JP2016170560A - 監視制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、現場の情報を考慮して運転員の運転操作を支援することが可能な監視制御システムを提供することを目的とする。【解決手段】本発明による監視制御システムは、設備・機器１３の監視制御を行う監視操作端末１と、作業員が携帯して設備・機器１３の現場に移動可能であって、監視操作端末１とネットワーク１２を介して通信可能に接続された情報端末１４とを備える監視制御システムであって、監視操作端末１は、情報端末１４から、実際の現場に関する情報である実現場情報と、情報端末１４の位置を特定する位置同定情報とを含む現場情報を取得する現場情報取得部７と、現場情報取得部７で取得された現場情報に基づいて、監視制御を補助する情報である補助情報を生成する補助情報生成部１１と、補助情報生成部１１で生成された補助情報を表示する表示部４とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、プラントにおける設備または機器の運転、制御、操作、および監視を行う監視制御システムに関する。

一般的に、水処理または発電等を行うプラントにおける設備または機器の監視等を行う監視制御システムでは、監視対象である設備または機器から中央制御室にネットワークを介して情報（値）が伝送されている。中央制御室では、運転員が監視操作端末によって、収集した情報に基づいた設備または機器の監視を行っている。

プラントの運転中に設備または機器に何らかの異常が発生した場合は、設備または機器が設置されている現場に作業員を派遣し、当該作業員が設備または機器の状態の確認を行う。例えば、作業員は、設備または機器の配管の状態を目視したり、設備または機器から発生する異常音を聞いたりすることによって設備または機器の状態を確認する。そして、設備または機器に何らかの異常が発生している場合において、中央制御室の運転員は、現場の作業員から設備または機器の状態を聞きながら、作業員に対して異常に対する対処を指示したり、監視操作端末を用いて設備または機器の現在値、値の変化、および警報情報等を確認したりして、設備または機器の運転操作を行う。このような作業は、現場の作業員から伝達される情報と、監視制御システムから得られる情報とを組み合わせて、設備または機器の状態を把握したり、設備または機器に対する運転操作を判断したりする必要があり、運転員の熟練度に大きく依存する。

従来、運転員の操作を支援する技術が開示されている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１では、設備に異常または故障が起こった場合に、自動的に関連する系統画面を表示して、異常または故障の部位を色換え表示する。また、系統画面から関連する映像等を簡単に表示することができる。

特許文献２では、画面に表示されるメモ情報を活用することによって、運転員の熟練度に左右されがちな運転操作を支援している。具体的には、メモ情報に属性情報を付加し、属性情報に基づいてトレンドグラフ、イベントリスト、または系統図等の種々の画面に対応するメモ情報を呼び出すことによって、運転員の監視操作を支援している。例えば、遮断器などの機器の識別子を属性情報とすると、該当する機器に関連する画面にメモ情報が表示される。メモ情報には、設備の異常または故障に対する対応の記録、またはノウハウなどが含まれている。

特開平１０−２７５０１３号公報 特開２００９−２８８０９３号公報

特許文献１では、異常または故障の情報、例えば警報情報に基づいて機械的に故障の部位を判別することができる場合に有効である。しかし、現場で確認しなければわからない要因、例えば配管からの漏水、または中央制御室に情報が伝送されていない機器の異常または故障については、故障の部位を判断することができない場合がある。

特許文献２では、メモ情報は、中央制御室の運転員が監視端末を用いて能動的に作成されたものである。従って、特許文献２では、現場の情報を考慮した運転員の操作支援について開示されていない。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、現場の情報を考慮して運転員の運転操作を支援することが可能な監視制御システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明による監視制御システムは、設備の監視制御を行う監視操作端末と、作業員が携帯して設備の現場に移動可能であって、監視操作端末とネットワークを介して通信可能に接続された情報端末とを備える監視制御システムであって、監視操作端末は、情報端末から、実際の現場に関する情報である実現場情報と、情報端末の位置を特定する位置同定情報とを含む現場情報を取得する現場情報取得部と、現場情報取得部で取得された現場情報に基づいて、監視制御を補助する情報である補助情報を生成する補助情報生成部と、補助情報生成部で生成された補助情報を表示する表示部とを備える。

