JP2015060404A - 設備の監視制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンピュータによる設備監視制御用システムを構成する装置は運転期間の長期化に伴って障害が発生することがある。同じ仕様の交換品が入手できない場合には、システムの一括更新という選択しかない場合がある。資産を有効活用するためにも、簡易な方法で設備監視制御システムの延命化を図ることができる合理的な方法が望まれている。【解決手段】故障装置と同一仕様の代替品が入手できない様な期間が経過した場合には、その時代に入手可能な装置を代替品として自由に適用しつつ監視制御システムを再構築する。ここでは、故障装置のみを対象にした新たな監視制御機能でを設けると共に、既存の監視制御システムの画面表示機能と画面操作機能をそのまま新たな監視制御システムに取込み統合する方法で、新たな設備監視制御システムを構築する。【選択図】 図１

Description

建物の空調設備や発電設備をはじめとする各種設備を運転管理するために、コンピュータシステムが利用される。本発明は、これらの運転機能を容易な方法で構築することを目的とする。対象とするコンピュータシステムは、建物設備の他、監視制御が可能な様に配置されたプラント、装置、機械類など、多様なものを対象として適用できる。

多くのビルや工場ではコンピュータで構成される設備の監視制御装置（以下、ＢＥＭＳ等という）が採用されることが多い。運転員は、ＢＥＭＳ等が表示するグラフィック画面による対話機能（以下、ＧＵＩという）を介して複数の設備の状態監視や運転操作を行うことができる。

BEMS等は、中核となる監視制御用コンピュータと設備の状態データを取込むほか設備に対して設定制御を行うためのデータ入出力装置から構成される。
ビルや工場の動力設備等の保守運用向けに導入が図られたＢＥＭＳ等では、設備の運転員が監視対象設備の運転状態を的確に把握し、運転を行いやすくするために、ＢＥＭＳ等のモニター上のＧＵＩ画面には種々の工夫が施されている。たとえば、構内に分散配置されている個々の設備の運転状態、すなわち設備の運転中／停止の状態や温度や消費電力、更には外気の空気取り込み用装置状態等を固有のシンボルや数値などで表示して運転員に通知することが行われる。

運転員はＧＵＩ画面に表示された設備状態や数値を確認して設備のリモート操作を行う。また、運転員がマウスなどの画面入力装置を用いて画面に表示される設備と対応する固有のシンボルのクリック操作やキーボードなどの入力デバイスを用いた数値や文字の入力操作をすることにより、設備の起動や停止、運転目標値の変更設定などの設備運転に必要な操作が行われる。

これらのBEMS等が管理対象とする設備の耐用期間は比較的長期であるにもかかわらず、BEMS自身の耐用期間は短く、このため運転期間の経過とともにBEMS等を構成する装置の故障が先行して発生するようになる。この様な場合、BEMS等は故障の発生した装置を同一仕様の製品（以下、予備品等という）への取替作業を行ってシステム機能の維持を図っているが、運転期間の経過とともにこの作業量は多くなる。
一方、BEMS等を構成する、いわゆるIT系と呼ばれる装置は一般的に製品のライフサイクルが短いことから、設備に比較して短期間でメーカーの製造中止となることが多い。このため、取替えの必要な時期に予備品の入手が不可能となってしまうという状況がしばしば見受けられる。

多数設けられる設備入出力装置のうちの一つが故障した場合などでは、予備品等がないことが原因で、コンピュータや他のデータ入出力装置を含むBEMS等の全体を、新たな装置に更新する必要性に迫られることもある。この様な場合、異なる仕様の製品を適用して対策をする方法も考えられるが、現実はほとんど採用されていないというのが実態である。

理由は、既存のBEMS等の動作する条件が、専用の仕様品となっていることが多いためである。すなわち、特定のコンピュータプログラムや特定のデータ入出力装置と組合せて動作することを前提に開発されたシステムであるためである。従って、上記のように、新たなデータ入出力装置を組み込むためには、コンピュータのプログラムの改造や他の装置との信号やデータ様式の整合を図るための調整が必要となる。これらの作業量が多くなり、結果的に費用が高価になる。

