすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のプラント監視制御装置は、表示および入力機能を備え、ユーザの操作に基づいて、ユーザが画面に触れたことを示す画面信号および触れた画面の位置を示す信号である操作信号を生成するディスプレイ装置で生成される操作信号に基づいて、プラントを制御するプラント制御部に対する操作信号の入力のオン・オフを切り替える操作信号切替スイッチと、ディスプレイ装置で生成される画面信号が所定時間以上入力されない場合、ディスプレイ装置の画面を、プラントを制御するための操作が可能な操作画面以外の画面である休止画面に切り替える画面制御部と、ディスプレイ装置の画面が休止画面になった際に、操作信号切替スイッチをオフに切り替えさせる監視操作切替回路とを備えるものである。

上記構成によれば、ディスプレイ装置の画面が休止画面である場合に、ディスプレイ装置から出力される操作信号が、プラント制御部に入力されないようにすることができる。すなわち、ディスプレイ装置の画面が休止画面の時、ユーザがディスプレイ装置の画面に触れても、プラント制御部に発電プラントを制御させないようにすることができる。

本発明によれば、ディスプレイ装置の画面が休止画面の時、ユーザがディスプレイ装置の画面に触れても、プラント制御部に発電プラントを制御させないようにすることができる。これにより、運転員のディスプレイ装置に対する誤操作が生じても、発電プラントの監視制御に影響を与えないようにすることが可能になる。

本発明の一実施形態に係るプラント監視制御システムの概略的な内部構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るプラント監視制御システムの動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係るプラント監視制御システムの概略的な内部構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るプラント監視制御システムの動作の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態例（以下、「本例」ということもある。）について説明を行う。以下に述べる実施の形態例は、本発明の好適な具体例であるため、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかしながら、本発明の範囲は、下記の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

説明を以下の順に行う。
１．本発明の一実施形態例
（１）プラント監視制御システムの構成
（２）プラント監視制御システムの動作
２．本発明の他の実施形態例
（１）プラント監視制御システムの構成
（２）プラント監視制御システムの動作

＜１．本発明の一実施形態例＞
以下、本発明の一実施形態例を、図１〜図２を参照して説明する。

［プラント監視制御システムの構成］
図１は、本発明の一実施形態に係るプラント監視制御システムの概略的な内部構成を示すブロック図である。
プラント監視制御システム１０１は、発電プラント１０４の運転状況を集中的に監視するための部屋である中央制御室内に設置される監視操作盤１０２と、監視操作盤１０２に対する運転員の操作に基づいて、発電プラント１０４を制御する監視制御装置１０３とを備える。

まず、監視操作盤１０２の構成について説明する。
監視操作盤１０２は、ディスプレイ装置１０５と、監視／操作切替スイッチ１０８とを含む。

ディスプレイ装置１０５は、タッチパネルであり、表示と入力という２つの機能を備える。このディスプレイ装置１０５は、運転員の操作に基づいて、運転員が画面に触れたことを示す信号である画面信号１０６（以下、「第一画面信号」という）および触れた画面の位置を示す信号である操作信号１０７を生成し、監視制御装置１０３に出力する。

監視／操作切替スイッチ１０８は、監視モードと操作モードとを切り替えるハードスイッチである。
監視モードは、例え運転員がディスプレイ装置１０５を操作しても、発電プラント１０４のパラメータ変更に係る操作信号１０７がディスプレイ装置１０５から監視制御装置１０３への出力されることを禁止するように、ディスプレイ装置１０５を動作させるモードである。
操作モードは、運転員のディスプレイ装置１０５に対する操作に応じた、画面信号１０６および操作信号１０７がディスプレイ装置１０５から監視制御装置１０３に出力されるように、ディスプレイ装置１０５を動作させるモードである。

次に、監視制御装置１０３について説明する。
監視制御装置１０３は、操作信号切替スイッチ１０９と、この操作信号切替スイッチ１０９、ディスプレイ装置１０５および発電プラント１０４を制御する制御用コントローラ１１０とを備える。

