JP5318218B2 - グラフィカルユーザインタフェース装置 - Google Patents

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Description

この発明は、プラントの監視制御業務を行う際に利用する監視制御システムにおけるグラフィカルユーザインタフェース装置に関するものである。
近年、発電プラント等において、ハードウェア式の監視制御システムに代わり、ソフトウェア式の監視制御システムの導入が進んでいる。ソフトウェア式の監視制御システムでは、プラント計測値の表示と機器の制御を、グラフィカルユーザインタフェース(graphical user interface)を用いて行う。ここで、グラフィカルユーザインタフェースとは、プラント監視制御システムにおける入出力環境を提供する機構であって、プラント計測値や運転状態などの監視情報を画面上に表示し、画面上に表示された制御器アイコンをカーソルで選択することで、制御信号を実設備に送信する機構を指すものである。
通常、発電プラントの操作員は、役割別に、制御操作担当者と、作業監督者とに分類される。また、通常、安全性確保の観点から、監視制御操作は、一名または複数名の制御操作担当者と、一名または複数名の作業監督者とを含む複数名で実施される。安全性の確保が強く求められる大規模プラントにおいては、操作員が単独で操作を実施するのではなく、複数名の操作員が互いに内容を確認し合いながら、操作を実施することが通例となっている。
特許文献1の情報連絡装置には、連絡内容である音声情報を文字情報化することが示されている。従来の情報連絡装置は、情報発信者の音声が音声認識装置により文字情報化され、この文字情報とプラント運転状態を示す情報とを受信相手の端末装置に転送していた。
特開平4−314153号公報(図1)
しかしながら、グラフィカルユーザインタフェースを提供するグラフィカルユーザインタフェース装置に従来の情報連絡装置を組み合わせたとしても、連絡内容である音声情報を文字情報化するので、一画面の情報量が多い場合には、情報発信者が画面に表示された情報を誤認し、誤った情報を伝達してしまい、正確な情報を監督者に伝達できない問題があった。
この発明は、プラントの操作員間における情報伝達を正確に行うことができるグラフィカルユーザインタフェース装置を提供することを目的とする。
出力装置の画面に表示される表示要素の識別記号および表示要素に対して入力が実施された際に出力される入力信号の識別記号を含む表示要素グルーピングデータを登録する表示要素グルーピングデータベースと、入力信号の識別記号に基づいて表示要素グルーピングデータベースを検索し、表示要素が強調される強調表示を実行する表示要素を選択する表示選択装置と、強調表示が適用される出力装置の識別記号および入力信号の識別記号と、入力信号の出力を伴う入力実施がされた出力装置の識別記号と、入力実施がされなかった出力装置の識別記号とを含む出力先設定データを登録する出力先設定データベースと、入力信号の識別記号に基づいて出力先設定データベースを検索し、検索された出力装置のうち、前記入力実施がされた出力装置に対して表示選択装置が選択した表示要素を強調する強調指令信号を送信し、入力実施がされなかった出力装置に対して、入力実施がされた出力装置の表示画面と同じ形式の図面を含む画面が表示されたタイミングで、未送信分の強調指令信号を全て送信する表示制御装置とを備えた。
この発明に係るグラフィカルユーザインタフェース装置は、プラントの操作員間における情報伝達を正確に行うことができる。
この発明の実施の形態1におけるプラント監視制御システムのブロック図である。 図1の入出力装置の配置及び操作員を示す図である。 図1の入出力装置の画面を示す図である。 図3の監視画面表示部の表示例である。 図4の表示例における強調表示を説明する図である。 図1のグラフィカルユーザインタフェース装置の表示要素グルーピングデータの内容例を示す説明図である。 図1のグラフィカルユーザインタフェース装置の出力先設定データの内容例を示す説明図である。 この発明の実施の形態2における表示要素グルーピングデータの内容例を示す説明図である。 この発明の実施の形態3における出力先設定データの内容例を示す説明図である。 この発明の実施の形態4における監視制御システムのブロック図である。 図10の入出力装置の副画面表示部における履歴画像データの表示例を説明する図である。 この発明の実施の形態5における監視制御システムのブロック図である。 図12のグラフィカルユーザインタフェース装置の表示要素グルーピングデータの内容例を示す説明図である。 図12の入出力装置の副画面表示部における操作履歴データの表示例を説明する図である。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1におけるプラント監視制御システムのブロック図である。プラント監視制御システムは、グラフィカルユーザインタフェース装置100と、入出力装置210a、210b、210cと、入出力制御装置220と、中央制御装置230と、プラント制御装置240と、プラント機器250a、250b、250cとから構成されている。図2は図1の入出力装置の配置及び操作員を示す図であり、図3は図1の入出力装置の画面を示す図である。大型表示装置810は正面前方に配置される。黒丸で示す2人の操作担当者840a、840bは、それぞれ監視制御操作用の入出力装置210a、210bが置かれた作業机830a、830bにて作業を行う。白丸で示す作業監督者850は、監視制御操作用の入出力装置210cが置かれた作業机830cにて監督作業を行う。何れの操作員も、大型表示装置810の方向を向いており、前列に操作担当者、後列に監督者が位置している。
