JP3648141B2 - プラント監視制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置上に表示されたプラント機器の画面情報によりその運転状態の監視や操作を行うプラント監視制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、プラントの運転監視を行うシステムにおいては、表示画面上にタッチパネルを設置したCRT表示装置やフラットディスプレイ装置等が多く用いられるようになり、これにより、オペレータは、プラントの運転状況などを表示装置上に表示しその内容を確認しながらプラントの運転状況を把握すると共に、そのタッチパネル上から操作入力を行うことにより、プラント機器の操作を行うことができる。すなわち、かかるプラントの操作方法では、例えばオペレータが表示画面上より操作しようとする機器を選択すると、選択された機器のスイッチが表示装置の表示画面上に表示され、そこで、オペレータは、その表示されたスイッチの中から操作するスイッチのポジションを選択して機器を操作するというものである。また、例えば、特開昭63−44202号公報では、プラント運転装置の表示装置上に表示したスイッチを操作することにより、表示装置上に表示されるプラントの運転状態を監視しながらプラント機器の操作を行うものが知られている。そして、このシステムでは、プラントの運転状態とプラント機器への操作入力に応じてプラント機器の操作可否を判断する操作可否判断部を設け、これにより、オペレータが表示装置上に表示したスイッチを操作することにより当該表示装置上にプラント機器の操作可否の表示を行うものである。すなわち、これは、オペレータが指示したプラント機器の操作に対し、上記の操作可否判断部がプラント機器自体の操作の可否判断を行い、プラント機器自体の操作可否の判断結果を表示画面上に表示するというものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記のシステムでは、表示装置の表示画面上に表示されるスイッチは、プラントの運転状態に応じてその機器の操作が実際に可能か不可能か、あるいは、当該機器が操作禁止の状態にあることなどには無関係に、機器に割り当てられたスイッチがそのまま表示されるだけであった。
そこで、本発明の目的は、上述の従来技術における問題点に鑑み、具体的には、プラント運転状態への迅速な対応が可能であり、かつ、オペレータの操作の軽減からも好ましく、すなわち、優れたマンマシンインターフェイスを備えたプラント監視制御装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プラントを構成する複数のプラント機器の状態を検知する検出手段と、前記複数のプラント機器を操作する操作手段と、前記検出手段からプラント機器の状態を入力し、予め記憶したシーケンスにより前記操作手段を介して制御を行うシーケンスコントローラと、前記シーケンスコントローラから伝送される情報に基づいて、プラントの監視操作に必要なプラントの系統図あるいはプラントの状態を表示する画像信号、当該表示画面上に機器の操作手段を画像表示する画像信号、並びに操作可能な機器が複数ある場合にそれらの機器の操作優先順位を示す画像信号、この優先順位に従った各機器を操作するか否かの機器毎の判別条件であって、上位の優先順位にある機器であってもそれ自身の判別条件不成立でより低い優先順位の機器を選択するように機器毎に区分された判別条件を示す画像信号を作成するマンマシンコントローラと、前記マンマシンコントローラからの画像信号により、前記プラントの系統図あるいはプラントの状態と共に、前記操作手段の画像及びその優先順位を示す画像並びに判別条件を示す画像をその表示画面上に表示する画像表示装置と、前記画像表示装置に表示された表示画面上の前記操作手段を操作のための入力を行う入力装置とを備えたプラント監視制御装置を開示する。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例の詳細について、添付の図面に基づいて説明する。
まず、図4は、本発明のプラント制御操作方法を実現する実施例であるプラント監視制御装置のブロック構成例図である。プラント監視制御装置は、表示画面を通してマンマシン操作する表示部1とタッチパネル2、マンマシンコントローラ11、シーケンスコントローラ12、監視制御対象となるプラント機器13、より成る。表示部1は、本発明のプラント監視制御装置により監視・操作するプラントの系統図や、プラントの運転状態などのプラント監視情報を表示するための画像を表示する表示手段であり、例えばCRT(ブラウン管)による表示装置や液晶パネルなどによるフラットディスプレイ装置から構成されている。
【0007】
