JP2011034180A - プラント等の運転操作支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】プラント等における設備や装置の操作及び操作支援に対する確実性及び記録性を向上させ、さらに、作業効率の向上や省人化などを図ることができる操作の支援・確認システムの提供を目的とする。
【解決手段】操作の支援・確認システム1は、プラントエリア内の工場３００において、作業者３０が行う各種操作を支援し、かつ、各種操作を画像により確認するための操作の支援及び確認システムであり、操作手順自動化サーバ２１、作業者用端末装置３１、撮像手段３２、カメラ用サーバ２２、制御系ネットワーク４１、無線ＬＡＮネットワーク４２、及び、セキュリティ認証サーバ４３などを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プラント等の運転操作支援システム（操作の支援・確認システムとも呼ばれる。）に関し、特に、プラントや工場等（適宜、プラント等と呼称する。）のフィールド（現場）において、作業者が行う各種操作（オペレータが行う各種運転操作を含む。）を支援し、かつ、各種操作の作業を画像により確認するための操作の支援・確認（支援及び確認）システムに関する。

一般的に、石油精製プラント等のプラントや化学工場等の工場における設備や装置等は、定期的にシャットダウンメンテナンスが行われる。かかる場合、定常運転している設備や装置等に対して、シャットダウン操作、シャットダウンメンテナンス、スタートアップ準備、及び、スタートアップ操作が行われ、設備や装置等は、再び定常運転に入る。
また、毒性を有する物質や引火性を有する物質などを取り扱う設備や装置等においては、通常、ほぼ自動化された状態で定常運転が行われているものの、スタートアップ準備やスタートアップ操作などにおいては、作業者が設備や装置等を手動操作する必要がある。

上記のスタートアップ準備やスタートアップ操作などにおいては、通常、設備や装置等の計器監視を行うボードマン（オペレータ）と、フィールド（現場）で設備や装置等の操作などを行うフィールドマン（作業者）との連携によって、作業が行われる。また、一般的に、計器室にて計器監視などを行うボードマン一人に対し、二名〜三名のフィールドマンが割り当てられる。
ところで、石油精製プラント等のプラントや化学工場等の工場においては、特に安全第一であり、上述したボードマンやフィールドマンは、高度な専門知識や経験などが要求されている。
このため、ボードマンの負担を軽減したり、フィールドマンの操作を支援したりするための様々な技術が提案されている。

たとえば、特許文献１には、フィールド内の個別機器の状態監視を行う個別機器監視装置と、フィールドの一部又は全体の状態監視を行う広域監視装置と、個別機器監視装置及び広域監視装置から入力されたデータを分析して、異常の検出と診断を支援する異常監視・診断支援部と、フィールドにおいて、作業者に対し、特定の操作に関する情報を提供する作業者端末装置と、異常監視・診断支援部及び作業者端末装置と通信可能に接続され、作業者の行うべき特定の操作を、異常監視・診断支援部の判断に基づいて決定し、予め設定された操作データの中から特定の操作に関する情報を作業者端末装置に送信する運転操作支援部とを有するプラント等における運転操作支援システムの技術が開示されている。

また、特許文献２には、無線により操作対象の少なくとも操作手順を示すデータの送信を行なうデータ処理装置と、データ処理装置から送信されるデータを受信し、この受信したデータにより操作対象の少なくとも操作手順を報知する可搬型データ処理装置とを備えた操作支援システムにおいて、データ処理装置は、操作対象から入力される設備状況に基づいて操作対象の異常の判断を行ない、この異常に対処するための対応操作データを送信する機能を有し、可搬型データ処理装置は、データ処理装置から送信された対応操作データを報知する機能を有したことを特徴とする操作支援システムの技術が開示されている。

また、特許文献３には、操作室の運転員によって操作された操作室側操作確認情報に応じて操作に必要な操作室側操作支援情報を運転員へ提示して運転支援する操作室側支援装置と、現場の運転員によって操作された現場側操作確認情報に応じて操作に必要な現場側操作支援情報を提示して運転支援する現場側支援装置とを有し、現場と操作室間の運転員相互で連携した運転員の操作を支援するプラント運転支援装置の技術が開示されている。

また、特許文献４には、プラント巡視の際に現場作業員が携帯した可搬型データ処理装置により予め定められた現場設備のデータを収集し、可搬型データ処理装置で収集したデータの集計をデータ処理装置で行うようにした巡視支援システムにおいて、現場設備の状況を撮影するデジタルカメラと、可搬型データ処理装置に設けられデジタルカメラにて撮影された現場設備の画像を入力し送信部を介してデータ処理装置に送信するための画像取込み部と、データ処理装置に設けられ可搬型データ処理装置から受信した現場設備の画像を表示するためのＣＲＴ表示装置とを備えたことを特徴とする巡視支援システムの技術が開示されている。

また、特許文献５には、各情報端末は、作業者が被る保護帽に取り付けられて、保守作業の所定の工程ごとに保守対象機器および保守作業の進捗状況を撮影するカメラと、このカメラで撮影された保守対象機器および保守作業の進捗状況をサーバに伝送する伝送手段と、保護帽に取り付けられてサーバからネットワークを介して与えられる情報を表示するディスプレイとを具備し、サーバは、複数の保守対象機器の種別をそれぞれ保持する現場機器データベースと、保守対象機器の保守作業手順を保持する作業手順データベースと、保守対象機器の保守作業に必要な複数の機材の種別をそれぞれ保持する機材データベースと、保守対象機器の保守作業の進捗状況を保持する作業状況データベースと、カメラにより得られた保守対象機器の映像情報を受けて、該保守対象機器の保守作業手順を作業手順データベースから読み込むと共に、機材データベースから該保守作業に必要な複数の機材を読み込みそれぞれのデータベースに保持された情報を携帯端末に伝送する保守情報伝送手段と、情報端末から伝送される保守作業の進捗状況を作業状況データベースに保持する進捗状況登録手段とを具備することを特徴とする保守支援システムの技術が開示されている。