図3に示す入出力装置の画面は、主画面表示部410と、表示の有無が選択可能な副画面表示部415とを有する。主画面表示部410は、監視画面表示部310と、画面名表示部340と、切替えスイッチ部330を有する。切替えスイッチ部330は、複数の画面を切替える4つの切替えスイッチ331a、331b、331c、331dを有する。主画面表示部410は、全体がタッチパネルデバイスを備え、いわゆるタッチパネルになっている。入出力装置210a〜210cにおける監視画面表示部310には、プラント計測値や運転状態が表示してあり、操作員は担当する入出力装置210a〜210cより得られた情報を元に、プラントの状態を把握し、運転を決定する。プラント操作は、入出力装置210a〜210c上に表示されたソフトウェアスイッチを用いて実施される。副画面表示部415は、表示不要の場合には副画面表示部415は表示されず、入出力装置210a〜210cの画面は主画面表示部410のみが表示される。
入出力制御装置220は、中央制御装置230より出力された計測値データを、入出力装置210a〜210cに送信するための信号制御と、操作員が入出力装置210a〜210cを用いて入力した情報を、中央制御装置に230に送信するための信号制御を生成する装置である。
中央制御装置230は、プラントから収集された計測値データを集積し、集積した計測値を元に、デジタル値データや、警報データなどを作成して入出力制御装置220に対して出力したり、新たな制御信号を作成してプラント制御装置240に対して出力したりする機能を持つ。また、中央制御装置230は、操作員が入出力装置210a〜210cを用いて入力された操作信号を基に、画面表示の変更指示を入出力制御装置220に出力したり、入力された制御信号をプラント制御装置240に対して出力したりする機能を持つ。
プラント制御装置240は、中央制御装置230より出力された信号を、プラント機器250a〜250cに送信するための信号制御と、プラント機器250a〜250cに設置された計測器より出力された計測値データを、中央制御装置230に送信するための信号制御を生成する装置である。
プラント機器250a〜250cは、プラント制御装置240から出力された信号を受けて、設定値など、各々の状態を変更するものである。また、プラント機器250a〜250cに設置された計測器より各々の計測値データを収集し、プラント制御装置240に対して出力するものである。
グラフィカルユーザインタフェース装置100は、表示選択装置110、表示要素グルーピングデータベース120、表示制御装置130、出力先設定データベース140から構成されている。
表示要素グルーピングデータベース120には、後述する表示要素グルーピングデータ600が登録されている。表示選択装置110は、中央制御装置230より転送される入力信号と、表示要素グルーピングデータベース120に登録されている表示要素グルーピングデータ600を用いて、監視画面に表示される項目の中から、強調表示を実施する項目を選定するものである。
出力先設定データベース140には、後述する出力先設定データ700が登録されている。表示制御装置130は、表示選択装置110より転送される入力信号の中から入力が実施された入出力装置のID(識別記号)を抽出し、出力先設定データ700に登録された入出力装置210に対し、表示選択装置110から転送される表示要素の表示を強調する強調指令信号を、中央制御装置230に向けて送信する。
グラフィカルユーザインタフェース装置100の機能について述べる。図4はプラント監視制御システムの入出力画面の一例を示したものである。図4では、プラントの系統情報を模式的にあらわした系統図311と、プラント機器に設置された計測器にて収集された計測値データ312a、312b、312c、312dと、それぞれの計測値データ312a〜312dのプラント計測値ラベル313a、313b、313c、313dが表示される。系統図311は、例えばプラント機器250aの機器A〜機器Dの四つの機器で構成された例を示しており、正方形で表され、それぞれの機器を示す機器シンボル314a、314b、314c、314dが表示されている。プラント計測値ラベル313a〜313dは、計測値データ312a〜312dを、各々の内容を文字や記号を用いて説明するものである。プラント計測値ラベル313a〜313dの記号である■は、危機の状態を示しており、故障した際に色が変更される。
系統図311は機器A〜機器Dの四つの機器で構成されており、それぞれの機器の計測値が312a〜312dに対応し、それらのプラント計測値ラベルが313a〜313dに対応している。系統図311に図示された12個の表示要素(312a〜312d、313a〜313d、314a〜314d)は、固有のIDが割り振られている。プラント監視制御システムには、図4のような系統図画面の他に、グラフ表示画面、警報画面など、多くの画面が用意されており、操作員は必要に応じて、切替えスイッチ331a〜331dを押して画面を切り替えながら監視制御業務を行う。
操作担当者840aが、入出力画面210a上の計測値データ312aの値を触った場合を考える。図5は、図4の表示例における強調表示を説明する図である。制御操作担当者840aが、指示位置320で示すように入出力画面上の計測値データ312aの値の部分を押下した場合、計測値データ312aの部分の背景色が変更された強調表示がなされる。さらに後述するように、表示要素グルーピングデータ600に表示要素IDとして登録されている他の表示要素であるプラント計測値ラベル313aと、系統図311のうち機器Aを示す機器シンボル314aが強調される。
強調表示は、ハイライト、フリッカ、太文字表示等を用いることができる。ハイライトの場合は、表示要素の背景色、枠線、文字等を明るい色(赤色など)に変更する。フリッカの場合は、表示要素の背景色、枠線、文字を点滅表示する。太字表示の場合は、表示要素の枠線、文字を太字で表示する。
