JP5196377B2 - プラント監視装置及びプラント監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば上下水処理場，発電所，工場などにおいて、プラント機器の監視や操作を行うプラント監視装置及びプラント監視方法に関する。

従来、例えば上下水処理場，発電所，工場などにおいては、プラント監視制御システムに接続されたプラント監視装置のディスプレイ装置に監視画面を表示させた上で、キーボードなどの操作手段を使って監視と操作を行うようにしている。操作手段としては、キーボード以外にも、マウスやタッチパネルなども使用される。

プラントの状態を表す監視画面や、その関連する監視画面、その操作キー等は１つのディスプレイ装置画面上に表示されており、近年では多くの監視画面を表示させるため、監視画面をマルチウィンドウにしているものが増えている。

ところが、監視画面をマルチウィンドウ化したことで複数の監視画面をディスプレイ上に表示できるようになったものの、ディスプレイ装置の表示領域は限られている。
例えば、オペレータが十分に確認できるサイズで情報を表示させようとすると、その表示領域に占める面積は大きくなり、他の監視画面とウィンドウが重なってしまうことがある。
また、操作用の監視画面や操作キーのウィンドウも表示されるので、メインの監視画面を隠してしまうこともあり、これらのような場合には、操作対象の画面とそれに対応する入力装置を取り違え、誤った操作を招きかねない。

また、ウィンドウ画面の表示位置を移動させたりすると、画面とその操作器具との対応が判りづらくなりがちであった。

このような問題に対処するため、特許文献１において、マルチウィンドウの監視画面を整列表示することで互いに重なり合わないようにしたり、マルチウィンドウを切り換える際には、入力する操作キーを画面表示機能が備わった入力装置に表示させ、操作することが提案されている。
特開２００４−１９９２１４号公報

上述のように、監視画面を複数表示させることは監視画面同士の重なり合いを生じさせ、監視に支障をきたす。また、ディスプレイ上に操作計器、操作のためのダイアログや操作キーが表示されることによっても監視画面と重なってしまうことがある。
また、入力装置に操作キーを表示させる場合には、表示させる画面の画種毎に操作キーを対応させるものであり、その画種がマルチゥインドウを有する場合には、やはりウィンドウ画面と操作キーとの対応を確認しながらの操作になる。

本発明は、これらの点に鑑みてなされたものであり、監視が目的となるメインのディスプレイ装置に監視画面の表示スペースを確保し、さらに操作対象の監視画面を明確にして誤操作を防ぐことを目的とする。

本発明は、プラントの監視制御を行う場合において、プラントの監視画面を主表示部に表示させる。そして、その主表示部に表示された監視画面内の操作対象のシンボルの指定に基づいて、その指定されたシンボルに関連する画面及びその操作画面を副表示部に表示させ、その表示された操作画面がタッチされることで操作を受付けるようにした。さらに、主表示部で、監視画面をマルチウィンドウ表示し、そのマルチウィンドウ表示された複数の監視画面の内で、操作対象となっている監視画面及びその監視画面上のシンボルを強調表示し、主表示部に表示された操作対象の監視画面及びその監視画面上のシンボルについては、常に最前面に表示し、その監視画面及びシンボルについては、移動及び消去を禁止するようにした。

本発明によれば、操作に関連する画面と対象の監視画面に対応した操作画面を副表示部に表示するので、操作したい画面を確認しながらの操作が可能となり、プラント監視時の誤操作の防止ができる。

以下、本発明の一実施の形態の例を、添付図面を参照して説明する。

図１は本実施の形態におけるシステム構成の例を示した図である。
監視装置１は、監視画面２ｂを表示する表示領域２ａを有するディスプレイ装置２を備える。また、監視用の各種入力操作を行うための入力装置７を備える。入力装置７は、ディスプレイ装置２の監視画面２ｂへ文字や数字を入力するためのキーボード７ａと、監視画面２ｂでの選択位置情報を伝えるためのマウス７ｂを備える。ディスプレイ装置２は、主表示手段として使用される。