また、タッチパネル2は、表示部1の表示画面上に設置された透明板などから構成され、オペレータがその表面を手指でタッチ(接触)することにより、そのタッチした位置のX座標とY座標とからなる座標位置を電気信号(座標信号)として出力する、いわゆるポインティングデバイスである。
これらの表示部1及びタッチパネル2は、マンマシンコントローラ11に接続されている。このマンマシンコントローラ11は、上記のタッチパネル2から入力された座標信号を取り込む系統表示用のタッチパネル入力処理部3、情報処理部5、情報処理部5からのプラント機器の情報及び表示画面データを入力し、表示装置1上にプラントの系統図やプラントの状態及びプラント機器のスイッチの表示を行う画面出力処理部4から成る。情報処理部5は、タッチパネル入力処理部3から座標信号を入力し、シーケンスコントローラ12からの信号入力及び運転員からの操作指令を判断し、応答処理、画面データの作成、機器選択指令、プラント機器のスイッチの操作の可否の判断等の各種処理を行い、その画像出力を画像出力処理部4に伝送する。
【0008】
プラント機器13は、状態を検出するスイッチ15やポンプ14などより成る。シーケンスコントローラ12の内に予め記憶したシーケンス12Aによってプラント機器13の制御(ポンプ14の制御等)と監視(スイッチ15の状態の取り込み等)とを行う。
【0009】
プラント監視制御装置の動作を図1〜図3の表示画面100を参照しながら説明する。
表示画面100は、上記マンマシンコントローラ11の情報処理部5からの出力に基づいて、上記画面出力処理部4により作成されたものである。
表示画面100は、プラントの構成画面101と選択スイッチ画面102とを分割して表示する。プラントの構成画面101は、タンクA、B、C、Dと、ポンプA、Bと弁B、C、Dと、その接続関係とを図面化したものである。プラント構成図面は接続関係を示す図面としての他に操作可能な画面としても表示される例もある。例えば、弁Dをタッチすることで弁Dの開や閉指示が出されるといった場合である。弁B、C、Dは、ポンプAに対して互いに並列な配置関係にある。このプラントは、タンクA内の水の送り先がタンクB、C、Dのいずれか1つとし、且つタンクDの送り先がタンクAとするシステムとした。ポンプBはタンクAから送出するためのポンプ、ポンプAはタンクDから送出するためのポンプ、弁Bは、タンクB内に水を流入させるための弁、弁CはタンクC内に水を流入させるための弁、弁DはタンクD内に水を流入させるための弁である。
従って、タンクAからタンクBへ水を送るには、弁Bを開け且つポンプBを駆動することで実現し、タンクAからタンクCへは弁Cを開け且つポンプBを駆動することで実現し、タンクAからタンクDへは弁Dを開け且つポンプBを駆動することで実現し、タンクDからタンクAへはポンプAを駆動することで実現する。
【0010】
選択スイッチ画面102は、図1の如き、タンクAからの水移送先タンクとしてのタンクB、C、Dの選択スイッチ21と優先度順位22との表示例、図2、図3の如き図1の画面に移送可能条件を文字画像として表示した画面23とを追加した表示例がある。
【0011】
ここで優先度順位画面21とは、タンクAからの水移送先としてタンクB>タンクC>タンクDなる優先順位を示したものである。即ち、タンクB、C、Dすべてが移送先として許容される運転条件下にあれば、タンクBのみにタンクAの水を送るものとし、タンクBへの移送が、不可の運転条件(弁Bの故障やタンクBが満杯とかの例)であれば、タンクCにタンクAの水を送るものとし、タンクCへの移送が同様の不可の運転条件下にあれば、タンクDへ水を移送するものとするように表示したのである。
この表示は運転者のために表示されるものであって、図1の例にあっては運転者は、この画面をみることで、運転条件に応じて自動的に移送先を決定することができる。なお、運転条件は、時々刻々(分単位や時間単位)と変わるものであって、別画面にそれが表示されたり、制御装置や管理装置からデータとして提供されたり、現場から無線や電話にて連絡を受けたりして認知するものである。
【0012】
図2の例にあっては、更に移送可能条件画面23を表示させた。これは、例えばタンクA内の水の導電率δの値に閾値α、βを設けて、その大小関係からタンクB、C、Dの1つを選ぶような指示画面である。即ち、
β≦δ<α であれば タンクAからタンクBへ、
δ<β であれば タンクAからタンクCへ、
制限条件なしで タンクAからタンクDへ、
の如き指示である。タンクA内の水の導電率δは、タンクA内に設置した計器又は、タンクAに付設した監視計器で測定し、データとして送られてくる。この図2は図1の運転条件のパラメータとして移送可能条件を追加したものである。
【0013】