特願２０１０−５２３９１７ 特願２０１０−１６７８０８

本発明の解決すべき課題を以下に示す。
既存のBEMS等を構成するコンピュータや健全なデータ入出力装置をそのまま活用しながら、故障の発生したデータ入出力装置の機能のみを、運転期間が経過した時代に入手できる適切な代替装置を利用して部分的に置換する方法で、既存のBEMS等と同等の機能を維持することのできる合理的な仕組みが求められている。

既存のBEMS等とは独立に,これらのBEMS等の制約を受けない新たなBEMS等（以下、新たなBEMS等という）の装置を設け、既存のBEMS等が対象とする設備と、故障したデータ入出力装置に替えて代替データ入出力装置を用いて、新たなBEMS等による統合した一体的に運用を行う仕組みを設ける。

すなわち、新しいBEMS等に、既存のBEMS等が持つ設備監視制御のための画面表示と画面操作機能をそのまま設けると共に、既存のBEMS等から取り込んだ設備運転画面には代替データ入出力装置から取込んだ設備運転画面を重畳する方法で、新たなBEMS等を用いた運転に必要な対象設備を同時に画面表示させる仕組みを設ける。

例えば、発電機設備を例に説明する。既存のBEMS等には１号発電機および２号発電機を監視制御するための設備運転機能が備わっていたとする。ここで、２号発電機のための入出力装置を異なる仕様の製品に交換して、本２号発電機の運転機能を新たなBEMS等に設ける場合の例について説明する。

通常のBEMS等には、多くの設備を運転管理するために設備種別ごとに運転画面が設けられている。運転員は設備の監視制御を行うために、いくつかの画面を順次更新しながら目的の設備運転画面にたどり着くという、いわゆる画面ナビゲーション操作が行われる。
ここでは、運転員が新たなBEMS等のモニターを利用しながら、既存BEMS等の設備運転画面の呼び出し機能を用いた、画面ナビゲーション操作を行一連の操作の中で発電機運転画面が呼び出し表示されれば、ここで直ちに２号発電機の運転画面も自動的に前期画面上に重畳表示させるという具合である。

本発明により、製造中止となった一部の構成要素の故障により、システム機能の継続した稼働ができなくなる事態を回避することができる。システム機能の延命化により、資産の有効活用を図ることができる。一方、既存BEMS等に残された機能をそのまま活用しながら、新たに設ける機能をスムーズに合体させることが可能となる。すなわち、設備運転員は、一部の設備に関する取込方法の変更にかかわらず、その影響を受けないで、既存BEMS等の画面操作方法を変更することなく設備の運転操作を継続して実施することができる。

また、上記では、装置の故障に対応するために、本発明を適用するケースについて説明したが、このような装置が故障するケースに限らず、例えば設備の新規追加に伴い必要となる既存BEMS等が使用する同一仕様のデータ入出力装置が入手できない場合にも適用できる。すなわち、本発明を利用して新規追加設備の運転機能を既存のBEMS等の機能と合体して、新たなコンピュータで統合した設備運転システムを容易に構築することができるわけである。
以下、本発明の実施例について説明する。

図１および図２を用いて、本発明の作用について説明する。
図１は、本発明の構成を示す。
ここでは、既存のBEMS等を構成する部分と、新たなBEMS等を構成する部分からなり、既存のBEMS等を構成する、設備監視制御処理部A１１、マルチウインドウ画面描画部A１２、描画データA１３、画像信号生成部A１４、画面入力処理部A１５、設備１データ入出力部A１６、設備１ １７、ならびに、新たなBEMS等を構成する、設備監視制御処理部B２１、マルチウインドウ画面描画部B２２、描画データB２３、画像信号生成部B２４、画面入力処理部B２５、設備１データ入出力部B２６、設備２ ２７、モニター装置B２８、画面入力装置B２９、両者の信号中継部分を構成する、画面表示・入力信号中継部１、画面表示・入力信号処理部２、および統合表示処理部３よりなる。

