JP2011150671A - ヒューマンインタフェース装置とそれを用いたプロセス制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡単な操作でプロセス制御システムに関連した各種情報を反映させながら、効率よくより高度なプロセス制御システムの運転が行えるヒューマンインタフェース装置とそれを用いたプロセス制御システムを提供すること。
【解決手段】フルキーボード部と２画面を有するタッチスクリーン部とで構成されているヒューマンインタフェース装置と、このヒューマンインタフェース装置を介して電子化ビジネスシステムと電子化製造システムが結合されたプロセス制御システムである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ヒューマンインタフェース装置とそれを用いたプロセス制御システムに関するもので、詳しくは、プロセス制御システムに関連した各種情報を反映させることで、より高度なプロセス制御システムの運転が行えるヒューマンインタフェース装置とそれを用いたプロセス制御システムに関するものである。

従来から、たとえば特許文献１に記載されているように、コンピュータで構築された電子化ビジネスシステムと電子化製造システムとを統合することが提案されている。

図１５は、特許文献１に開示されている電子化ビジネスシステムを電子化製造システムと統合するための従来の技術例を示すブロック図である。図１５のシステムでは、電子化ビジネスシステム１００を使用してビジネス機能を電子化する。電子化ビジネスシステム１００は、オーダスケジューリング、インベントリ・トラッキング、品質管理などを含む機能を処理実行する電子化システムとして構築されている。

代表的な電子化ビジネスシステム１００は、受信した顧客オーダに基づく各製品のオーダスケジューリング、製品インベントリーおよび原材料インベントリに関するコンパイリング情報およびその他の情報などの機能を処理実行することができる。インベントリ・トラッキングは、主として消費された材料（または製造に向けられた材料）および製造された製品に関する通信に基づいて処理実行される。またインベントリ・トラッキングは、出荷部から出荷された製品および入荷部に到着した材料に関するレポートに基づいて処理実行される。

電子化製造システム２００はオプションプロセス情報システム２０１（以下プロセス情報システム２０１という）と、リアルタイムプロセス制御システム２０２（以下プロセス制御システム２０２という）とを含む。プロセス情報システム２０１は、製造プロセスの監視や運転操作にあたるオペレータの作業を支援する。プロセス情報システム２０１は少なくとも１つのプロセス制御システム２０２に対するインタフェースとして機能し、プロセス情報システム２０１の機能階層の一部は多重プロセス制御システム２０２に対する標準インタフェースとして機能する。

これら電子化ビジネスシステム１００と電子化製造システム２００は、ヒューマンインタフェース３００を介して結合されている。

ヒューマンインタフェース３００は、たとえば電子化ビジネスシステム１００から製品のワークオーダを受ける。このワークオーダはスケジューリング要求（たとえば納入時期）と結合されている。したがってオペレータは、ヒューマンインタフェース３００を操作してこのワークオーダ情報を電子化製造システム２００に伝送する。

一方、ヒューマンインタフェース３００は、たとえば製造データを、プロセス情報システム２０１から間接に、または反応器および押出器などの製造装置のインタフェースとしてのプロセス制御システム２０２から直接に検索する。オペレータはヒューマンインタフェース３００を操作してこれらのデータを電子化ビジネスシステム１００中の更新インベントリ情報の中に入力する。

特表平９−５０３３２５号公報

しかし、図１５に記載されている従来のヒューマンインタフェース３００について、電子化ビジネスシステム１００と電子化製造システム２００との間に設けられていて、必要に応じてオペレータが操作することによりデータの授受を行う機能を有することは推測できるものの、オペレータの操作性を考慮して効率よくプロセス制御システムの運転が行えるようにするための具体的な構成は何も明示されていない。

本発明は、このような従来の問題点に着目したものであり、その目的は、比較的簡単な操作でプロセス制御システムに関連した各種情報を反映させながら、効率よくより高度なプロセス制御システムの運転が行えるヒューマンインタフェース装置とそれを用いたプロセス制御システムを提供することにある。

このような課題を達成する請求項１の発明は、
電子化ビジネスシステムと電子化製造システムを結合するヒューマンインタフェース装置であって、
前記ヒューマンインタフェース装置は、フルキーボード部と２画面を有するタッチスクリーン部とで構成されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載のヒューマンインタフェース装置において、
前記フルキーボード部と２画面を有するタッチスクリーン部は、ヒンジを介して開閉可能に構成されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、
電子化ビジネスシステムと電子化製造システムがヒューマンインタフェース装置を介して結合されたプロセス制御システムにおいて、
前記ヒューマンインタフェース装置は、フルキーボード部と２画面を有するタッチスクリーン部とで構成されていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３に記載のプロセス制御システムにおいて、
前記フルキーボード部と２画面を有するタッチスクリーン部は、ヒンジを介して開閉可能に構成されていることを特徴とする。

