JP2014036284A

JP2014036284A - 計装用オペレータズコンソールの印字方法及びプラント監視制御システム

Info

Publication number: JP2014036284A
Application number: JP2012175562A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Sato; 信之佐藤
Original assignee: Hitachi High Tech Control Systems Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Control Systems Corp
Priority date: 2012-08-08
Filing date: 2012-08-08
Publication date: 2014-02-24

Abstract

【課題】
プラントの運転監視を行うためのグラフィック画面を白黒反転するものであっても、単純で高精細な画質の白黒反転印字が行え、効果的に高精細・高画質印字が可能となり、製品の高信頼性・高品質を得ることができること。
【解決手段】
本発明の計装用オペレータズコンソールの印字方法は、上記課題を解決するために、処理装置及びプロセス入出力インタフェ−スよりなるプラント制御装置と通信回線を介して接続され、前記プラント制御装置の制御状態を運転監視する計装用オペレータズコンソールのグラフィック画面上に表示される運転監視に用いる画面を用途、目的に応じて印字装置で印字する際に、前記グラフィック画面の背景色が黒に対して表示色が白であり、この白黒を反転させて印字を行うに当たり、アンチエイリアスによる画面補正に対して、色調整を行った後に印字することを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は計装用オペレータズコンソールの印字方法及びプラント監視制御システムに係り、特に、フィードバック制御やシーケンス制御或いはプラント状態監視等を行うプラント制御装置の制御状態を運転監視する計装用オペレータズコンソールのグラフィック画面を編集して高画質印字を行うものに好適な計装用オペレータズコンソールの印字方法及びプラント監視制御システムに関する。

従来、画面表示に用いられるフォントや図形は、指定された色で表示されており、例えば、白と黒を反転して印刷する場合、ビットマップイメージを作成し、白と黒の色コードを入れ替えて印字出力すれば、それなりの白黒反転印字を作成することができた。

しかし、最近の技術動向は進化の一途をたどっており、画像表示技術もスムージングやアウトライン処理或いはアンチエイリアスなどの処理を施して拡大表示すると、境界部分で表示色と背景色の中間階層色でドット配置され、より高画質イメージが形成される。

このような画面に対して、従来の白黒反転印字を行っても、境界部分は反転しないため、逆に中途半端な画質の印字になる。当然これらを回避する方法は、境界部分を再演算することで、作成することで可能である。

例えば、特許文献１に記載のように、要素本体画像の全画素に有効値を割り付け、背景に無効値を割り付けて、２値マトリクスで表現した要素形状画像を作成・記憶する工程と、要素本体画像の同一指定階調値として値の１つを記憶する工程と、指定階調値が条件を満たすディザマトリクスのしきい値に対応のマトリクス要素に有効値を、条件を満たさないしきい値に対応して無効値を割り付けたディザマスクを記憶する工程と、要素形状画像のディザマスクと同一サイズ毎に、ディザマスクとの対応するマトリクス要素同士の論理積演算をして、要素形状画像と同一サイズの２値マトリクスで表現した要素ディザ画像を作成する工程からなる画像処理の手法がある。

しかしながら、特許文献１に記載のような画像処理の手法では、単純な白黒反転を実現するには、複雑であり、処理時間がかかる。

また、プロセス制御監視システムの分野でも、グラフィック画面の高精細化が測られている。例えば、文字や線など表示色と背景色との境界がグラデーションで表示されたり、スムージングやアンチエイリアス処理が施されていることが、当たり前になっている。

このような画面に対し、画面イメージを印刷するハードコピーの機能が必要であるが、従来からの慣習や見映えの問題などから、背景色は黒を使う傾向にあり、印刷すると背景の黒が目立つため、白黒反転の機能が必要とされるが、白黒反転を指定した場合、文字や線などが不鮮明な印字となる。

特開２０００−１３７４７２号公報

一般に、プロセス監視制御システムに用いるグラフィック画面は、表示媒体やアーキテクチャの進歩に伴い、高精細で高品質な描画が可能になっている。また、それに伴いソフトウエアも技術的進歩をしており、スムージング、アウトライン、ディザリング、アンチエイリアス等の技法を標準的に使われるようになっている。

