JP3580793B2 - プラント制御監視装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
この発明は、例えば、製品の製造を行う化学製品製造プラント、石油化学製品製造プラント、石油精製プラント、鉄鋼製品製造プラント、食品製造プラント、紙パルプ製品製造プラント、医薬品製造プラント、自動車製造プラント、機械製品製造プラント、電気製品製造プラントなどの各種製造プラントまたは発電プラント、廃棄物処理プラントなどの運転制御を監視するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より製造プラントの運転を制御・監視するために、分散型制御装置（いわゆるＤＣＳ）およびこれを制御・監視する上位コンピュータシステム装置が用いられており、これらを統合してプラント制御監視装置と称する。
【０００３】
ＤＣＳは、ＣＲＴや液晶による表示装置を備え、プラントに含まれる装置・機器やプロセスの運転状況を表示し、制御・監視する。表示装置は、従来から一般的に、プラントの制御状態が視覚的に監視できるように、プラントのプロセスがプロセスフローダイアグラム（Ｐ＆ＩＤ）形式で記述されたグラフィック画面で表現する。
【０００４】
また、上位コンピュータシステム装置は、ＤＣＳから送られるプロセス状態信号・変数に基づいて、またはこれらプロセス状態信号・変数を目的に応じて加工することにより、品質、効率、設備・プロセスの安全性などについて最適運転に必要な管理値を出力する。そして、運転管理担当者（オペレータ）は、これらの情報を総合的に判断し、運転に対して操作（アクション）を行う。
【０００５】
すなわち、従来のプラント制御監視装置では、プラントに設置される計装機器（圧力、温度、流量、液面指示量などの各種の計装機器）が扱うプロセス状態信号や、複数のプロセス状態信号を使用して所定の演算処理を行なった結果が、予め設定された基準値を越える場合に、各計装機器単位でアラームを通知するように構成されている。このように、オペレータによるプラントの運転監視は、アラームとプロセス状態信号をＣＲＴのグラフィック画面または音声信号から総合的に判断し、適切な処置を実施するグラフィックオペレーションによる運転が主流になっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のプラント制御監視装置では、プラントにおいて変調・異常が発生した場合、各計装機器単位でアラームが発生する。これは、各計装機器単位の変調・異常の検出には適しているが、同時に多数の計装機器に変調・異常が発生した場合には、いわゆるアラームの洪水となり真の異常を見落とすばかりでなく、プラントの運転・監視がオペレータに大きな負担を与えていた。
【０００７】
上述の問題を解決するために、例えば、特開平９−１３８７０３号公報に示されるようなプラント制御監視装置が提案されている。この装置は、プラントを構成する複数の機器をグループにまとめたユニットとして捉えて、各ユニットに対してマクロ的見地からアラームを認識できるように構成されている。すなわち、計装機器から出力される出力信号に基づいて一定の論理演算処理された加工信号と予め設定した基準値とが乖離する場合に予想される前記ユニットの異常内容が予め前記プラント制御監視装置に設定され、前記加工信号が基準値から乖離した場合に前記ユニットの異常内容としてアラームが出力される。しかしながらこの方法によると、予め発生が予想される異常内容に対しては有効であるが、予想できないまたは予想していない異常内容に対しては効果的でない。このため、オペレータは、この方法と併せて各計装機器単位または機器単位のアラームについても監視することが必要となり、オペレータの負担は軽減されないばかりでなく、間違った判断をする虞がある。
【０００８】
また、従来のプラント制御監視装置では、複数のアラームを監視する方法としては、複数の計装機器のイメージ図が画面にまとめて表示され、グラフィック画面とは独立して表示されていた。そして、アラームが発生したときには、オペレータは、画面上に前記計器図を表示させ監視することが主であった。そのため、オペレータは、プラント内の計装機器の設置位置と通常タグナンバーと呼ばれる識別番号の関係を常に記憶する必要があるばかりでなく、アラームに対応するために関係するグラフィック画面を併用する必要があった。従って、プラントの規模が大きく、計装機器点数の多いプラントでは、オペレータに大きな負担をかけていた。
【０００９】
さらに、上述のようにオペレータに依存したプラントの運転では、オペレータの技術的・経験的な能力差によりアラームへの対応内容が異なるので、プラントの安定した品質を得る運転などが実現できない虞があった。
【００１０】
本発明は、このような背景のもとになされたものであって、プラントで発生したプロセス状態の変調・異常を迅速かつ正確に把握することのできるプラント制御監視装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
（１） 上記目的を達成するため本願発明者は、プラント制御監視装置の演算処理装置が、プラントを構成する装置・機器に設定されたアラームを、予め制御・監視する目的、手段、または種類などの一定の分類基準に応じて、一定の関連性を有する範囲でグループ分けし、このグループに属するいずれかのアラームが発生した場合に、そのグループ内にアラーム状態が存在することを認識できれば、アラームが発生した場合に、どのグループに属するどの計装機器において異常が発生しているかを迅速かつ正確に把握することができ、また、その対策を的確に講じることができる点に着目した。
【００１２】
(2) そこで、本願に係るプラント制御監視装置は、プラントを構成する複数の計装機器から出力されるプロセス状態信号を所定の記号を用いて表現することによりプラントの運転状態を示す表示装置、およびプラントの正常運転の基準となる予め設定された基準信号と前記計装機器から出力された各プロセス状態信号または複数のプロセス状態信号を使用して所定の演算処理を行った結果得られた加工信号とを比較し、プラントの運転が所定の乖離状態であることを判断したときにアラーム信号を出力すると共に上記表示装置により表示させるアラーム出力手段を有する演算処理装置を備えるプラント制御監視装置において、前記演算処理装置は、前記アラーム出力手段によって出力されるアラームを前記基準信号からの乖離状態およびプラントの運転に与える影響に基づいて複数の重要度グループに分類するとともに、当該アラームを、プラントを構成する各機器の機能およびプラントの監視目的に応じてプラントを階層化した各階層毎に設けた階層分類基準に基づいてさらに複数の階層グループに分類するように構成されているアラーム分類手段と、各アラームが属する重要度グループおよび一連の階層グループを前記表示装置に表示させるアラーム集約表示手段とを備えており、前記表示装置は、前記複数の階層グループに関連付けられたプラントの運転監視画面を有する複数階層画面構造を備えるとともに、アラームが発生したときに、各運転監視画面に示される当該アラームに関連した階層グループの表示形態を当該アラームが属する前記重要度グループに応じて変更する表示変更手段を備え、プラント制御監視装置が運転監視画面上で当該表示形態が変更された一連の階層グループに対する指示入力を受け付けたときに、当該階層グループに関連するアラーム回避に必要な階層グループの運転監視画面に切り換えて表示するように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成では、アラーム出力手段から出力されたアラームは、前記基準信号からの乖離状態およびプラントの運転に与える影響に基づいて複数の重要度グループに分類されるとともに、前記階層分類基準を用いてさらに複数の階層グループに分類される。そして、そのアラームが属する重要度グループおよび一連の階層グループは、アラーム集約表示手段を用いて表示装置に表示される。