請求項５の発明は、
電子化ビジネスシステムと電子化製造システムを結合するヒューマンインタフェース装置であって、
前記ヒューマンインタフェース装置は、
フルキーボード部と、前記電子化ビジネスシステムおよび電子化製造システムの少なくともいずれかを制御するための制御キー部と、ユーザーにより前記電子化製造システムを制御するための所定の機能が任意に割り付けられるユーザーズキー部と、前記電子化ビジネスシステムの機能別画面にアクセスするための所定の機能が任意に割り付けられる情報系割付キーを備え、
これら各キーは、共通のタッチパネル画面上で任意に編集できるソフトキーとして構成されていることを特徴とする。

請求項６の発明は、
電子化ビジネスシステムと電子化製造システムがヒューマンインタフェース装置を介して結合されたプロセス制御システムにおいて、
前記ヒューマンインタフェース装置は、
フルキーボード部と、前記電子化ビジネスシステムおよび電子化製造システムの少なくともいずれかを制御するための制御キー部と、ユーザーにより前記電子化製造システムを制御するための所定の機能が任意に割り付けられるユーザーズキー部と、前記電子化ビジネスシステムの機能別画面にアクセスするための所定の機能が任意に割り付けられる情報系割付キーを備え、
これら各キーは、共通のタッチパネル画面上で任意に編集できるソフトキーとして構成されていることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項５に記載のヒューマンインタフェース装置において、
前記フルキーボード部の表示は、複数の言語が選択できることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項６に記載のプロセス制御システムにおいて、
前記フルキーボード部の表示は、複数の言語が選択できることを特徴とする。

これらにより、効率よくより高度なプロセス制御システムの運転が行えるヒューマンインタフェース装置とそれを用いたプロセス制御システムが実現できる。

本発明に係るヒューマンインタフェース装置の一実施例を示す構成説明図である。 本発明に係るヒューマンインタフェース装置４００を用いたプロセス制御システムの概念ブロック図である。 本発明に係るヒューマンインタフェース装置４００を用いたプロセス制御システムにおける運転監視画面例図である。 実システム表示部５１０に表示されるプロセス監視画面図の階層構造説明図である。 本発明に係るヒューマンインタフェース装置４００を用いたプロセス制御システムにおける他の運転監視画面例図である。 本発明に係るヒューマンインタフェース装置４００のタッチスクリーン部４２０の具体例図である。 本発明に係るヒューマンインタフェース装置４００のナビ／選択キー画面４２１の具体例図である。 本発明に係るヒューマンインタフェース装置４００の操作キー画面４２２の具体例図である。 ヒューマンインタフェース装置４００におけるタッチスクリーン部４２０の具体例を示すブロック図である。 本発明に係るヒューマンインタフェース装置４００を用いたプロセス制御システムの具体例を示すブロック図である。 本発明におけるヒューマンインタフェース装置のキーボードとして用いることができるタッチパネルの具体例を示す構成説明図である。 図１１のタッチパネル４４０を用いた操作卓の具体例を示す構成説明図である。 タッチパネル４４０における情報系割付キー領域４４２の動作説明図である。 図１３に連動した実システム表示部５１０と情報システム表示部５２０の表示例図である。 従来の技術例を示すブロック図である。

以下、本発明について、図面を用いて説明する。図１は、本発明に係るヒューマンインタフェース装置の一実施例を示す構成説明図である。図１において、ヒューマンインタフェース装置４００は、フルキーボード部４１０と２画面を有するタッチスクリーン部４２０とで構成されている。これらフルキーボード部４１０とタッチスクリーン部４２０は、たとえばヒンジ４３０を介して開閉可能に連結されている。

フルキーボード部４１０は、従来からパーソナルコンピュータなどで用いられている一般的なキーボードと同様に、複数の文字記号キー、各種のファンクションキーや操作キー４１１、テンキー４１２などが配列されている。

