JP2017084221A - プラント監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】端末に対する操作レスで、巡回監視位置に最適な監視画面及びそれに関連する情報を得ることができるプラント監視システムを提供する。【解決手段】無線によるデータ通信部１５、自己位置検出部１６、及び画面表示部１７を有する可搬形の端末１２と、この端末１２と無線によるデータ通信が可能で、プラント１１からの状態信号が入力されるサーバ１３とを備えた。端末１２は、自己位置検出部１６により検出された位置情報を、自己の端末情報と共にサーバ１３へ送信し、サーバ１３から送信されてくる各種情報を画面表示部１７に表示させる。サーバ１３は、プラント１１の複数位置毎の監視画面２３１、複数位置毎の作業手順２２１、プラント１１から入力される各種の状態信号２２２、をそれぞれ保持する。また、プラント１１からの各種の状態信号を監視画面２３１に状態変化として反映させる。端末１２から位置情報を入手すると、この位置情報を送信した端末１２に、対応する監視画面２３１及び作業手順２２１を送信する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、スマートフォンやタブレット等を可搬形の端末として用いたプラント監視システムに関する。

現在、スマートフォンやタブレット等の操作・表示機能を有する可搬形の端末を用いて現場等、遠隔地にて監視画面を閲覧することが可能となっている。このようなシステムでは、端末使用者は現場で端末を操作し、閲覧したい画面を端末の表示部に表示させる。

この場合、端末使用者が端末を操作して画面を表示させることが困難な場合がある。すなわち、監視室で端末を操作する場合のように、手がふさがっていない状況であれば端末を操作できるが、現場で使用する際には、手がふさがっていたり、現場によっては端末使用者の手が汚泥などで汚れていたりしていて操作し難いことがある。また、端末使用者が初心者の場合には閲覧したい画面の出し方がわからないことも想定される。

特開２０１４−１５３７３４号公報

現場を移動しながら、スマートフォンやタブレット等の移動通信体を端末として携行し、移動先の現場で監視画面を表示させる際、端末使用者が画面を操作して該当の監視画面を表示させることは、操作が煩雑で、困難なことがある。また、巡回等を行う際、監視点のチェックを行うが、チェックリストを紙で持ち歩くのは不便である。また、このような巡回監視の場合、作業者が本当に現場に行ったかどうかの立ち寄り確認の証拠を取る必要があるが、これまで、このような立ち寄り確認の証拠を取る有効な手法がなかった。さらに、巡回監視場所が危険個所かどうかの判断は、事前に掲示物等で管理することしか出来ないため、リアルタイムで危険箇所を作業員に伝えることが出来ない。

本発明は、端末に対する操作レスで、巡回監視位置に最適な監視画面及びそれに関連する情報を得ることができるプラント監視システムを提供することにある。

本発明の実施の形態に係るプラント監視システムは、無線によるデータ通信部、自己位置検出部、画面表示部、及び前記自己位置検出部により検出された位置情報を、自己に設定された端末情報と共に前記データ通信部により外部へ送信し、外部から送信される各種情報を前記画面表示部に表示させる端末側情報処理部、を有する可搬形の端末と、前記端末との間で無線によるデータ通信が可能で、かつ監視対象のプラントからの状態信号が入力され、前記プラントの予め設定した複数位置毎の監視画面情報を少なくとも保持する画面部、前記複数位置毎の作業手順、前記プラントから入力される各種の状態信号をそれぞれ保持する記憶部、及び前記プラントから入力される各種の状態信号を前記監視画面に状態変化として反映させ、前記端末から送信される位置情報を入手するとこの位置情報を送信した端末へ位置情報に対応する前記監視画面及び前記作業手順を送信させるサーバ側情報処理部、を有するサーバとを備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、監視画面その他のデータをサーバで保持し、位置情報・ユーザ情報・ユーザが行うアクション、音情報を基に監視画面、チェックリスト、危険な箇所で有ることの警告、機器の正常判定の内、最適と思われるものを端末上に表示させる。これにより操作レスで、最適な監視画面を得ることが出来る。

本発明の一実施形態に係るプラント監視システムの構成図である。 監視画面例を示す図である。 監視画面を含むデータ構成例を示す図である。 作業手順例を含むデータ構成例を示す図である。 報告リストのデータ構成例を示す図である。 音情報のデータ構成例を示す図である。 異常情報のデータ構成例を示す図である。 警告情報のデータ構成例を示す図である。 前回表示画面のデータ構成例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の一実施の形態に係るプラント監視システムの全体構成を示す。図１において、このプラント監視システムは、例えば、上下水道処理設備などのプラントやフィールド内の機器等（以下、これらをまとめてプラントと呼ぶ）１１を、スマートフォンやタブレット等の可搬形の端末１２を用いて監視制御するシステムで、端末１２とサーバ１３とで構成される。