また、特許文献６には、本発明に関連する技術として、異常が発生した設備の保守作業をする保守作業者が着用する着用具に、当該保守作業者が当該設備の状況を撮影する映像手段と、当該保守作業者が当該設備の状況を音声で説明するための送話手段と、当該設備を熟知して当該設備を所定の管理場所で管理する管理担当者からの作業指示を聞くための受話手段とを設けるとともに、通常は保管場所に保管されていて保守作業者が設備の保守作業をする場合に持ち出して携帯するメンテナンスツールボックスは、保管場所において自動的に充電されており当該保管場所から持ち出された場合に電源スイッチを自動的にオンにするとともに当該メンテナンスツールボックスの携帯位置を、通信ネットワークを介して管理担当者が操作する情報装置に表示する手段と、映像手段及び送話手段から出力された映像信号及び音声信号を、通信ネットワークを介して情報装置に伝送する一方、当該情報装置から通信ネットワークを介して送信されてきた作業指示の音声信号を受話手段に伝送する通信手段とを有することを特徴とする設備保守システムの技術が開示されている。

特開２００５−４３６７号公報 特開平８−９５６３３号公報 特開平１０−３０１６２１号公報 特開平１０−４８０９９号公報 特開２００５−２１６１３７号公報 特許第３６８０２６９号公報

しかしながら、上述したように、石油精製プラント等のプラントや化学工場等の工場における設備や装置等は、自動化が進んでいるものの、作業者が設備や装置等を手動で操作しなければならない場合がある。また、たとえば、毒性ガスである塩素関連設備周辺では、操作などを確実に行うことが特に要求される。すなわち、間違いを防止し（たとえば、手動弁の閉め忘れなどのヒューマンエラーを解消すること。）、また、現場での操作結果を計器室でリアルタイムに共有化するなどして、操作の確実性などを向上させる必要があった。また、操作支援としての確実性と記録性などをも向上させる必要があった。

また、プラント等においては、安全性や品質を維持しつつ、あるいは、向上させながら、さらに、作業効率の向上や省人化などを図ることが要望されている。
さらに、計器室でのボードマンと現場でのフィールドマンの負担を軽減し、熟練した作業者でなくても、適切かつ迅速に操作を行うことができるシステムが要望されている。
なお、上記の特許文献１〜６の技術は、本発明に関連する技術ではあるものの、上記の要求や要望に応えることはできない。

本発明は、以上のような問題を解決するために提案されたものであり、プラント等における設備や装置の操作及び操作支援に対する確実性及び記録性を向上させ、さらに、作業効率の向上や省人化などを図ることができる操作の支援・確認システムの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の操作の支援・確認システムは、プラントや工場等のフィールドにおいて、作業者が行う各種操作を支援し、かつ、各種操作を画像により確認するための操作の支援・確認システムであって、各種操作に関する操作情報を出力し、かつ、操作完了情報を入力する操作手順自動化サーバと、フィールドにおいて、作業者に対し、操作手順自動化サーバからの操作情報を提供し、かつ、操作完了情報を出力する作業者用端末装置と、各種操作を撮像し、撮像した画像データを出力する撮像手段と、画像データを計器室のオペレータに対して表示する表示装置と、画像データを記録する記録手段と、操作手順自動化サーバと作業者用端末装置との間で通信を行い、かつ、画像データを表示装置及び記録手段へ伝送する電気通信回線とを備えた構成としてある。

本発明の操作の支援・確認システムによれば、プラント等における設備や装置の操作及び操作支援に対する確実性及び記録性を向上させ、さらに、作業効率の向上や省人化などを図ることができる。また、計器室のボードマンと現場のフィールドマンの負担を軽減し、熟練した作業者でなくても、適切かつ迅速に操作を行うことが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態にかかる操作の支援・確認システムを説明するための、事務所エリア側の要部の概略ブロック図を示している。 図２は、本発明の一実施形態にかかる操作の支援・確認システムを説明するための、プラントエリア側の要部の概略ブロック図を示している。 図３は、本発明の一実施形態にかかる操作の支援・確認システムにおいて、作業者が所持する装備を説明するための概略図を示している。 図４Ａは、本発明の一実施形態にかかる操作の支援・確認システムの動作を説明するための概略フローチャート図を示している。 図４Ｂは、本発明の一実施形態にかかる操作の支援・確認システムの動作を説明するための概略フローチャート図を示している。 図５は、本発明の一実施形態にかかる操作の支援・確認システムの、操作結果書を説明するための概略図を示している。 図６は、本発明の一実施形態にかかる操作の支援・確認システムの、操作完了リストを説明するための概略図を示している。

［操作の支援・確認システムの一実施形態］
図１は、本発明の一実施形態にかかる操作の支援・確認システムを説明するための、事務所エリア側の要部の概略ブロック図を示している。
また、図２は、本発明の一実施形態にかかる操作の支援・確認システムを説明するための、プラントエリア側の要部の概略ブロック図を示している。
さらに、図３は、本発明の一実施形態にかかる操作の支援・確認システムにおいて、作業者が所持する装備を説明するための概略図を示している。
図１〜３において、本実施形態の操作の支援・確認システム1は、プラントエリア内の工場３００において、作業者３０が行う各種操作を支援し、かつ、各種操作などを画像により確認するための操作の支援及び確認システムである。また、操作の支援・確認システム1は、操作手順自動化サーバ２１、作業者用端末装置３１、撮像手段３２、カメラ用サーバ２２、制御系ネットワーク４１、無線ＬＡＮネットワーク４２、及び、セキュリティ認証サーバ４３などを備えている。