この制御用コントローラ１１０は、プラント制御部１１１と、画面制御部１１２と、監視操作切替回路１１３とを含んで構成される。
プラント制御部１１１は、発電プラント１０４を制御するものであり、ディスプレイ装置１０５から操作信号１０７が入力された場合、この操作信号１０７に応じた制御信号を生成し、生成した制御信号を発電プラント１０４に出力する。

画面制御部１１２は、ディスプレイ装置１０５から入力される第一画面信号および／または操作信号１０７に基づいて、ディスプレイ装置１０５に所定の画面を生成させるための画面信号１０６（以下、「第二画面信号」という）をディスプレイ装置１０５に出力する。また、画面制御部１１２は、ディスプレイ装置１０５に出力する第二画面信号が焼付防止画面を生成するための信号であるか否かを示す論理信号（以下、「表示画面判別信号」という）を監視操作切替回路１１３に出力する。本例では、画面制御部１１２から監視操作切替回路１１３に出力される表示画面判別信号が‘真’の場合にのみディスプレイ装置１０５に焼付防止画面が表示されているものとする。なお、焼付防止画面の代替を消灯画面として用いてもよく、この場合は、ディスプレイ装置１０５が消灯画面の時に‘真’を示す表示画面判別信号が監視操作切替回路１１３に出力される。

監視操作切替回路１１３は、画面制御部１１２から入力される表示画面判別信号と、発電プラント１０４に故障が生じた際に当該発電プラント１０４から出力される警報信号とに基づいて、操作信号切替スイッチ１０９をオン・オフする。なお、これらの信号に基づいて監視操作切替回路１１３が行う処理のことを、以下では監視操作切替処理と記載する。

操作信号切替スイッチ１０９は、プラント制御部および画面制御部１１２と、ディスプレイ装置１０５との間に設けられており、ディスプレイ装置１０５から出力される操作信号１０７のプラント制御部１１１および画面制御部１１２に対する入力を制御する。具体的には、操作信号切替スイッチ１０９がオンの時にプラント制御部１１１および画面制御部１１２に操作信号１０７がディスプレイ装置１０５から入力可能な状態になり、オフの時にプラント制御部１１１および画面制御部１１２に操作信号１０７が入力不可能な状態になる。

［プラント監視制御システムの動作］
次に、プラント監視制御システム１０１の動作について、図３を参照して説明する。
図２は、プラント監視制御システム１０１における監視操作切替処理の流れを示すフローチャートである。

運転員が、一定時間、ディスプレイ操作に対する操作を行っていないものとする（ステップＳ３０）。このとき、第一画面信号は、一定時間、画面制御部１１２に入力されないこととなる。すると、画面制御部１１２では、焼付防止画面焼付防止画面をディスプレイ装置１０５に表示させるための第二画面信号が生成され、この第二画面信号がディスプレイ装置１０５に出力される。これにより、ディスプレイ装置１０５には焼付防止画面が表示される（ステップＳ３１）。

ステップＳ３１の処理と同時に、画面制御部１１２では、‘真’を示す表示画面判別信号が生成され、監視操作切替回路１１３に出力される。この‘真’を示す表示画面判別信号の入力をトリガーに、監視操作切替回路１１３によって、操作信号切替スイッチ１０９がオフされる。すると、操作信号１０７がプラント制御部１１１および画面制御部１１２に入力されない状態になる。そのため、例え運転員がディスプレイ装置１０５にタッチしたとしても、プラント制御部１１１による発電プラント１０４の制御が行われなくなる（ステップＳ３２）。

ところで、監視操作切替回路１１３では、常に発電プラント１０４の状態を監視しており、発電プラント１０４からの警報信号の入力があるか否かの確認が行われている（ステップＳ３３）。発電プラント１０４から監視操作切替回路１１３への警報信号の入力があるならば（ステップＳ３３のＹＥＳ）、後述するステップＳ３５の処理へ移行する。

一方、発電プラント１０４から監視操作切替回路１１３への警報信号の入力がないならば（ステップＳ３３のＮＯ）、運転員がディスプレイ装置１０５に触れたか否かが確認される（ステップＳ３４）。具体的には、画面制御部１１２において、ディスプレイ装置１０５からの第一画面信号が入力されたか否かが確認される（ステップＳ３４）。ディスプレイ装置１０５からの第一画面信号の入力がない、すなわち運転員がディスプレイ装置１０５に触れていないならば（ステップＳ３４のＮＯ）、ステップＳ３４の処理を繰り返す。