また、監視装置１は、画面表示処理部１０と、操作入力処理部１１と、画面／操作情報送受信処理部１２とを備える。画面表示処理部１０は、ディスプレイ装置２での表示を制御する。操作入力処理部１１は、入力装置７の操作を受付けて、入力処理を行う。画面／操作情報送受信処理部１２は、後述するオペレーターズキーボード８に供給する画面情報を送信すると共に、オペレーターズキーボード８から供給される操作情報を受信する。

また、スイッチ６ａ、センサ６ｂやポンプ６ｃといったプラント機器６の状態や操作のための信号を入出力するプロセスＩ／Ｏ装置５が、コントローラ４に接続してあり、コントローラ４がプラント機器６の制御を行う。プロセスＩ／Ｏ装置５を介してプラント機器を制御するコントローラ４は、ネットワーク３を通信路として監視装置１と接続してある。

プラント機器６やコントローラ４の状態や異常警報に関する情報は、ネットワーク３を経由して監視装置１に送信される。監視装置１に送信された情報は、監視情報１３として監視装置１内の記憶部に記憶され、画面表示処理１０により監視画面２ｂに反映され、ディスプレイ装置２に表示される。

また、ディスプレイ装置２の監視画面２ｂに対してのキーボード７ａやマウス７ｂからの操作要求は、操作入力処理部１１が受付け、コントローラ４に送られる。

また本実施の形態の監視システムは、オペレーターズキーボード８を備える。このオペレーターズキーボード８は、監視装置１のディスプレイ装置２やキーボード７に隣接して配置され、表示部を備えて副表示手段として表示される。
オペレーターズキーボード８は、操作に関連する画面８ｃと操作キー８ｄを表示する表示領域８ｂを有するディスプレイ装置８ａと、画面上に表示された操作キー８ｄを操作するためのタッチペン８ｅと、本人確認のための認証装置８ｆとによって構成され、ネットワーク９によって監視装置１に接続してある。タッチペン８ｅによる画面上に表示された操作キー８ｄの操作は、ディスプレイ装置８ａの表示面がタッチパネルとして構成されることで実現される。

またオペレーターズキーボード８は、画面／操作情報送受信処理部１４と、画面表示処理部１５と、操作入力処理部１６とを備える。画面／操作情報送受信処理部１４は、監視装置１側の画面／操作情報送受信処理部１２と送受信を行う。画面表示処理部１５は、ディスプレイ装置８ａでの表示を制御する。操作入力処理部１６は、上述したタッチパネルとしての操作キー８ｄの操作の入力処理が行われ、監視装置１側に送信する。

ディスプレイ装置２の監視画面２ｂにて表示される監視画面において、その画面に関連する操作画面とその操作キーの表示がある場合、つまり操作対象となりうるものが監視画面に表示されている場合には、その情報が画面／操作情報送受信処理部１２からネットワーク９を経由して画面／操作情報受信処理部１４へ送信され、画面表示処理部１５により対応した操作画面８ｃと操作キー８ｄをディスプレイ装置８ａに表示させる制御が行われる。

操作画面８ｃと操作キー８ｄに対してのタッチペン８ｅや、直接操作領域でもある８ｂを指でなぞることによる操作要求は、操作入力処理部１６が受け付け、画面／操作情報送受信処理部１４からネットワーク９を通って画面／操作情報受信処理部１２へ送信され、コントローラ４に反映される。

次に、本実施の形態の例による操作に関連する画面と、その操作キーの表示例を図２及び図３を用いて説明する。
プラント機器６の操作を行う場合には、図２のようにディスプレイ装置２の表示領域２ａに映し出された監視画面２ｂに、操作可能なアイコン２ｃとボタン２ｄと数値２ｅを表示させる。ここでは、簡単のため図２及び図３には、プラント機器６の監視画面のみを表している。これらをマウス７ｂなどの入力装置７を用いて選択すると、これに対応した操作に関連する画面８ｃ及び操作キー８ｄが表示される。