タッチスクリーン部４２０には、ナビ／選択キー画面４２１と操作キー画面４２２が設けられている。ナビ／選択キー画面４２１は、表示画面に割り当てられている所定のキー領域にタッチすることにより、操作目的に応じた所定の操作手順案内画面や操作画面を選択できる。操作キー画面４２２は、表示画面に割り当てられている所定のキー領域にタッチすることにより所定の操作対象に対して具体的な操作実行を指示できる。なお、タッチスクリーン部４２０は、たとえば静電容量結合型のタッチパネルとして形成されている。

図２は本発明に係るヒューマンインタフェース装置４００を用いたプロセス制御システムの概念ブロック図であり、図１５と共通する部分には同一の符号を付けている。すなわち、電子化ビジネスシステム１００と電子化製造システム２００は、ヒューマンインタフェース装置４００を介して結合されている。

ヒューマンインタフェース装置４００のフルキーボード部４１０は電子化ビジネスシステム１００の操作に用いられ、タッチスクリーン部４２０は電子化製造システム２００のプロセス情報システム２０１およびプロセス制御システム２０２の操作に用いられる。

図３は、本発明に係るヒューマンインタフェース装置４００を用いたプロセス制御システムにおける運転監視画面例図であって、初期画面例を示している。監視表示装置５００は、電子化製造システム２００に関連した各種のプロセス監視情報を表示する実システム表示部５１０と、電子化ビジネスシステムに関連した各種情報を表示する情報システム表示部５２０とで構成されている。

図３において、実システム表示部５１０にはプロセス監視情報が表示される。実システム表示部５１０は、複数の画面で構成されている場合にはそれぞれの画面が重なり合わないようにして表示される。実システム表示部５１０に表示されるプロセス監視画面は、たとえば図４に示すように複数段階の階層構造として編集作成されている。図４では、上位から下位に向かって、エリア→ユニット→グループ→ディテールの４階層の例を示している。上位階層に向かうほど広範囲で要約された情報が得られ、下位階層に向かうほど特定に絞り込まれた詳細な情報を得ることができる。

エリアの階層では、オペレータの所掌範囲全体の運転状態や運転履歴を要約表示するためのグラフィックオーバービュー画面やアラームサマリ画面を選択表示できる。

ユニットの階層では、エリア内における蒸留塔、反応槽、加熱炉などの個々のプロセス装置ユニットの運転状態や運転履歴に関連したユニット画面、トレンド画面、ユニットアラームサマリ画面を選択表示できる。

グループの階層では、８点から１６点程度の監視制御点について、状態や履歴や工程の実行状態などを表示するためのグループ画面、グループトレンド表示画面を選択表示できる。

そしてディテールの階層では、個々の監視点についての制御パラメータやリミット値などの詳細を表すディテール画面を表示する。

再び図３において、情報システム表示部５２０の表示画面は４分割されていて、これら分割画面の左上領域にはリアルタイム品質管理情報画面５２１が表示され、右上領域にはスケジュール／在庫管理情報画面５２２が表示され、左下領域にはリアルタイム原価管理情報画面５２３が表示され、右下領域には省エネ／環境情報画面５２４がそれぞれ割り当てられている。

これら実システム表示部５１０および情報システム表示部５２０の表示画面は、オペレータがヒューマンインタフェース装置４００のタッチスクリーン部４２０の所定のキー領域をタッチ操作することにより、任意に切り換えることができる。

なお、情報システム表示部５２０は、基本的には図３に示すような管理業務に関連する４分割画面を表示しているが、図５に示すように図４に示したプロセス関連画面を４分割画面に割り当てて分割表示することもある。

図５において、情報システム表示部５２０の４分割画面の左上領域にはエリア階層のグラフィックオーバービュー画面５２５が表示され、右上領域にはユニット階層のユニット画面５２６が表示され、右下領域にはグループ階層のグループ画面５２８が表示され、左下には図３に示した管理業務に関連する４分割画面５２７が縮小表示されている。実システム表示部５１０にはディテール画面が表示されている。

近年のプロセス制御システム運転の特徴としては、
１）大形で大規模な計測・操作点の運転監視が必要
２）多大な設備投資と長い運転寿命を前提とした２４時間運転が必要
３）複雑な化学的・物質的なプロセスで環境変数による代替値が中心であり、オペレータの知識・意志決定に依存する部分が多い
４）プロセスにおけるエネルギー消費が大きく効率化運転による省エネルギー効果が大きい
５）高い公共性を有することから制御システムの運転では絶対的安全操業を維持する社会的責任がある
などが指摘されている。