図6は、表示要素グルーピングデータの内容例を示す説明図である。表示要素グルーピングデータ600には、表示要素グループID610毎に、入力信号ID620と、表示要素ID630a〜630cが登録されている。表示要素IDの登録数は任意の数である。図4及び5の系統図の場合は、機器シンボル314、計測値データ312、プラント計測値ラベル313の3つが一組みとされ、表示要素IDの列の登録数は3つである。図6では、分かりやすくするために、各グループの表示要素ID630a〜630cを図5に示した符号を用いて表現した。
プラント計測値ラベル313a2、313b2、313c2、313d2は、入出力装置210bに表示された監視画面表示部310のプラント計測値ラベルであり、各グループにおけるその表示要素ID630aである。計測値データ312a2、312b2、312c2、312d2は、入出力装置210bに表示された監視画面表示部310の計測値データであり、各グループにおけるその表示要素ID630bである。機器シンボル314a2、314b2、314c2、314d2は、入出力装置210bに表示された監視画面表示部310の機器シンボルであり、各グループにおけるその表示要素ID630cである。また、プラント計測値ラベル313a3、313b3、313c3、313d3は、入出力装置210cに表示された監視画面表示部310のプラント計測値ラベルであり、各グループにおけるその表示要素ID630aである。計測値データ312a3、312b3、312c3、312d3は、入出力装置210cに表示された監視画面表示部310の計測値データであり、各グループにおけるその表示要素ID630bである。機器シンボル314a3、314b3、314c3、314d3は、入出力装置210cに表示された監視画面表示部310の機器シンボルであり、各グループにおけるその表示要素ID630cである。
実施の形態1では、入出力装置210は3台であり、それぞれの入出力装置210に表示される系統図の表示要素は、異なる表示要素IDを有している。表示要素グループID610の1〜4は入出力装置210aに対応し、表示要素グループID610の5〜8は入出力装置210bに対応し、表示要素グループID610の9〜12は入出力装置210cに対応する。機器A〜機器Dの計測値の入力信号に対し、別の画面に表示されている機器A〜機器Dの計測値のIDを登録しておくことで、対象の計測値の表示を全ての入出力装置210に対して一度に強調することができる。
図7は、出力先設定データの内容例を示す説明図である。出力先設定データ700には出力先グループID710毎に、入力元ID720と、出力先ID730a〜730cが登録されている。入力元ID720は入力が実施された、すなわち入力信号が出力された入出力装置210のIDを意味する。出力先ID730a〜730cは、入力信号に対する表示指示信号が出力される出力先の入出力装置のIDを意味する。入出力装置210aのIDはm001であり、入出力装置210bのIDはm002であり、入出力装置210cのIDはm003である。
出力先グループID710のグループ1は、IDがm001である入出力装置210aで出力された信号に対する表示指示信号が、m001である入出力装置210aと、m003である入出力装置210cに出力されることを意味する。したがって、IDがm001の入出力装置210aにおける操作担当者840aの操作内容は、操作担当者840a本人と、IDがm003である入出力装置210cにおける作業監督者850に送信され、IDがm002である入出力装置210bにおける操作担当者840bには送信されない。
操作担当者840aが、入出力画面上の計測値データ312aの値を触った場合、それを示す入力信号は、入出力制御装置220と中央制御装置230を経由して、グラフィカルユーザインタフェース装置100に転送される(ステップS001)。ここで、入力信号には各入力信号に固有の入力信号ID、表示要素である計測値データ312aに対して入力が実施された入出力装置に固有のID、表示している画面ID、入力が実施された時刻、操作員ID(システムログインID)などを含む。表示要素である計測値データ312aに対する入力の実施とは、操作担当者840aが特定の表示要素(計測値データ312a)を選択したことを意味する。
表示選択装置110は、中央制御装置230より転送される入力信号の中から入力信号IDを抽出し、表示要素グルーピングデータ600の入力信号ID620と一致するものを検索する(ステップS002)。ここで、中央制御装置230より転送される入力信号IDがS001Aであるとすると、図6のグループIDが1(図6の最上段)のデータが選択される。
表示選択装置110は、選択されたグループID610のデータの内、表示要素のID630a〜630cが示す表示要素の表示を強調する指令信号と、中央制御装置230より転送された入力信号を、表示制御装置130へ送信する(ステップS003)。
表示制御装置130は、表示選択装置110より転送される入力信号の中から入力が実施された入出力装置のIDを抽出し、出力先設定データ700の入力元ID720と一致するものを検索する(ステップS004)。ここで、中央制御装置230より転送される入力元装置のIDがm001である場合には、出力先グループID700がグループ1のデータが選択される。
表示制御装置130は、選択されたグループID710のデータの内、出力先ID730a〜730cが示す入出力装置210に対し、表示選択装置110から転送される表示要素の表示を強調する強調指令信号を、中央制御装置230及び入出力制御装置220を介して送信する(ステップS005)。
強調指令信号は、中央制御装置230及び入出力制御装置220を介して、出力先グループID700に登録された入出力装置210に受信される(ステップS006)。強調指令信号を受信した後の入出力装置210aの画面は図5に示すような強調表示が実施される(ステップS007)。操作担当者840aが、入出力画面上の計測値データ312aの値の部分を押下したので、計測値データ312aの部分の背景色が変更されると言う強調表示に加えて、表示要素グルーピングデータ600に表示要素IDとして登録されているプラント計測値ラベル313aと、系統図311の機器Aを示す機器シンボル314aが強調される。