初めに、本発明の一部の構成要素であり一般的にも用いられる、既存BEMS等が設備データをモニター表示する信号を生成する方法について説明する。以下では便宜上２種類の設備を例に説明するが、ここではそのひとつである設備１ １７を用いて説明する。設備１ １７は既存BEMS等で運転される設備の例であり、この状態は、設備１データ入出力部A１６に通知され、設備監視制御処理部A１１により、運転員向けに画面のシンボル形状数値の表示位置などを示すデータが生成されてマルチウインドウ画面描画部A１２に通知される。

通常コンピュータには複数のウインドウ表示用データを処理する仕組みが標準機能として設けられており、マルチウインドウ画面描画部A１２では、設備監視制御処理部A１１の画面表示のためにひとつのウインドウ表示機能を利用するとともに、他のウインドウ表示機能の表示データを合成して描画データA１３を生成する。他のウインドウ表示機能に表示データがない場合は、１の表示データのみを用いて、描画データA１３を生成することになる。画像信号生成部A１４では描画データA１３に含まれる赤緑青の各成分のデータを、モニター表示のためのいわゆるRGB信号に変換する方法で、モニター向けの画面表示信号が生成される。

次に、ここでは、図１の他、図２も用いて本発明である、前記の既存BEMS等の表示画面を新たなBEMS等のモニター装置B２８に表示するとともに、新たなBEMS等が監視制御の対象とする設備に関する情報を該画面上に重畳して表示する方法を説明する。ここでは、設備２ ２７を新たなBEMSで監視制御対象とする設備の例とする。画面表示・入力信号中継部１では、画像信号生成部A１４から受け取った既存BEMS等が生成する画像信号であるRGB信号を画面表示・入力処理部２に通知して、新たなBEMS等を構成するマルチウインドウ画面描画部B２２に通知し、描画データB２３を生成する。

一方新たなBEMS等では、設備２ ２７の設備情報が設備２データ入出力部B２６に通知されて設備監視制御処理部B２１に通知される。設備監視制御処理部B２１では運転員向けに画面のシンボル形状や数値の表示位置などを示すデータが生成され、統合表示処理部３に通知される。統合表示処理部３では、画面表示・入力信号処理部２からの通知情報である既存BEMS等の表示画面が、監視制御処理部B２１が対象とする設備２ ２７であるかどうかを判別して、対象と判定する場合には、設備監視制御処理部B２１が生成する設備２ ２７の運転画面である運転員向けの画面のシンボル形状数値の表示位置などを示す該設備データの表示画面データをマルチウインドウ画面生成部B２２に通知する。

マルチウインドウ画面描画部B２２では、両者の情報を２つのウインドウ表示データとして受け取り、両者を合成して描画データB２３を生成する。画像信号生成部B２４では描画データB２３に含まれる赤緑青の各成分のデータを、モニター表示のためのいわゆるRGB信号に変換して、モニター装置B２８に通知して画面表示する。ここで、設備１および設備２はそれぞれ、＃１号発電機、＃２号発電機とする例を用いて、この様子を図２に示す。

なお、前記の統合表示処理部３には、既存BEMS等から通知する画面の特徴を表す一部の画像情報と設備２ ２７の監視制御画面の対応表が設けられており、設備２ ２７の監視制御画面を既存BEMS等から通知する画面に重畳対象とするか否かは、本対応表を基に判定する。画面の特徴を示す部分は、例えば画面の固有の位置に表示されるタイトル部のタイトル名や画面番号が、画像イメージまたはこれらの画像を基にテキスト様式に変換されたコードが用いられる。図２に示す画面特定用の判別部３１にこの様子を例示する。

ここで、設備１ １７または設備２ ２７向けの設定制御操作を画面入力装置B２９を用いて行う方法を説明する。まず、新たなBEMS等が監視制御対象とする設備２ ２７の設定操作を行う方法について説明する。画面入力装置B２９は、運転員がモニター装置B２８に表示される画面に対して入力した内容を、画面入力処理部B２９に通知する。なお、ここでいう画面入力装置B２９は、マウスやキーボードなどのほか画面に対して入力を行うことができる装置であれば何でもよい。