これらの技法を用いて作成された表示データは、文字や図形の境界部分を滲ませることにより、ギザギザになる部分を滑らかにし、高画質高精細な画像を提供できるようになる。

実際には、背景色と表示色との間のピクセル表示に中間色を配置し、これらの処理を施すことにより、そのまま表示・印字するのに問題があるわけではなく、むしろ容易に高画質高精細な画像として提供できる。

しかしながら、プラントの運転監視画面のハードコピー処理の機能の一つである白黒反転機能を行う場合、背景色と表示色の間（図形と背景の間）を補完する中間色の部分が、白でも黒でもないため（グレー色の階層色）、単純には白と黒を入れ替えるわけには行かないという問題がある。

本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、プラントの運転監視を行うためのグラフィック画面を白黒反転するものであっても、単純で高精細な画質の白黒反転印字が行え、効果的に高精細・高画質印字が可能となり、製品の高信頼性・高品質を得ることができる計装用オペレータズコンソールの印字方法及びプラント監視制御システムを提供するにある。

本発明の計装用オペレータズコンソールの印字方法は、上記目的を達成するために、処理装置及びプロセス入出力インタフェ−スよりなるプラント制御装置と通信回線を介して接続され、前記プラント制御装置の制御状態を運転監視する計装用オペレータズコンソールのグラフィック画面上に表示される運転監視に用いる画面を用途、目的に応じて印字装置で印字する際に、前記グラフィック画面の背景色が黒に対して表示色が白であり、この白黒を反転させて印字を行うに当たり、アンチエイリアスによる画面補正に対して、色調整を行った後に印字するか、
或いは、予め表示色を単純変換色と未変換色及び明度変換色に分けて定義し、前記明度変換色のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）値を、Ｈ（色相）、Ｓ（彩度）、Ｌ（明度）値に変換し、前記Ｌ（明度）値をのみを前記Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）値に戻す数値的反転処理を施して印字することを特徴とする。

また、本発明のプラント監視制御システムは、上記目的を達成するために、処理装置及びプロセス入出力インタフェ−スよりなるプラント制御装置と、該プラント制御装置の制御状態を運転監視する計装用オペレータズコンソールと、これら各機器を接続する通信回線とから成り、前記計装用オペレータズコンソールは、そのグラフィック画面上に表示される運転監視に用いる画面を用途、目的に応じて印字する印字装置を備え、該印字装置で前記グラフィック画面の背景色が黒に対して白黒反転させて印字を行うに当たり、アンチエイリアスによる画面補正に対して、色調整を行った後に印字するか、
或いは、前記計装用オペレータズコンソールは、そのグラフィック画面上に表示される運転監視に用いる画面を用途、目的に応じて印字する印字装置を備え、該印字装置で前記グラフィック画面の背景色が黒に対して白黒反転させて印字を行うに当たり、予め表示色を単純変換色と未変換色及び明度変換色に分けて定義し、前記明度変換色のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）値を、Ｈ（色相）、Ｓ（彩度）、Ｌ（明度）値に変換し、前記Ｌ（明度）値をのみを前記Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）値に戻す数値的反転処理を施して印字することを特徴とする。

具体的には、一度画像データをビットマップの色（ＲＧＢコード）に変換し、条件分けをして色変換を行うことで容易に可能となる。ＲＧＢ値は赤、緑、青の３原色を０〜ＦＦ（２５５）の２５６階調に分解した値である。

本発明で対象となる機能は、白黒反転であるため、次のように条件分けを行う。即ち、ＲＧＢ値で表現される黒(０、０、０)、白(ＦＦ、ＦＦ、ＦＦ)、グレー色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）（ただしＲ=Ｇ=Ｂ）を単純変換色と定義し、通常のカラー（一般に純色と呼ばれるもの、変換したくない色：任意定義）を未変換色として定義し、その他の色は明度変換色と定義する。

ＲＧＢ色空間は、プログラムからも操作しやすいが、色から色に徐々に変えたい場合には、あまり適さない形式となってしまう。そういう場合に効力を発揮するのが、ＨＳＬ色空間である。ＲＧＢではＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３つのパラメータで色を表したが、ＨＳＬではＨ(色相)、Ｓ（彩度）、Ｌ（明度）で表す。