本発明によると、監視制御システムは、設備の監視制御を行う監視操作端末と、作業員が携帯して設備の現場に移動可能であって、監視操作端末とネットワークを介して通信可能に接続された情報端末とを備える監視制御システムであって、監視操作端末は、情報端末から、実際の現場に関する情報である実現場情報と、情報端末の位置を特定する位置同定情報とを含む現場情報を取得する現場情報取得部と、現場情報取得部で取得された現場情報に基づいて、監視制御を補助する情報である補助情報を生成する補助情報生成部と、補助情報生成部で生成された補助情報を表示する表示部とを備えるため、現場の情報を考慮して運転員の運転操作を支援することが可能となる。

本発明の実施の形態１による監視制御システムの構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１による監視制御システムにおけるソフトウェア機能に対応するハードウェア構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１による監視操作端末の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１による現場情報の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１による補助情報の表示の一例を示す図である。 本発明の実施の形態２による監視制御システムの構成の一例を示すブロック図である。

本発明の実施の形態について、図面に基づいて以下に説明する。

＜実施の形態１＞
まず、本発明の実施の形態１による監視制御システムの構成について説明する。

図１は、本実施の形態１による監視制御システムの構成の一例を示すブロック図である。

監視制御システムは、中央制御室に配置されている監視操作端末１と、現場であるプラントに配置された設備・機器１３と、設備・機器１３の現場に移動可能であって作業員が携帯している情報端末１４とを備えている。監視操作端末１と設備・機器１３および情報端末１４とは、ネットワーク１２を介して通信可能に接続されている。なお、設備・機器１３は、複数あってもよい。

情報端末１４としては、タブレット、スマートフォン、ノートパソコン等が挙げられる。情報端末１４は、有線またはルータ１５を介した無線でネットワーク１２に通信可能に接続されている。現場の作業員と中央制御室の運転員とは、情報端末１４から監視操作端末１に現場の情報を伝達する、または監視操作端末１から情報端末１４に指示を伝達する等によって、互いにコミュニケーションを図ることができる。

監視操作端末１は、プラント情報管理部２と、表示操作処理部３と、表示部４と、入力部５と、補助情報提示部６とを備えている。

プラント情報管理部２は、設備・機器１３からプラント情報を取得し管理している。すなわち、プラント情報管理部２は、プラント情報を取得するプラント情報取得部としての機能を有する。プラント情報としては、設備・機器１３における計測値または警報情報等が挙げられる。プラント情報管理部２で取得されたプラント情報は、表示操作処理部３によって表示部４に表示される。

入力部５は、中央制御室の運転員による設備・機器１３に対する監視制御に関する情報（制御関係情報）の入力を受け付ける。入力部５で入力された情報は、表示操作処理部３およびプラント情報管理部２を介して設備・機器１３に伝達される。これにより、設備・機器１３に対する操作が行われる。このように、中央制御室の運転員は、監視操作端末１を用いてプラントにおける設備・機器１３の運転操作を行っている。

補助情報提示部６は、現場情報取得部７と、現場情報格納部８と、位置情報取得部９と、設備情報格納部１０と、補助情報生成部１１とを備えている。

現場情報取得部７は、情報端末１４から現場情報を取得する。ここで、現場情報について説明する。情報端末１４は、現場の作業者の位置情報を特定する位置同定情報を発信する機能を有している。位置同定情報としては、現場が屋外であれば情報端末１４に搭載されている絶対位置測位システムであるＧＰＳ（Global Positioning System）を利用して取得した情報、現場が屋内であれば現場に設置されたＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）または非接触ＩＣカードから読み取った情報、ｉＢｅａｃｏｎ（登録商標）端末等の位置情報識別子発信装置から受信した識別子情報、現場の設備・機器１３に貼付された当該設備・機器１３を識別するためのマーカー、予め登録された形状情報に基づいて識別可能な、設備・機器１３自体の形状を写した写真または映像等の情報等が挙げられる。このように、位置同定情報は、情報端末１４がＧＰＳから取得する情報と、情報端末１４が現場から取得する情報（上記のＧＰＳを利用して取得した情報以外の情報）とを含む。