【００１４】
ここで、階層グループとは、例えば、プラントを構成する工程を基準にした工程グループ、工程をまとめた系列を基準に分類された系列グループ、および系列をまとめたプラントを基準に分類されたプラントグループなどである。プラントの規模に応じて、大規模プラントでは、下位グループとして機器群、上位グループとしてプラントのエリア、工場などを追加することができる。また、小規模プラントでは、機器群のみから構成することも可能である。
【００１５】
この構成によれば、オペレータは、アラームが発生したときに、アラームの属する機器群、工程、系列、プラントなどを容易に把握できるとともに、基準信号からの乖離状態およびプラントの運転に与える影響を容易に把握することができる。これにより、そのアラームの重要度およびその対処の緊急性とを同時に把握できる。その結果、オペレータは、アラームの対処に優先順位を付けて迅速に対処することができる。またオペレータによるアラームの見落としを防止することもできる。
【００１８】
さらに、オペレータは、アラームの属する階層グループおよび重要度グループを迅速に把握して、その対応に必要な運転監視画面にを重ねて表示する、または切り換え、的確にアラームに対処することができる。
【００１９】
(3) 本願に係る別のプラント制御監視装置は、プラントを構成する複数の計装機器から出力されるプロセス状態信号を所定の記号を用いて表現することによりプラントの運転状態を示す表示装置と、プラントの正常運転の基準となる予め設定された基準信号と、前記計装機器から出力された各プロセス状態信号または複数のプロセス状態信号を使用して所定の演算処理を行った結果得られた加工信号とを比較し、プラントの運転が所定の乖離状態であることを判断したときにアラーム信号を出力すると共に上記表示装置により表示させるアラーム出力手段を有する演算処理装置とを備えるプラント制御監視装置において、前記演算処理装置は、前記アラーム出力手段によって出力されるアラームを前記基準信号からの乖離状態およびプラントの運転に与える影響に基づいて複数の重要度グループに分類するとともに、当該アラームを、プラントを構成する各機器の機能およびプラントの監視目的に応じてプラントを階層化した各階層毎に設けた階層分類基準に基づいてさらに複数の階層グループに分類するように構成されているアラーム分類手段と、各アラームが属する重要度グループおよび一連の階層グループを前記表示装置に表示させるアラーム集約表示手段とを備えており、前記表示装置は、前記複数の階層グループに関連付けられたプラントの運転監視画面を有する複数階層画面構造を備え、前記複数の階層グループを相互に関連付けるように配置してブロック図形式にまとめたアラーム集約図を前記各階層の運転監視画面上に表示するとともに、アラームが発生したときに前記アラーム集約図内の当該アラームに関連する一連の階層グループのブロックの表示形態を当該アラームが属する前記重要度グループに応じて変更するように構成され、プラント制御監視装置が運転監視画面上で当該表示形態が変更された一連の階層グループのブロックに対する指示入力を受け付けたときに、当該階層グループのブロックに関連するアラーム回避に必要な階層グループの運転監視画面に切り換えて表示するように構成されていることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、アラーム集約図が、関連ある複数の階層グループをブロック形式でまとめ、各階層の運転監視画面に表示されているので、オペレータは、展開している運転監視画面に表現されていない、アラームの属する階層グループと関連ある階層グループを容易に把握することができ、さらにその関連ある階層グループの運転監視画面などに切り換えることができる。
【００２２】
またアラームが発生したときに、前記アラーム集約図内の当該アラームに関連する一連の階層グループのブロックの表示形態を当該アラームが属する前記重要度グループに応じて変更して表示装置に表示されるので、オペレータがアラームを見落とすことはなくなる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態に係るプラント制御監視装置の構成を模式的に示した図である。
【００２７】
図１において参照符号１０は、製造プラント全体を総括して示したものである。本実施形態では、プラント１０は、化学製品を製造するための一貫生産プラントである。このプラント１０は、化学反応機、蒸留装置、熱交換器、圧縮機、各種ポンプ、タンク類、配管などの各種装置・機器で構成されている。
【００２８】
これらの各装置・機器には所定の場所に、各種の温度計、流量計、圧力計、レベル計、濃度計などのセンサ１１やバルブ１２などのアクチュエータなどが設置されている。
【００２９】
プラント制御監視装置１３は、制御ステーション１４、オペレータステーション１５およびワークステーション１８から構成されており、各装置は回線１９で接続されている。また、オペレータステーション１５は、表示装置１６とその制御など行う制御装置１７とから構成され、専用回線で接続されている。なお、表示装置１６は、オペレータの操作を簡易にするため操作卓（図示せず）と一体となったタッチパネル方式が好ましい。
【００３０】
制御ステーション１４は、プラント１０を制御する。すなわち、制御ステーション１４は、各種センサ１１からプロセス状態信号を受信し、必要に応じて制御出力（操作信号）をバルブなどのアクチュエータ、各装置・機器などに出力している。また、これらの制御ステーション１４は、プラントの規模に応じて制御するグループ毎に分散配置される。なお、プラントの制御する対象機器などが少ない場合には、１台の制御ステーション１４が、プラント１０を制御する。
【００３１】
オペレータステーション１５は、プラント１０の運転状況の監視および制御を行う。プラント１０の各装置・機器から出力されるプロセス状態信号などを制御ステーション１４を介して受信し、表示装置１６にプロセス状態を表示させる。また、各装置・機器を制御するための出力信号を回線１９を介して制御ステーション１４に送信し、この制御ステーション１４がプラント１０を制御する。また、プラント１０の各装置・機器は、個々の各装置・機器を特定するために、それぞれ固有に設けられたタグナンバー（識別番号）を有し、各装置・機器の入出力信号またはこれらに対応するアラームは、このＴＡＧナンバーを基に制御ステーション１４で管理・制御されている。
【００３２】
このような機能を有する制御ステーション１４とオペレータステーション１５とを組合せた装置は、一般的に分散型制御装置（ＤＣＳ）と呼ばれ、各種の製造プラントの制御や発電プラントの制御のみならず、各種の交通監視制御システムや環境制御装置など広く使用されている。
ここでは、上述のプラントの監視および制御機能を分散型制御装置（ＤＣＳ）に構成してあるが、これとは別に製造管理用ワークステーション１８を設置し、分散型制御装置（ＤＣＳ）の監視および制御に関する機能の一部をワークステーション１８に設けてもよい。これにより、プラント１０の拡張または運転プログラムの拡張などが容易にできる。
【００３３】
このようなプラント制御監視装置１３を用いた運転では、プラント１０において何らかの異常発生があった場合、プラントに設置される計装機器（圧力、温度、流量、液面指示量などの各種の計装機器）からプロセス状態信号が出力される。その出力信号または複数の出力信号を使用して所定の演算処理を行った結果得られた加工信号が、予め設定された基準値（しきい値）を越える場合に、各計装計器単位または装置・機器単位でアラーム（しきい値アラーム）を通知し、異常を特定できるように構成されている。例えば、このアラームは通常基準値からはずれた方向と程度により通常基準値に対し、上限値からＨＨＨ、ＨＨ、Ｈ、Ｌ、ＬＬ、ＬＬＬなどに分類される。なお、アラームには、上述したしきい値アラームに限定するものでなく、関連する複数のプロセス状態信号を使用して所定の演算処理を行った結果得られた加工信号が、予め設定した条件が成立した場合に異常状態としてアラーム信号を出力するようなプログラム化されたアラーム（シーケンスアラーム）なども含まれる。