ディスプレイ装置１０５からの第一画面信号の入力がある、すなわち運転員がディスプレイ装置１０５に触れたならば（ステップＳ３４のＹＥＳ）、運転員がまだディスプレイ装置１０５に触れているか否かを確認する（ステップＳ３５）。運転員がまだディスプレイ装置１０５に触れているならば（ステップＳ３５のＮＯ）、ステップＳ３５の処理を繰り返す。

運転員がディスプレイ装置１０５に触れていないならば（ステップＳ３５のＹＥＳ）、画面制御部１１２では、発電プラント１０４の各パラメータを変更する際に用いられる画面（以下、「監視操作画面」という）をディスプレイ装置１０５に表示させるための第二画面信号が生成され、当該第二画面信号がディスプレイ装置１０５に出力される。そして、ディスプレイ装置１０５では、表示画面が焼付防止画面から監視操作画面に切り替えられる（ステップＳ３６）。

ステップＳ３６の処理と同時に、画面制御部１１２では、‘偽’を示す表示画面判別信号が生成され、監視操作切替回路１１３に出力される。そして、この‘偽’を示す表示画面判別信号の入力をトリガーにして、監視操作切替回路１１３では、操作信号切替スイッチ１０９をオンする制御が行われる。すると、ディスプレイ装置１０５と、プラント制御部１１１および画面制御部１１２それぞれとが電気的に接続されるので、操作信号１０７がプラント制御部１１１および画面制御部１１２に入力可能な状態になる。

ここで、運転員がディスプレイ装置１０５に対して所定の操作を行うと、その操作に基づいた操作信号１０７が生成され、プラント制御部１１１に出力される。

そして、プラント制御部１１１では、ディスプレイ装置１０５から入力された操作信号１０７に応じた制御信号が生成され、発電プラント１０４に出力される。これにより、運転員によるディスプレイ装置１０５による操作が、発電プラント１０４に反映される（ステップＳ３７）。なお、画面制御部１１２では、ディスプレイ装置１０５から入力された操作信号１０７に応じた表示画面をディスプレイ装置１０５に表示させる第二画面信号が生成され、この第二画面信号がディスプレイ装置１０５に出力される。
以上の処理が完了した後、ステップＳ３０の処理に戻る。

以上説明したように、本発明の一実施形態では、ディスプレイ装置１０５の画面に焼付防止画面が表示されている場合に、ディスプレイ装置１０５から出力される操作信号１０７が、プラント制御部１１１に入力されないようにした。ディスプレイ装置１０５の画面が焼付防止画面の場合、例えば、運転員がディスプレイ装置１０５に触れても、プラント制御部１１１からの制御信号が発電プラント１０４に出力されないようにすることができる。すなわち、運転員のディスプレイ装置１０５に対する誤操作が生じても、発電プラント１０４の監視制御に影響を与えないようにすることができる、という効果を奏する。なお、ディスプレイ装置１０５の画面が焼付防止画面ではなく、消灯画面の場合でも同様の効果を奏することはいうまでもない。

なお、上述した一実施形態では、ステップＳ３４〜ステップＳ３５の処理にて、ディスプレイ装置１０５から運転員が一度指を離したことを監視操作切替回路１１３が確認してから、操作信号１０７が画面制御部１１２およびプラント制御部１１１に入力されるようにした。これに限らず、運転員がタッチした状態で一定時間経ったことを監視操作切替回路１１３が確認してから、操作信号１０７が画面制御部１１２およびプラント制御部１１１に入力されるようにしてもよい。あるいは、これらの両方の機能を持つようにしてもよい。

＜２．本発明の他の実施形態例＞
次に、本発明の他の実施形態例を、図３〜図４を参照して説明する。以下の説明において、一実施形態と同様の構成については、同一符号を付して、その説明を省略もしくは簡略する。