このような特徴は、以下に示すプロセス制御システムを運転操作するオペレータ業務の主要項目別割合の調査結果の推移から裏付けられている。２０００年に行われた調査によれば、
第１位 プロセス監視・・・・・・・・・・２５％
第２位 スケジュール／在庫管理・・・・・２０％
第３位 リアルタイム品質管理・・・・・・１３％
第４位 リアルタイム原価管理・・・・・・１２．５％
第５位 シミュレーショントレーニング・・１１．５％
になっていて、これら上位５項目の合計は全体業務の８２％に達している。

これに対し、１９９０年に行われた同様の調査では、
第１位 プロセス監視・・・・・・・・・・５０％
第２位 プロセス条件の変更・・・・・・・９％
第３位 手動ループ操作・・・・・・・・・８％
第４位 プロセス非定常処理・・・・・・・６％
第４位 原価／品質異常への対応・・・・・６％
第５位 レポート作成・・・・・・・・・・５％
であり、第２位から第５位までの合計は全体業務の３４％になっているが、これら第２位から第５位までの項目は２０００年時点に行われた調査ではいずれも６位以下であり、これら５項目の合計は１８％になっている。

これらの調査結果から明らかなように、プロセス制御システムのオペレータは、従来のプロセス監視操作を中心とする業務にとどまらず、生産管理、生産計画、各種エンジニアリング、保守業務などの生産に関与するためにシステムとの対話が必要なプラント管理者としての業務をも担うことが期待されている。本発明に係るヒューマンインタフェース装置４００を用いることにより、プラント管理者に期待されているこれらの業務を効率よく遂行することができる。

図６は、タッチスクリーン部４２０の具体例図である。タッチスクリーン部４２０のナビ／選択キー画面４２１および操作キー画面４２２は、それぞれ複数の画面から任意の画面をタブ（たとえばＡ〜Ｅ）で選択できるように構成されていて、図６はタブＡの画面を選択した例を示している。

ナビ／選択キー画面４２１のタブＡの画面には、電子化製造システム２００における監視表示装置５００の情報システム表示部５２０に表示する画面として、プロセス監視画面を選択するためのプロセス監視選択キー４２１ａ、スケジュール／在庫管理画面を選択するためのスケジュール／在庫管理選択キー４２１ｂ、リアルタイム品質管理画面を選択するためのリアルタイム品質管理選択キー４２１ｃ、リアルタイム原価管理画面を選択するためのリアルタイム原価選択キー４２１ｄ、シミュレーショントレーニング画面を選択するためのシミュレーショントレーニング選択キー４２１ｅおよび前述の順位には現われていないがプロセス運転にもきわめて重要な省エネ／環境管理画面を選択するための省エネ／環境管理キー４２１ｆが設けられている。

操作キー画面４２２のタブＡの画面には、実システム表示部５１０に表示する画面を選択する複数の画面選択キー４２２ａ、選択された制御ループの設定値や操作出力値を変更したり操作モードを手動操作Ｍか自動操作Ａを選択する選択キーなどを含む複数の調節キー４２２ｂ、実システム表示部５１０の表示画面上でカーソルを任意の方向に移動させるためのカーソルキー４２２ｃ、表示のオンオフ、警報の確認、警報出力の停止、各種操作の確認などを行うための複数の操作キー４２２ｄが設けられている。

図６のナビ／選択キー画面４２１のタブＡの画面でプロセス監視選択キー４２１ａが選択されると、電子化製造システム２００における監視表示装置５００の実システム表示部５１０および情報システム表示部５２０の表示画面には前述の図５のような画面が表示される。これに伴い、操作キー画面４２２もたとえば図７（Ａ）に示すようなタブＢの画面に切り替わる。

図７（Ａ）において、タブＢの画面には１〜４８番までの４８の測定点を選択する４８個の選択キー４２１ｇが設けられていて、測定点２番を選択するキーと測定点３０番を選択するキーが選択されている。この状態で、これら選択された測定点２番と３０番の処理系統図を確認したい場合には、図７（Ｂ）に示すタブＣの画面を選択する。

図７（Ｂ）において、タブＣの画面には、測定点２番の系統図４２１ｈと測定点３０番の系統図４２１ｉが表示されている。そして、測定点２番の系統図４２１ｈには「２−１」から「２−７」の操作手順が表示されていてそのうちの手順「２−４」を選択して監視している状態を示し、測定点３０番の系統図４２１ｉには「３０−１」から「３０−５」の操作手順が表示されていてそのうちの手順「３０−３」を選択して監視している状態を示している。