図3は、タンクCへの移送はなしとし、タンクB又はDの2つを選択する例である。閾値βをなくしてαのみの閾値とし、δ<αであればタンクBを選び、制限条件なしでタンクDを選ぶとしたものである。
以上の運転条件は、プラント運転の運転計画段階で作られる。図1、図2、図3の如きどれかをプラントとして選ぶ場合と、図1、図2、図3をある種の条件付で運転途中で選ぶようにしておく場合とがある。
【0014】
以下、図1〜図3を具体的に説明する。
まず、図2は表示装置1の表示画面100上に、操作するプラント機器を含む系統図と水の移送先を選択するタンク移送先選択スイッチを表示した状態を示している。ここで、タンクAの水を別のタンクへ移送するという工程について説明する。タンクAから移送することができるタンクには、タンクB、C、Dがあり、プラントにて発生する余剰水をタンクDにて収集し、タンクAに移送する。そして、タンクAの水をタンクB又はCへ移送し処理することを目的とする工程である。ただし、タンクBへの移送条件はタンクA内の水質を調査し、水の導電率δがある値α以下である必要がある。同様にタンクCへ移送するためには導電率δがβ以下である必要がある。タンクDは特に制限が無い。
【0015】
タンクAからの移送先は、運転計画により決まるものとし、まずタンクBに移送する計画とした場合、タンク移送先選択はこの時点ではタンクB、C、D全て選択可能であるため、選択可能であるスイッチをすべて表示画面100上に表示すると同時に、選択可能なスイッチに優先順位をつける。例えば、運転計画では、タンクAからタンクBへ送るという計画である場合、タンク移送先選択スイッチの選択優先順位一位はタンクBとする。その他の移送先についてはタンクAでの水質調査結果により、タンクBへの移送が不可となる場合を考慮し、タンクCを優先順位二位、タンクDは優先順位三位となる。タンクDはタンクAに移送する前にプラントの余剰水を収集するタンクであり、タンクB、Cへ移送できない場合の選択先であるため、優先順位は最下位に位置づけられる。
【0016】
図1では上記にて決定したタンク移送先選択スイッチの選択優先順をスイッチに表示したものを示すものである。スイッチの選択優先順位の表示には、優先順位の数値を表示する他に、スイッチを色分けし運転員にスイッチの優先順位を示す方法もある。図2はタンク移送先選択スイッチが選択可能となる条件を表示画面100上に表示したものである。図3は、タンクAでの水質調査結果が水の導電率αである場合に、タンクAから移送可能なタンクが、タンクB及びタンクDとなる。タンクCは導電率β以下という条件のため、移送先タンクのスイッチに選択優先順位表示を示したものであり、タンクBが一位、タンクDが二位ということとなる。
【0017】
この結果により、運転員は移送先選択をタンクBとするが、タンクBへ移送する際に、タンクBの水位が規定位置以上でありタンクB側で受け入れ不可となった場合、または、タンクBへ移送するラインに取り付けてある弁Bの故障によりタンクBへの移送が不可となった場合には、タンクDに移送することになる。つまり、優先順位一位の移送先に移送できない場合も、機器の状態によりありえるということである。その場合運転員は再度移送先を選択することになるが、本発明では、予め選択優先順位を表示することで、次の選択先を予め理解できるため、次の操作を容易に行える。
また、優先順位とともに、その選択スイッチの選択条件を表示画面100上に運転員へのガイド表示として表示することにより、運転員に水質調査結果により決定される移送先の条件を理解させた上で、その選択操作ができる。
また、上記の実施の形態では、画像示装置上に表示されたプラント機器を指示する方式としては、いわゆるタッチパネルを上記画像表示装置の表示画面上に設け、その表面をオペレータがタッチすることにより操作を指示するものを例示したが、しかしながら、本発明は、これだけではなく、その他のポインティングデバイスを用いることも可能である。例えば、上記タッチパネルに代え、いわゆるマウスやトラックボールを用い、あるいは、通常のキーボードに用いて表示画面上のポインターを操作するようにすることも可能である。
【0018】
すなわち、上記の本発明の実施の形態になるプラント監視制御装置によれば、運転計画及びプラントの状態によって、選択操作可能なスイッチ画面21に、選択優先順位の画面22をつけ、且つ選択スイッチの選択条件の画面23を表示するようにする。以上により、プラントを運転する運転員が複数の選択スイッチを選択する際にどの選択スイッチを選択すべきか判断できると同時に、機器故障等の不測の事態に次の選択スイッチはどれを選択すればいいかを事前に判断することができる。また、スイッチの選択条件を表示することにより、どのような条件により、その選択スイッチが選択可能であるかを判断(理解)することができる。つまり、これにより複数の選択スイッチの何れかを選択するというような状況で、条件により選択先を一つに絞ってしまうと、運転員はただそれを操作する事だけになってしまい、なぜそれが選択されたのかが理解できなくなってしまうため、ガイドを使用できずに手動で操作しようとした際に、運転員がスムーズに操作が出来なくなるという事態を回避できることになる。