［プラント監視制御システムの構成］
図３は、本発明の他の実施形態に係るプラント監視制御システムの概略的な内部構成を示すブロック図である。
プラント監視制御システム４０１は、バックライト４０４の不点灯時においても、運転員がディスプレイ装置１０５に触れたとしても発電プラント１０４の監視制御に影響がないようにするものである。プラント監視制御システム４０１は、一実施形態に係る監視操作盤１０２に、ディスプレイ装置１０５の画面を照らすためのバックライト４０４と、バックライト４０４等に電力を供給する電源装置４０５とがさらに設けられた監視操作盤４０２を備える。さらに、プラント監視制御システム４０１は、一実施形態に係る監視操作切替回路１１３の代わりに監視操作切替回路４０７を有する。なお、説明は省略するが、プラント監視制御システム４０１が、一実施形態に係るプラント監視制御システム１０１の機能も備えているということはいうまでもない。

監視操作切替回路４０７は、バックライト４０４および電源装置４０５と接続されており、バックライト４０４および電源装置４０５を監視している。監視操作切替回路４０７は、バックライト４０４の故障や電源装置４０５においてバックライト４０４に供給する電源系統の故障を検出すると、操作信号切替スイッチ１０９をオフする。なお、監視操作切替回路４０７は、一実施形態に係る監視操作切替回路４０７の機能を有している。

［プラント監視制御システムの動作］
次に、プラント監視制御システム４０１の動作について説明する。
図４は、プラント監視制御システム４０１における監視操作切替処理の流れを示すフローチャートである。なお、一実施形態に係るプラント監視制御システム１０１と共通する動作についての説明は省略あるいは簡略する。

運転員が、一定時間、ディスプレイ操作に対する操作を行っていないものとする（ステップＳ４０）。このとき、第一画面信号は、一定時間、画面制御部１１２に入力されないこととなる。すると、画面制御部１１２では、焼付防止画面をディスプレイ装置１０５に表示させるための第二画面信号が生成され、この第二画面信号がディスプレイ装置１０５に出力される。これにより、ディスプレイ装置１０５には焼付防止画面が表示される（ステップＳ４１）。

ステップＳ４１の処理と同時に、画面制御部１１２では、‘真’を示す表示画面判別信号が生成され、監視操作切替回路４０７に出力される。この‘真’を示す表示画面判別信号の入力をトリガーに、監視操作切替回路４０７によって、操作信号切替スイッチ１０９がオフされる。すると、操作信号１０７がプラント制御部１１１および画面制御部１１２に入力されない状態になる。そのため、例え運転員がディスプレイ装置１０５にタッチしたとしても、プラント制御部１１１による発電プラント１０４の制御が行われなくなる（ステップＳ４２）。

監視操作切替回路４０７では、運転員がディスプレイ装置１０５に触れたか否かが確認される（ステップＳ３４）。具体的には、画面制御部１１２において、ディスプレイ装置１０５からの第一画面信号が入力されたか否かが確認される（ステップＳ４３）。ディスプレイ装置１０５からの第一画面信号の入力がない、すなわち運転員がディスプレイ装置１０５に触れていないならば（ステップＳ４３のＮＯ）、ステップＳ４３の処理を繰り返す。

ディスプレイ装置１０５からの第一画面信号の入力がある、すなわち運転員がディスプレイ装置１０５に触れたならば（ステップＳ４３のＹＥＳ）、監視操作切替回路４０７では、バックライト４０４および電源装置４０５のバックライト４０４への電源を供給に係る回路に故障があるか否かを確認する（ステップＳ４４）。故障があるならば（ステップＳ４４のＹＥＳ）、ステップＳ４３の処理に戻る。

故障がないならば（ステップＳ４４のＮＯ）、一実施形態に係るステップＳ３５〜ステップＳ３７の処理と同じ処理であるステップＳ４５〜ステップＳ４７の処理が行われる。

以上説明したように、本発明の他の実施形態では、一実施形態と同様に、ディスプレイ装置１０５の画面が焼付防止画面あるいは消灯画面である際、運転員のディスプレイ装置１０５に対する誤操作が生じても、発電プラント１０４の監視制御に影響を与えないようにすることができる、という効果を奏する。