【００３４】
また、オペレータステーション１５は、図２に示すようにプラントのフロー図を示すグラフィック画面２０などの複数階層画面構造を有しており、各画面を切り換え表示できるようになっている。
【００３５】
オペレータは、この画面を見ながらプラント１０の運転を監視している。そして、アラームが発生したときに、オペレータは、複数の関連あるグラフィック画面２０を見ながら、アラームの発生源の特定、原因探索、その対策を行う。
【００３６】
次に、本実施の形態に係るプラント制御監視装置の作用について以下に説明する。
【００３７】
本実施の形態では、監視するプラント１０全体が、各装置、機器の機能、およびオペレータの監視目的または役割分担などに応じて階層的に分類されるとともに、階層ごとにグループ分けされる。そして、プラントのアラームは、これらの階層およびグループに分類される。図３は、階層的に分類した画面の一例を示し、プラント１０全体は「プラント」、「系列」、「工程」の３つの階層に分類されている。但し、この階層数は、特にこの３階層に限定されるものではなく、監視目的や必要に応じて何階層にしても構わない。さらに、出力されたアラームは、プラント１０を構成する装置・機器をまとめた「工程」を基準に分類された「工程」グループ、「工程」をまとめた「系列」を基準に分類された「系列」グループ、および「系列」をまとめたプラントを基準に分類された「プラント」グループに分類される。
【００３８】
また、これらの各階層に対応するプラント監視画面２１、系列監視画面２２、および工程監視画面２３は、表示装置１６にそれぞれ単独または重ねて表示させることができる。
【００３９】
なお、アラームを集約する単位としての階層構造は、上述の階層に限定されるものでは無く、プラントの監視目的に応じて例えば、互いに関連した複数のプラントの集合体としての「エリア」、複数のプラントやエリアの集合体である工場全体としての「工場」、またはいくつかの工場の集合体としての「製造所」若しくは「工場群」などの上位階層をさらに設けて、全体の運転監視を行うように画面を構成する場合、または上述の「工程」の装置・機器の運転状態を詳細に表現する装置・機器に関する下位階層をさらに設けても良い。
【００４０】
このように複数の階層に分類し、さらに各階層において監視目的などに応じていくつかのグループに分類されたプラントのアラームについて、図４に例示するようなアラーム集約処理回路によりアラーム集約処理が行われる。この例では、プラントを「工程」・「系列」・「プラント」の３階層に分類し、さらにプラントの計装機器から出力されるアラームを３つの重要度に分類している。そして、各アラームは、「工程」、「系列」、および「プラント」と関連付け、重要度ごとにＯＲ条件回路（論理和）により接続されている。なお、アラームは、同一の計装機器からしきい値などを基準とした複数の重要度のアラームを出力しても構わない。そのほか、アラームの重要度は、プラントに与える影響度を基準に分類することもできる。ここで、このプラントに与える影響とは、プラントの安全、安定（量）、品質、または使用率（収率）などの基準である。例えば、プラントの安全に関するアラームを重要度Ｉ、手動による異常、変調回避操作が長時間許されず放置すれば重要度Ｉに至るアラーム、または品質不良を起こすアラームを重要度ＩＩ、最適化運転を促すための生産管理上のアラームを重要度ＩＩＩなどのように分類される。なお、重要度の分類数は３分類に限るものでなく、必要に応じた分類数を適用することもできる。
【００４１】
次に、上記アラーム集約処理回路の作用について具体例を用いて説明する。このアラーム集約処理回路において、「プラント」はＡプラントであり、「タグ」はＴＡＧ１…、「工程」は、「原料工程」、「前処理工程」、…「貯蔵工程」、「系列」は、Ａ−Ｉ〜Ａ−Ｘから構成される。ここでは、プラントを一個としているが複数であっても構わない。
【００４２】
このアラーム集約処理回路では、重要度Ｉに関連する計装機器ＴＡＧ１〜ＴＡＧ１０のいずれかにおいてアラームが発生した場合、ＯＲ条件回路が作用し「原料工程」に関する重要度Ｉの識別信号Ｓ１が出力される。同様に、上位階層の「工程」の階層において、「原料工程」、「前処理工程」、または「貯蔵工程」のいずれかにおいて重要度Ｉに関する識別信号Ｓ１、Ｓ２、またはＳ３が発生した場合、ＯＲ条件回路が作用し「系列Ａ−Ｉ」に関する重要度Ｉの識別信号Ｓ４が出力される。さらに上位階層の「系列」の階層において、「系列Ａ−Ｉ」または「系列Ａ−Ｘ」のいずれかにおいて重要度Ｉの識別信号Ｓ４またはＳ５が出力された場合には、ＯＲ条件回路が作用し「Ａプラント」に関する重要度Ｉに関する識別信号Ｓ６が出力される。同様の作用により、重要度ＩＩまたは重要度ＩＩＩに対応するアラームが発生した場合も、各階層から識別信号が出力される。すなわち、アラーム集約処理回路に関わるプラントのアラームが一つでも発生している場合には、「工程」、「系列」、および「プラント」の階層に割り付けられた識別信号発生装置（図示せず）がＯＮ状態となる。
【００４３】
出力された各階層に対応する識別信号は、アラームの表示形態変更条件として使用され、後述するアラーム発生を示す表示記号の表示部を色変わり、点滅、または色変わり点滅などさせる。これにより、オペレータは、発生したアラームが属する「プラント」、「系列」、「工程」、並びに重要度を、迅速にかつ確実に視認できる。
【００４４】
また、重要度を含む複数の目的に応じたアラーム集約処理の回路を複数組み合わせて、各アラーム集約処理回路の各階層でのＯＲ条件による信号を使用し、プラントの運転監視画面上において目的別にアラームの表示形態を表示させることも可能である。このようにすることで、オペレータは、優先順位の高い目的順に発生したアラームに対処することができるとともに、オペレータの作業負荷を軽減する。
【００４５】
次に、アラームが発生したときの表示形態変更について詳述する。前記アラーム集約回路における識別信号の出力により、表示装置１７は予め設定されたグラフィック画面上のアラーム発生を示すブロックなどの表示記号（アラームの集約単位を基本単位とする）の表示部を色変わり、点滅、または色変わりおよび点滅させる。これにより、プラントのアラームの発生状態が画面上に表示される。また、同じブロックに対して同時に複数のアラームが発生した場合には、例えば、重要度が高い方のアラームを優先して、色変わりまたは点滅表示される。その結果、オペレータは重要度の高いアラームから対処することができる。
【００４６】
より詳細には、アラームを示す表示記号は、ブロック形式で表示される。そのブロックを内側と外側に分けて、アラームの種類、および重要度に応じて、それぞれアラームの発生状態が色分けして表示される。つまり、ブロック外側（外枠）は、計装機器からの出力信号によるアラームに対応させ、重要度分類Ｉ、ＩＩ、またはＩＩＩに応じて、それぞれ赤色点滅、橙点滅、または黄色点滅のように色変わり点滅表示させる。また、ブロック内側は、計装機器からの出力信号を所定の演算処理を行った結果得られた加工信号によるアラーム、例えば、プラントの変調・異常に至る兆候を予知予測する目的で分類した重要度分類Ａ、Ｂ、またはＣに対応して、それぞれ赤色点滅、橙点滅、または黄色点滅などのように色変わり点滅表示させる。さらに、いずれの場合にも、同時に複数のアラームが発生した場合、重要度の高いアラームに基づく色変わり、点滅、または色変わり点滅を優先して表示する。例えば、アラーム集約処理によるアラーム発生状態の表示において、重要度を高い順からＩ、ＩＩ、ＩＩＩ並びにＡ、Ｂ、Ｃとすると、重要度ＩまたはＡのアラームがひとつでもあれば赤色、 重要度ＩまたはＡのアラームがなく、重要度ＩＩまたはＢのアラームがひとつでもあれば橙色、重要度ＩまたはＡ、並びに重要度ＩＩまたはＢが無ければ、重要度ＩＩＩまたはＣとして黄色に色変わり点滅する。なお、ここでは、アラームが発生したときにオペレータに知らせる方法として表示形態変更手段を用いているが、そのほか音声情報を出力することも可能である。