画面入力処理部B２９は、通知された信号をデジタルデータに変換して設備監視制御処理部B２１に通知する。設備監視制御処理部B２１には、画面操作の内容に応じて、設備の設定操作を行う機能が設けられている。すなわち設備監視制御処理B２１には、自身が運転員向けにモニター装置B２８上に表示する方法で通知した画面を記憶するとともに、運転員からの画面入力操作を待ち受けする機能が組み込まれている。運転員の画面操作に伴い、設備監視制御処理B２１が設備設定制御用に待ち受けする画面操作の内容を受け取れば、設備２データ入出力部B２５に通知され、設備２データ入出力部B２５では、デジタルデータから設備２ ２７の設定用の信号が生成されて、設備２ ２７の設定が行われる。

画面入力装置B２９の操作により、設備１ １７の設定操作を行う方法について説明する。
運転員がモニター装置B２８に表示される画面に対して入力した内容を画面入力処理部B２５に通知するところは共通であるが、画面入力処理部B２５ではマウスなどで指定される画面上の位置をもとにして設備１ １７に対する入力か、または設備２ ２７に対する入力かを判別する。

すなわち、ここではマルチウインドウ画面生成部B２２が持つ表示位置情報をもとに画面入力対象の表示内容が属するウインドウを特定する方法で、設備１ １７または設備２ ２７を判別するわけである。これはマルチウインドウ形式で表示される画面を扱う場合に通常用いられる手段である。画面表示。入力処理部B２５で、画面入力が設備１ １７に属すると判別される場合には、画面表示・入力信号処理部２および画面表示・入力信号中継部１を介して既存MEMSを構成する画面入力処理部A１５に通知される。ここで、設備監視制御処理部A１１と設備１データ入出力部A１６を介して設備１ １７の設定制御が行われる。

次に、既存のBEMS等が監視制御対象とする設備１ １７の設定操作を行う方法について説明するわけであるが、画面入力処理部A１５の画面入力情報を基に、設備監視制御処理部A１１と設備１データ入出力部A１６により、設備１ １７の設定制御が行われる仕組みは、新たなBEMS等で説明した、画面入力処理部B２５の画面入力情報を基に、設備監視制御処理部B２１と設備２データ入出力部B２６により、設備２ ２７の設定制御が行われる仕組みと同様であるため、ここでは重複説明を省略する。

なお、本発明では、既存BEMS等が、モニター装置を利用して設備の状態を画面上に通知する機能および画面を利用して設備の設定制御を行う機能を有することが重要な要件となるが、これらを除いたBEMS等の構成方法については何でもよく、本図に記載の構成例にこだわるものではない。

本発明は、前記に説明の通り、設備監視制御装置用品が入手できなくなるような状況で、代替品を使用してシステム機能の維持運用を図る他、新たな設備を監視制御するために、データ収集装置を追装する場合に適用してもよい。例えば汎用の安価で短納期の装置を代替品として選択できるという自由度があることは実務上大きな効果が期待できる。

発明の構成図 既存BEMS棟の画面に新たなBEMS棟の画面を重畳表示させる方法を示す図

１ 画面表示・入力信号中継部
２ 画面表示・入力信号処理部
３ 統合表示処理部
１１ 設備監視制御処理部A
１２ マルチウインドウ画面描画部A
１３ 描画データA
１４ 画像信号生成部A
１５ 画面入力処理部A
１６ 設備１データ入出力部A
１７ 設備１
２１ 設備監視制御処理部B
２２ マルチウインドウ画面描画部B
２３ 描画データB
２４ 画像信号生成部B
２５ 画面入力処理部B
２６ 設備１データ入出力部B
２７ 設備２
２８ モニター装置B
２９ 画面入力装置B
３０ モニターBの画面
３１ 画面特定用の判別部
３２ 設備１（＃１号発電機）のウインドウ
３３ 設備２（＃２号発電機）のウインドウ
３４ 統合された画面