また、情報端末１４は、現場の状況を示す画像または映像を撮るためのカメラ機能、現場における異常音を録音するためのマイク機能、現場の作業員がメモとして文字入力を行うための文字入力機能等、実際の現場に関する情報（実現場情報）を取得する機能を備えていることが望ましい。現場情報は、少なくとも上記の位置同定情報と実現場情報とを含んでいる。

図１に戻り、現場情報格納部８は、現場情報取得部７が取得した現場情報を格納する。位置情報取得部９は、必要に応じて、現場情報取得部７が取得した現場情報に基づいて情報端末１４の位置情報を取得する。

設備情報格納部１０は、設備・機器１３に関する情報を設備情報として格納する。設備情報は、設備・機器１３の配置情報（他の設備・機器１３との配置関係を示す情報）、設置位置情報（絶対位置を示す情報）、設備・機器１３の識別子、上述のような絶対位置を示す情報以外の情報などを含む。補助情報生成部１１は、運転員による監視制御を補助する情報である補助情報を生成する。

なお、現場情報格納部８および設備情報格納部１０は、例えば、ハードディスク（HDD：Hard Disk Drive）または半導体メモリ等の記憶装置から構成されている。

図２は、図１に示す監視制御システムにおけるソフトウェア機能に対するハードウェア構成の一例を示す図である。

プラント情報管理部２、表示操作処理部３、補助情報提示部６、現場情報取得部７、位置情報取得部９、および補助情報生成部１１は、例えば図２のプロセッサ１６がメモリ１７等に記憶されたプログラムを実行することにより、当該プロセッサ１６の機能として実現される。ただし、これらは、例えば複数のプロセッサ１６が連携して実現されてもよい。

次に、図１に示す監視操作端末１の動作について説明する。

図３は、監視操作端末１の動作の一例を示すフローチャートである。図３では、現場の作業員が情報端末１４から監視操作端末１に現場情報を送信し、当該現場情報に基づいて生成された補助情報が表示部４に表示されるまでの動作を示している。

ステップＳ１において、現場情報取得部７は、情報端末１４から現場情報を取得する。具体的には、現場の作業員は情報端末１４を用いて、ネットワーク１２を介して監視操作端末１に現場情報を送信する。監視操作端末１の現場情報取得部７は、情報端末１４から送信された現場情報を取得する。上述の通り、現場情報には、位置同定情報と実現場情報とが含まれている。

ステップＳ２において、現場情報取得部７は、現場情報に含まれる位置同定情報が情報端末１４の絶対位置を示す情報であるか否かの判断を行う。位置同定情報が情報端末１４の絶対位置を示す情報でない場合は、ステップＳ３に移行する。一方、位置同定情報が情報端末１４の絶対位置を示す情報である場合は、ステップＳ４に移行する。

ステップＳ３において、現場情報取得部７は、情報端末１４が現場から取得した情報（例えば、上述のＲＦＩＤから読み取った情報）を位置情報取得部９に出力する。位置情報取得部９は、現場情報取得部７から入力された情報に基づいて、情報端末１４の位置情報を設備情報格納部１０から取得する。具体的には、現場情報取得部７から入力された情報が例えばＲＦＩＤから読み取った情報である場合において、位置情報取得部９は、当該情報に対応する設備・機器１３の設置位置情報を設備情報格納部１０から取得し、取得した設備・機器１３の設置位置情報を情報端末１４の位置情報とする。なお、位置情報取得部９は、設備・機器１３の設置位置情報ではなく、設備・機器１３の識別子を位置情報として扱ってもよい。