可搬形の端末１２は、無線によるデータ通信部１５、自己位置検出部１６、画面表示部１７、及び端末側情報処理部１８を有する。一方、サーバ１３は、データ通信部２１を有し、端末１２との間で無線によるデータ通信が可能に構成されている。この他、記憶部２２、画面部２３、サーバ側情報処理部２４などを有する。このサーバ１３には、監視対象のプラント１１から、各構成装置の計測値や、状態変化信号、異常情報などが状態信号として入力される。

端末１２は、プラント１１内を移動する監視者等（以下、端末使用者と呼ぶ）が携行して、プラント１１内の各位置において監視制御に用いるものである。このため、自己位置検出部１６は、端末使用者が現在プラント１１内のどの位置にいるのか検出する。この自己位置検出部１６としては、公知のＧＰＳ端末を用いればよい。この他、無線ラン施設が設置されていればそれを利用してもよく、要するに公知の位置検出システムを用いればよい。また、この端末１２には識別用の端末情報（ＭＡＣアドレス等）が予め設定されている。

端末側情報処理部１８は、自己位置検出部１６により検出された位置情報を、自己に設定された端末情報と共に、データ通信部１５により、定期的にサーバ１３へ送信する。また、端末側情報処理部１８は、サーバ１３から送信されてくる各種情報（後述する）を画面表示部１７に表示させる機能を有する。

サーバ１３の画面部２３には、プラント１１内の予め設定した複数位置毎の監視画面２３１、及びこれらをエンジニアリングするためのエンジニアリング画面２３２の情報が保持されている。記憶部２２には、これら複数位置毎の作業手順２２１、及びプラント１１から入力される各種の状態信号２２２、がそれぞれ保持されている。このほか、後述するように、報告リスト２２３、異常情報２２４、警告情報２２５、および正常時の周囲音２２６等の情報がそれぞれ保存されている。

サーバ側情報処理部２４は、プラント１１から入力される各種の状態信号２２２を、監視画面２３１に状態変化の情報として反映させる状態変化反映手段２４１を有する。また、端末１２から送信されてくる位置情報を入手すると、この位置情報を送信した端末１２に、この位置情報に対応する監視画面２３１及び作業手順２２１を、データ通信部２１から送信させる通信制御手段２４２を有する。通信制御手段２４２はデータ通信部２１を制御する機能であり、定周期通信と、任意のタイミングでの通信を行うように制御する。例えば、後述する周囲音収集部１９で収集した周囲音のデータは、そのデータを収集した任意のタイミングでデータ通信が行われ、他の情報の送受信は定周期で行われる。

このほか、サーバ側情報処理部２４は、後述するように、異常通知手段２４３、危険通知手段２４４、異常判定手段２４５を、それぞれ機能実現手段として有する。

ここで、監視画面２３１とは、例えば、図２で示すように、プラント１１のある部分（図２は上下水道処理設備の一部）をグラフィック化したものである。すなわち、監視画面２３１には、各構成機器のシンボル、それらの接続関係などがグラフィック化され、各構成機器の運転状態（オン／オフ）や各計測値などが表示される。また、監視画面２３１は、各値のトレンドグラフなどでもよい。

このような監視画面２３１は、図３で示すように、監視対象の位置情報、ユーザＩＤ、監視区分、端末情報と互いに紐付され、お気に入り画面としてサーバ１３の画面部２３に登録されている。なお、ユーザＩＤとは、端末使用者ごとに予め設定されたＩＤである。また監視区分とは、ユーザがどのレベルの権限を有するかを区分したものである。例えば［管理者］は監視画面上の機器を動かす手順を知らせることができるレベルであり、［監視者］は、単に機器を見るだけで、動かす手順は見せない（フィルタリングする）レベル等、ユーザがどのレベルかを区分したものである。

作業手順２２１は、端末１２がプラント１１内を移動して、ある位置に到達した場合、この位置において、どのような作業を行うかが、位置情報などと紐付されて記憶部２２に登録されている。この作業手順２２１には、上述した各位置での作業終了報告様式を含むものとする。

前述した端末１２の画面表示部１７は、例えばタッチパネル式のものとし、送信されてきた作業終了報告様式を表示すると共に、表示された作業終了報告様式への作業終了報告の入力操作を可能とする。