図８は、操作キー画面４２２のタブＢの画面例である。図６と図８の相違点は、調節キー４２２ｂを８ループのそれぞれに設けていることである。これにより、１画面で、８つのループのそれぞれ設定値や出力値や操作モードを個別に所望の状態に設定できる。

図９は、ヒューマンインタフェース装置４００におけるタッチスクリーン部４２０の具体例を示すブロック図である。ナビ／選択キー画面格納部４２３ａには、タブ（たとえばＡ〜Ｅ）を有する複数の画面データが格納されている。

ナビ／選択キー画面選択部４２３ｂは、ナビ／選択キー画面４２１でいずれかのタブが選択されと、そのタブを有する画面データをナビ／選択キー画面格納部４２３ａから読み出す。

ナビ／選択キータッチ位置検出部４２３ｃは、オペレータがタッチするナビ／選択キー画面４２１上の位置の座標を検出して、表示画面に割り当てられているキーの操作を有効にする。

ナビ／選択キータッチ位置校正部４２３ｄは、ナビ／選択キー画面４２１のＸＹ座標とこのナビ／選択キー画面４２１に重ね合わされる図示しないタッチパネルのＸＹ座標とが一致するようにソフト的に補正処理する。

操作キー画面格納部４２３ｅには、タブ（たとえばＡ〜Ｅ）を有する複数の画面データが格納されている。

操作キー画面選択部４２３ｆは、操作キー画面４２２でいずれかのタブが選択されと、そのタブを有する画面データを操作キー画面格納部４２３ｅから読み出す。

操作キータッチ位置検出部４２３ｇは、オペレータがタッチする操作キー画面４２２上の位置の座標を検出して、表示画面に割り当てられているキーの操作を有効にする。

操作キータッチ位置校正部４２３ｈは、操作キー画面４２２のＸＹ座標とこの操作キー画面４２２に重ね合わされる図示しないタッチパネルのＸＹ座標とが一致するようにソフト的に補正処理する。

図１０は本発明に係るヒューマンインタフェース装置４００を用いたプロセス制御システムの具体例を示すブロック図であり、ヒューマンインタフェース装置４００に関わる系統の概要を示している。

図１０において、電子化ビジネスシステム１００、電子化製造システム２００、ヒューマンインタフェース装置４００は、営業部１１０、資材部１２０、原材料倉庫１３０、製品倉庫１４０、在庫管理部１５０、保全管理部１６０などとともに、バスＢを介して互いに接続されている。

またバスＢには、受注データ格納部１００ａ、生産計画情報格納部１００ｂ、品質管理情報格納部１００ｃ、原価管理情報格納部１００ｄ、シミュレーショントレーニングデータ格納部１００ｅ、原材料入出庫データ格納部１３０ａ、製品入出庫データ格納部１４０ａ、原材料予約データ格納部１５０ａ、省エネルギー／環境情報格納部１６０ａ、設備稼働データ格納部１６０ｂ、設備保全データ格納部１６０ｃ、生産実績データ格納部２００ａ、中間品入出庫データ格納部２００ｂ、プロセス運転データ格納部２００ｃなども接続されている。

このような構成において、営業部１１０は、顧客６００から製品注文が入ると、電子化ビジネスシステム１００に受注連絡を行う。

電子化ビジネスシステム１００は、受注データ格納部１００ａに受注情報を入力するとともに、生産計画情報格納部１００ｂに格納されている生産計画情報を参照して納期を営業部１１０に回答する。そして、受注情報に基づいて生産計画情報を更新するとともに、電子化製造システム２００に製品の処方情報と製造指図情報を出力する。

電子化製造システム２００は、電子化ビジネスシステム１００から入力される製品の処方情報と製造指図情報に基づき、中間品入出庫データ格納部２００ｂを参照して所定の中間品の在庫状況を確認し、中間品がある場合にはそれを用い、中間品がない場合には原材料を用いて所定の製品を製造し、製品倉庫１４０に納める。これら製品の製造に伴い、生産実績データ格納部２００ａに格納されている生産実績データ、中間品入出庫データ格納部２００ｂに格納されている中間品入出庫データおよびプロセス運転データ格納部２００ｃに格納されているプロセス運転データを更新する。