【００４７】
さらに、図３に示すような複数の階層画面から構成される場合には、発生したアラームが属する「プラント」、「系列」、および「工程」の階層を展開している画面上でオペレータが視認できることは、アラームへの迅速な対応に効果的である。そのため、図５に示すような「プラント」と「系列」との階層に対応させたアラーム集約図２４を階層画面に表示できるようになっている。このアラーム集約図２４は、上欄に「プラント階層」のブロック２５を有し、下欄に「系列階層」のブロック２６が表示される。この例では、上欄の「プラント階層」のブロック２５は、「Ａプラント」、「Ｂプラント」、および「Ｃプラント」のブロックから構成され、「プラント階層」のブロック２５の右側に並列表示される。また、下欄の「系列階層」のブロック２６は、「Ａ−１系列」、「Ａ−２系列」…のブロックから構成され、「系列階層」のブロックの右側に並列表示される。そして、例えば、「Ａプラント」の「Ａ−１系列」にアラームが発生した場合、対応する部分が重要度に応じて色変わり、点滅、または色変わり点滅など表示形態変更される。なお、図５に示すアラーム集約図２４は「プラント」と「系列」のみを表示しているが、プラントの規模が小さく「プラント」、「系列」、および「工程」の数が少ない場合はこれら全ての項目を一つのブロック図にまとめても構わない。すなわち、プラントの規模に応じて一見把握容易なブロック図とすることが望ましい。
【００４８】
さらに、上述のアラーム集約図２４は、図６に示すように系列監視画面２７の一部に表示させることができる。なお、このアラーム集約図２４は、図３に示すようなプラント監視画面２１、系列監視画面２２，工程監視画面２３などから構成されるすべての各階層画面に表示させることができる。もちろん、アラーム集約図２４を表示しない階層画面があっても構わない。
【００４９】
ここで、図６に示す系列監視画面２７は、「Ａプラント」の「Ａ−１系列」〜「Ａ−３系列」に対応する画面を表す。この画面の上部には、「プラント」と「系列」階層に対応させたアラーム集約図２４が配置され、左側にプラントの異常内容などを示すガイダンスのブロック２８が縦一列に各工程に対応してブロック図形式で配置されている。また、その右側には、「Ａ−１系列」のブロックが縦一列に工程順に並べられている。同様に、「Ａ−２系列」および「Ａ−３系列」のブロックが、「Ａ−１」系列の右側に縦一列に工程順にブロック図形式で配置されている。
【００５０】
そして、プラント１０内の装置・機器にアラームが発生した場合、「Ａ−１系列」〜「Ａ−３系列」のブロック、ガイダンスのブロック２８、およびアラーム集約図２４ののうち当該アラームに対応するブロックが重要度に応じて色変わり、点滅、または色変わり点滅などで表示形態が変更される。その結果、オペレータは、どこでアラームが発生したのかを確認できる。そのあと、オペレータは、アラームの対応に必要な画面に切換え、必要な処置を実施する。例えば、「Ａ系列」の系列監視画面２７をオペレータが監視しており、「Ａプラント」の「Ａ−１系列」の「Ａ−１原料工程」において異常が発生しアラームが出力された場合、アラーム集約図２４の「Ａプラント」、「Ａ−１系列」のブロック、系列監視画面２７に示される「Ａ−１原料工程」ブロック、およびガイダンスのブロック２８の「原料Ａ」が、重要度に応じて表示形態が変更される。これにより、オペレータは、アラームの重要度を認識し、「Ａ−１原料工程」のブロックを指などで触れることにより「Ａ−１原料工程」に関連した画面を表示させ、プラントの異常状態を確認し、プラントの異常に対して処置を行うことができる。同様に、運転監視画面上において表示形態が変更されたブロックは、指などで触れることによりアラームの回避に必要な画面に切り換えることができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように、本願発明では次のような効果を奏する。
【００５２】
プラント制御監視装置の演算処理装置は、プラントを構成する装置・機器に設定されたアラームを、予め制御・監視する目的、手段、または種類などの一定の分類基準に応じて、一定の関連性を有する範囲でグループ分けすることができる。さらに、発生したアラームの属するグループが表示装置に表示される。これにより、オペレータは、迅速かつ正確にプラントの異常内容を把握することができる。すなわち、オペレータ１人当たりが、監視できるプラントの範囲を飛躍的に拡大させるとともに、監視レベルの標準化、アラーム発生の見逃しを無くし、プラントの変調・異常兆候の早期発見を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラント制御監視装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る表示装置によって表示される画面を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る表示装置が表示することができる階層画面の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るアラーム集約論理回路図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るアラーム集約図である。
【図６】運転監視画面の具体例を示した図である。
【符号の説明】
１０ プラント
１１ センサ
１２ バルブ
１３ プラント制御監視装置
１４ 制御ステーション
１５ オペレータステーション
１６ 表示装置
１７ 制御装置
２４ アラーム集約図
Ｓ１〜Ｓ６ 識別信号
【発明の属する技術の分野】
この発明は、例えば、製品の製造を行う化学製品製造プラント、石油化学製品製造プラント、石油精製プラント、鉄鋼製品製造プラント、食品製造プラント、紙パルプ製品製造プラント、医薬品製造プラント、自動車製造プラント、機械製品製造プラント、電気製品製造プラントなどの各種製造プラントまたは発電プラント、廃棄物処理プラントなどの運転制御を監視するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より製造プラントの運転を制御・監視するために、分散型制御装置（いわゆるＤＣＳ）およびこれを制御・監視する上位コンピュータシステム装置が用いられており、これらを統合してプラント制御監視装置と称する。
【０００３】
ＤＣＳは、ＣＲＴや液晶による表示装置を備え、プラントに含まれる装置・機器やプロセスの運転状況を表示し、制御・監視する。表示装置は、従来から一般的に、プラントの制御状態が視覚的に監視できるように、プラントのプロセスがプロセスフローダイアグラム（Ｐ＆ＩＤ）形式で記述されたグラフィック画面で表現する。
【０００４】
また、上位コンピュータシステム装置は、ＤＣＳから送られるプロセス状態信号・変数に基づいて、またはこれらプロセス状態信号・変数を目的に応じて加工することにより、品質、効率、設備・プロセスの安全性などについて最適運転に必要な管理値を出力する。そして、運転管理担当者（オペレータ）は、これらの情報を総合的に判断し、運転に対して操作（アクション）を行う。
【０００５】