図３は、この操作キー表示の流れを表したものである。初めディスプレイ装置２において、その表示領域２ａには監視画面一覧２ｋ、もしくはそれを表すシンボルが表示されている。ここで注視したい画面を監視画面一覧２ｋの中から選択すると、その選択した監視画面２ｍが拡大表示される。またこれを繰り返すことでディスプレイ装置２には複数の監視画面がマルチウィンドウ表示された状態にもなる。

マルチウィンドウ表示された複数の画面の中から、操作対象とするプラント機器６の監視画面２ｎを選び、例えばアイコン２ｃを選択すると、オペレーターズキーボード８の表示領域８ｂには選択したアイコン２ｃの操作に関連する画面８ｃが表示される。また、この表示された画面８ｃを操作することで操作キー８ｄが表示領域８ｄに表示される。

操作に関連する画面８ｃ及び操作キーをディスプレイ装置２の表示領域２ａ上にマルチウィンドウ表示させると、図４に示すように、監視画面２ｂ上に追加表示されることで画面が隠れてしまい、プラントの安全な監視に支障をきたす危険がある。また、これを防ぐためには、画面が隠れないように情報の追加表示を抑止する、あるいは操作に関連する画面８ｃと８ｄを表示後に移動させるなどの操作が必要となる。
しかし、本実施の形態では、図３に示すように、監視画面に対応して追加表示される操作に関連する画面８ｃと操作キー８ｄはオペレーターズキーボード８に表示されるため、監視画面が隠されることはない。

また、監視画面上に表示されるアイコン２ｃとボタン２ｄ，数値２ｅ等のシンボルは、選択された際に、図５に示すように、強調枠２ｆとして赤枠が表示され、現在オペレーターズキーボード８の操作対象となっていることを示すようにしてあり、誤操作の防止となる。

これは、例えば、ポンプと遮断機とか、ボイラとタービン、１号機と２号機など対象設備や、警報発生中、札掛け中などのプラントの状態あるいは画面の種類や目標値の設定、直接出力値操作など、情報や操作の種類によって点滅２ｈや表示色２ｇを変えることで分類してもよい。
また、オペレータが操作状況を確認できるようにメータまたは数値を操作中の監視画面２ｎに追加表示するようにし、操作性を向上した。

また、複数の監視画面がマルチウィンドウ表示されている場合には、図６のように現在操作対象として選択している監視画面２ｎにも強調枠２ｐを表示させ、操作対象としていない画面２ｑと区別するようにしてある。さらには、選択している監視画面そのものをオペレーターズキーボード８に表示させるようにしてもよい。

図７は、本実施の一形態の例によるオペレーターズキーボード８の表示領域について表したものである。
本実施の一形態におけるオペレーターズキーボード８では、表示領域８ｂを、可変部８ｇと固定部８ｈに区切って表示するようにしてある。例えば可変部８ｇでは、表示される監視画面に対応して変わる操作に関連する画面８ｃやその操作キーを表示させる。また、固定部８ｈでは、警報，非常停止等のディスプレイに表示中の画面によらず、常時必要とする操作キー等を表示する。

次に本実施の形態における監視装置１における画面表示処理について、図８のフローチャート及び図９の表示例を用いて説明する。
まず、複数の画面から注視する監視画面を選択すると、その画面情報が受け付けられ（ステップＳ１１）、そしてその時点において操作キーがオペレーターズキーボード８に表示されているかどうかの判定が行われる（ステップＳ１２）。

操作キー８ｄが表示されている時には、操作内容が判断される（ステップＳ１４）。ここでは、例えば図９（ａ）に示すように、操作可能な対象を有する監視画面２ｒがディスプレイ装置に表示されている状態で、新たな監視画面２ｓが選択されると、選択された画面が拡大表示（ステップＳ１５）された後、再び当初の操作可能な対象を有する画面２ｒが最前面に表示（ステップＳ１６）される。
また、このように操作キー８ｄを有する監視画面２ｒが表示されている時には、図９（ｂ）に示すように、操作対象画面消去抑止処理が行われ（ステップＳ１７）、消去させる操作があっても、操作対象画面の消去が実行されない。さらに、操作キー８ｄを有する監視画面２ｒが表示されている時には、操作対象画面移動抑止処理が行われ（ステップＳ１８）、操作対象画面の移動についても実行されない。