上述した作業手順２２１は、例えば図４で示すように、各位置に設けられた機器に対する作業手順でもよい。この場合、作業手順２２１は、作業対象となる機器へのアクション情報、ユーザＩＤ、監視区分、及び対象機器が設置された位置情報と互いに紐付され、サーバ１３の記憶部２２に登録されている。

サーバ側情報処理部２４は、プラント１１から、状態信号２２２として機器に対する作業開始信号（アクション情報）が入力されると、この入力された作業開始信号に対応する機器を特定する。そして、特定された機器の作業手順を、特定された機器が設置された位置に存在する端末１２へ送信する。

例えば、図４の例では、プラント１１からサーバ１３に、位置［Ｂ］の［扉（配電盤とする）を開けた］とのアクション情報が入力されたとする。この場合、サーバ側情報処理部２４の通信制御手段２４２は、作業リストに設定された手順［１）、２）、３）］を、位置情報［Ｂ］に存在するユーザ［田中（管理者）の端末１２へデータ通信部２１から送信させる。

上述した作業手順２２１は、図５で示すようなチェックすべき内容が記載された報告リストを含むものでもよい。例えば、下水処理設備などでは、処理水の「色」［臭い］［水の量］などの項目についてチェックする必要がある。この場合は図５で示すようなチェックリストを含む報告リスト２２３を記憶部２２に保持しておき、ユーザの端末１２に送信する。

また、プラント１１からの状態信号として入力される異常情報２２４は、図７で示すように、その発生場所、異常情報を通知すべき予め設定した通知対象者（ユーザ及び通知区分）と互いに紐付され、サーバ１３の記憶部２２に保存される。サーバ側情報処理部２４は、記憶部２２に保存された異常情報２２４を、その発生場所と共に、異常通知手段２４３により通知対象者へ通知する。

また、記憶部２２には、危険個所への立入りに対する警告情報２２５が保存されている。すなわち、警告情報２２５として、図８で示すように、プラント１１内の危険個所（危険区域）の位置（場所）情報が、警告、通知区分、通知対象ユーザ、必要な作業スタイル（危険個所への立ち入り条件）、及び立入り手順と互いに紐付されて保存されている。サーバ側情報処理部２４は、端末１２からの位置情報が、危険個所に入ったことを示すときは、危険個所への立入りに対する警告情報２２５、すなわち、警告、立ち入る場合の立ち入り条件、及び立ち入り手順等を、危険通知手段２４４により、位置情報を送信してきた端末１２に通知する。

端末１２が、マイクなどによる周囲音収集部１９持っている場合は、周囲音収集部１９により端末１２の周囲音を収集し、端末側情報処理部１８は、収集された周囲音をデータ通信部１５によりサーバ１３へ送信する。

サーバ１３の記憶部２２には、図６で示すように、プラント１１の複数位置における正常時の周囲音２２６が保持されており、サーバ側情報処理部２４の異常判定手段２４５は、端末１２からの周囲音と、正常時の周囲音２２６とを比較して、異常の有無を判定する。

端末側情報処理部１８は、画面表示部１７に表示した監視画面をお気に入りとして登録することが可能で、このお気に入りに登録した画面を画面表示部１７に表示させることができる。端末側情報処理部１８は、この端末１２でのお気に入りへの登録が無い場合、前回表示した監視画面、又は他の端末でお気に入りとして登録された画面をサーバ１３から入手し、お勧め画面として表示させることができる。

ここで、上述した本発明の一実施の形態に係るプラント監視システムの機能をまとめると次のとおりである。

・サーバ１３で位置情報・監視画面・ユーザＩＤ・その他の情報を紐づける。これにより以下で述べる個々の機能が実現できると共に、機能毎に中央の監視室等で容易に端末の追加や監視画面の変更、その他の情報の編集も可能となる。

以下では個別の機能を説明する。

・巡回場所ごとに自動的に監視画面２３１を表示する。

・監視画面２３１に関連して、直近で警報が鳴った等、問題(異常情報)があった場合には、サーバ１３側から問題が有った監視画面２３１と共に問題の内容を表示し、使用者に気付かせる。

・盤の扉をあける等のアクションを基に、使用者が作業をしている盤を特定し、必要な作業リストを端末上に自動的に表示させる。

・作業の終了報告は該当エリア内のみで可能であるとし、実際の現場に行かない限りは作業終了報告させないようにする。これにより現地で作業が行われたことを確認可能とする。

・使用者がサーバ上に登録された危険箇所に近づいた場合には、警告を表示し、必要な作業スタイル、立ち入り手順を表示することで安全性を高める。

・初めて監視画面を表示する場所の場合、サーバ上にある他のユーザで登録されている監視画面が有るかを判断し、有る場合にはお勧めの監視画面としてサムネイル表示して使用者が監視画面を選択・表示できるようにする。その際、お勧めの監視画面はユーザの属する監視区分（ユーザごとに大まかに区分を持たせたもの）に属しているユーザの画面を優先してお勧め画面とする。