ステップＳ４において、現場情報取得部７は、位置情報と現場情報とを対応付けて現場情報格納部８に格納する。図４は、現場情報格納部８に格納された現場情報の一例を示している。図４に示すように、現場情報は、現場情報を管理するための識別子（現場情報ＩＤ）と、位置情報と、現場情報取得部７が現場情報を取得した時刻情報と、実現場情報とを含んでいる。ここで、位置情報は、位置同定情報が絶対位置の情報である場合は、絶対位置の情報を示しており、位置同定情報が現場から取得した情報である場合は、位置情報取得部９が設備情報格納部１０から取得した位置情報を示している。なお、現場情報ＩＤは、一の設備・機器１３に対する複数の現場情報を管理するために付してもよく、複数の設備・機器１３に対する現場情報を管理するために付してもよく、それらの両者が混在していてもよい。

ステップＳ５において、補助情報生成部１１は、設備情報格納部１０に格納された設備情報に基づいて、設備・機器１３に関連する情報である関連情報を取得する。具体的には、補助情報生成部１１は、現場情報格納部８から現場情報を取得し、取得した現場情報に含まれる位置同定情報が絶対位置を示す情報である場合において、当該絶対位置の近辺に配置されている設備・機器１３を設備情報格納部１０から取得する。なお、補助情報生成部１１は、複数の設備・機器１３を取得してもよく、同じ施設内における別系統の同種の設備・機器１３を取得してもよい。また、補助情報生成部１１は、運転員が入力部５を用いて入力した情報に基づいて、当該情報に合致する設備・機器１３を取得するようにしてもよい。また、補助情報生成部１１が複数の設備・機器１３を取得した場合は、運転員が任意の設備・機器１３を選択してもよい。一方、位置同定情報が現場から取得した情報である場合において、補助情報生成部１１は、当該情報に対応する設備・機器１３を設備情報格納部１０から取得する。

次いで、補助情報生成部１１は、取得した設備・機器１３に関する計測値、警報情報、設備・機器１３の状態を表示部４に表示する系統画面等の関連情報を取得する。

ステップＳ６において、補助情報生成部１１は、関連情報がプラント情報（計測値、警報情報、イベント）を含んでいるか否かの判断を行う。関連情報がプラント情報を含む場合は、ステップＳ７に移行する。一方、関連情報がプラント情報を含まない場合は、ステップＳ８に移行する。

ステップＳ７において、補助情報生成部１１は、プラント情報を取得する。具体的には、補助情報生成部１１は、例えば、プラント情報が水位または弁の開閉状態などの計測値または警報情報等である場合は、プラント情報管理部２から計測値または警報情報等を取得する。

ステップＳ８において、補助情報生成部１１は、関連情報と現場情報とを組み合わせて補助情報を生成する。

ステップＳ９において、補助情報生成部１１は、生成した補助情報を表示操作処理部３に出力する。表示操作処理部３は、入力された補助情報を表示部４に表示する。

図５は、表示部４に表示される補助情報の一例を示す図である。

図５の例では、上段に現場情報、中段に関連情報１、下段に関連情報２が各々表示されている。現場情報には、現場の設備・機器１３を含む現場の画像と、現場情報取得部７が現場情報を取得した日時が表示されている。関連情報１，２には、設備・機器１３の関連情報として、対象となる設備・機器１３の情報（弁または圧力計を示す名称）と、関連画面（系統画面）、イベント（上限値異常）、警報（故障を示す警報）、計測値（圧力値）が表示されている。