なお、本実施形態では、作業者３０が各種操作を行う場所を工場３００としてあるが、これに限定されるものではなく、たとえば、プラントや工場等のフィールド（現場）であればよい。
また、作業者３０が行う各種操作は、手動弁３０１〜３０７の操作や操作盤３０８の停止スイッチ（図示せず）の解除などの様々な手動の操作である。さらに、上記の各種操作は、現場機器に対する操作に限定されるものではなく、たとえば、作業者３０が行う記録や目視確認などをも含むものとする。
さらに、オペレータ２０は、事務所エリア内の計器室２００にて、設備や装置等の計器監視を行っている。なお、計器室２００は、管理棟や事務棟などの事務室などでもよい。

図１に示すように、計器室２００には、操作手順自動化サーバ２１、カメラ用サーバ２２、現場機器管理サーバ２３、配管・計装図用サーバ２４、無線ＬＡＮアクセスポイント２６、セキュリティ認証サーバ４３、及び、通話手段２７などが設置されており、これらは、制御系ネットワーク４１、及び、無線ＬＡＮネットワーク４２により接続されている。

操作手順自動化サーバ２１は、オペレータ２０によって操作され、作業者３０が行う各種操作に関する操作情報を、作業者３０が所持する作業者用端末装置３１に出力し、かつ、作業者用端末装置３１からの操作完了情報を入力する。
また、本実施形態の操作手順自動化サーバ２１は、運転手順をシステム化する運転自動化プログラム（たとえば、横河電機株式会社のＥｘａｐｉｌｏｔ（登録商標））がインストールされたサーバとしてある。

また、操作手順自動化サーバ２１は、後述するように、現場機器管理サーバ２３から識別情報を入力し、作業者３０が操作しようとしている現場機器（本実施形態では、手動弁３０１〜３０７など）が、指示した所定の現場機器であるか否かを自動的に確認し、誤っている場合、警報を発する。これにより、異なる手動弁３０１〜３０７などを操作してしまうといったヒューマンエラーを確実に防止することができる。

また、好ましくは、操作手順自動化サーバ２１は、要領書にもとづく操作結果書（図５参照）を表示し、作業者用端末装置３１から入力した操作完了情報にもとづいて、操作結果書を作成するとよい。
ここで、要領書（図示せず）は、塩素受入れ作業の手順を設定した書類として機能する。この要領書は、ホールドポイント（チェックポイントとも呼ばれる。）が設定されている。また、操作結果書は、要領書と比べると、レ印用欄と承認印用欄を有している点が相違し、ホールドポイントをクリアすると、レ印用欄内にレ印が入力され、係長や課長の承認を受ける記録書として機能する。
このようにすると、オペレータ２０は、操作結果書により、作業手順の進捗などを容易に確認することができ、確実性を向上させることができる。また、各操作が完了すると、操作完了情報にもとづいて、順次、操作結果書が自動的に作成されるので、作業効率を向上させることができ、さらに、手入力による入力ミスを排除することができる。

また、さらに好ましくは、操作手順自動化サーバ２１は、後述するように、操作結果書データを作業者用端末装置３１に出力するとよい。
このようにすると、作業者３０は、作業者用端末装置３１のモニタ画面で操作結果書を見て、作業全体の進捗などを把握できるので、心理的な負担を軽減することができる。

カメラ用サーバ２２は、図示してないが、表示装置（たとえば、パソコンのモニタ画面として用いられる液晶表示装置）や記録手段（たとえば、ハードディスク）を有している。この表示装置は、撮像手段３２からの画像データを計器室２００のオペレータ２０に対して表示する。また、上記の記録手段は、撮像手段３２からの画像データを記録する。
このようにすると、作業者３０の操作に対して、オペレータ２０によるリアルタイム動画像による確認を並行して行うことができるので、操作の確実性を大幅に向上させることができる。また、カメラ用サーバ２２は、入力した画像データを記録しているので、操作の記録性を向上させることができる。

現場機器管理サーバ２３は、識別手段であるＩＣタグ３１１〜３１７、及び、識別情報読み取り手段であるＩＣタグリーダ３３が読み取った識別情報（ＩＣタグ情報）などを管理する。この現場機器管理サーバ２３は、操作手順自動化サーバ２１と接続されており、入力した上記識別情報を操作手順自動化サーバ２１へ出力する。
なお、本実施形態の現場機器管理サーバ２３は、手動弁３０１〜３０７などを管理するサーバとしてあるが、様々な装置や機器を管理対象とすることができる。

また、好ましくは、現場機器管理サーバ２３は、操作手順自動化サーバ２１の操作完了情報にもとづいて、操作完了リスト（図６参照）を作成し、表示するとよい。
ここで、操作完了リストは、塩素受入れ作業における各種操作のうち、完了した操作のリストとして機能する。また、操作完了リストは、塩素受入れ作業における一連の操作が終了すると、直長の承認を受ける記録書としても機能する。
このようにすると、オペレータ２０及び作業者３０は、操作完了リストにより、作業の進捗状況を容易に確認でき、さらに、作業の引継ぎを確実に行うことができる。また、現場機器管理サーバ２３は、各操作が完了すると、操作完了情報にもとづいて、順次、操作完了リストを自動的に作成するので、作業効率を向上させることができ、さらに、手入力による入力ミスを排除することができる。なお、現場機器管理サーバ２３は、操作完了リストデータを作業者用端末装置３１に出力することができる。