・端末１２から音を取り込むことにより、特定の音が発生する設備（ポンプ・モーター等）の近くにいるかどうかを判断し、位置情報の補正、機械が正常かどうか判定を行う。

以下、詳細に動作説明を行う。

端末１２からは定期的にサーバ１３に対して位置情報・端末情報を送信する。サーバ１３の情報処理部２４では位置情報・端末情報を基に登録されている監視画面２３１が有るかないかを判断し、登録されている場合には端末１２へ、登録されている監視画面２３１を通信制御手段２４２によりデータ通信部２１を介して送信する。

サーバ１３には、プラント１１から状態変化を表す状態信号が入力されているので、監視画面２３１の表示内容（オン・オフ状態や各種計測値等）は、それらの変化を反映すべく、状態変化反映手段２４１によりリアルタイムに更新されている。

この監視画面２３１の送信と併せて、この場所で行う作業手順２２１を送信する。このとき、端末使用者が、ある機器に対するアクション（例えば、図４のアクションリストに登録されている動作）を行った場合には、作業リストの手順１）、２）、３）を送信し、端末１２の画面表示部１７に表示させる。

作業に当たっては、例えば、図５で示した報告リスト２２３を画面表示部に表示させ、そのチェックリストに従って色や臭い、水の両などをチェックする。作業が終了したなら、作業終了報告様式を画面表示部１７に表示させ、タッチなどによる作業終了報告操作を行い、立ち寄り確認の証拠とする。

図１のお気に入り画面として登録されてない画面を表示させたい場合は、図９の前回表示した監視画面を表示し、お気に入りとして登録するかを打診する。また、図９で示した前回表示画面の情報がなく、初めての場所の監視画面を表示する場合には、他の端末でお気に入りとして登録されている監視画面／前回表示されていた画面をお勧めの画面としてサムネイルなどで表示し選択登録可能とする。

なお、監視画面の送信は位置情報が登録されている位置情報の範囲に入った段階で行われる。監視画面を送信した後では、一旦、位置情報の範囲から出て、再度範囲内に入らない限り位置情報を送信しない。端末１２でお気に入り登録／編集操作を行い、位置情報・監視画面・端末の組み合わせをサーバ１３に送信し登録できる。サーバ１３上で端末・位置情報・監視画面の紐づけが可能であり、中央の監視室等から監視画面の変更や機器の追加、お気に入りとして登録されている内容の編集が可能である。

次に、サーバ１３に位置情報を通知した際に、位置情報が危険箇所に該当した場合を説明する。この場合、位置情報を送ってきた端末１２に対し、サーバ１３の危険通知手段２４４により、例えば、図８で示す警告を送信し、端末１２の画面表示部１７に表示させる。端末使用者は警告画面に基づき立ち入りを取りやめるか、立ち入る場合は立ち入り条件及び立ち入り手順に従う。

なお、現地にて危険だと判断した場合には、端末１２を操作してサーバ１３に危険情報の追加を行う事が出来る（権限がある場合）。

次に、サーバ１３に位置情報を通知した際に、位置情報に該当する場所に設置された機器に異常が生じている場合を説明する。この場合、プラント１１から該当機器の異常情報がサーバ１３に入力されているので、サーバの記憶部２２には、図７で示すように、異常情報２２４が保存されている。このため、サーバ側情報処理部２４は異常通知手段２４３により、位置情報を送ってきた端末１２に、図７で示すデータ構成で異常情報を通知し、端末１２の画面表示部１７に表示させる。なお、図７のデータ構成は、監視画面２３１での情報を基にサーバ１３で自動生成する。また、サーバ１３を編集して入力を行う事も出来る。現地にて異常だと判断した場合にも異常情報を追加することが出来る（権限がある場合）。

次に、現地にて端末１２を用いて音を取り込み、サーバ１３へ送信することにより、音情報によって場所の特定・機器の異常・正常を診断する場合を説明する。サーバ１３の記憶部２２には、予め図６で示すように、想定位置、想定機械、正常音、異常音を保持させている。このため、端末１２により現場で周囲音を収集し、それをサーバ１３に送って図６で示す音情報（少なくとも正常時の周囲音２２６）と比較照合する。この照合により異常判定手段２４５は、どの機器（場所）で異常が生じているかを判別する。なお、現地にて正常状態の機器などの音を端末１２で入手し、これをサーバ１３に送ることで音情報を追加することも出来る。