以上のことから、本実施の形態１によれば、監視操作端末の表示部には、通常の情報に加えて、現場情報に基づいて生成された補助情報が表示される。従って、中央制御室の運転員は、運転操作に必要な情報および確認すべき情報を把握することができるため、現場の作業員に対する指示または設備・機器に異常等が生じたときの対応が容易となる。すなわち、現場の情報を考慮して運転員の運転操作を支援することが可能となる。

＜実施の形態２＞
図６は、本発明の実施の形態２による監視制御システムの構成の一例を示すブロック図である。

図６に示すように、本実施の形態２では、監視操作端末１の補助情報提示部６が、対応情報記録制御部１８と、対応情報格納部１９と、対応情報取得部２０とを備えることを特徴としている。その他の構成および動作は、実施の形態１（図１参照）と同様であるため、ここでは説明を省略する。

対応情報記録制御部１８および対応情報取得部２０は、例えば図２のプロセッサ１６がメモリ１７等に記憶されたプログラムを実行することにより、当該プロセッサ１６の機能として実現される。ただし、これらは、例えば複数のプロセッサ１６が連携して実現してもよい。

対応情報格納部１９は、例えば、ハードディスク（HDD：Hard Disk Drive）または半導体メモリ等の記憶装置から構成されている。

実施の形態１で説明したように、監視操作端末１の表示部４に補助情報が表示されると、中央制御室の運転員は、表示部４に表示された補助情報を参考にして運転操作を行う。このとき、対応情報記録制御部１８は、中央制御室の運転員が入力部５を用いて入力した情報と、プラント情報管理部２からプラント情報と、表示部４に表示された補助情報の元となる現場情報に含まれる現場情報ＩＤとを取得し、各情報を対応付けた情報を対応情報として対応情報格納部１９に格納する。運転員が入力部５を用いて入力する情報としては、例えば、監視画面の表示、パラメータの設定、イベントまたは警報等の確認等の運転員が監視操作端末１に対して操作する情報、現場の作業員に対する指示のメモ等の現場の情報端末１４に送信する情報、および運転員がした任意のメモ等の文字情報等が挙げられる。

次に、対応情報の利用について説明する。

対応情報の利用方法としては、運転員が過去の対応情報を確認するときに利用する場合と、補助情報生成部１１が対応情報を含んだ補助情報を生成するときに利用する場合とがある。

まず、運転員が過去の対応情報を確認する場合について説明する。

運転員は、過去の対応情報を確認する際に、入力部５を用いて設備・機器１３の情報（設備情報）、現場の位置情報、時刻情報、およびプラント情報（対応情報格納部１９に格納されている対応情報に含まれるプラント情報）のうちの少なくとも１つ以上の情報を入力する。

対応情報取得部２０は、入力部５に入力された情報に基づいて、現場情報格納部８から現場情報ＩＤを取得する。このとき、対応情報取得部２０は、複数の現場情報ＩＤを取得する場合がある。対応情報取得部２０は、取得した現場情報ＩＤに対応する対応情報を対応情報格納部１９から取得する。その後、対応情報取得部２０が取得した対応情報は、表示操作処理部３によって表示部４に表示される。

次に、補助情報生成部１１が対応情報を含んだ補助情報を生成する場合について説明する。

図３のステップＳ８の前において、対応情報取得部２０は、現場情報、位置同定情報、設備情報、およびプラント情報のうちの少なくとも１つ以上の情報に基づいて、対応情報格納部１９から対応情報を取得する。

補助情報生成部１１は、対応情報取得部２０が取得した対応情報を関連情報の一つとして補助情報を生成する。

以上のことから、本実施の形態２によれば、過去の設備・機器１３の異常等に対する対応について補助情報として表示している。従って、中央制御室の運転員は、過去の対応を参考にすることができるため、現場の作業員に対する指示または設備・機器に異常等が生じたときの対応が容易となる。