【0019】
そして、上記のプラント監視制御装置では、表示装置の画面100を見て運転員がタッチパネル2を手指でタッチすることにより、タッチパネル入力処理部3がそのタッチ位置を検出し、情報処理部5に入力する。情報処理部5は、運転員のタッチ操作により、プラントの機器の状態を予め記憶させておいたシーケンス12Aにより処理を行うシーケンスコントローラ12により信号を入力し、その信号及び運転計画の内容により、選択スイッチの選択優先順位を判断し、選択スイッチの優先順位の信号と、選択スイッチの選択条件の信号を画面出力処理部4に出力する。画面出力処理部4は情報処理部5からの信号により系統図及びプラント機器の操作スイッチの表示を行うこととなる。
【0020】
このように、本発明の実施の形態になるプラント監視制御装置では、従来の、選択スイッチを選択可否に関係なく全て表示し、運転員がスイッチを選択していたものに対し、本発明では、上記のような構成とすることで、選択スイッチの選択優先順位を判断し、優先順位を表示すると共に、その選択スイッチの選択条件を表示することにより、プラントを運転する運転員が、選択スイッチを選択する際にどの選択スイッチを選択すべきか判断できると同時に、機器故障等の不測の事態により優先順位一位の操作が出来なくなった場合に、優先順位二位以下の操作端を表示させておく事で、操作端のガイド表示が変っても運転員が予測できる。かつ、なぜその操作が選択されたかが容易に理解できる。また、スイッチの選択条件を表示することにより、どのような条件によりその選択スイッチが選択可能であるかを判断(理解)することができる。
【0021】
【発明の効果】
本発明になるプラント監視制御装置によれば、プラントを表示画面上から操作監視する運転員にとって、運転操作するスイッチの選択が容易となり、かつ、選択された条件を運転員が理解できる。そして、機器の故障等の不測の事態にも迅速に対応できることから、操作の軽減という面からも好ましく、優れたマンマシンインターフェイスを備えたプラント監視制御装置を提供することが可能になるという、技術的にも優れた効果を発揮することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態であるプラント監視制御装置おける、選択スイッチに選択優先順位の表示画面上の表示の一例を示す図である。
【図2】上記選択優先順位の表示と共に、その選択条件をガイド表示した表示の一例を示す図である。
【図3】上記図2から、水質調査結果によりスイッチの選択優先順位及び選択条件表示を更新した表示の一例を示す図である。
【図4】本発明の実施の形態であるプラント監視制御装置の概略構成を示すためのブロック図である。
【符号の説明】
1 表示装置
2 タッチパネル
3 タッチパネル入力処理部
4 画面出力処理部
5 情報処理部
11 マンマシンコントローラ
12 シーケンスコントローラ
13 プラント機器
21 選択スイッチ
31 選択優先順位表示
32 選択条件表示
100 表示画面
Claims (1)
- プラントを構成する複数のプラント機器の状態を検知する検出手段と、前記複数のプラント機器を操作する操作手段と、前記検出手段からプラント機器の状態を入力し、予め記憶したシーケンスにより前記操作手段を介して制御を行うシーケンスコントローラと、前記シーケンスコントローラから伝送される情報に基づいて、プラントの監視操作に必要なプラントの系統図あるいはプラントの状態を表示する画像信号、当該表示画面上に機器の操作手段を画像表示する画像信号、並びに操作可能な機器が複数ある場合にそれらの機器の操作優先順位を示す画像信号、この優先順位に従った各機器を操作するか否かの機器毎の判別条件であって、上位の優先順位にある機器であってもそれ自身の判別条件不成立でより低い優先順位の機器を選択するように機器毎に区分された判別条件を示す画像信号を作成するマンマシンコントローラと、前記マンマシンコントローラからの画像信号により、前記プラントの系統図あるいはプラントの状態と共に、前記操作手段の画像及びその優先順位を示す画像並びに判別条件を示す画像をその表示画面上に表示する画像表示装置と、前記画像表示装置に表示された表示画面上の前記操作手段を操作のための入力を行う入力装置とを備えたプラント監視制御装置。
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