また、操作担当者840aが見ている入出力装置210a上で、強調表示がなされるのに加えて、出力先設定データ700に出力先IDとして登録されている他の入出力装置についても強調表示がなされる(ステップS008)。他の入出力装置210cにおいて、作業監督者850が系統図311を見ていた場合は、強調指令信号を受信すると図5のように強調表示がされる。作業監督者850が系統図311を見ていなかった場合は、強調指令信号を受信しても系統図311に自動的に切り替わらない。入出力装置210cが強調指令信号を受信後に、作業監督者850が切替えスイッチ331を操作して系統図311を展開した際に、図5のように強調表示がされる。
一般に、一画面上の情報量が多くなると、表示要素同士の距離が近接して表示される。このような場合、プラント計測値ラベル313a〜313dの表示は、各々対応する計測値データ312a〜312dの近傍に配置されるが、情報量が多い画面においては、レイアウト上、プラント計測値ラベルが、対応する計測値データに加えて、別の計測値データの近傍に配置される可能性がある。図4の画面例で言うと、ラベル313aは、計測値データ312aを示すものであるが、レイアウトの関係により計測値312bの近傍にも配置されている。このような場合、操作員は、ラベル313aに対応する計測値データを読もうとして、計測値データ312aの代わりに、誤って計測値データ312bを読んでしまう可能性がある。
実施の形態1のプラント監視システムでは、計測値データ312と、計測値ラベル313とを、表示要素グルーピングデータ600の同じ表示要素グループに登録することで、計測値データ312aの表示部分を押下した場合、図5のように関連する表示要素として、計測値データ312a、ラベル313a、及び機器シンボル314aを強調表示することができる。このことによって、操作員は、ラベル313aに対応するプラント計測値を正しく確認でき、読み違えによる操作ミスを抑制する効果がある。さらに作業監督者や他の操作担当者に、正確な情報を伝達することができる。
図2のように、一人の作業監督者850に対し、二人のプラント操作担当者840a、840bが、互いに離れた位置で操作を行う場合を考える。互いの操作内容を目視で確認できないため、口頭による作業指示と確認のやり取りが行われる。このとき、担当者と監督者の一方に誤認が発生すると、互いがどの画面を閲覧しているか、更には、画面上のどの部分に注目しているか等を即座に確認できない。このため、正しい情報伝達がされないので、混乱に陥る可能性がある。
実施の形態1のプラント監視システムでは、操作担当者840a、840bの入出力装置210a、210bのIDと、作業監督者850の入出力装置210cのIDを、出力先設定データ700の同じ出力先グループに登録することで、図5に示したように画面の強調表示をプラント操作担当者840aの入出力画面210a(出力先IDm001)上だけでなく、出力先設定データ700のグループ1に登録された作業監督者850の入出力画面210c(出力先IDm003)上に表示することができる。口頭による確認に加えて、視覚的にも操作内容が確認できるため、互いの操作内容が目視できないことに起因する誤解を、抑制する効果がある。したがってプラントの操作員間における情報伝達を正確に行うことができる。
また、図2のように、一人の作業監督者850に対し、二人のプラント操作担当者840a、840bがおり、二人の操作担当者840a、840bが互いに独立した異なる操作を実施している場合を考える。一人の操作担当者840aの操作情報と、入出力画面の強調表示は、もう一人の操作担当者840bにとって不要な情報であり、かえって混乱を招く可能性がある。実施の形態1のプラント監視システムでは、出力先設定データ700においてグループ1を設定することにより、一人の操作担当者840aの操作内容は、当人840aと作業監督者850のみに表示し、もう一人の操作担当者840bの入出力画面上には表示しないように設定することができる。そのため、互いの操作が干渉することなく、操作を実施することができる。
以上のように実施の形態1のグラフィカルユーザインタフェース装置100によれば、出力装置210の画面に表示される表示要素の識別記号630および表示要素に対して入力が実施された際に出力される入力信号の識別記号620を含む表示要素グルーピングデータ600を登録する表示要素グルーピングデータベース120と、入力信号の識別記号620に基づいて表示要素グルーピングデータベース120を検索し、表示要素が強調される強調表示を実行する表示要素を選択する表示選択装置110と、強調表示が適用される出力装置210の識別記号730および入力信号の識別記号620を含む出力先設定データ700を登録する出力先設定データベース140と、入力信号の識別記号620に基づいて出力先設定データベース140を検索し、検索された出力装置210に対して前記表示選択装置が選択した表示要素を強調する強調指令信号を送信する表示制御装置130とを備えたので、プラントの操作員間における情報伝達を正確に行うことができる。
なお、実施の形態1では、入出力装置210a〜210cはタッチパネルデバイスを用いて、入力機能及び出力機能を一つの図形で表したが、入力装置と出力装置を分離して設置しても良い。入力装置は、ポインティングデバイスであるマウスやトラックボール、キーボード、リモートコントローラ等を用いることができる。ポインティングデバイスの場合は、ポインタで対象を選択し、スイッチをクリックにより信号が発生する。キーボードの場合は、カーソルで対象を選択し、設定された決定キーを押下することにより信号が発生する。リモートコントローラの場合は、ポインタで対象を選択し、スイッチをクリックにより信号が発生する。
実施の形態2.