また、さらに好ましくは、現場機器管理サーバ２３は、操作完了リストデータに、カメラ用サーバ２２から入力した各操作に対応する画像データを添付するとよい。
このようにすると、操作完了リストデータを用いて、各操作が正常に行われたか否かを、容易に、かつ、迅速に再確認することができる。また、上級者（たとえば、直長、係長、課長）にとっては、画像データを自ら確認することができるので、承認する際の信頼性を向上させることができる。

配管・計装図用サーバ２４は、配管・計装図（図示せず）を表示するサーバであり、操作手順自動化サーバ２１の操作完了情報にもとづいて、操作結果を配管・計装図に表示する。すなわち、本実施形態では、配管・計装図用サーバ２４は、モニタ（通常、液晶表示装置）に、手動弁３０１〜３０７や配管などを含む配管・計装図を表示しており、操作手順自動化サーバ２１の操作完了情報にもとづいて、操作結果（たとえば、初期状態の手動弁は白色で表示され、操作により開かれた手動弁は緑色で表示され、操作により閉じられた手動弁は赤色で表示される。）を配管・計装図に表示する。

ここで、一般的に、大型設備などにおいては、コントロールパネルに動作状況が表示されたり、あるいは、運転制御に用いる分散制御システム（ＤＣＳ）の画面に、計装ループが表示される。ただし、上記のコントロールパネルやＤＣＳの画面には、配管フロー上、手動弁などは表示されていない。
すなわち、本実施形態では、配管・計装図用サーバ２４がリアルタイムで操作結果を配管・計装図に表示するので、オペレータ２０は、作業の状況などを全体的に、かつ、リアルタイムで把握でき、確実性などを向上させることができる。特に、毒性や引火性を有する物質を取り扱う複雑な設備（たとえば、手動操作する弁などの数量が数十〜数百個である設備）においては、オペレータの心理的な負担を大幅に軽減するとともに、災害時や緊急時などに適切かつ迅速な対応を行うことが可能となる。

無線ＬＡＮアクセスポイント２６は、計器室２００内に設置されており、たとえば、作業者３０が所持する作業者用端末装置３１に新たなプログラムをインストールする際に用いられる。すなわち、作業者３０は、作業者用端末装置３１を計器室２００に持ち込み、無線ＬＡＮアクセスポイント２６による無線ＬＡＮにより、新たな作業指示などを作業者用端末装置３１にインストールする。

通話手段２７は、プラントエリア内の作業者３０と計器室２００内のオペレータ２０とが会話するための無線通話手段であり、本実施形態では、無線ページングを使用している。これにより、オペレータ２０は、プラントエリア内の複数の作業者３０と同時通話できるグループ通話を行っている。
このように、作業者３０とオペレータ２０とが会話することによって、作業者３０の緊張を和らげたり、あるいは、オペレータ２０と作業者３０との連絡を密に行うことができる。特に、作業者３０が一人で作業する場合、オペレータ２０と会話することにより、作業者３０は、心理的な安定を得ることができる。

計器室２００には、電気通信回線として、制御系ネットワーク４１、及び、無線ＬＡＮネットワーク４２が設けられている。制御系ネットワーク４１には、操作手順自動化サーバ２１が接続されている。また、無線ＬＡＮネットワーク４２は、制御系ネットワーク４１と接続されている。さらに、無線ＬＡＮネットワーク４２には、カメラ用サーバ２２、現場機器管理サーバ２３、配管・計装図用サーバ２４、セキュリティ認証サーバ４３、及び、無線ＬＡＮアクセスポイント２６が接続されている。

また、プラントエリア側には、電気通信回線として、無線ＬＡＮネットワーク４２と有線により接続された一又は二以上の防爆型無線ＬＡＮアクセスポイント２５などが設けられている。この防爆型無線ＬＡＮアクセスポイント２５は、作業者用端末装置３１や画像伝送用通信手段３６と無線通信を行うことができる。すなわち、本実施形態の電気通信回線は、事務所エリア側及びプラントエリア側に設けられており、操作手順自動化サーバ２１などと作業者用端末装置３１との間での通信は無線ＬＡＮを経由して行い、かつ、撮像手段３２が撮像した画像データをカメラ用サーバ２２へ伝送する。

図２に示すように、工場３００は、外シャッターや内シャッターなどで仕切られたタンクローリーヤードを有しており、内シャッターの内側には、手動弁３０１〜３０７、配管、ポンプ、操作盤３０８、及び、タンク３０９などが設置されている。
また、手動弁３０１〜３０７には、識別手段として、それぞれ手動弁用ＩＣタグ３１１〜３１７が取り付けられている。
なお、作業者３０は、工場３００内で、後述する作業を行っている。

図３に示すように、作業者３０は、作業者用端末装置３１、撮像手段３２、ＩＣタグリーダ３３、マイク３４、ヘッドフォン３５、及び、画像伝送用通信手段３６などを所持している。

作業者用端末装置３１は、通常、携帯型パソコンであり、無線ＬＡＮを内蔵している。この作業者用端末装置３１は、上述した防爆型無線ＬＡＮアクセスポイント２５などを介して、操作手順自動化サーバ２１や現場機器管理サーバ２３などと通信することができる。
また、作業者用端末装置３１は、工場３００内の作業者３０に対して、操作手順自動化サーバ２１からの操作情報などを提供する。さらに、所定の操作が完了し、作業者３０が、所定の操作が完了した旨の入力を行うと、操作完了情報を出力する。なお、この操作完了情報は、上述した電気通信回線などを介して、操作手順自動化サーバ２１に出力される。
さらに、作業者用端末装置３１は、内蔵したＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信機能により、ＩＣタグリーダ３３と双方向通信を行うことができる。