以上の色コード体系に着目し、この明度変換色は、ＲＧＢ値を一度ＨＳＬ値に変換し明度の値のみを逆転し、再度ＲＧＢ値に戻す。これにより数値的反転処理を施すことにより、単純で高精細な画質の白黒反転印字を行え、効果的に高精細・高画質印字が可能となる。

本発明によれば、プラントの運転監視を行うためのグラフィック画面を白黒反転するものであっても、単純で高精細な画質の白黒反転印字が行え、効果的に高精細・高画質印字が可能となり、製品の高信頼性・高品質を得ることができるという効果がある。

本発明のプラント監視制御システムの構成例を示す図である。アンチエイリアスあり、なしの画面例を示す図である。反転処理した各パターンにおける画面例を比較して示す図である。本発明におけるハードコピー印字の処理フローを示す図である。本発明における白黒反転の処理フローを示す図である。

以下、図示した実施例に基づいて本発明の計装用オペレータズコンソールの印字方法及びプラント監視制御システムについて説明する。なお、各図において、同一構成部品には同符号を使用する。

図１に、プラント監視制御システムの構成例、図２に、アンチエイリアスあり、なしの画面例、図３に、反転処理した各パターンにおける画面の比較例、図４に、ハードコピー印字の処理フロー、図５に、白黒反転の処理フローを示す。

図１において、１０及び１２はプラント制御装置であり、このプラント制御装置１０及び１２は、通信回線４０を介してオペレータズコンソール５０、５２に接続されている。そして、このうちのプラント制御装置１０は、タンク２０に流れ込む２系統の流体、例えば、油の流量がセンサである流量計２２、２４により検出され、流量計２２、２４からの検出信号が取り込まれる。流量計２２、２４によって検出されたタンク２０に流れ込んだ油の総量が所定量になると、プロセスバルブ２６に制御信号を出力して、プロセスバルブ２６を開いて、タンク２０からタンク３０に油を流出させる。

また、プラント制御装置１０は、プロセスバルブ２６を開いた後の所定時間後には、プロセスバルブ２６を閉じるように制御される。更に、プロセスバルブ２６の後段にも流量計２８が設けられており、タンク２０からタンク３０に流れる油の流量が計測され、プラント制御装置１０に取り込まれる。

一方、プラント制御装置１２は、タンク３０の後段に接続されるプラントの状況を把握し、プロセスバルブ３２、３４を制御してマニュアル制御を行うものである。

また、これらの制御状態を運転監視するのが、上述したオペレータズコンソール５０、５２であり、ディスプレイ上に表示されるデータをプラントの構成等に合わせて表示するのが、グラフィック画面６０である。

このように、プラントのイメージを用いて、運転監視に用いる画面をグラフィック画面としている。当然のことであるが、このような画面はプラント設計の一つとして、作画されなければならない。また、これらの画面は、印字装置５５などによりハードコピー出力され、運転監視記録情報の一つとして必要な情報である。

一般的な運転監視画面は、任意に構築したグラフィック画面が主であり、より視覚的強調された画面が主流になりつつあり、高画質な画面を作るためにさまざまな手法を用いられている。

例えば、曲線を滑らかに見せる一手法としてアンチエイリアスというものがある。これは、図２に示すように、丸を書いた場合の境界を、どのように表現させるかといった例である。通常、図２の如く、アンチエイリアスなしの丸図形８０の場合は、黒丸と背景は独立しており、境界のピクセルがはっきりわかりギザギザが強調されている。これに対しアンチエイリアスありの丸図形８１にすると、境界に配置されたピクセルが背景色と滲むような中間色を配置することで、見た目上滑らかな曲線（丸）を表現できるようになる。

このように、表示体系の技術は進んでおり、高画質な画面を提供することができる。これらの技術は、印字についても同じである。表示した内容をそのまま印字するのであれば、特に問題となることはない。しかしながら、プラントの運転監視画面は、背景色が黒になるように作成される場合が多く、表示は見やすいが、印字すると全体が黒に沈み、見辛いばかりでなく、インクの無駄使いにもなりかねない。

これらの点を解決するため、白黒反転したハードコピーという機能があるが、最近の高画質画面に対しては、単純な白黒反転では、見映えの悪い結果となることもしばしばである。