実施の形態1では、表示要素に対して入力が実施された際に、強調表示がされる例で説明したが、表示要素の組合せに条件を追加することで、状況に応じて、強調表示する表示要素の組合せを変更することができ、認知性の向上を実現することができる。以下に説明する。
図8は、この発明の実施の形態2における表示要素グルーピングデータの内容例を示す説明図である。表示要素グルーピングデータ601は、監視制御システム向けグラフィカルユーザインタフェース装置100内の表示要素グルーピングデータベース120に登録されている。図6とは表示要素グループ選択の条件データ640a、640bが追加された点で異なる。表示要素グルーピングデータ600内の表示要素グループID610毎に、表示要素グループ選択の条件データ640a〜640bを設けている。なお、表示要素ID630は、追加の強調表示が為される表示要素を追加している。表示要素グループID610が1〜8については、表示要素ID630a〜630cは図6と同様である。表示要素グループID610が20〜23は、機器Aと機器Cを同時に強調表示する場合のものである。
条件データ640a〜640bには、それぞれ、ユーザによって、IF〜THEN〜形式などの条件文が登録されている。条件文の内容としては、ある計測値が決められた範囲にあるとか、ある信号が発信されているとか言ったものを用いることができる。
表示選択装置110は、中央制御装置230より転送される入力信号より、表示要素グループID610を選択した後に、条件データ640内の条件式の変数値を、中央制御装置230から取得する。条件データ640a〜640bが全て成立している場合に限り、表示選択装置110は、選択されたグループID610のデータの表示要素のID630a〜630fに示された表示要素の表示を強調する強調指令信号と、中央制御装置230より転送された入力信号を、表示制御装置130へ送信する。
一般に、状況によって、入出力画面上で確認すべき値の組み合わせは異なる。図4の例を用いて説明する。ある事故が発生した場合に注目すべき値は、機器Aの計測値312aのみであっても、別の事故が発生した場合に注目すべき値は、機器Aの計測値312aと、機器Cの計測値312cの二つである場合がある。
このような場合に適切に強調表示を行うために、表示要素グループ選択の条件データ640a、640bを設定する。X0は何れの事故事象も成立していないことを表わしており、X1は中央制御装置230が保有している事故事象Aの判定条件が成立していることを表わしている。Y1は操作担当者840aが操作を実施していることを表わしており、Y2は操作担当者840bが操作を実施していることを表わしている。表示要素グループID610が1〜8については、実施の形態1と同様な強調表示が実現できる。
操作担当者840aが、入出力画面上の計測値データ312aの値を触った場合を考える。表示選択装置110は、中央制御装置230より転送される入力信号の中から入力信号IDを抽出し、表示要素グルーピングデータ601の入力信号ID620と一致するものを検索する(ステップS201)。次ぎに、表示要素グループ選択の条件データ640a、640bを判定する(ステップS202)。事故事象Aの判定条件が成立している場合には、表示要素グループ選択の条件データ640aの条件X1と表示要素グループ選択の条件データ640bの条件Y1が共に成立するので、表示要素グループID610のグループ20が検索される。
表示選択装置110は、中央制御装置230より転送される入力信号と、表示要素グルーピングデータベース120に登録されている表示要素グルーピングデータ601を用いて、監視画面に表示される項目の中から、強調表示を実施する項目を選定する(ステップS203)。
表示選択装置110は、選択されたグループID610のデータの内、表示要素のID630a〜630fがD630a〜630fに示された表示要素の表示を強調する強調指令信号と、中央制御装置230より転送された入力信号を、表示制御装置130へ送信する(ステップS204)。
強調指令信号は、中央制御装置230及び入出力制御装置220を介して、出力先グループID700に登録された入出力装置210に送信され、当該入出力装置210は受信される(ステップS205)。強調指令信号を受信した後の入出力装置210aの画面は図5に示すような強調表示が実施される。操作担当者840aが、入出力画面上の計測値データ312aの値の部分を押下したので、計測値データ312aの部分の背景色が変更されると言う強調表示に加えて、表示要素グルーピングデータ601に表示要素IDとして登録されているプラント計測値ラベル313aと、系統図311の機器Aを示す機器シンボル314aが強調される。さらに、表示要素グルーピングデータ601に表示要素IDとして登録されている計測値データ312cと、プラント計測値ラベル313cと、系統図311の機器Cを示す機器シンボル314cが強調される(ステップS206)。
実施の形態2のグラフィカルユーザインタフェース装置は、表示要素の組合せに条件データを設定できるため、状況に応じて強調表示する表示要素の組合せを変更することができ、認知性の向上を実現することができる。画面上に表示された表示要素の一つを選択すると、選択した表示要素に加え、必要に応じて参照情報を強調表示できる。情報量の多い画面において、必要な内容を強調することで、参照情報を画面の中から探す負荷を軽減でき、認知ミスを抑制することができる。
なお、条件データ640a〜640bは、IF〜THEN〜形式で説明したが、THENの内容は強調表示を実行であるため、THEN以下を省略してもよい。
実施の形態3.
