JP2961046B2 - 監視制御支援装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプラント一般に適用され
る監視制御装置における監視制御支援装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプラント監視制御装置は、図８に
示すように構成されている。

【０００３】図中１００は、監視制御対象プラントであ
る。

【０００４】２００は監視対象プラント１００の各機器
を制御する機器制御手段である。

【０００５】３００は、監視対象プラント１００とプラ
ント監視制御装置４００との間の監視制御信号のやり取
りの中継を行なう入出力中継手段である。

【０００６】４００は、プラント１００の監視制御を行
なう監視制御装置である。

【０００７】４１０は、プラント１００からのデータ及
びプラント１００への制御信号の処理を行なうデータ処
理手段である。

【０００８】４２０は、監視制御装置４００の有する各
種監視制御支援機能出力手段である。

【０００９】４３０は、運転員の画面操作に応じて表示
画面切換えの制御を行なう画面切換制御手段である。

【００１０】４４０は、運転員がプラント監視制御装置
４００の機能を利用するためのインタフェースとなる表
示手段である。

【００１１】４５０は、運転員がプラント監視制御のた
めの操作、あるいは画面切換えを行なうための入力手段
である。

【００１２】５００は、プラント１００の監視制御にあ
たる運転員である。

【００１３】従来の対象プラント１００の制御手段は、
運転員がプラント監視制御装置４００の表示手段４４０
に表示される情報を監視しながら、状況に応じて必要な
支援機能を判断し、その機能を有する画面を入力手段４
５０の切換えボタンの中から経験的にあるいは試行錯誤
的に選択し、切換え操作を行なう形で監視制御が行なわ
れている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法では、
運転員自らの判断で、あるいは用意されているマニュア
ルを調べながらといった形で、必要な機能が表示される
画面を探索し、切換え、監視を行なっていた。しかし、
ポンププラント等のように運転頻度が年間で数回と少な
い、あるいは運転員が計算機操作に不慣れである、とい
った運転員がシステムに慣れにくいプラントが対象であ
る場合、状況に応じた画面選択が困難となる結果、監視
制御装置の機能を十分に活かせない、あるいは運転員が
画面操作作業によって負荷を受け、適切な監視制御のた
めの余裕を失い、誤操作、誤判断を招いてしまうという
問題点がある。

【００１５】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、プラントの運転員に対し、操作状況に応じた画面選
択、画面切換えの操作の支援を行なうことができ、運転
員が初心者であっても最適な監視制御を実現できる監視
制御支援装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、監視対象プラ
ントのプラント状態、運転条件、操作手順、運転ガイダ
ンス、故障診断、記録情報に関する情報に基づいて、監
視制御の支援を行なう監視制御支援装置において、プラ
ント情報と画面操作情報により、現在の操作進行状況を
推論する操作ステップ推論手段と、推論結果の操作ステ
ップに応じて、監視画面上の現ステップで監視すべき画
面の切換えボタンを色替えし、画面切換えを促すボタン
色替え手段と、推論結果の操作ステップに応じて、監視
画面上のメッセージ領域に現ステップで監視すべき画面
への切換えメッセージを出力し、画面切換えを促す支援
メッセージ出力手段と、上記操作ステップ推論手段が参
照するプラント情報、画面操作情報及び操作ステップに
関係する知識を格納する操作ステップデータ格納手段と
を具備したことを特徴とする。

【００１７】

【作用】操作ステップデータ格納手段によって、操作ス
テップ推論手段で現在の操作状況の判定を行なうための
操作ステップの決定条件、あるいはそのステップで監視
すべき画面等の情報を整理、格納することができる。

【００１８】また、操作ステップ推論手段によって、水
位、ポンプ運転台数等のプラントデータと、運転モード
の選択や確認時等の運転員の画面操作情報を取込み、操
作ステップデータ格納手段に格納された知識を参照する
ことで、そのステップにおける支援情報を得ることがで
きる。

【００１９】更に、支援情報出力手段によって、操作ス
テップ推論手段の推論結果に基づく画面切換え操作のた
めの支援情報を表示画面上のボタンの色替えと、メッセ
ージの形で出力し、運転員の画面切換えを支援する。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。