すなわち、従来のプラント制御監視装置では、プラントに設置される計装機器（圧力、温度、流量、液面指示量などの各種の計装機器）が扱うプロセス状態信号や、複数のプロセス状態信号を使用して所定の演算処理を行なった結果が、予め設定された基準値を越える場合に、各計装機器単位でアラームを通知するように構成されている。このように、オペレータによるプラントの運転監視は、アラームとプロセス状態信号をＣＲＴのグラフィック画面または音声信号から総合的に判断し、適切な処置を実施するグラフィックオペレーションによる運転が主流になっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のプラント制御監視装置では、プラントにおいて変調・異常が発生した場合、各計装機器単位でアラームが発生する。これは、各計装機器単位の変調・異常の検出には適しているが、同時に多数の計装機器に変調・異常が発生した場合には、いわゆるアラームの洪水となり真の異常を見落とすばかりでなく、プラントの運転・監視がオペレータに大きな負担を与えていた。
【０００７】
上述の問題を解決するために、例えば、特開平９−１３８７０３号公報に示されるようなプラント制御監視装置が提案されている。この装置は、プラントを構成する複数の機器をグループにまとめたユニットとして捉えて、各ユニットに対してマクロ的見地からアラームを認識できるように構成されている。すなわち、計装機器から出力される出力信号に基づいて一定の論理演算処理された加工信号と予め設定した基準値とが乖離する場合に予想される前記ユニットの異常内容が予め前記プラント制御監視装置に設定され、前記加工信号が基準値から乖離した場合に前記ユニットの異常内容としてアラームが出力される。しかしながらこの方法によると、予め発生が予想される異常内容に対しては有効であるが、予想できないまたは予想していない異常内容に対しては効果的でない。このため、オペレータは、この方法と併せて各計装機器単位または機器単位のアラームについても監視することが必要となり、オペレータの負担は軽減されないばかりでなく、間違った判断をする虞がある。
【０００８】
また、従来のプラント制御監視装置では、複数のアラームを監視する方法としては、複数の計装機器のイメージ図が画面にまとめて表示され、グラフィック画面とは独立して表示されていた。そして、アラームが発生したときには、オペレータは、画面上に前記計器図を表示させ監視することが主であった。そのため、オペレータは、プラント内の計装機器の設置位置と通常タグナンバーと呼ばれる識別番号の関係を常に記憶する必要があるばかりでなく、アラームに対応するために関係するグラフィック画面を併用する必要があった。従って、プラントの規模が大きく、計装機器点数の多いプラントでは、オペレータに大きな負担をかけていた。
【０００９】
さらに、上述のようにオペレータに依存したプラントの運転では、オペレータの技術的・経験的な能力差によりアラームへの対応内容が異なるので、プラントの安定した品質を得る運転などが実現できない虞があった。
【００１０】
本発明は、このような背景のもとになされたものであって、プラントで発生したプロセス状態の変調・異常を迅速かつ正確に把握することのできるプラント制御監視装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
（１） 上記目的を達成するため本願発明者は、プラント制御監視装置の演算処理装置が、プラントを構成する装置・機器に設定されたアラームを、予め制御・監視する目的、手段、または種類などの一定の分類基準に応じて、一定の関連性を有する範囲でグループ分けし、このグループに属するいずれかのアラームが発生した場合に、そのグループ内にアラーム状態が存在することを認識できれば、アラームが発生した場合に、どのグループに属するどの計装機器において異常が発生しているかを迅速かつ正確に把握することができ、また、その対策を的確に講じることができる点に着目した。
【００１２】
(2) そこで、本願に係るプラント制御監視装置は、プラントを構成する複数の計装機器から出力されるプロセス状態信号を所定の記号を用いて表現することによりプラントの運転状態を示す表示装置、およびプラントの正常運転の基準となる予め設定された基準信号と前記計装機器から出力された各プロセス状態信号または複数のプロセス状態信号を使用して所定の演算処理を行った結果得られた加工信号とを比較し、プラントの運転が所定の乖離状態であることを判断したときにアラーム信号を出力すると共に上記表示装置により表示させるアラーム出力手段を有する演算処理装置を備えるプラント制御監視装置において、前記演算処理装置は、前記アラーム出力手段によって出力されるアラームを前記基準信号からの乖離状態およびプラントの運転に与える影響に基づいて複数の重要度グループに分類するとともに、当該アラームを、プラントを構成する各機器の機能およびプラントの監視目的に応じてプラントを階層化した各階層毎に設けた階層分類基準に基づいてさらに複数の階層グループに分類するように構成されているアラーム分類手段と、各アラームが属する重要度グループおよび一連の階層グループを前記表示装置に表示させるアラーム集約表示手段とを備えており、前記表示装置は、前記複数の階層グループに関連付けられたプラントの運転監視画面を有する複数階層画面構造を備えるとともに、アラームが発生したときに、各運転監視画面に示される当該アラームに関連した階層グループの表示形態を当該アラームが属する前記重要度グループに応じて変更する表示変更手段を備え、プラント制御監視装置が運転監視画面上で当該表示形態が変更された一連の階層グループに対する指示入力を受け付けたときに、当該階層グループに関連するアラーム回避に必要な階層グループの運転監視画面に切り換えて表示するように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成では、アラーム出力手段から出力されたアラームは、前記基準信号からの乖離状態およびプラントの運転に与える影響に基づいて複数の重要度グループに分類されるとともに、前記階層分類基準を用いてさらに複数の階層グループに分類される。そして、そのアラームが属する重要度グループおよび一連の階層グループは、アラーム集約表示手段を用いて表示装置に表示される。
【００１４】
ここで、階層グループとは、例えば、プラントを構成する工程を基準にした工程グループ、工程をまとめた系列を基準に分類された系列グループ、および系列をまとめたプラントを基準に分類されたプラントグループなどである。プラントの規模に応じて、大規模プラントでは、下位グループとして機器群、上位グループとしてプラントのエリア、工場などを追加することができる。また、小規模プラントでは、機器群のみから構成することも可能である。
【００１５】
この構成によれば、オペレータは、アラームが発生したときに、アラームの属する機器群、工程、系列、プラントなどを容易に把握できるとともに、基準信号からの乖離状態およびプラントの運転に与える影響を容易に把握することができる。これにより、そのアラームの重要度およびその対処の緊急性とを同時に把握できる。その結果、オペレータは、アラームの対処に優先順位を付けて迅速に対処することができる。またオペレータによるアラームの見落としを防止することもできる。
【００１８】
さらに、オペレータは、アラームの属する階層グループおよび重要度グループを迅速に把握して、その対応に必要な運転監視画面にを重ねて表示する、または切り換え、的確にアラームに対処することができる。
【００１９】