原材料倉庫１３０は、電子化製造システム２００が原材料を用いて所定の製品を製造した場合には、原材料入出庫データ格納部１３０ａに格納されている原材料入出庫データを更新する。

製品倉庫１４０は、電子化ビジネスシステム１００からの出荷指図に基づき、顧客６００に所定の製品を出荷する。また、製品の入出庫に伴い、製品入出庫データ格納部１４０ａに格納されている製品入出庫データを更新する。

在庫管理部１５０は、原材料入出庫データ格納部１３０ａに格納されている原材料入出庫データおよび原材料予約データ格納部１５０ａに格納されている原材料予約データを参照して、原材料入出庫データが生産計画情報に基づき予約されている原材料予約データとの差があらかじめ設定された値まで減少すると、資材部１２０に対して生産計画に見合った適切な所定量の原材料を購入するための原材料発注票を発行する。

資材部１２０は、在庫管理部１５０から発行された原材料発注票を受け取ると、電子化ビジネスシステム１００から入力される原材料発注指示に基づき、生産計画に見合った適切な所定量の原材料を原材料メーカー７００に発注する。

原材料倉庫１３０は、原材料メーカー７００から原材料発注票に基づく所定量の原材料が入荷されると、原材料入出庫データ格納部１３０ａに格納されている原材料入出庫データを更新する。

保全管理部１６０は、電子化製造システム２００をはじめとする管理対象エリア内における省エネルギー／環境情報、設備稼働情報および設備保全データを逐次収集し、省エネルギー／環境情報格納部１６０ａに格納されている省エネルギー／環境情報データ、設備稼働データ格納部１６０ｂに格納されている設備稼働データおよび設備保全データ格納部１６０ｃに格納されている設備保全データを逐次更新する。

さらに、電子化ビジネスシステム１００は、それぞれの担当部署から提出される中間品や製品の品質管理情報、原価管理情報およびシミュレーショントレーニングデータを収集し、品質管理情報格納部１００ｃに格納されている品質管理情報データ、原価管理情報格納部１００ｄに格納されている原価管理情報データおよびシミュレーショントレーニングデータ格納部１００ｅに格納されているシミュレーショントレーニングデータを逐次更新する。

このようなシステムにおいて、電子化製造システム２００のオペレータは、本発明に係るヒューマンインタフェース装置４００を用いて、電子化製造システム２００のプロセス監視操作を行うとともに、生産管理、生産計画、各種エンジニアリング、保守業務などの生産に伴う各種の情報データを必要に応じていつでも即時に確認することができ、プラント管理者としての業務を効率よく遂行できる。

なお、図１０には示していないが、電子化ビジネスシステム１００は、要求に応じて、原材料の調達から製品の出荷までに至る一連の処理データに基づいてトレーサビリティーのためのドキュメントを作成して提供することもできる。

図１１は、本発明におけるヒューマンインタフェース装置のキーボードとして用いることができるタッチパネルの具体例を示す構成説明図である。図１１において、タッチパネル４４０には、フルキーボード領域４４１、情報系割付キー領域４４２、制御キー領域４４３、ユーザーズキー領域４４４が設けられている。なお、ベゼルには、タッチパネルの設定を基本状態に設定するためのハードスイッチ４４５も設けられている。

フルキーボード領域４４１は、多言語に対応するように構成されている。具体的には、言語切替キー４４１ａにタッチすることにより、キートップの表示がたとえば日本語→英語→仏語→中国語→独語→西語→露語などそれぞれの言語に対応して切り替わり、各キーから設定された言語に割り当てられたコード信号を入力できる。なお、言語切替キー４４１ａのキートップ表示としては、言語によらず、たとえば唇マークを表示させることが望ましい。

情報系割付キー領域４４２は、電子化ビジネスシステムや電子化製造システムに関連した各種の情報画面をワンタッチで呼び出し切替表示するとともに各画面表示にリンクした制御が行えるように設定するものであり、プロセス監視／制御キー４４２ａ、スケジュール／在庫管理キー４４２ｂ、品質管理キー４４２ｃ、原価管理キー４４２ｄ、シミュレーション／トレーニングキー４４２ｅ、省エネ／環境管理キー４４２ｆが設けられている。

制御キー領域４４３には、電子化製造システムのプロセス制御システムにおける所定の操作対象を制御するための図１の操作キー画面４２２と同様な複数の操作キーが配列されている。なお、図１１は１ループのキー配列例を表示しているが、これら１ループのいずれかのキーに軽くタッチすることにより８ループのキー配列に切り替えることができ、さらに８ループのいずれかのキーに軽くタッチすることにより再び１ループのキー配列に切り替えることができる。