【００２１】図１は、本発明の一実施例に係るプラント
監視制御装置の構成を示すブロック図である。同図に示
すように監視対象プラント１００の各機器は、機器制御
手段２００により制御される。監視対象プラント１００
とプラント監視制御装置４００との間の監視制御信号の
やり取りは、入出力中継手段３００により中継される。

【００２２】監視制御装置４００には、プラント１００
からのデータ及びプラント１００への制御信号の処理を
行なうデータ処理手段４１０、監視制御装置４００の有
する各種監視制御支援機能を出力する支援機能出力手段
４２０、運転員５００の画面操作に応じて表示画面切換
えの制御を行なう画面切換制御手段４３０、運転員５０
０がプラント監視制御装置４００の機能を利用するため
のインタフェースとなる表示手段４４０、運転員５００
がプラント監視制御のための操作、あるいは画面切換え
を行なうための入力手段４５０が設けられる。

【００２３】更に、監視制御装置４００には、本発明の
特徴を表す監視制御支援装置４６０が設けられる。この
監視制御支援装置４６０は、操作ステップデータ格納手
段４６１、操作ステップ推論手段４６２、支援情報出力
手段４６３からなり、データ処理手段４１０、画面切換
制御手段４３０からのデータを取込み、操作状況に応じ
た画面切換え支援のための情報を表示手段４４０に出力
する。

【００２４】上記操作ステップデータ格納手段４６１
は、プラント情報、操作ステップ推論手段４６２が現在
の操作状況の判定を行なうために用いる操作ステップの
決定条件、更にはそのステップで監視すべき画面操作情
報等を格納する。

【００２５】操作ステップ推論手段４６２は、データ処
理手段４１０からのプラントデータと、画面切換制御手
段４３０からの運転員５００による画面操作情報を取込
み、現在の操作ステップを操作ステップデータ格納手段
４６１に格納された知識より推論し、更にそのステップ
における支援情報を支援情報出力手段４６３に送る。こ
の支援情報出力手段４６３は、操作ステップ推論手段４
６２からの出力である画面切換えのための支援情報を表
示手段４４０上に切換えボタン色替えと、メッセージの
形で出力する。

【００２６】上記ポンププラント１００は、図２に示す
ような構成になっており、降雨時流域への雨水を水路を
通して貯水池に集め、支川側から本川側へ強制的に排水
することで、本川流域低地部への出水を防止する重要な
役割を担っている。

【００２７】すなわち、河川または貯水池などの水を流
水ゲート１より取込み、沈砂地２を介してポンプ井３に
貯水する。ポンプ井３の水は制御された複数台のポンプ
４により汲み上げられ、吐出槽５へ供給される。

【００２８】図３は、本発明に係る監視制御支援装置
（ＨＩＣＳ）４６０の入出力データの説明図で、プラン
ト情報（プラント１００から機器制御手段２００、入出
力中継手段３００、データ処理手段４１０の各手段を経
て操作ステップ推論手段４６２に入力される情報）、画
面操作情報（運転員５００から入力手段４５０、画面切
換制御手段４３０の各手段を経て操作ステップ推論手段
４６２に入力される情報）の入力に対し、操作ステップ
の推論を行ない、そのステップで監視すべき画面への切
換え操作のための (1)選択指示ボタン（メニューボタ
ン）を及び (2)切換え支援メッセージの２種類の支援情
報（操作ステップ推論手段４６２からの支援情報出力手
段４６３、表示手段４４０の各手段を経て運転員５００
に出力）の出力を表している。即ち、推論結果の操作ス
テップに応じて、監視画面上の現ステップで監視すべき
画面の切換えボタンの色替えを行ない、画面の切換えを
促すようにしている。更に、推論結果の操作ステップに
応じて、監視画面上のメッセージ領域に現ステップで監
視すべき画面への切換えメッセージを出力し、画面切換
えを促すようにしている。

【００２９】運転員５００が管理装置を使用する際に、
支援機能すなわち画面が多く、操作の流れの中でどの画
面を選択すればよいかが初心者には分かり難い場合があ
り、それを解決するために上記のように切換えボタンの
色替え及び切換えメッセージにより画面切換えの支援を
行なっている。この画面切換えの支援を行なうために
は、計算機システムの中での現在の操作ステップを推論
する機能が必要となり、その推論を図４のアルゴリズム
により行なっている。