撮像手段３２は、通常、ＣＣＤカメラであり、作業者３０が行う各種操作の作業を撮像し、撮像した画像データを出力する。この画像データは、画像伝送用通信手段３６及び上述した電気通信回線などを介して、カメラ用サーバ２２に出力される。
また、撮像手段３２によって撮像される画像は、通常、動画像であるが、操作の内容などによっては、静止画像（たとえば、開度表示手段を有する手動弁に対しては、操作後に撮像した開度表示手段の静止画像）であってもよい。

また、本実施形態の撮像手段３２は、作業者３０のヘルメットに取り付けられたＣＣＤカメラとしてある。これにより、撮像手段３２は、操作する作業者３０の手元付近を撮像することができ、たとえば、手動弁３０１〜３０７を開閉する操作においては、手動弁３０１〜３０７の動きを鮮明に撮像することができる。
なお、撮像手段３２が取り付けられる場所は、ヘルメットに限定されるものではなく、たとえば、肩などであってもよい。また、撮像手段３２は、着脱自在に作業者３０に取り付けられてもよい。

ここで、好ましくは、ヘルメットに取り付けられた撮像手段３２の代わりに、あるいは、この撮像手段３２とともに、遠隔操作によりズーム、パン、チルト操作の可能な移動仮設型のカメラ（図示せず）を用いてもよい。このような移動仮設型のカメラは、通常、台車などに取り付けられており、カメラ用サーバ２２や作業者用端末装置３１などから遠隔でズームやパン、チルト操作が可能である。また、移動仮設型のカメラは、一般的に、防爆型である。この理由は、プラントエリアは、基本的に危険地区であるため、移動と仮設が繰り返される移動仮設型のカメラは、防爆型である必要があるからである。

本実施形態では、上記の移動仮設型のカメラとして、たとえば、特開２００９−０３８５４４号公報に記載された防爆型ネットワークカメラ及び無線ＬＡＮ防爆型中継器を台車に取り付けた移動型監視カメラ（図示せず）を用いている。
すなわち、ヘルメットに小型の撮像手段３２が取り付けられた作業者３０（あるいは、オペレータ２０）は、移動型監視カメラを移動させながらプラントエリア内を巡回しており、このときに異常があれば、ズーム、パン、チルト操作の可能なカメラによって、その画像を撮像することができる。ここで、上記のズーム、パン、チルト操作は、作業者３０のみでなく、計器室２００のオペレータ２０によっても行われる。この画像データは、上述したように、カメラ用サーバ２２に出力され、作業者３０とオペレータ２０は、画像による現場状況や現場操作等の情報を共有化できるので、適切かつ迅速な対応を行うことができる。特に、迅速な対応が要求される災害時などにおいては、格段の効果を発揮することができる。
なお、本実施形態では、防爆型としてあるが、プラントエリアの危険地区以外であれば、これに限定されるものではない。

また、移動型監視カメラによって、手動弁３０１〜３０７の開閉操作では、その開閉位置（全開、微開、半開などの状態）や作業者３０の全体的な動作を、オペレータ２０は、画像から確認することができる。
さらに、移動型監視カメラは、オペレータ２０の遠隔操作によって、作業者３０の表情をカメラ用サーバ２２のモニタ画面に映し出すことができるので、オペレータ２０は、作業者３０の状態を画像により確認することができる。
また、現場作業では、一連の作業を複数の箇所で、複数の作業者３０で行うこともあり、かかる場合、リーダが、各作業者３０の操作を監視する。すなわち、移動型監視カメラは、複数の離れた場所での操作があっても、遠隔操作により各操作の画像を撮像することができるので、リーダは、各操作を見ることができ、確実に操作が行われたことを容易に確認することができる。

ＩＣタグリーダ３３は、識別情報読み取り手段であり、上述した手動弁用ＩＣタグ３１１〜３１７の識別情報を読み取り、読み取った識別情報を出力する。この識別情報は、作業者用端末装置３１及び上述した電気通信回線などを介して、現場機器管理サーバ２３に伝送される。

マイク３４及びヘッドフォン３５は、計器室２００内のオペレータ２０とプラントエリア内の作業者３０とが会話するための無線機（図示せず）と接続されており、この無線機は、上述した通話手段２７と双方向通信を行うことができる。

画像伝送用通信手段３６は、撮像手段３２用の画像伝送機器であり、撮像手段３２が撮像した画像データは、上述した電気通信回線などを介して、カメラ用サーバ２２に伝送される。

次に、上記構成の操作の支援・確認システム1の動作などについて、図面を参照して説明する。
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の一実施形態にかかる操作の支援・確認システムの動作を説明するための概略フローチャート図を示している。
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、まず、各サーバ（操作手順自動化サーバ２１、カメラ用サーバ２２、現場機器管理サーバ２３、及び、配管・計装図用サーバ２４）や作業者用端末装置３１などが起動される（ステップＳ１）。
ここで、操作手順自動化サーバ２１、カメラ用サーバ２２、現場機器管理サーバ２３、及び、配管・計装図用サーバ２４などは、クライアント・サーバ・システムのサーバとして機能する。また、作業者用端末装置３１は、上記クライアント・サーバ・システムのクライアントとして機能する。すなわち、作業者用端末装置３１は、作業者３０が表示画面の切り替えを行うことにより、たとえば、操作手順自動化サーバ２１からの操作情報（作業指示情報）を表示させたり、あるいは、現場機器管理サーバ２３からの現場機器情報（操作する機器に関する情報）を表示させたりすることができる。