さらに、本発明の他の実施形態では、バックライト４０４や電源装置４０５が故障してディスプレイ装置１０５の画面は消灯してしまった場合にも、監視操作切替回路４０７により操作信号切替スイッチ１０９がオフされるので、プラント制御部１１１への操作信号１０７の入力を禁止することができる。すなわち、運転員が、バックライト４０４や電源装置４０５の故障した状態を、ディスプレイ装置１０５が一定時間を操作しないことによる消灯画面であると運転員が勘違いして、ディスプレイ装置１０５を操作しても、その操作の影響を発電プラント１０４の監視制御に与えないようにすることができる。

１０１，４０１…プラント監視制御システム、１０２，４０２…監視操作盤、１０３，４０３…監視制御装置、１０４…発電プラント、１０５…ディスプレイ装置、１０６…画面信号、１０７…操作信号、１０８…監視／操作切替スイッチ、１０９…操作信号切替スイッチ、１１０，４０６…制御用コントローラ、１１１…プラント制御部、１１２…画面制御部、１１３，４０７…監視操作切替回路、４０４…バックライト、４０５…電源装置

Claims (8)

1. 表示および入力機能を備え、ユーザが画面に触れたことを示す画面信号および触れた画面の位置を示す信号である操作信号を生成するディスプレイ装置において生成される操作信号に基づいて、プラントの制御を行うプラント制御部に対する前記操作信号の入力のオン・オフを切り替える操作信号切替スイッチと、
   前記ディスプレイ装置で生成される前記画面信号が所定時間以上入力されない場合、前記ディスプレイ装置の画面を、前記プラントを制御するための操作が可能な操作画面以外の画面である休止画面に切り替える画面制御部と、
   前記ディスプレイ装置の画面が前記休止画面になった際に、前記操作信号切替スイッチをオフに切り替えさせる監視操作切替回路と
   を備えるプラント監視制御装置。
2. 前記画面制御部は、前記ディスプレイ装置の画面が前記休止画面であるときに前記画面信号の入力を検知すると、前記ディスプレイの画面を前記休止画面から前記操作画面に戻すとともに、前記操作信号切替スイッチがオンになるように、前記監視操作切替回路を制御する
   請求項１に記載のプラント制御装置。
3. 前記画面制御部は、前記ディスプレイの画面を前記休止画面から前記操作画面に戻すとき、前記ディスプレイ装置の画面が前記操作画面に戻ってから所定時間後に前記操作信号切替スイッチがオンになるように、前記監視操作切替回路を制御する
   請求項２に記載のプラント制御装置。
4. 前記画面制御部は、前記ディスプレイの画面を前記休止画面から前記操作画面に戻すとき、前記ディスプレイ装置の画面に対する前記ユーザの接触がなくなった際に前記操作信号切替スイッチがオンになるように、前記監視操作切替回路を制御する
   請求項２に記載のプラント制御装置。
5. 前記監視操作切替回路は、前記プラントに故障が発生したことを示す信号を受信した場合、前記操作信号切替スイッチをオンに切り替えさせる
   請求項１乃至４のいずれかに記載のプラント制御装置。
6. 前記休止画面は消灯画面である
   請求項１乃至５のいずれかに記載のプラント制御装置。
7. 前記休止画面は焼付防止画面である
   請求項１乃至５のいずれかに記載のプラント制御装置。
8. 表示および入力機能を備え、ユーザの操作に基づいて、前記ユーザが画面に触れたことを示す画面信号および触れた画面の位置を示す信号である操作信号を生成するディスプレイ装置と、
   前記ディスプレイ装置で生成される操作信号に基づいて、プラントを制御するプラント制御部と、
   前記制御信号のプラント制御部への入力のオン・オフを切り替える操作信号切替スイッチと、
   前記ディスプレイ装置で生成される前記画面信号が所定時間以上入力されない場合、前記ディスプレイ装置の画面を、前記プラントを制御するための操作が可能な操作画面以外の画面である休止画面に切り替える画面制御部と、
   前記ディスプレイ装置の画面が前記休止画面になった際に、前記操作信号切替スイッチをオフに切り替えさせる監視操作切替回路と
   を含む監視制御装置と
   を備えるプラント監視制御システム。

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