【００３０】図４は、図１における操作ステップ推論手
段４６２の推論アルゴリズムを示すフローチャートで、
入力情報と操作ステップデータ格納手段４６１内の知識
との照合により、表示手段４４０上に切換え操作支援情
報を出力する処理の流れを表している。まず、故障警報
があるか否かを判断し（ステップＡ1 ）、故障があれば
故障対応操作を行ない（ステップＡ2 ）、次いで操作ス
テップフラグの読み込みを行なう（ステップＡ3 ）。上
記ステップＡ1 で故障警報がないと判断された場合は、
ステップＡ2 の処理は行なわずに直ちにステップＡ3 に
示した操作ステップフラグの読み込みを行なう。

【００３１】その後、現在ステップの要求画面を表示し
ている状態か否かを判断し（ステップＡ4 ）、要求画面
の表示中でなければ画面の切換えボタン色替え処理を行
なう（ステップＡ5 ）。即ち、推論結果の操作ステップ
に応じて、監視画面上の現ステップで監視すべき画面の
切換えボタンを色替え及び点滅制御して画面の切換えを
促す。更に推論結果の操作ステップに応じて、監視画面
上のメッセージ領域に現ステップで監視すべき画面への
切換えメッセージを出力する（ステップＡ6 ）。その
後、ステップＡ4 に戻る。

【００３２】また、ステップＡ4 で現在ステップの要求
画面表示中であると判断された場合は、画面操作メッセ
ージを出力し（ステップＡ7 ）、その後、操作ステップ
終了条件が成立したか否かを判断し（ステップＡ8 ）、
終了条件が成立しなければステップＡ4 に戻る。上記ス
テップＡ8 で操作ステップ終了条件が成立したと判断さ
れた場合は、終了時処理を行ない（ステップＡ9 ）、そ
の後、ステップＡ1 に戻る。

【００３３】図５は、本発明における操作ステップの流
れを表す一例であり、ポンププラントにおけるポンプ排
水運転までの操作の流れを示している。図２に示したよ
うなポンププラントでは、降雨開始と共に運転員が派遣
され、水位状況を監視しながら、水位上昇に応じてポン
プの運転準備→運転タイミング監視→運転操作→運転中
監視→故障対応等を行なっていく。これらの運転員が行
なうべき運転操作のＡ〜Ｆのステップ例を示したのが図
５であり、実際のポンプ運転状況においては、詳細を後
述する図７（ａ）の横軸下に示した順序でステップが推
移していく。

【００３４】また、以上のプラントでの操作を支援する
ために、現在、管理装置と呼ばれる運転支援（あるいは
故障対応支援）システムが開発されており、個々の操作
別・機能別に用意されたソフトウェア画面で情報提示を
行なっている。その操作ステップ別に用意された支援機
能のイメージを図５の下段に示している。

【００３５】上記Ａ〜Ｆのステップで示したシステムが
図１のプラント監視制御装置４００に対応し、更に図５
下段の管理装置支援機能画面が、プラント監視制御装置
４００中の支援機能１〜ｎが表示手段４４０を通して運
転員５００に提示される画面となる。

【００３６】図６は、操作ステップデータ格納手段４６
１に格納されるデータ、即ち、図５で述べた一連の運転
操作の中で、現在どの操作ステップにあるか、更にその
ステップにおいてどの支援機能を監視すべきかといった
データの一例であり、図５におけるステップＣの始動条
件確立に関するデータ、例えば「操作ステップ名称」、
「ステップ開始条件」、「ステップ終了条件」、「終了
時処理」、「監視要求画面」、「支援メッセージ」等を
示している。

【００３７】図７（ａ）〜（ｃ）は、実際のポンプ運転
状況を示したもので、２台のポンプを有するポンププラ
ントの運転を想定したものである。図７（ａ）は、ポン
ププラント貯水池の降雨時流入に伴う水位上昇からポン
プ運転排水による水位低下までの水位変化を示し、図７
（ｂ）はポンプ運転台数の変化を示している。なお、図
７（ａ）の横軸下の文字列は、水位変化に伴う図５の操
作ステップの推移を示している。