これに対し、ステップＳ１２において、図９（ｃ）に示すように、操作キーの無い監視画面、つまり操作が不可能または操作を必要としない画面２ｔが表示中である時には、選択した画面がそのまま表示される（ステップＳ１３）。また、操作キーの無い監視画面２ｔは移動や消去を行うことができる。

このように、本実施の形態の例では監視画面に対応した操作キーが表示されている間は、常に操作対象の監視画面が最前面表示され、またその画面の移動や消去もできないようにしてある。こうすることで、複数の画面がマルチウィンドウ化されていても操作対象画面と操作キーとの対応を取り違えずに作業を行うことができ、誤操作の抑止となる。

なお、最前面表示されていることを単にウィンドウのタイトルバーに示すのみでなく、前述のように操作中画面であることを赤枠等にて強調表示するようにもしてある。

また、本実施の一形態の例では、監視画面のアイコンやシンボルを選択し、操作を行うときには本人認証による確認を終えなければ操作できないようになっている。例えば、図１０に示したように、操作対象画面２ｎに表示されたアイコン２ｃを選択すると、本人認証を行う旨を知らせる認証通知２ｕが、操作対象画面２ｎ上及びオペレーターズキーボード８における表示領域８ｂの可変部８ｊに表示される。その状態では、操作を行うことができない。
そして、認証装置８ｆによって本人であることが確認されると、操作に関連する画面８ｃが可変部８ｊに表示され、操作を行うことが可能となる。

図１１〜図１６は本人認証の流れを表す図である。まず図１１のフローチャートを参照して説明すると、監視装置１からの要求が受け付けられると（ステップＳ２１）、要求画面の種別が判定される（ステップＳ２２）。ここで、画面の要求であれば、画面表示処理がされ、監視画面２ｂが表示される（ステップＳ２３）。
操作要求であった時には本人確認がおこなわれ（ステップＳ２４）、本人以外であった場合には操作不可通知をして処理を終了する（ステップＳ２５）。また、本人であった場合には画面／操作情報送受信処理が行われる（ステップＳ２６）。
また、図１２のフローチャートに示すように、操作（送信）要求が受け付けられることで（ステップＳ３１）、ステップＳ３２において送信への切り替えが行われ、画面情報をオペレーターズキーボード８へ送信する（ステップＳ３４）。ステップＳ３２において受信となった場合には、操作要求を受信する（ステップＳ３３）

また、本実施の形態の例では、オペレータの操作意思を明確に確認するために、パスワード入力による本人認証を用いている。即ち、図１３のフローチャートに示したように、パスワードが入力されると（ステップＳ４１）、登録してある個人データとの照合がおこなわれ（ステップＳ４３）、認証の判定がされる（ステップＳ４２）。この本人認証は、静脈パターン認識、指紋、声紋、顔認識などによりオペレータの入力操作をなくして操作性、即応性を向上させてもよい。

次にオペレーターズキーボード８側の処理について、図１４及び図１５のフローチャートをもとに説明する。オペレーターズキーボード８の画面／操作情報送受信処理部１４では、監視装置１から送られてきた画面情報の受付けがされると（ステップＳ５１）、受信への切り換えが行われ（ステップＳ５２）、画面情報を受信する（ステップＳ５３）。
また逆にオペレーターズキーボード８から監視装置１へ操作要求をするときには、送信の切り換えが行われ（ステップＳ５２）、操作要求が送信される（ステップＳ５４）。
受信した画面情報は、画面表示処理部１５において、図１５に示すように処理される。即ち、画面情報の受付が行われると（ステップＳ６１）、操作に関連する画面８ｃをその表示領域に表示する（ステップＳ６２）。

この時、監視画面２ｂに表示されている画面が操作キーを有しているかが判定され（ステップＳ６３）、操作キーが無ければそのまま処理を終了する。また、操作キーを有する画面であれば本人確認を行い（ステップＳ６４）、本人以外であれば操作不可を通知して処理を終了し（ステップＳ６５）、本人であれば操作キー８ｄを表示する（ステップＳ６６）。