なお、図１，６において、プラント情報管理部２、表示操作処理部３、補助情報提示部６、現場情報取得部７、位置情報取得部９、補助情報生成部１１、対応情報記録制御部１８、および対応情報取得部２０の各々は、図２のプロセッサ１６がメモリ１７に記憶されたソフトウェアプログラムに従って動作することにより実現された。しかし、これに代えて、プラント情報管理部２、表示操作処理部３、補助情報提示部６、現場情報取得部７、位置情報取得部９、補助情報生成部１１、対応情報記録制御部１８、および対応情報取得部２０の各々は、ハードウェア（例えば、電気信号に対して特定の演算あるいは処理を行うように構成された演算／処理回路等）として構成するようにしてもよい。また、上記の両者を混在させてもよい。

また、ソフトウェアのプラント情報管理部２、表示操作処理部３、補助情報提示部６、現場情報取得部７、位置情報取得部９、補助情報生成部１１、対応情報記録制御部１８、および対応情報取得部２０の各々と、ハードウェアのプラント情報管理部２、表示操作処理部３、補助情報提示部６、現場情報取得部７、位置情報取得部９、補助情報生成部１１、対応情報記録制御部１８、および対応情報取得部２０の各々とを組み合わせた概念として、「部」という語に代えて「処理回路」という語を用いることもできる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 監視操作端末、２ プラント情報管理部、３ 表示操作処理部、４ 表示部、５ 入力部、６ 補助情報提示部、７ 現場情報取得部、８ 現場情報格納部、９ 位置情報取得部、１０ 設備情報格納部、１１ 補助情報生成部、１２ ネットワーク、１３ 設備・機器、１４ 情報端末、１５ ルータ、１６ プロセッサ、１７ メモリ、１８ 対応情報記録制御部、１９ 対応情報格納部、２０ 対応情報取得部。

Claims (9)

1. 設備の監視制御を行う監視操作端末と、
   作業員が携帯して前記設備の現場に移動可能であって、前記監視操作端末とネットワークを介して通信可能に接続された情報端末と、
   を備える監視制御システムであって、
   前記監視操作端末は、
   前記情報端末から、実際の前記現場に関する情報である実現場情報と、前記情報端末の位置を特定する位置同定情報とを含む現場情報を取得する現場情報取得部と、
   前記現場情報取得部で取得された前記現場情報に基づいて、前記監視制御を補助する情報である補助情報を生成する補助情報生成部と、
   前記補助情報生成部で生成された前記補助情報を表示する表示部と、
   を備える、監視制御システム。
2. 前記現場情報は、時刻情報を含むことを特徴とする、請求項１に記載の監視制御システム。
3. 前記補助情報生成部は、前記設備に関連する情報である関連情報を含む前記補助情報を生成することを特徴とする、請求項１または２に記載の監視制御システム。
4. 前記関連情報は、前記設備における予め定められた計測値、前記設備における予め定められた警報情報、および前記設備の状態を前記表示部に表示する系統画面のうちの少なくとも１つ以上を含むことを特徴とする、請求項３に記載の監視制御システム。
5. 前記位置同定情報は、前記情報端末が絶対位置測位システムから取得する情報であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の監視制御システム。
6. 前記位置同定情報は、前記情報端末が前記現場から取得する情報であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の監視制御システム。
7. 前記監視操作端末は、
   前記監視制御に関する情報である制御関係情報の入力を受け付ける入力部と、
   前記設備の状態を示す情報であるプラント情報を取得するプラント情報取得部と、
   前記入力部で入力された前記制御関係情報、前記プラント情報取得部で取得された前記プラント情報、および前記現場情報を対応付けた情報である対応情報を格納する対応情報格納部と、
   をさらに備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の監視制御システム。
8. 前記プラント情報は、前記設備における予め定められた計測値、および前記設備における予め定められた警報情報のうちの少なくとも１つ以上を含むことを特徴とする、請求項７に記載の監視制御システム。
9. 前記補助情報生成部は、前記対応情報を含む前記補助情報を生成することを特徴とする、請求項７または８に記載の監視制御システム。

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