次に、操作手順自動化サーバ２１や現場機器管理サーバ２３などに塩素受入れ作業のプログラムを起動させる（ステップＳ２）。この起動は、オペレータ２０が、操作手順自動化サーバ２１や現場機器管理サーバ２３などに対して行うことができ、また、作業者３０が、作業者用端末装置３１を介して操作手順自動化サーバ２１や現場機器管理サーバ２３などに対して行うことができる。
また、上記の起動により、操作手順自動化サーバ２１、現場機器管理サーバ２３及び配管・計装図用サーバ２４などは、塩素受入れ作業に関する情報などを自動的に表示する。さらに、現場機器管理サーバ２３に塩素受入れ作業のプログラムが起動されると、塩素受入れ作業に対するＩＣタグシステムが作動する。

ここで、上記の塩素受入れ作業は、設備のスタートアップ準備工程における複数の作業の一つである。すなわち、本実施形態の操作の支援・確認システム1の動作の一例として、作業者３０が行う各種操作が、毒性を有する塩素を取り扱う設備（装置を含む。）に対する操作であり、かつ、設備のスタートアップ準備工程における操作である場合について説明する。
なお、操作の支援・確認システム1が好適に対応できる各種操作は、特に限定されるものではなく、たとえば、引火性を有する物質を取り扱う設備に対する操作であり、かつ、設備のスタートアップ操作工程における操作であってもよい。ただし、引火性を有する物質を取り扱う場合には、作業者３０が所持する装備（たとえば、作業者用端末装置３１）として、防爆型のものを用いる必要がある。

また、塩素受入れ作業のプログラムが起動された操作手順自動化サーバ２１は、モニタ画面に、一連の操作内容などを表示するとともに、上述した電気通信回線を介して、一連の操作内容などを含む操作情報（作業指示情報）を、作業者３０が所持する作業者用端末装置３１に出力する。これにより、作業者用端末装置３１は、操作手順自動化サーバ２１からの操作情報を作業者３０に提供する。また、作業者用端末装置３１は、上述したように、作業者３０が表示画面の切り替えを行うことにより、現場機器管理サーバ２３からの現場機器情報（操作する機器に関する情報）を表示させ、現場機器管理サーバ２３から現場機器情報を作業者３０に提供する。
ここで、図示してないが、上記の操作情報には、操作の順番、操作の名称、操作内容、操作場所などに関する情報が含まれている。これにより、オペレータ２０及び作業者３０は、これから行う操作について共通の認識を得ることができる。

次に、作業者３０は、提供された操作情報にもとづいて、所定の操作（たとえば、第１の操作として、第１手動弁３０１をＯＰＥＮ（開）とする操作）を行う。すなわち、作業者３０は、第１手動弁３０１の設置場所に移動し、第１手動弁３０１に取り付けられている第１手動弁用ＩＣタグ３１１のＩＣタグ情報をＩＣタグリーダ３３で読み込む（ステップＳ４）。
読み込まれたＩＣタグ情報は、上述した作業者用端末装置３１及び電気通信回線を介して、現場機器管理サーバ２３に出力され、さらに、現場機器管理サーバ２３から操作手順自動化サーバ２１に出力される。

次に、作業者用端末装置３１は、ＩＣタグリーダ３３から入力したＩＣタグ情報が操作情報と一致しているか否かを判断し（ステップＳ５）、一致している（正しい）とき、第１手動弁３０１をＯＰＥＮ（開）とする操作を行うよう指示する情報（通常、弁の名称や操作内容を表示する指示画面（図示せず））を、表示装置に表示する（ステップＳ６）。

なお、ＩＣタグ情報が操作情報と一致していない（誤っている）とき、作業者用端末装置３１及び操作手順自動化サーバ２１は、警報を発する。これにより、作業者３０が自ら気づき、あるいは、オペレータ２０に指摘されるなどして、再度、第１手動弁用ＩＣタグ３１１のＩＣタグ情報の読み込みが行われる。（ステップＳ４）。
上記の動作により、作業者３０は、多数の手動弁３０１〜３０７の中から第１手動弁３０１を確実に見つけ出すことができる。

次に、作業者３０は、作業者用端末装置３１の指示画面にしたがって、第１手動弁３０１をＯＰＥＮ（開）とする操作を行うとともに、撮像手段３２（本実施形態では、ヘルメットに取り付けられたカメラと移動型監視カメラ）が、上記操作の作業状況を撮像する（ステップＳ７）。この撮像された画像データは、画像伝送用通信手段３６及び上述した電気通信回線などを介して、カメラ用サーバ２２に出力される。
また、オペレータ２０は、カメラ用サーバ２２の液晶表示装置に映し出される操作の作業画像を見て、操作が正常に行われたことをリアルタイムで確認する（ステップＳ８）。

ここで、作業者３０とオペレータ２０は、上述したように、自由に会話することができるので、通常、作業者３０の「これから、操作を開始します。」及びオペレータ２０の「了解しました。」といった会話の後、上記の操作やオペレータ２０の確認が行われる。すなわち、操作の支援・確認システム1によれば、オペレータ２０がリアルタイム動画像による確認を並行して行うことができるので、操作の確実性を大幅に向上させることができる。
また、カメラ用サーバ２２は、入力した画像データを記録しているので、操作の記録性を向上させることができ、また、作業者３０やオペレータ２０の注意力が低下するといった不具合を抑制することができる。

次に、作業者３０は、操作（第１手動弁３０１をＯＰＥＮ（開）とする操作）を完了すると、作業者３０は、作業者用端末装置３１に操作完了情報（第１手動弁３０１をＯＰＥＮ（開）とした旨の情報）を入力する（ステップＳ９）。この操作完了情報は、上述した電気通信回線を介して、操作手順自動化サーバ２１に出力される。
なお、作業者３０は、通常、各操作に関して、オペレータ２０への確認は行わず、操作を完了すると、操作完了情報を入力する。ただし、異常を感じるなどの必要な場合には、作業者３０は、オペレータ２０と操作結果などに関する連絡を行う。