また、表示された操作キー８ｇが操作された場合には、図１６のフローチャートに示す処理が実行される。即ち、操作要求の受け付け処理が行われる（ステップＳ７１）。この後、図１４において前述したように画面／操作情報受信処理部１４によって監視装置へ操作情報が送信され（ステップＳ７２）、画面表示処理１５により次の操作画面が表示される（ステップＳ７３）。

図１７は本実施の形態による表示例の変形例である。
ディスプレイ装置２１に表示されている監視画面２１ｂは、操作対象の機器の状態を示す画面であり、この画面が選択されたことで、これに対応する操作に関連する画面８１ｃ及び操作キー８１ｄがオペレーターズキーボード８１に表示される。
本変形例において操作に関連する画面８１ｃと操作キー８１ｄは、監視画面２１ｂの表示位置の真下に表示されるように、つまり両者の表示位置が同じＸ座標上にあるようにすることで対応付けがされている。図１７において、Ｘ座標はオペレーターズキーボード８１の画面及びディスプレイ装置２１の監視画面２１ｂの横方向であり、Ｙ座標はオペレーターズキーボード８１の画面の縦方向であり、Ｚ座標はディスプレイ装置２１の監視画面２１ｂの縦方向である。

これについては、ディスプレイ装置２１がオペレーターズキーボードから左右に離れた場所に設置されている場合には、表示領域２１ａに対する監視画面２１ｂの相対的表示位置と可変部の表示領域８１ｇに対する操作キー等の相対的表示位置を対応させてもよい。図１７では、画面の横方向（即ちＸ座標方向）を対応させたが、縦方向（即ちＹ座標方向とＺ座標方向）の表示位置についても対応させてもよい。

この例の場合、これら双方の表示位置がずれてしまうと逆に操作性が悪くなる。また、複数の画面を表示中には対応が判りにくくなってしまう恐れがあるため、操作に関連する画面８１ｃ、操作キー８１ｄが表示されている間は、操作対象となっている監視画面２１ｂの表示位置を移動させることができないようにするのが好ましい。

本発明の一実施の形態の例によるシステム構成図である。 本発明の一実施の形態の例における装置形状及び操作キー表示の例を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態の例による操作に関連する画面と操作キーの表示例を示す説明図である。 操作に関連する画面と操作キーを従来手法によって表示した場合と本発明の一実施の形態の例による表示との比較を示す説明図である。 本発明の一実施の形態の例における操作対象の強調表示を表す説明図である。 本発明の一実施の形態の例において監視画面がマルチウィンドウ表示されているときの操作対象画面の強調表示を表す説明図である。 本発明の一実施の形態の例によるオペレーターズキーボードの表示領域を表す説明図である。 本発明の一実施の形態の例による監視装置の画面表示処理を表すフローチャートである。 本発明の一実施の形態の例による監視画面表示の流れを表す説明図である。 本発明の一実施の形態の例における本人認証の流れを表す説明図である。 本発明の一実施の形態の例による監視装置の操作入力処理を表すフローチャートである。 本発明の一実施の形態の例による監視装置の画面／操作情報送受信処理を表すフローチャートである。 本発明の一実施の形態の例による認証処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態の例によるオペレーターズキーボードにおける画面／操作情報送受信処理を表すフローチャートである。 本発明の一実施の形態の例によるオペレーターズキーボードにおける画面表示処理の流れを表すフローチャートである。 本発明の一実施の形態の例によるオペレーターズキーボードにおける操作入力処理の流れを表すフローチャートである。 本発明の一実施の形態の例による操作に関連する画面と操作キーの表示位置を表す説明図である。