ユーザーズキー領域４４４は、ユーザーが任意に割り付けてパネルやウインドウの呼び出し、アプリケーションプログラムの起動などに用いるワンタッチ操作専用キーである。図１１では３２個のキーが表示されているが、これらユーザーズキーのいずれかのキーにタッチした状態で指を左右に動かすことによりキーを最大１２８個までスクロール表示させることができる。また、これら３２個のユーザーズキーのいずれかのキーに軽くタッチすることによりキーの表示は６４個に切り替わり、６４個のユーザーズキーのいずれかのキーに軽くタッチすることによりキーの表示は１２８個に切り替わり、１２８個のユーザーズキーのいずれかのキーに軽くタッチすることによりキーの表示は再び３２個に切り替わる。

このようなタッチパネルは、表面が平坦であることから、このままの状態でフルキーボードをブラインドタッチで操作することはきわめて困難である。この場合には、フルキーボード領域４４１と情報系割付キー領域４４２に、これら領域の各キートップが露出するように複数の窓穴が設けられた透明のプラスチックシートを貼り付けることにより、各キーの位置を窓穴で識別でき、ブラインドタッチ操作が可能になる。

図１２は図１１のタッチパネル４４０を用いた操作卓の具体例を示す構成説明図であって、図５と共通する部分には同一の符号を付けている。タッチパネル４４０は操作卓の天板上に配置されている。プロセス監視画面が表示される実システム表示部５１０と電子化ビジネスシステムに関連した各種情報を表示する情報システム表示部５２０は、オペレータがこれらの表示画面をタッチ操作できるようにして、天板上に上下方向に２段重ねで配置されている。

図１３は情報系割付キー領域４４２のプロセス監視／制御キー４４２ａ、スケジュール／在庫管理キー４４２ｂ、品質管理キー４４２ｃ、原価管理キー４４２ｄをそれぞれタッチした状態における情報系割付キー領域４４２の動作説明図であり、図１４はこれら所定キーのタッチに連動した実システム表示部５１０と情報システム表示部５２０の表示例図である。

プロセス監視／制御キー４４２ａがタッチ選択されると、情報系割付キー領域４４２には、（Ａ）に示すように、プロセス監視／制御に関連した「統合型アラーム管理ソフトウェア」、「安全システム」、「フィールド機器管理ツール」、「運転効率支援パッケージ」などの複数の選択項目が表示される。これらの選択項目は、いずれかの選択項目キーにタッチした状態で指を上下に動かすことにより上下方向にスクロール表示させることができる。

一方、実システム表示部５１０のプロセス監視／制御画面５１１の左辺近傍にはオペレーションナビキー領域５１２が表示され、情報システム表示部５２０には図３と同様なリアルタイム品質管理情報画面５２１とスケジュール／在庫管理情報画面５２２とリアルタイム原価管理情報画面５２３と省エネ／環境情報画面５２４よりなる４分割画面が表示される。

スケジュール／在庫管理キー４４２ｂがタッチ選択されると、情報系割付キー領域４４２には、（Ｂ）に示すように、スケジュール／在庫管理に関連した「原材料」、「仕掛品」、「製品」などの複数の選択項目が表示される。これらの選択項目も、いずれかの選択項目キーにタッチした状態で指を上下に動かすことにより上下方向にスクロール表示させることができる。

一方、実システム表示部５１０のプロセス監視／制御画面５１１の左辺近傍にはオペレーションナビキー領域５１２が表示され、情報システム表示部５２０のスケジュール／在庫管理情報画面５２２の左辺近傍にはリアルタイム品質管理情報画面５２１とリアルタイム原価管理情報画面５２３と省エネ／環境情報画面５２４が上下方向に３分割画面として縮小表示される。

品質管理キー４４２ｃがタッチ選択されると、情報系割付キー領域４４２には、（Ｃ）に示すように、品質管理に関連した「品質標準」、「品質プロセス」、「品質対策」などの複数の選択項目が表示される。これらの選択項目も、いずれかの選択項目キーにタッチした状態で指を上下に動かすことにより上下方向にスクロール表示させることができる。