実施の形態1及び2では、出力先設定データ700に出力先グループ選択の条件データがない場合で説明したが、出力先の組合せに条件データを設定することで、状況に応じて、強調表示を出力する入出力装置の組合せを変更でき、プラント操作性の向上を実現することができる。以下に説明する。
図9は、この発明の実施の形態3における出力先設定データの内容例を示す説明図である。出力先設定データ701は監視制御システムのグラフィカルユーザインタフェース装置100内の出力先設定データベース140に登録されている。図7とは出力先グループ選択の条件データ740が追加された点で異なる。
出力先設定データ701内の出力先グループID710毎に、出力先グループ選択の条件データ740を設けている。条件データ740には、それぞれ、ユーザによって、IF〜THEN〜形式などの条件文が登録されている。条件文の内容としては、ある計測値が決められた範囲にあるとか、ある信号が発信されているとか、入出力装置210が正常に稼働しているか等を用いることができる。
表示制御装置130は、中央制御装置230より転送される入力信号より、出力先グループID710を選択した後に、条件データ740内の、条件式の変数値を、中央制御装置230から取得する。条件データ740が成立している場合、表示制御装置130は、選択されたグループID710のデータの内、出力先ID730a〜730cが示す入出力装置に対し、表示選択装置110から転送される表示要素の表示を強調する強調指令信号を中央制御装置230に向けて送信する。なお、条件データ740が複数登録されている場合には、その複数の条件データが全て成立しているときに、強調指令信号を中央制御装置230に向けて送信する。
図2のように、一人の作業監督者850に対し、二人のプラント操作担当者840a、840bがいる場合、通常操作においては互いに別々の操作を実施している。しかし、事故発生時や入出力装置210の故障したときなどの緊急時には、二人の操作担当者840a、840bが同じ画面(同じ系統図311の画面等)で一緒に操作を行うと言った状況が考えられる。例えば、一人の操作員840aが機器A、機器Cを操作し、もう一人の操作員840bが機器B、機器Dの操作を行う等である。また、作業監督者850の入出力装置210cの故障したときは、作業監督者850が操作担当者840a、840bの入出力装置210a、210bを利用して確認を行うが場合もあり得る。
このような場合に適切に強調表示を行うために、出力先設定データの条件データ740を設定する。例えば、Z0はIDがm003である入出力装置210cが正常に稼働していることを表わしており、Z1は入出力装置210cが正常に稼働していないことを表わしている。出力先グループID710が1〜4については、実施の形態1と同様な強調表示が実現できる。
入出力装置210cが正常に稼働していない状況下で、操作担当者840aが入出力画面上の計測値データ312aの値を触った場合を考える。表示選択装置110は、中央制御装置230より転送される入力信号の中から入力信号IDを抽出し、表示要素グルーピングデータ600の入力信号ID620と一致するものを検索する(ステップS301)。また、入力元IDを抽出し、出力先設定データ701の入力元ID720と一致するものを検索する。次ぎに、出力先設定データ701の出力先グループ選択の条件データ740を判定する。表示選択装置110は、中央制御装置230に問い合わせを行い、入出力装置210の稼働状況情報を取得する(ステップS302)。入出力装置210cが正常に稼働していない場合には、出力先グループ選択の条件データ740の条件Z1が成立するので、出力先グループID710のグループ5が検索される(ステップS303)。
表示選択装置110は、中央制御装置230より転送される入力信号と、表示要素グルーピングデータベース120に登録されている表示要素グルーピングデータ600と、出力先設定データベース140に登録されている出力先設定データ701を用いて、強調表示を実施する項目を選定し、強調指令信号と、中央制御装置230より転送された入力信号を、表示制御装置130へ送信する(ステップS304)。
表示制御装置130は、選択されたグループID710のデータの内、出力先ID730a〜730cが示す入出力装置210に対し、表示選択装置110から転送される表示要素の表示を強調する強調指令信号を、中央制御装置230に向けて送信する(ステップS305)。
強調指令信号は、中央制御装置230及び入出力制御装置220を介して、出力先グループID701に登録された入出力装置210に送信され、当該入出力装置210は受信される(ステップS306)。出力先グループID710のグループ5なので、IDがm001である入出力装置210aとIDがm002である入出力装置210bに、強調指令信号が送信される。強調指令信号を受信した後の入出力装置210aの画面は図5に示すような強調表示が実施される(ステップS307)。
他の入出力装置210bにおいて、作業監督者850が系統図311を見ていた場合は、強調指令信号を受信すると図5のように強調表示がされる(ステップS308)。作業監督者850が系統図311を見ていなかった場合は、強調指令信号を受信しても系統図311に自動的に切り替わらない。入出力装置210bが強調指令信号を受信後に、作業監督者850が切替えスイッチ331を操作して系統図311を展開した際に、図5のように強調表示がされる(ステップS309)。
実施の形態3のグラフィカルユーザインタフェース装置は、出力先の組合せに条件データを設定できるため、状況に応じて、強調表示を出力する入出力装置の組合せを変更でき、プラント操作性の向上を実現することができる。
なお、条件データ740は、IF〜THEN〜形式で説明したが、THENの内容は強調表示を実行であるため、THEN以下を省略してもよい。
実施の形態4.
実施の形態1乃至3では、操作内容や確認した数値等の履歴について説明しなかったが、実施の形態4では操作内容や確認した数値等の履歴を確認できるようにした。図10はこの発明の実施の形態4における監視制御システムのブロック図である。図1の監視制御システムとは、グラフィカルユーザインタフェース装置101がスナップショット表示装置150と、スナップショットデータベース160とを有する点で異なる。
スナップショット表示装置150は、表示制御装置130から、画面の表示を変更する画面変更指令sig1が発信されたことを受けて、入出力制御装置220から、表示変更直後の入出力画面の画像データda1を取り込み、スナップショットデータベース160に蓄積する。また、スナップショット表示装置150は、スナップショットデータベース160に登録された画像データda1を取得し、履歴画像データとして中央制御装置230に送信する。画像履歴データを受信した中央制御装置230は、入出力制御装置220を通じて、入出力装置210a〜210cに履歴画像データを表示する仕組みを有する。