また、操作完了情報を入力した操作手順自動化サーバ２１は、この操作完了情報を記憶するとともに、配管・計装図用サーバ２４へ出力する。そして、配管・計装図用サーバ２４は、入力した操作完了情報にもとづいて、上述したように、操作結果を配管・計装図（図示せず）に表示する（ステップＳ１０）。すなわち、配管・計装図用サーバ２４は、モニタ（液晶表示装置）上の第１手動弁３０１を緑色（緑色表示は、ＯＰＥＮ状態であることを意味する。）で表示する。
これにより、オペレータ２０は、作業の状況などを全体的に、かつ、リアルタイムで把握でき、確実性などを向上させることができる。特に、毒性や引火性を有する物質を取り扱う複雑な設備（たとえば、手動操作する弁などの数量が数十〜数百個である設備）においては、オペレータの心理的な負担を大幅に軽減するとともに、災害時や緊急時などに適切かつ迅速な対応を行うことが可能となる。

また、操作完了情報を入力した操作手順自動化サーバ２１は、操作結果書のレ印用欄内にレ印を自動的に入力する（ステップＳ１１）。すなわち、図５に示す「第１手動弁を開く」に対応するレ印用欄内に、レ印を自動的に入力する。このように、操作手順自動化サーバ２１は、操作完了情報にもとづいて、順次、操作結果書を自動的に作成する。

また、操作手順自動化サーバ２１は、入力した操作完了情報を現場機器管理サーバ２３に出力し、現場機器管理サーバ２３は、操作完了リストに、操作完了情報を自動的に入力する（ステップＳ１２）。このように、現場機器管理サーバ２３は、作業者用端末装置３１の入力情報にもとづいて、順次、操作完了リストを自動的に作成する。すなわち、操作手順自動化サーバ２１が操作完了情報を入力すると、現場機器管理サーバ２３によって、その分が書き込まれるので、操作完了リストは、操作の進捗とともに自動的に作成される。

さらに、操作手順自動化サーバ２１及び現場機器管理サーバ２３は、作成途中のあるいは作成が完了した操作結果書及び操作完了リストをそれぞれ表示したり印刷したりすることができる。
このようにすると、たとえば、作業者３０やオペレータ２０が交代する場合であっても、新しい作業者３０やオペレータ２０が操作状況を効率よく確認することができるので、操作状況の確実な引継ぎを行うことができる。

ここで、好ましくは、操作手順自動化サーバ２１が、作成途中のあるいは作成が完了した操作結果書を作業者用端末装置３１に出力するとよい。
すなわち、操作手順自動化サーバ２１の運転自動化プログラムの作業指示は、個々の操作がリストアップされているものの、作業全体の進捗などを把握しずらいといった不具合があった。これに対し、作業者３０は、作業者用端末装置３１のモニタ画面で操作結果書を見て、作業全体の進捗などを把握できるので、心理的な負担を軽減することができる。

さらに、操作手順自動化サーバ２１は、記憶した操作完了情報にもとづいて、モニタ画面に表示された一連の操作内容などを更新するとともに、上述した電気通信回線を介して、更新された操作情報を、作業者３０が所持する作業者用端末装置３１に出力する（ステップＳ１３）。これにより、作業者用端末装置３１は、操作手順自動化サーバ２１からの更新された操作情報（たとえば、次の操作の情報）を作業者３０に提供する。

続いて、図示してないが、操作の支援・確認システム1は、所定の操作に対して、上述したステップＳ４〜Ｓ１２などとほぼ同様の動作を繰り返した後、一連の操作が終了する。

次に、作業者３０は、計器室２００にて、操作手順自動化サーバ２１のモニタ画面に、図５に示す操作結果書（本実施形態では、塩素受入れ作業の操作結果書）を表示し、確認する（ステップＳ１４）。なお、この操作結果書は、上述したように（たとえば、ステップＳ１１のように、）、順次、自動的に作成されており、一連の操作に対して完成されている。

次に、作業者３０は、現場機器管理サーバ２３のモニタ画面に、図６に示す操作完了リスト（本実施形態では、塩素受入れ作業の操作完了リスト）を表示し、確認する（ステップＳ１５）。なお、この操作完了リストは、上述したように（たとえば、ステップＳ１２のように、）、順次、自動的に作成されており、一連の操作に対して完成されている。

続いて、作業者３０は、表示された操作結果書や操作完了リストを印刷し、直長、係長及び課長の承認を受けるための作業報告書として作成し（ステップＳ１６）、上長（直長、係長、課長）の承認を受け（ステップＳ１７）、塩素受入れ作業が終了する。
このように、上述した運転自動化プログラムと操作結果書とを連携させることによって、レ印用欄内にレ印の入力された操作結果書が、作業の進捗とともに自動的に作成されるので、確実性や信頼性を向上させることができる。
また、運転自動化プログラムと操作完了リストとを連携させることによって、操作完了リストが、作業の進捗とともに自動的に作成されるので、確実性や信頼性を向上させることができる。

ここで、好ましくは、現場機器管理サーバ２３が、上述したように、操作完了リストデータに、カメラ用サーバ２２から入力+した各操作に対応する画像データ（図５に示す画像データ（ファイル名：０１１５−１１０７や０１１５−１１１５など））を添付する機能を有しているとよい。すなわち、オペレータ２０が操作を確認している間の画像データだけを、所定の名称（本実施形態では、操作日時と対応させた名称）を付与して、操作完了リストデータに添付し、たとえば、０１１５−１１０７をクリックすると、第１手動弁３０１のＯＰＥＮ操作の画像が映し出される機能を有しているとよい。