その一例を、図３に示す。図３では、パターン１〜４における画面例を比較して表示している（反転処理比較例１００）。１０１に示すパターン１は、ベース画面の如く、黒背景に白で文字を書いた場合である。パターン１のＲＧＢ白黒反転では、文字の白も完全な白（ＲＧＢでＦＦ、ＦＦ、ＦＦ）でないため、完全な黒と完全な白を置き換えるため中途半端な反転表示になる。

そこで、中間色となるグレイ色を反転したのが、方式１のＲＧＢ１補数方式である。ここで言うグレー色とはＲＧＢ値が３つとも同じ値である（ただし、完全な白と完全な黒は除く）。白黒反転という意味では、かなりきれいに反転しているが、全体的にもわっとした感が残る。

そこで、グレー色以外の中間色についても補正するのに、方式２のＨＳＬ明度反転方式を用いる。これは、一度ＲＧＢ値をＨＳＬ値に変換し、明度（Ｌ）の値だけ反転し、再度ＲＧＢ値に変換する方法である。このように組み合わせて変換することで、よりきれいな白黒反転画像を得ることができる。

同様に、１０２のパターン２では白背景に黒文字、１０３のパターン３では黒背景に色文字、１０４のパターン４では色背景に白文字のように検証したが、どのパターンにおいても、有効であることがわかる。

次に、実際にハードコピーを行う処理について、図４を用いて説明する。

該図に示す如く、ハードコピーの印字要求があれば、まず、表示デバイスから画像情報を取り込む（ステップ２０１）。取り込んだ画像情報をＲＧＢの情報で制御されたビットマップ形式に展開する（ステップ２０２）。次に、白黒反転処理要求があれば（ステップ２０３）、白黒反転補正（ステップ２０４）によりビットマップを変更し、白黒反転処理要求がなければステップ２０４の処理をバイパスする。その後、ビットマップは出力用紙サイズに合わせてサイズ補正（ステップ２０５）を行う。更に、ファイル出力要求があれば（ステップ２０６）、補正済み画像情報をビットマップ等の画像ファイルに出力（ステップ２０７）を行い、ファイル出力要求がなければ、ステップ２０７の処理をバイパスする。最終的に補正済み画像情報を印字デバイスに出力する（ステップ２０８）。

以上により、表示デバイスから表示情報を加工し、印字デバイスに出力することでハードコピー印字を行うことができる。

ここで説明したステップ２０４の白黒反転補正処理の一例を、図５を用いて説明する。本処理では、各ピクセルの色情報を補正する方法を説明する。

図５に示す如く、まず、最初のピクセルの色が単純変換色か判断する（ステップ３０１）。なお、単純変換色定義４００は、黒（ＲＧＢ値：０、０、０）、白（ＲＧＢ値：ＦＦ、ＦＦ、ＦＦ）、グレー階層色（Ｒ、Ｇ、Ｂ：ただしＲ＝Ｇ＝Ｂ）となる。ステップ３０１で単純変換色ならば色コードを補正する（ステップ３０２）。補正方法は、各ＲＧＢ値をＦＦ（２５５）から引いた値とする。よって補正色ＲＧＢは（２５５−Ｒ、２５５−Ｇ、２５５−Ｂ）という値となる。

ステップ３０２の処理を行った場合は、ステップ３０７の処理まで移行する。ピクセルの色が単純変換色でなければ、未変換色定義４０１か判断する（ステップ３０３）。ステップ３０３で未変換色でなければ明度変換色として処理する（なお、基本的に未変換色は純色と呼ばれる色であり、作画時に指定できる色とするのが一般的である）。明度変換色であれば、ＲＧＢ値をＨＳＬ値に変換する（ステップ３０４）（なお、ＲＧＢ値をＨＳＬ値に変換する手法は既に確立されており、ここではあえて説明しない）。ＨＳＬ値は、Ｈ（色相：０〜２３９）、Ｓ（彩度：０〜２４０）、Ｌ（明度：０〜２４０）に分解されて表現される。変換された値のうち明度だけを反転する(ステップ３０５)。よって、補正色ＨＳＬは（Ｈ、Ｓ、２４０−Ｌ）となる。更に、明度変換した値（ＨＳＬ値）を再度ＲＧＢ値に逆変換する（ステップ３０６）（この逆変換についても、変換する手法は既に確立されており、ここではあえて説明しない）。