スナップショットデータベース160は、入出力装置210や操作員ID毎に履歴データの保存エリアが分割されている。そのため、各入出力装置210で異なる内容の表示が可能となる。操作担当者840aの入出力装置210aの画面には操作担当者840aの履歴が表示され、操作担当者840bの入出力装置210bの画面には操作担当者840bの履歴が表示される。監督者850は、操作担当者840aの履歴または、操作担当者840bの履歴を選択して表示できる。
図11は、図10の入出力装置の副画面表示部における履歴画像データの表示例を説明する図である。履歴画像データ表示420は、図3に示した副画面表示部415に表示される。履歴画像データ表示420は、時系列順の履歴画像データを縮小表示したものを有している。作業者が各縮小履歴画像データ421a〜421cを選択することで、履歴画像を拡大表示して、内容の詳細を確認することができる。
画面変更指令sig1は、画面の強調表示の指示に伴って発生する。実施の形態1で示したように、表示要素に対して入力が実施された際に画面変更指令sig1は発生する。強調表示を行わない画面切り替えの操作などは、履歴画像データであるスナップショットは生成されない。
グラフィカルユーザインタフェース装置101の動作について、ユーザである作業者840aが表示要素に対して入力を実施した場合で説明する。スナップショット表示装置150は、表示制御装置130から、画面の表示を変更する画面変更指令sig1を受信する(ステップS401)。入出力装置210における表示変更直後の入出力画面の画像データda1を取り込み、スナップショットデータベース160に蓄積する(ステップS402)。スナップショット作成装置150は、作業者840aが履歴画像データ表示420を表示しているかどうかを、中央制御装置230に対して確認する(ステップS403)。
作業者840aが履歴画像データ表示420を表示していた場合、スナップショット表示装置150は、その情報を受けた後に即時スナップショットデータベース160に登録された画像データを中央制御装置230に送信する。出力先設定データ700、7001に登録された入力元ID720及び出力先ID730aがm001である入出力装置210aは、履歴画像データ表示420が更新される(ステップS404)。
作業者840aが履歴画像データ表示420を表示していない場合は、スナップショット表示装置150は、次回作業者840aが履歴画像データ表示420を表示したタイミングで、スナップショットデータベース160に登録された画像データを中央制御装置230に送信する。出力先設定データ700、7001に登録された入力元ID720及び出力先ID730aがm001である入出力装置210aは、履歴画像データ表示420が更新される(ステップS405)。
履歴画像データであるスナップショットには、強調表示が為された画面が記録されるので、計測値の確認、機器の制御操作が記録される。実施の形態4のグラフィカルユーザインタフェース装置は、履歴画像データ表示420を表示することで、過去に遡って、操作内容を確認することができる。
実施の形態2に示したように事故等が発生した場合にも、表示要素グルーピングデータ601の条件に応じて指差し確認した数値や関連機器の数値を履歴として残すことができる。
履歴画像データであるスナップショットは、操作担当者840の一人及び監督者850の二名で共有するので、実施の形態3に示したように入出力装置210の故障したときなど緊急時には、他の画面にも履歴画像データ表示420を出力できる。具体的には、操作担当者840a及び作業監督者850a、操作担当者840b及び作業監督者850bの四人態勢で作業を実施する際に、作業監督者850aの画面が故障した場合には、操作担当者840aの履歴を作業監督者850bの画面上に表示し、監督者作業監督者850bと作業監督者850bは画面を共有して確認することができる。
なお、履歴画像データ表示420と監視画面表示部310に表示される監視制御情報を同じ画面に表示した例で説明したが、履歴情報に関する専用の表示画面を設けても良い。
実施の形態5.
実施の形態4では、操作内容や確認した数値等の履歴を画像データで確認する例で説明したが、実施の形態5では文字情報で履歴を確認できるようにした。図12はこの発明の実施の形態5における監視制御システムのブロック図である。図1の監視制御システムとは、グラフィカルユーザインタフェース装置102が操作履歴表示装置180と、操作履歴データベース170とを有する点で異なる。
図13は、図12のグラフィカルユーザインタフェース装置の表示要素グルーピングデータの内容例を示す説明図である。表示要素グルーピングデータは、表示要素グルーピングデータベース120に登録されている。表示要素グルーピングデータ602内の表示要素グループID610毎に、操作履歴データ650を設けている。操作履歴データ650は、入力信号ID620に対応する入出力画面操作の概要である操作内容データを含んでいる。操作履歴データ650は文字データとして登録したものであり、操作内容データの他に操作内容データの操作実施時刻、操作員情報、確認した計測値データなどを含めても構わない。図13の表示要素グルーピングデータ602の例は、図6の表示要素グルーピングデータ600の例に、操作履歴データ650を設けたものである。表示要素グループID610の1〜4は入出力装置210aに対応し、表示要素グループID610の5〜8は入出力装置210bに対応し、表示要素グループID610の9〜12は入出力装置210cに対応する。なお、図13には操作履歴データ650として操作内容データのみ表示した。
操作履歴表示装置180は、表示制御装置130から画面の表示を変更する画面変更指令sig1が発信されたことを受けて、表示要素グルーピングデータ602における選択されたグループID610に対応する操作内容データを含む操作履歴データ650を操作履歴データベース170に登録する。画面変更指令sig1は、画面の強調表示の指示に伴って発生する。また、操作履歴表示装置180は、操作履歴データベース170に登録された操作履歴データ650を取得し、中央制御装置230に送信する。操作履歴データ650を受信した中央制御装置230は、入出力制御装置220を通じて入出力装置210a〜210cに操作履歴データ650を表示する仕組みを有する。