このようにすると、操作完了リストデータを用いて、各操作が正常に行われたか否かを、容易に、かつ、迅速に再確認することができる。また、上長者（たとえば、直長、係長、課長）によっては、画像データを効率よく確認することができるので、承認する際の信頼性を向上させることができる。
また、操作完了リストデータを保管することにより、操作を撮像した画像データをも効率よく保管することができる。

以上説明したように、本実施形態の操作の支援・確認システム1によれば、プラント等における設備や装置の操作及び操作支援に対する確実性及び記録性を向上させ、さらに、作業効率の向上や省人化などを図ることができる。また、計器室２００のオペレータ２０と工場３００の作業者３０の負担を軽減し、熟練した作業者でなくても、適切かつ迅速に操作を行うことが可能となる。

以上、本発明の操作の支援・確認システムについて、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係る操作の支援・確認システムは、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、操作の支援・確認システム1は、塩素受入れ作業に対する構成としてあるが、これに限定されるものではない。すなわち、操作の支援・確認システム1は、プラント等における様々な作業に対応することができ、安全性が最優先される現場であるほど、操作結果書あるいは、各種操作を行う設備や装置の数量が多く、操作が複雑であるほど、各操作の確実性を向上させることによって、安全性をさらに向上させることができる。

また、上記実施形態では、作業者３０だけが設備や装置を手動操作する構成としてあるが、これに限定されるものではない。たとえば、プラントのスタートアップ操作やシャットダウン操作において、自動スタートアップ、自動シャットダウンなどの操作システム（自動化された操作を含んでいる。）と作業者３０による手動操作とが連携された操作に対しても、操作の支援・確認システム1は有効であり、上述したような効果を発揮することができる。

１ 操作の支援・確認システム
２０ オペレータ
２１ 操作手順自動化サーバ
２２ カメラ用サーバ
２３ 現場機器管理サーバ
２４ 配管・計装図用サーバ
２５ 防爆型無線ＬＡＮアクセスポイント
２６ 無線ＬＡＮアクセスポイント
２７ 通話手段
３０ 作業者
３１ 作業者用端末装置
３２ 撮像手段
３３ ＩＣタグリーダ
３４ マイク
３５ ヘッドフォン
３６ 画像伝送用通信手段
４１ 制御系ネットワーク
４２ 無線ＬＡＮネットワーク
４３ セキュリティ認証サーバ
２００ 計器室
３００ 工場
３０１〜３０７ 手動弁
３０８ 操作盤
３０９ タンク
３１１〜３１７ 手動弁用ＩＣタグ

Claims (10)

1. プラントや工場等のフィールドにおいて、作業者が行う各種操作を支援し、かつ、前記各種操作を画像により確認するための操作の支援・確認システムであって、
   前記各種操作に関する操作情報を出力し、かつ、操作完了情報を入力する操作手順自動化サーバと、
   前記フィールドにおいて、前記作業者に対し、前記操作手順自動化サーバからの前記操作情報を提供し、かつ、前記操作完了情報を出力する作業者用端末装置と、
   前記各種操作を撮像し、撮像した画像データを出力する撮像手段と、
   前記画像データを計器室のオペレータに対して表示する表示装置と、
   前記画像データを記録する記録手段と、
   前記操作手順自動化サーバと前記作業者用端末装置との間で通信を行い、かつ、前記画像データを前記表示装置及び前記記録手段へ伝送する電気通信回線と
   を備えたことを特徴とする操作の支援・確認システム。
2. 前記フィールド内の所定の現場機器に取り付けられた識別手段と、前記識別手段の識別情報を読み取り、読み取った識別情報を出力する識別情報読み取り手段と、前記識別手段及び前記識別情報を管理する現場機器管理サーバとを備え、前記電気通信回線が、出力された前記識別情報を前記現場機器管理サーバへ伝送することを特徴とする請求項１に記載の操作の支援・確認システム。
3. 前記現場機器管理サーバが、前記操作手順自動化サーバの前記操作完了情報にもとづいて、操作完了リストを作成し、表示することを特徴とする請求項２に記載の操作の支援・確認システム。
4. 前記現場機器管理サーバが、操作完了リストデータに、各操作に対応する前記画像データを添付することを特徴とする請求項３に記載の操作の支援・確認システム。
5. 前記撮像手段が、前記作業者に取り付けられたカメラ、及び、遠隔操作によりズーム、パン、チルト操作の可能な移動仮設型のカメラの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の操作の支援・確認システム。
6. 配管・計装図を表示する配管・計装図用サーバを備え、前記操作手順自動化サーバの前記操作完了情報にもとづいて、前記配管・計装図用サーバが、操作結果を前記配管・計装図に表示することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の操作の支援・確認システム。
7. 前記操作手順自動化サーバが、要領書にもとづく操作結果書を表示し、前記操作完了情報にもとづいて、前記操作結果書を作成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の操作の支援・確認システム。
8. 前記操作手順自動化サーバが、操作結果書データを前記作業者用端末装置に出力することを特徴とする請求項７に記載の操作の支援・確認システム。
9. 前記作業者と前記オペレータとが会話するための、通話手段を備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の操作の支援・確認システム。
10. 前記各種操作が、毒性を有する物質や引火性を有する物質を取り扱う設備に対する操作であり、かつ、前記設備のスタートアップ準備工程やスタートアップ操作工程における操作であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の操作の支援・確認システム。

Images