(3) 本願に係る別のプラント制御監視装置は、プラントを構成する複数の計装機器から出力されるプロセス状態信号を所定の記号を用いて表現することによりプラントの運転状態を示す表示装置と、プラントの正常運転の基準となる予め設定された基準信号と、前記計装機器から出力された各プロセス状態信号または複数のプロセス状態信号を使用して所定の演算処理を行った結果得られた加工信号とを比較し、プラントの運転が所定の乖離状態であることを判断したときにアラーム信号を出力すると共に上記表示装置により表示させるアラーム出力手段を有する演算処理装置とを備えるプラント制御監視装置において、前記演算処理装置は、前記アラーム出力手段によって出力されるアラームを前記基準信号からの乖離状態およびプラントの運転に与える影響に基づいて複数の重要度グループに分類するとともに、当該アラームを、プラントを構成する各機器の機能およびプラントの監視目的に応じてプラントを階層化した各階層毎に設けた階層分類基準に基づいてさらに複数の階層グループに分類するように構成されているアラーム分類手段と、各アラームが属する重要度グループおよび一連の階層グループを前記表示装置に表示させるアラーム集約表示手段とを備えており、前記表示装置は、前記複数の階層グループに関連付けられたプラントの運転監視画面を有する複数階層画面構造を備え、前記複数の階層グループを相互に関連付けるように配置してブロック図形式にまとめたアラーム集約図を前記各階層の運転監視画面上に表示するとともに、アラームが発生したときに前記アラーム集約図内の当該アラームに関連する一連の階層グループのブロックの表示形態を当該アラームが属する前記重要度グループに応じて変更するように構成され、プラント制御監視装置が運転監視画面上で当該表示形態が変更された一連の階層グループのブロックに対する指示入力を受け付けたときに、当該階層グループのブロックに関連するアラーム回避に必要な階層グループの運転監視画面に切り換えて表示するように構成されていることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、アラーム集約図が、関連ある複数の階層グループをブロック形式でまとめ、各階層の運転監視画面に表示されているので、オペレータは、展開している運転監視画面に表現されていない、アラームの属する階層グループと関連ある階層グループを容易に把握することができ、さらにその関連ある階層グループの運転監視画面などに切り換えることができる。
【００２２】
またアラームが発生したときに、前記アラーム集約図内の当該アラームに関連する一連の階層グループのブロックの表示形態を当該アラームが属する前記重要度グループに応じて変更して表示装置に表示されるので、オペレータがアラームを見落とすことはなくなる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態に係るプラント制御監視装置の構成を模式的に示した図である。
【００２７】
図１において参照符号１０は、製造プラント全体を総括して示したものである。本実施形態では、プラント１０は、化学製品を製造するための一貫生産プラントである。このプラント１０は、化学反応機、蒸留装置、熱交換器、圧縮機、各種ポンプ、タンク類、配管などの各種装置・機器で構成されている。
【００２８】
これらの各装置・機器には所定の場所に、各種の温度計、流量計、圧力計、レベル計、濃度計などのセンサ１１やバルブ１２などのアクチュエータなどが設置されている。
【００２９】
プラント制御監視装置１３は、制御ステーション１４、オペレータステーション１５およびワークステーション１８から構成されており、各装置は回線１９で接続されている。また、オペレータステーション１５は、表示装置１６とその制御など行う制御装置１７とから構成され、専用回線で接続されている。なお、表示装置１６は、オペレータの操作を簡易にするため操作卓（図示せず）と一体となったタッチパネル方式が好ましい。
【００３０】
制御ステーション１４は、プラント１０を制御する。すなわち、制御ステーション１４は、各種センサ１１からプロセス状態信号を受信し、必要に応じて制御出力（操作信号）をバルブなどのアクチュエータ、各装置・機器などに出力している。また、これらの制御ステーション１４は、プラントの規模に応じて制御するグループ毎に分散配置される。なお、プラントの制御する対象機器などが少ない場合には、１台の制御ステーション１４が、プラント１０を制御する。
【００３１】
オペレータステーション１５は、プラント１０の運転状況の監視および制御を行う。プラント１０の各装置・機器から出力されるプロセス状態信号などを制御ステーション１４を介して受信し、表示装置１６にプロセス状態を表示させる。また、各装置・機器を制御するための出力信号を回線１９を介して制御ステーション１４に送信し、この制御ステーション１４がプラント１０を制御する。また、プラント１０の各装置・機器は、個々の各装置・機器を特定するために、それぞれ固有に設けられたタグナンバー（識別番号）を有し、各装置・機器の入出力信号またはこれらに対応するアラームは、このＴＡＧナンバーを基に制御ステーション１４で管理・制御されている。
【００３２】
このような機能を有する制御ステーション１４とオペレータステーション１５とを組合せた装置は、一般的に分散型制御装置（ＤＣＳ）と呼ばれ、各種の製造プラントの制御や発電プラントの制御のみならず、各種の交通監視制御システムや環境制御装置など広く使用されている。
ここでは、上述のプラントの監視および制御機能を分散型制御装置（ＤＣＳ）に構成してあるが、これとは別に製造管理用ワークステーション１８を設置し、分散型制御装置（ＤＣＳ）の監視および制御に関する機能の一部をワークステーション１８に設けてもよい。これにより、プラント１０の拡張または運転プログラムの拡張などが容易にできる。
【００３３】
このようなプラント制御監視装置１３を用いた運転では、プラント１０において何らかの異常発生があった場合、プラントに設置される計装機器（圧力、温度、流量、液面指示量などの各種の計装機器）からプロセス状態信号が出力される。その出力信号または複数の出力信号を使用して所定の演算処理を行った結果得られた加工信号が、予め設定された基準値（しきい値）を越える場合に、各計装計器単位または装置・機器単位でアラーム（しきい値アラーム）を通知し、異常を特定できるように構成されている。例えば、このアラームは通常基準値からはずれた方向と程度により通常基準値に対し、上限値からＨＨＨ、ＨＨ、Ｈ、Ｌ、ＬＬ、ＬＬＬなどに分類される。なお、アラームには、上述したしきい値アラームに限定するものでなく、関連する複数のプロセス状態信号を使用して所定の演算処理を行った結果得られた加工信号が、予め設定した条件が成立した場合に異常状態としてアラーム信号を出力するようなプログラム化されたアラーム（シーケンスアラーム）なども含まれる。
【００３４】
また、オペレータステーション１５は、図２に示すようにプラントのフロー図を示すグラフィック画面２０などの複数階層画面構造を有しており、各画面を切り換え表示できるようになっている。
【００３５】
オペレータは、この画面を見ながらプラント１０の運転を監視している。そして、アラームが発生したときに、オペレータは、複数の関連あるグラフィック画面２０を見ながら、アラームの発生源の特定、原因探索、その対策を行う。
【００３６】
次に、本実施の形態に係るプラント制御監視装置の作用について以下に説明する。
【００３７】
本実施の形態では、監視するプラント１０全体が、各装置、機器の機能、およびオペレータの監視目的または役割分担などに応じて階層的に分類されるとともに、階層ごとにグループ分けされる。そして、プラントのアラームは、これらの階層およびグループに分類される。図３は、階層的に分類した画面の一例を示し、プラント１０全体は「プラント」、「系列」、「工程」の３つの階層に分類されている。但し、この階層数は、特にこの３階層に限定されるものではなく、監視目的や必要に応じて何階層にしても構わない。さらに、出力されたアラームは、プラント１０を構成する装置・機器をまとめた「工程」を基準に分類された「工程」グループ、「工程」をまとめた「系列」を基準に分類された「系列」グループ、および「系列」をまとめたプラントを基準に分類された「プラント」グループに分類される。
【００３８】
また、これらの各階層に対応するプラント監視画面２１、系列監視画面２２、および工程監視画面２３は、表示装置１６にそれぞれ単独または重ねて表示させることができる。
【００３９】