以上の処理を最終ピクセルまで（ステップ３０７）行うことで白黒反転処理を実現可能である。なお、本例では、ピクセル単位で行っているが、色の管理をパレット管理している場合は、パレット内の情報補正で可能である。更に、未変換色定義４０１をコントロールすることで、各画面に応じた変換が可能となる。

以上により、高画質化された画面に対しても的確な白黒反転機能を有したハードコピー処理が可能であり、本発明が実現可能であることがわかる。

このように、プラント監視制御システムの分野で、プラントの運転監視を行うためのグラフィック画面を白黒反転する際、予め表示色を単純変換色と未変換色と明度変換色とに分け定義することで、場合分けを行い数値的反転処理を施すことにより、単純で高精細な画質の白黒反転印字を行え、効果的に高精細・高画質印字が可能となり、製品の高信頼性・高品質を提供することが可能となる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成を置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１０、１２…プラント制御装置、２０、３０…タンク、２２、２４、２８…流量計、２６…プロセスバルブ、４０…通信回線、５０、５２…オペレータズコンソール、５５…印字装置、６０…グラフィック画面、７０…運転監視画面例、８０…アンチエイリアスなしの丸図形、８１…アンチエイリアスありの丸図形、１００…反転処理比較例、１０１…黒背景に白文字のパターン例、１０２…白背景に黒文字のパターン例、１０３…黒背景に色文字のパターン例、１０４…色背景に白文字のパターン例、２０１〜２０８…ハードコピー印字処理のステップ、３０１〜３０７…白黒反転処理のステップ、４００…単純変換色定義、４０１…未変換色定義。

Claims

処理装置及びプロセス入出力インタフェ−スよりなるプラント制御装置と通信回線を介して接続され、前記プラント制御装置の制御状態を運転監視する計装用オペレータズコンソールのグラフィック画面上に表示される運転監視に用いる画面を用途、目的に応じて印字装置で印字する際に、前記グラフィック画面の背景色が黒に対して表示色が白であり、この白黒を反転させて印字を行うに当たり、アンチエイリアスによる画面補正に対して、色調整を行った後に印字することを特徴とする計装用オペレータズコンソールの印字方法。
処理装置及びプロセス入出力インタフェ−スよりなるプラント制御装置と通信回線を介して接続され、前記プラント制御装置の制御状態を運転監視する計装用オペレータズコンソールのグラフィック画面上に表示される運転監視に用いる画面を用途、目的に応じて印字装置で印字する際に、前記グラフィック画面の背景色が黒に対して表示色が白であり、この白黒を反転させて印字を行うに当たり、予め表示色を単純変換色と未変換色及び明度変換色に分けて定義し、前記明度変換色のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）値を、Ｈ（色相）、Ｓ（彩度）、Ｌ（明度）値に変換し、前記Ｌ（明度）値をのみを前記Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）値に戻す数値的反転処理を施して印字することを特徴とする計装用オペレータズコンソールの印字方法。
処理装置及びプロセス入出力インタフェ−スよりなるプラント制御装置と、該プラント制御装置の制御状態を運転監視する計装用オペレータズコンソールと、これら各機器を接続する通信回線とから成り、
前記計装用オペレータズコンソールは、そのグラフィック画面上に表示される運転監視に用いる画面を用途、目的に応じて印字する印字装置を備え、該印字装置で前記グラフィック画面の背景色が黒に対して白黒反転させて印字を行うに当たり、アンチエイリアスによる画面補正に対して、色調整を行った後に印字することを特徴とするプラント監視制御システム。
処理装置及びプロセス入出力インタフェ−スよりなるプラント制御装置と、該プラント制御装置の制御状態を運転監視する計装用オペレータズコンソールと、これら各機器を接続する通信回線とから成り、
前記計装用オペレータズコンソールは、そのグラフィック画面上に表示される運転監視に用いる画面を用途、目的に応じて印字する印字装置を備え、該印字装置で前記グラフィック画面の背景色が黒に対して白黒反転させて印字を行うに当たり、予め表示色を単純変換色と未変換色及び明度変換色に分けて定義し、前記明度変換色のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）値を、Ｈ（色相）、Ｓ（彩度）、Ｌ（明度）値に変換し、前記Ｌ（明度）値をのみを前記Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）値に戻す数値的反転処理を施して印字することを特徴とするプラント監視制御システム。