【００３８】ポンプの運転／停止にあたっては、貯水池
の推移に関し、例えば （１）１台目運転準備水位４．５ｍ （２）１台目運転水位 ５．０ｍ （３）１台目停止準備水位３．５ｍ （４）１台目停止水位 ３．０ｍ （５）２台目運転準備水位５．５ｍ （６）２台目運転水位 ６．０ｍ （７）２台目停止準備水位４．５ｍ （８）２台目停止水位 ４．０ｍ が設定されており、それらの水位に達した時点で運転／
停止の対応操作を行なうこととなっている。これらの水
位と運転台数の関係を示すものが図７（ｃ）のグラフで
ある。

【００３９】なお、本装置はプラント監視とその支援が
目的であり、装置の各処理に対応してプラント状態が変
化するものではなく、むしろ降雨・プラント状態の変化
に対応して本装置の支援が変化していく。

【００４０】以上の各図において、まず図７で示した水
位変化に伴い、ポンプ運転操作が必要となり、その操作
ステップが図５に示す通りに進行していく。

【００４１】その各ステップ毎に運転員が行なうべき監
視・操作、または確認すべき監視画面が決められている
ので、運転員は画面切換え手段により、これらの画面の
表示を行なうが、操作機会の少ないポンププラントでは
複数の画面候補の中から適切な画面の選択が困難となる
ことが生じる。そこで、本発明では、図３に示すように
監視制御支援装置（ＨＩＣＳ）４６０により、プラント
情報と運転員の画面操作情報から現在どの操作ステップ
にあるかを推論し、 (1)選択指示ボタンと、 (2)切換え
支援メッセージ、を監視画面上、即ち表示手段４４０に
出力することで、運転員の画面切換え操作を支援してい
る。

【００４２】その際、監視制御支援装置４６０内では、
図４に示す推論アルゴリズムに従って、操作ステップデ
ータ格納手段４６１に格納された図６に示すような操作
ステップ情報から現在のステップと支援情報を判断し、
適切な支援情報を出力する。

【００４３】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、複
数の支援機能を画面の切換え操作により表示選択するプ
ラント監視制御装置において、運転員に対し、操作状況
に応じた画面選択、画面切換えの操作の支援を行なうこ
とができるので、運転員が初心者であっても最適な監視
制御を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るプラント監視制御装置
の構成を示すブロック図。

【図２】同実施例におけるポンププラントの構成例を示
す図。

【図３】同実施例における監視制御支援装置の入出力デ
ータの説明図。

【図４】同実施例における操作ステップ推論手段のアル
ゴリズムを示すフローチャート。

【図５】同実施例における操作ステップの変化の一例を
示すブロック図。

【図６】同実施例における操作ステップデータ例を示す
図。

【図７】同実施例における操作ステップデータ及び操作
ステップ変化を示すトレンドグラフ。

【図８】従来のプラント監視制御装置の構成を示すブロ
ック図。

【符号の説明】

１００ 監視対象プラント ２００ 機器制御手段 ３００ 入出力中継手段 ４００ プラント監視制御装置 ４１０ データ処理手段 ４２０ 支援機能 ４３０ 画面切換制御手段 ４４０ 表示手段 ４５０ 入力手段 ４６０ 監視制御支援装置 ４６１ 操作ステップデータ格納手段 ４６２ 操作ステップ推論手段 ４６３ 支援情報出力手段 ５００ 運転員

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05B 23/02 G05B 23/02 301 G06F 3/14 320 G06F 9/44 570

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 監視対象プラントのプラント状態、運転
   条件、操作手順、運転ガイダンス、故障診断、記録情報
   に関する情報に基づいて監視制御の支援を行なう監視制
   御支援装置において、 プラント情報と画面操作情報により、現在の操作進行状
   況を推論する操作ステップ推論手段と、 推論結果の操作ステップに応じて、監視画面上の現ステ
   ップで監視すべき画面の切換えボタンを色替えし、画面
   切換えを促すボタン色替え手段と、 推論結果の操作ステップに応じて、監視画面上のメッセ
   ージ領域に現ステップで監視すべき画面への切換えメッ
   セージを出力し、画面切換えを促す支援メッセージ出力
   手段と、 上記操作ステップ推論手段が参照するプラント情報、画
   面操作情報及び操作ステップに関係する知識を格納する
   操作ステップデータ格納手段とを具備したことを特徴と
   する監視制御支援装置。