なお、アラームを集約する単位としての階層構造は、上述の階層に限定されるものでは無く、プラントの監視目的に応じて例えば、互いに関連した複数のプラントの集合体としての「エリア」、複数のプラントやエリアの集合体である工場全体としての「工場」、またはいくつかの工場の集合体としての「製造所」若しくは「工場群」などの上位階層をさらに設けて、全体の運転監視を行うように画面を構成する場合、または上述の「工程」の装置・機器の運転状態を詳細に表現する装置・機器に関する下位階層をさらに設けても良い。
【００４０】
このように複数の階層に分類し、さらに各階層において監視目的などに応じていくつかのグループに分類されたプラントのアラームについて、図４に例示するようなアラーム集約処理回路によりアラーム集約処理が行われる。この例では、プラントを「工程」・「系列」・「プラント」の３階層に分類し、さらにプラントの計装機器から出力されるアラームを３つの重要度に分類している。そして、各アラームは、「工程」、「系列」、および「プラント」と関連付け、重要度ごとにＯＲ条件回路（論理和）により接続されている。なお、アラームは、同一の計装機器からしきい値などを基準とした複数の重要度のアラームを出力しても構わない。そのほか、アラームの重要度は、プラントに与える影響度を基準に分類することもできる。ここで、このプラントに与える影響とは、プラントの安全、安定（量）、品質、または使用率（収率）などの基準である。例えば、プラントの安全に関するアラームを重要度Ｉ、手動による異常、変調回避操作が長時間許されず放置すれば重要度Ｉに至るアラーム、または品質不良を起こすアラームを重要度ＩＩ、最適化運転を促すための生産管理上のアラームを重要度ＩＩＩなどのように分類される。なお、重要度の分類数は３分類に限るものでなく、必要に応じた分類数を適用することもできる。
【００４１】
次に、上記アラーム集約処理回路の作用について具体例を用いて説明する。このアラーム集約処理回路において、「プラント」はＡプラントであり、「タグ」はＴＡＧ１…、「工程」は、「原料工程」、「前処理工程」、…「貯蔵工程」、「系列」は、Ａ−Ｉ〜Ａ−Ｘから構成される。ここでは、プラントを一個としているが複数であっても構わない。
【００４２】
このアラーム集約処理回路では、重要度Ｉに関連する計装機器ＴＡＧ１〜ＴＡＧ１０のいずれかにおいてアラームが発生した場合、ＯＲ条件回路が作用し「原料工程」に関する重要度Ｉの識別信号Ｓ１が出力される。同様に、上位階層の「工程」の階層において、「原料工程」、「前処理工程」、または「貯蔵工程」のいずれかにおいて重要度Ｉに関する識別信号Ｓ１、Ｓ２、またはＳ３が発生した場合、ＯＲ条件回路が作用し「系列Ａ−Ｉ」に関する重要度Ｉの識別信号Ｓ４が出力される。さらに上位階層の「系列」の階層において、「系列Ａ−Ｉ」または「系列Ａ−Ｘ」のいずれかにおいて重要度Ｉの識別信号Ｓ４またはＳ５が出力された場合には、ＯＲ条件回路が作用し「Ａプラント」に関する重要度Ｉに関する識別信号Ｓ６が出力される。同様の作用により、重要度ＩＩまたは重要度ＩＩＩに対応するアラームが発生した場合も、各階層から識別信号が出力される。すなわち、アラーム集約処理回路に関わるプラントのアラームが一つでも発生している場合には、「工程」、「系列」、および「プラント」の階層に割り付けられた識別信号発生装置（図示せず）がＯＮ状態となる。
【００４３】
出力された各階層に対応する識別信号は、アラームの表示形態変更条件として使用され、後述するアラーム発生を示す表示記号の表示部を色変わり、点滅、または色変わり点滅などさせる。これにより、オペレータは、発生したアラームが属する「プラント」、「系列」、「工程」、並びに重要度を、迅速にかつ確実に視認できる。
【００４４】
また、重要度を含む複数の目的に応じたアラーム集約処理の回路を複数組み合わせて、各アラーム集約処理回路の各階層でのＯＲ条件による信号を使用し、プラントの運転監視画面上において目的別にアラームの表示形態を表示させることも可能である。このようにすることで、オペレータは、優先順位の高い目的順に発生したアラームに対処することができるとともに、オペレータの作業負荷を軽減する。
【００４５】
次に、アラームが発生したときの表示形態変更について詳述する。前記アラーム集約回路における識別信号の出力により、表示装置１７は予め設定されたグラフィック画面上のアラーム発生を示すブロックなどの表示記号（アラームの集約単位を基本単位とする）の表示部を色変わり、点滅、または色変わりおよび点滅させる。これにより、プラントのアラームの発生状態が画面上に表示される。また、同じブロックに対して同時に複数のアラームが発生した場合には、例えば、重要度が高い方のアラームを優先して、色変わりまたは点滅表示される。その結果、オペレータは重要度の高いアラームから対処することができる。
【００４６】
より詳細には、アラームを示す表示記号は、ブロック形式で表示される。そのブロックを内側と外側に分けて、アラームの種類、および重要度に応じて、それぞれアラームの発生状態が色分けして表示される。つまり、ブロック外側（外枠）は、計装機器からの出力信号によるアラームに対応させ、重要度分類Ｉ、ＩＩ、またはＩＩＩに応じて、それぞれ赤色点滅、橙点滅、または黄色点滅のように色変わり点滅表示させる。また、ブロック内側は、計装機器からの出力信号を所定の演算処理を行った結果得られた加工信号によるアラーム、例えば、プラントの変調・異常に至る兆候を予知予測する目的で分類した重要度分類Ａ、Ｂ、またはＣに対応して、それぞれ赤色点滅、橙点滅、または黄色点滅などのように色変わり点滅表示させる。さらに、いずれの場合にも、同時に複数のアラームが発生した場合、重要度の高いアラームに基づく色変わり、点滅、または色変わり点滅を優先して表示する。例えば、アラーム集約処理によるアラーム発生状態の表示において、重要度を高い順からＩ、ＩＩ、ＩＩＩ並びにＡ、Ｂ、Ｃとすると、重要度ＩまたはＡのアラームがひとつでもあれば赤色、 重要度ＩまたはＡのアラームがなく、重要度ＩＩまたはＢのアラームがひとつでもあれば橙色、重要度ＩまたはＡ、並びに重要度ＩＩまたはＢが無ければ、重要度ＩＩＩまたはＣとして黄色に色変わり点滅する。なお、ここでは、アラームが発生したときにオペレータに知らせる方法として表示形態変更手段を用いているが、そのほか音声情報を出力することも可能である。
【００４７】
さらに、図３に示すような複数の階層画面から構成される場合には、発生したアラームが属する「プラント」、「系列」、および「工程」の階層を展開している画面上でオペレータが視認できることは、アラームへの迅速な対応に効果的である。そのため、図５に示すような「プラント」と「系列」との階層に対応させたアラーム集約図２４を階層画面に表示できるようになっている。このアラーム集約図２４は、上欄に「プラント階層」のブロック２５を有し、下欄に「系列階層」のブロック２６が表示される。この例では、上欄の「プラント階層」のブロック２５は、「Ａプラント」、「Ｂプラント」、および「Ｃプラント」のブロックから構成され、「プラント階層」のブロック２５の右側に並列表示される。また、下欄の「系列階層」のブロック２６は、「Ａ−１系列」、「Ａ−２系列」…のブロックから構成され、「系列階層」のブロックの右側に並列表示される。そして、例えば、「Ａプラント」の「Ａ−１系列」にアラームが発生した場合、対応する部分が重要度に応じて色変わり、点滅、または色変わり点滅など表示形態変更される。なお、図５に示すアラーム集約図２４は「プラント」と「系列」のみを表示しているが、プラントの規模が小さく「プラント」、「系列」、および「工程」の数が少ない場合はこれら全ての項目を一つのブロック図にまとめても構わない。すなわち、プラントの規模に応じて一見把握容易なブロック図とすることが望ましい。
【００４８】
さらに、上述のアラーム集約図２４は、図６に示すように系列監視画面２７の一部に表示させることができる。なお、このアラーム集約図２４は、図３に示すようなプラント監視画面２１、系列監視画面２２，工程監視画面２３などから構成されるすべての各階層画面に表示させることができる。もちろん、アラーム集約図２４を表示しない階層画面があっても構わない。