Claims (5)

1. 監視制御対象設備の設備状態入出力手段、設備状態表示設定手段および表示装置入力手段とを備え、設備運転状態を設備表示設定手段上に可視化した設備操作画面を用いて前記制御対象設備を運転制御する設備監視制御サブシステムと、監視制御対象設備の設備状態入出力手段、設備状態表示設定手段および表示装置入力手段とを備え、設備運転状態を設備表示設定手段上に可視化した設備操作画面を用いて前記制御対象設備を運転制御する機能を有するとともに、前期設備監視制御サブシステムが対象とする設備の運転用の画面データを取得して自身の表示装置に表示する機能を備えた管理サブシステムから構成され、両者のシステムが対象とする各々の設備状態を、管理サブシステムの設備運転画面上に同時に表示する機能を備えること特徴とする設備監視制御の方法。
2. 監視制御対象設備の設備状態入出力手段、設備状態表示設定手段および表示装置入力手段とを備え、設備運転状態を設備表示設定手段上に可視化した設備操作画面を用いて前記制御対象設備を運転制御する設備監視制御サブシステムと、監視制御対象設備の設備状態入出力手段、設備状態表示設定手段および表示装置入力手段とを備え、設備運転状態を設備表示設定手段上に可視化した設備操作画面を用いて前記制御対象設備を運転制御する機能を有するとともに、前期設備監視制御サブシステムが対象とする設備の運転用の画面データを取得して自身の表示装置に表示するとともに設備の設定制御を行う機能も併せて備えた管理サブシステムから構成され、両者のシステムが対象とする各々の設備状態を、管理サブシステムの設備運転画面上に同時に表示し設備の設定制御を行う機能を備えること特徴とする設備監視制御の方法。
3. 監視制御対象設備の設備状態入出力手段、設備状態表示設定手段および表示装置入力手段とを備え、設備運転状態を設備表示設定手段上に可視化した設備操作画面を用いて前記制御対象設備を運転制御する設備監視制御サブシステムと、監視制御対象設備の設備状態入出力手段、設備状態表示設定手段および表示装置入力手段とを備え、設備運転状態を設備表示設定手段上に可視化した設備操作画面を用いて前記制御対象設備を運転制御する機能を有するとともに、前期設備監視制御サブシステムが対象とする設備の運転用の画面データを取得して自身の表示装置に表示する機能を備えた管理サブシステムから構成され、管理サブシステムには設備監視制御サブシステムから通知される画面を特定するとともに、管理サブシステムの監視対象とする設備を前記で特定した画面と同時に表示させるためにあらかじめ設けた条件に一致する場合のみ、両者のシステムが対象とする各々の設備状態を、管理サブシステムの設備運転画面上に同時に表示する機能を備えること特徴とする設備監視制御の方法。
4. 監視制御対象設備の設備状態入出力手段、設備状態表示設定手段および表示装置入力手段とを備え、設備運転状態を設備表示設定手段上に可視化した設備操作画面を用いて前記制御対象設備を運転制御する設備監視制御サブシステムと、監視制御対象設備の設備状態入出力手段、設備状態表示設定手段および表示装置入力手段とを備え、設備運転状態を設備表示設定手段上に可視化した設備操作画面を用いて前記制御対象設備を運転制御する機能を有するとともに、前期設備監視制御サブシステムが対象とする設備の運転用の画面データを取得して自身の表示装置に表示するとともに設備の設定制御を行う機能も併せて備えた管理サブシステムから構成され、管理サブシステムには設備監視制御サブシステムから通知される画面を特定するとともに、管理サブシステムの監視対象とする設備を前記で特定した画面と同時に表示させるためにあらかじめ設けた条件に一致する場合のみ、両者のシステムが対象とする各々の設備状態を、管理サブシステムの設備運転画面上に同時に表示し設備の設定制御を行う機能を備えること特徴とする設備監視制御の方法。
5. 請求項１から４に記載の方法による設備遠隔監視装置。

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