上述した各機能は、それぞれが組み合わさった形態で提供可能であり、優先順位はあらかじめ設定しておくことでどの機能が提供されるかをサーバ１３が決定することで最適な画面・情報を見ることが出来る。

また、上述した実施の形態では、データ通信部２１サーバ側情報処理部２４、記憶部２２、画面部２３を一体型機器としてのサーバ１３で構成しているが、これら各部を別々の機器で構成し、これらの組み合わせを総称してサーバ１３としてももちろん構わない。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１１…プラント
１２…端末
１３…サーバ
１５…データ通信部
１６…自己位置検出部
１７…画面表示部
１８…端末側情報処理部
１９…周囲音収集部
２１…データ通信部
２２…記憶部
２２１…作業手順
２２２…状態信号
２２３…報告リスト
２２４…異常情報
２２５…警告情報
２２６…正常時周囲音
２３…画面部
２３１…監視画面
２４…サーバ側情報処理部
２４１…状態変化反映手段
２４２…通信制御手段
２４３…異常通知手段
２４４…危険通知手段
２４５…異常判定手段

Claims (10)

1. 無線によるデータ通信部、自己位置検出部、画面表示部、及び
   前記自己位置検出部により検出された位置情報を、自己に設定された端末情報と共に前記データ通信部により外部へ送信し、外部から送信される各種情報を前記画面表示部に表示させる端末側情報処理部、
   を有する可搬形の端末と、
   前記端末との間で無線によるデータ通信が可能で、かつ監視対象のプラントからの状態信号が入力され、
   前記プラントの予め設定した複数位置毎の監視画面情報を少なくとも保持する画面部、
   前記複数位置毎の作業手順、前記プラントから入力される各種の状態信号をそれぞれ保持する記憶部、及び
   前記プラントから入力される各種の状態信号を前記監視画面に状態変化として反映させ、前記端末から送信される位置情報を入手するとこの位置情報を送信した端末へ位置情報に対応する前記監視画面及び前記作業手順を送信させるサーバ側情報処理部、
   を有するサーバと、
   を備えたことを特徴とするプラント監視システム。
2. 前記記憶部に保持された作業手順は、前記各位置での作業終了報告様式を含み、前記端末の前記画面表示部は、送信されてきた作業終了報告様式を表示すると共に、表示された作業終了報告様式への作業終了報告入力操作が可能であることを特徴とする請求項１に記載のプラント監視システム。
3. 前記記憶部に保持された作業手順は、各位置に設けられた機器に対する作業手順であり、前記サーバ側情報処理部は、前記プラントから前記機器に対する作業開始信号が前記状態信号として入力されると、この入力された作業開始信号に対応する機器を特定し、特定された機器の作業手順を、特定された機器が設置された位置に存在する前記端末へ送信させる手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプラント監視システム。
4. 前記作業手順は、チェックすべき内容が記載されたチェックリストを含むことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のプラント監視システム。
5. 前記記憶部には、プラント側からの状態信号として入力された異常情報が、異常発生場所、異常情報を通知すべき予め設定した通知対象者と紐付けされて保存され、
   前記サーバ側情報処理部は、前記記憶部に保存された異常情報を、異常発生場所と共に前記通知対象者へ通知する機能を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のプラント監視システム。
6. 前記記憶部には、前記プラント内の危険個所の位置情報が予め設定されており、前記端末からの位置情報が、前記端末が危険個所に入ったことを示すときは、危険個所への立入りに対する警告情報を、位置情報を送信してきた前記端末に通知する危険通知機能を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のプラント監視システム。
7. 前記警告情報は、前記危険個所への対置入り条件及び立入り手順を含む請求項６に記載のプラント監視システム。
8. 前記端末は周囲音収集部を有し、前記端末側情報処理部は、収集された周囲音情報を前記データ通信部により前記サーバへ送信させ、
   前記サーバの前記記憶部には、前記複数位置における正常時の周囲音情報が保持されており、前記サーバ側情報処理部は、前記端末からの周囲音情報と、前記正常時の周囲音情報とを比較して、異常の有無を判定する機能を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のプラント監視システム。
9. 端末側情報処理部は、前記表示部に表示した監視画面をお気に入りとして登録することが可能で、このお気に入りに登録した画面を前記画面表示部に表示させることが可能なことを特徴とする請求項１に記載のプラント監視システム。
10. 端末側情報処理部は、この端末でのお気に入りへの登録が無い場合、前回表示した監視画面、又は他の端末でお気に入りとして登録された画面を前記サーバから入手し、お勧め画面として表示させることが可能なことを特徴とする請求項９に記載のプラント監視システム。

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