【００４９】
ここで、図６に示す系列監視画面２７は、「Ａプラント」の「Ａ−１系列」〜「Ａ−３系列」に対応する画面を表す。この画面の上部には、「プラント」と「系列」階層に対応させたアラーム集約図２４が配置され、左側にプラントの異常内容などを示すガイダンスのブロック２８が縦一列に各工程に対応してブロック図形式で配置されている。また、その右側には、「Ａ−１系列」のブロックが縦一列に工程順に並べられている。同様に、「Ａ−２系列」および「Ａ−３系列」のブロックが、「Ａ−１」系列の右側に縦一列に工程順にブロック図形式で配置されている。
【００５０】
そして、プラント１０内の装置・機器にアラームが発生した場合、「Ａ−１系列」〜「Ａ−３系列」のブロック、ガイダンスのブロック２８、およびアラーム集約図２４ののうち当該アラームに対応するブロックが重要度に応じて色変わり、点滅、または色変わり点滅などで表示形態が変更される。その結果、オペレータは、どこでアラームが発生したのかを確認できる。そのあと、オペレータは、アラームの対応に必要な画面に切換え、必要な処置を実施する。例えば、「Ａ系列」の系列監視画面２７をオペレータが監視しており、「Ａプラント」の「Ａ−１系列」の「Ａ−１原料工程」において異常が発生しアラームが出力された場合、アラーム集約図２４の「Ａプラント」、「Ａ−１系列」のブロック、系列監視画面２７に示される「Ａ−１原料工程」ブロック、およびガイダンスのブロック２８の「原料Ａ」が、重要度に応じて表示形態が変更される。これにより、オペレータは、アラームの重要度を認識し、「Ａ−１原料工程」のブロックを指などで触れることにより「Ａ−１原料工程」に関連した画面を表示させ、プラントの異常状態を確認し、プラントの異常に対して処置を行うことができる。同様に、運転監視画面上において表示形態が変更されたブロックは、指などで触れることによりアラームの回避に必要な画面に切り換えることができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように、本願発明では次のような効果を奏する。
【００５２】
プラント制御監視装置の演算処理装置は、プラントを構成する装置・機器に設定されたアラームを、予め制御・監視する目的、手段、または種類などの一定の分類基準に応じて、一定の関連性を有する範囲でグループ分けすることができる。さらに、発生したアラームの属するグループが表示装置に表示される。これにより、オペレータは、迅速かつ正確にプラントの異常内容を把握することができる。すなわち、オペレータ１人当たりが、監視できるプラントの範囲を飛躍的に拡大させるとともに、監視レベルの標準化、アラーム発生の見逃しを無くし、プラントの変調・異常兆候の早期発見を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラント制御監視装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る表示装置によって表示される画面を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る表示装置が表示することができる階層画面の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るアラーム集約論理回路図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るアラーム集約図である。
【図６】運転監視画面の具体例を示した図である。
【符号の説明】
１０ プラント
１１ センサ
１２ バルブ
１３ プラント制御監視装置
１４ 制御ステーション
１５ オペレータステーション
１６ 表示装置
１７ 制御装置
２４ アラーム集約図
Ｓ１〜Ｓ６ 識別信号
Claims (2)
- プラントを構成する複数の計装機器から出力されるプロセス状態信号を所定の記号を用いて表現することによりプラントの運転状態を示す表示装置と、
プラントの正常運転の基準となる予め設定された基準信号と、前記計装機器から出力された各プロセス状態信号または複数のプロセス状態信号を使用して所定の演算処理を行った結果得られた加工信号とを比較し、プラントの運転が所定の乖離状態であることを判断したときにアラーム信号を出力すると共に上記表示装置により表示させるアラーム出力手段を有する演算処理装置とを備えるプラント制御監視装置において、
前記演算処理装置は、
前記アラーム出力手段によって出力されるアラームを前記基準信号からの乖離状態およびプラントの運転に与える影響に基づいて複数の重要度グループに分類するとともに、当該アラームを、プラントを構成する各機器の機能およびプラントの監視目的に応じてプラントを階層化した各階層毎に設けた階層分類基準に基づいてさらに複数の階層グループに分類するように構成されているアラーム分類手段と、
各アラームが属する重要度グループおよび一連の階層グループを前記表示装置に表示させるアラーム集約表示手段とを備えており、
前記表示装置は、
前記複数の階層グループに関連付けられたプラントの運転監視画面を有する複数階層画面構造を備えるとともに、アラームが発生したときに、各運転監視画面に示される当該アラームに関連した階層グループの表示形態を当該アラームが属する前記重要度グループに応じて変更する表示変更手段を備え、プラント制御監視装置が運転監視画面上で当該表示形態が変更された一連の階層グループに対する指示入力を受け付けたときに、当該階層グループに関連するアラーム回避に必要な階層グループの運転監視画面に切り換えて表示するように構成されていることを特徴とするプラント制御監視装置。 - プラントを構成する複数の計装機器から出力されるプロセス状態信号を所定の記号を用いて表現することによりプラントの運転状態を示す表示装置と、
プラントの正常運転の基準となる予め設定された基準信号と、前記計装機器から出力された各プロセス状態信号または複数のプロセス状態信号を使用して所定の演算処理を行った結果得られた加工信号とを比較し、プラントの運転が所定の乖離状態であることを判断したときにアラーム信号を出力すると共に上記表示装置により表示させるアラーム出力手段を有する演算処理装置とを備えるプラント制御監視装置において、
前記演算処理装置は、
前記アラーム出力手段によって出力されるアラームを前記基準信号からの乖離状態およびプラントの運転に与える影響に基づいて複数の重要度グループに分類するとともに、当該アラームを、プラントを構成する各機器の機能およびプラントの監視目的に応じてプラントを階層化した各階層毎に設けた階層分類基準に基づいてさらに複数の階層グループに分類するように構成されているアラーム分類手段と、
各アラームが属する重要度グループおよび一連の階層グループを前記表示装置に表示させるアラーム集約表示手段とを備えており、
前記表示装置は、
前記複数の階層グループに関連付けられたプラントの運転監視画面を有する複数階層画面構造を備え、前記複数の階層グループを相互に関連付けるように配置してブロック図形式にまとめたアラーム集約図を前記各階層の運転監視画面上に表示するとともに、アラームが発生したときに前記アラーム集約図内の当該アラームに関連する一連の階層グループのブロックの表示形態を当該アラームが属する前記重要度グループに応じて変更するように構成され、プラント制御監視装置が運転監視画面上で当該表示形態が変更された一連の階層グループのブロックに対する指示入力を受け付けたときに、当該階層グループのブロックに関連するアラーム回避に必要な階層グループの運転監視画面に切り換えて表示する ように構成されていることを特徴とするプラント制御監視装置。
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