符号の説明

１・・・監視装置、２・・・ディスプレイ装置、２ａ・・・表示領域、２ｂ・・・監視画面、２ｃ・・・アイコン、２ｄ・・・ボタン、２ｅ・・・数値、２ｆ・・・強調枠、２ｇ・・・表示色、２ｈ・・・点滅、２ｋ・・・監視画面一覧、２ｍ・・・選択画面、２ｎ・・・操作対象画面、２ｐ・・・強調枠、２ｑ・・・操作対象外画面、２ｒ・・・操作キー有り監視画面、２ｓ・・・選択監視画面、２ｔ・・・操作キー無し監視画面、２ｕ・・・認証通知、３・・・ネットワーク、４・・・コントローラ、５・・・プロセスＩ／Ｏ装置、６・・・プラント機器、６ａ・・・スイッチ、６ｂ・・・センサ、６ｃ・・・ポンプ、７・・・入力装置、７ａ・・・キーボード、７ｂ・・・マウス、８・・・オペレーターズキーボード、８ａ・・・ディスプレイ装置、８ｂ・・・表示領域、８ｃ・・・操作に関連する画面、８ｄ・・・操作キー、８ｅ・・・タッチペン、８ｆ・・・認証装置、８ｇ・・・可変部、８ｈ・・・固定部、９・・・ネットワーク、１０・・・画面表示処理部、１１・・・操作入力処理部、１２・・・画面／操作情報送受信処理部、１３・・・監視情報、１４・・・画面／操作情報送受信処理部、１５・・・画面表示処理部、１６・・・操作入力処理部、２１・・・ディスプレイ装置、２１ａ・・・表示領域、２１ｂ・・・監視画面、８１・・・オペレーターズキーボード、８１ｃ・・・操作に関連する画面、８１ｄ・・・操作キー、８１ｇ・・・表示領域

Claims (8)

1. プラントの監視制御を行うプラント監視装置において、
   前記プラントの監視画面を表示させる主表示部と、
   前記主表示部に表示された監視画面内の操作対象のシンボルを指定する指定部と、
   前記指定部で指定されたシンボルに関連する画面及びその操作画面を表示し、表示面がタッチパネルとして構成された副表示部とを備え、
   前記主表示部に監視画面をマルチウィンドウ表示し、そのマルチウィンドウ表示された複数の監視画面の内で、操作対象となっている監視画面及びその監視画面上の前記シンボルを強調表示し、
   前記主表示部に表示された操作対象の監視画面及びその監視画面上の前記シンボルについては、常に最前面に表示し、その監視画面及びシンボルについては、移動及び消去を禁止することを特徴とするプラント監視装置。
2. 前記シンボルの強調表示は、その操作種によって表示形式を分ける請求項１に記載のプラント監視装置。
3. 前記副表示部の表示領域は、操作対象によって表示内容が変わる可変部と、操作対象によらず常に同一の表示を行う固定部とに分割したことを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載のプラント監視装置。
4. 前記操作対象の指定によりオペレータの認証処理を行い、認証処理に成功しない場合は、前記副表示部に前記操作画面を表示させないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラント監視装置。
5. プラントの監視制御を行うプラント監視方法において、
   前記プラントの監視画面を主表示部に表示させ、
   前記主表示部に表示された監視画面内の操作対象のシンボルの指定に基づいて、その指定されたシンボルに関連する画面及びその操作画面を副表示部に表示させ、その表示された操作画面がタッチされることで操作を受付け、
   前記主表示部で、監視画面をマルチウィンドウ表示し、そのマルチウィンドウ表示された複数の監視画面の内で、操作対象となっている監視画面及びその監視画面上の前記シンボルを強調表示し、
   前記主表示部に表示された操作対象の監視画面及びその監視画面上の前記シンボルについては、常に最前面に表示し、その監視画面及びシンボルについては、移動及び消去を禁止することを特徴とするプラント監視方法。
6. 前記シンボルの強調表示は、その操作種によって表示形式を分ける請求項５に記載のプラント監視方法。
7. 前記副表示部の表示領域は、操作対象によって表示内容が変わる可変部と、操作対象によらず常に同一の表示を行う固定部とに分割したことを特徴とする請求項５〜６のいずれか１項に記載のプラント監視方法。
8. 前記操作対象の指定によりオペレータの認証処理を行い、認証処理に成功しない場合は、前記副表示部に前記操作画面を表示させないことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載のプラント監視方法。

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