一方、実システム表示部５１０のプロセス監視／制御画面５１１の左辺近傍にはオペレーションナビキー領域５１２が表示され、情報システム表示部５２０のリアルタイム品質管理情報画面５２１の左辺近傍にはスケジュール／在庫管理情報画面５２２とリアルタイム原価管理情報画面５２３と省エネ／環境情報画面５２４が上下方向に３分割画面として縮小表示される。

原価管理キー４４２ｄがタッチ選択されると、情報系割付キー領域４４２には、（Ｄ）に示すように、原価管理に関連した「計画原価」、「原価削減」、「原価発注」などの複数の選択項目が表示される。これらの選択項目も、いずれかの選択項目キーにタッチした状態で指を上下に動かすことにより上下方向にスクロール表示させることができる。

一方、実システム表示部５１０のプロセス監視／制御画面５１１の左辺近傍にはオペレーションナビキー領域５１２が表示され、情報システム表示部５２０のリアルタイム原価管理情報画面５２３の左辺近傍にはスケジュール／在庫管理情報画面５２２とリアルタイム品質管理情報画面５２１と省エネ／環境情報画面５２４が上下方向に３分割画面として縮小表示される。

以上説明したように、本発明によれば、比較的簡単な操作でプロセス制御システムに関連した各種情報を反映させながら、効率よくより高度なプロセス制御システムの運転が行えるヒューマンインタフェース装置とそれを用いたプロセス制御システムを実現できる。

１００ 電子化ビジネスシステム
２００ 電子化製造システム
２０１ プロセス情報システム
２０２ プロセス制御システム
４００ ヒューマンインタフェース装置
４１０ フルキーボード部
４２０ タッチスクリーン部
４２１ ナビ／選択キー画面
４２２ 操作キー画面
４４０ タッチパネル
４４１ フルキーボード領域
４４２ 情報系割付キー領域
４４３ 制御キー領域
４４４ ユーザーズキー領域
５００ 監視表示装置
５１０ 実システム表示部
５２０ 情報システム表示部

Claims (8)

1. 電子化ビジネスシステムと電子化製造システムを結合するヒューマンインタフェース装置であって、
   前記ヒューマンインタフェース装置は、フルキーボード部と２画面を有するタッチスクリーン部とで構成されていることを特徴とするヒューマンインタフェース装置。
2. 前記フルキーボード部と２画面を有するタッチスクリーン部は、ヒンジを介して開閉可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のヒューマンインタフェース装置。
3. 電子化ビジネスシステムと電子化製造システムがヒューマンインタフェース装置を介して結合されたプロセス制御システムにおいて、
   前記ヒューマンインタフェース装置は、フルキーボード部と２画面を有するタッチスクリーン部とで構成されていることを特徴とするプロセス制御システム。
4. 前記フルキーボード部と２画面を有するタッチスクリーン部は、ヒンジを介して開閉可能に構成されていることを特徴とする請求項３に記載のプロセス制御システム。
5. 電子化ビジネスシステムと電子化製造システムを結合するヒューマンインタフェース装置であって、
   前記ヒューマンインタフェース装置は、
   フルキーボード部と、前記電子化ビジネスシステムおよび電子化製造システムの少なくともいずれかを制御するための制御キー部と、ユーザーにより前記電子化製造システムを制御するための所定の機能が任意に割り付けられるユーザーズキー部と、前記電子化ビジネスシステムの機能別画面にアクセスするための所定の機能が任意に割り付けられる情報系割付キーを備え、
   これら各キーは、共通のタッチパネル画面上で任意に編集できるソフトキーとして構成されていることを特徴とするヒューマンインタフェース装置。
6. 電子化ビジネスシステムと電子化製造システムがヒューマンインタフェース装置を介して結合されたプロセス制御システムにおいて、
   前記ヒューマンインタフェース装置は、
   フルキーボード部と、前記電子化ビジネスシステムおよび電子化製造システムの少なくともいずれかを制御するための制御キー部と、ユーザーにより前記電子化製造システムを制御するための所定の機能が任意に割り付けられるユーザーズキー部と、前記電子化ビジネスシステムの機能別画面にアクセスするための所定の機能が任意に割り付けられる情報系割付キーを備え、
   これら各キーは、共通のタッチパネル画面上で任意に編集できるソフトキーとして構成されていることを特徴とするプロセス制御システム。
7. 前記フルキーボード部の表示は、複数の言語が選択できることを特徴とする請求項５に記載のヒューマンインタフェース装置。
8. 前記フルキーボード部の表示は、複数の言語が選択できることを特徴とする請求項６に記載のプロセス制御システム。

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