図14は、図12の入出力装置の副画面表示部における操作履歴データの表示例を説明する図である。操作履歴データ表示430は、図3に示した副画面表示部415に表示される。操作履歴データ表示430は、操作履歴データを箇条書きにした文字データで表示した個別操作履歴データ431a〜431bが時系列順に表示されている。1つの操作履歴に対するデータ量が多い場合には、操作履歴データ表示430には、あらかじめユーザによって定められた主要なデータのみ表示し、個別操作履歴データ431a〜431bを選択することで、詳細データを表示することができる。
グラフィカルユーザインタフェース装置102の動作について、ユーザである作業者840aが表示要素に対して入力を実施した場合で説明する。操作履歴表示装置180は、表示制御装置130から、画面の表示を変更する画面変更指令sig1を受信する(ステップS501)。入出力装置210の表示変更直後の内容であって、表示要素グルーピングデータ602に記載してある操作履歴データ650を操作履歴データベース170に登録する(ステップS502)。操作履歴表示装置180は、作業者840aが操作履歴データ表示430を表示しているかどうかを、中央制御装置230に対して確認する(ステップS503)。
作業者840aが操作履歴データ表示430を表示していた場合、操作履歴表示装置180は、その情報を受けた後に即時操作履歴データベース170に登録された操作履歴データ650を中央制御装置230に送信する。出力先設定データ700、7001に登録された入力元ID720及び出力先ID730aがm001である入出力装置210aは、操作履歴データ表示430が更新される(ステップS504)。
作業者840aが操作履歴データ表示430を表示していない場合は、操作履歴表示装置180は、次回作業者840aが操作履歴データ表示430を表示したタイミングで、操作履歴データベース170に登録された画像データを中央制御装置230に送信する。出力先設定データ700、7001に登録された入力元ID720及び出力先ID730aがm001である入出力装置210aは、操作履歴データ表示430が更新される(ステップS505)。
実施の形態5のグラフィカルユーザインタフェース装置は、操作実施内容の具体的な説明文を表示することで、即座に操作内容を確認することができる。なお、文字情報は表形式を用いて表示しても構わない。文字情報を表形式にて表示することで、操作履歴を一覧表示することができる。
実施の形態2に示したように事故等が発生した場合にも、表示要素グルーピングデータ601の条件に応じて指差し確認した数値や関連機器の数値を履歴として残すことができる。
操作履歴データは、操作担当者840の一人及び監督者850の二名で共有するので、実施の形態3に示したように入出力装置210の故障したときなど緊急時には、他の画面にも操作履歴データ表示430を出力できる。具体的には、操作担当者840a及び作業監督者850a、操作担当者840b及び作業監督者850bの四人態勢で作業を実施する際に、作業監督者850aの画面が故障した場合には、操作担当者840aの履歴を作業監督者850bの画面上に表示し、監督者作業監督者850bと作業監督者850bは画面を共有して確認することができる。
なお、操作履歴データ表示430と監視画面表示部310に表示される監視制御情報を同じ画面に表示した例で説明したが、履歴情報に関する専用の表示画面を設けても良い。
なお、実施の形態1乃至5では、プラント監視制御システムの操作員一人が一台の入出力装置210を操作する場合で説明したが、操作員一人あたり、二台以上の入出力装置210を扱う場合にも適用できる。また、切替えスイッチ部330が主画面表示部410の下側に表示される例で説明したが、主画面表示部410の上側や監視画面表示部310に表示されても構わない。
この発明に係るグラフィカルユーザインタフェース装置は、プラントの監視制御業務を行う際に利用する監視制御システムに好適に適用できる。
110 表示選択装置
120 表示要素グルーピングデータベース
130 表示制御装置
140 出力先設定データベース
150 スナップショット表示装置
160 スナップショットデータベース
170 操作履歴データベース 180 操作履歴表示装置
210 入出力装置 210a 入出力装置
210b 入出力装置 210c 入出力装置
600 表示要素グルーピングデータ
601 表示要素グルーピングデータ
620 入力信号ID 630 表示要素ID
630a 表示要素ID 630b 表示要素ID
630c 表示要素ID 630d 表示要素ID
630e 表示要素ID 630f 表示要素ID
640 表示要素グループ選択の条件データ
640a 表示要素グループ選択の条件データ
640b 表示要素グループ選択の条件データ
730 出力先ID 730a 出力先ID
730b 出力先ID 730c 出力先ID
740 出力先グループ選択の条件データ

Claims (6)

  1. プラントの監視情報を表示する複数の出力装置を制御するグラフィカルユーザインタフェース装置であって、
    前記出力装置の画面に表示される表示要素の識別記号および前記表示要素に対して入力が実施された際に出力される入力信号の識別記号を含む表示要素グルーピングデータを登録する表示要素グルーピングデータベースと、
    前記入力信号の識別記号に基づいて前記表示要素グルーピングデータベースを検索し、前記表示要素が強調される強調表示を実行する前記表示要素を選択する表示選択装置と、
    前記強調表示が適用される前記出力装置の識別記号および入力信号の識別記号と、前記入力信号の出力を伴う入力実施がされた出力装置の識別記号と、前記入力実施がされなかった出力装置の識別記号とを含む出力先設定データを登録する出力先設定データベースと、前記入力信号の識別記号に基づいて前記出力先設定データベースを検索し、
    検索された前記出力装置のうち、前記入力実施がされた出力装置に対して前記表示選択装置が選択した前記表示要素を強調する強調指令信号を送信し、
    前記入力実施がされなかった出力装置に対して、前記入力実施がされた出力装置の表示画面と同じ形式の図面を含む画面が表示されたタイミングで、未送信分の前記強調指令信号を全て送信する表示制御装置とを備えたグラフィカルユーザインタフェース装置。
  2. 前記出力先設定データは、出力先である前記表示選択装置を決定する条件データを含むことを特徴とした請求項1記載のグラフィカルユーザインタフェース装置。
  3. 前記表示要素グルーピングデータは、前記入力信号の出力を伴う入力実施がされた表示要素の識別記号と、前記入力実施がされた表示要素に関連する表示要素の識別記号とを含むことを特徴とした請求項1または2に記載のグラフィカルユーザインタフェース装置。
  4. 前記表示要素グルーピングデータは、前記強調表示を実行する前記表示要素を決定する条件データを含むことを特徴とした請求項記載のグラフィカルユーザインタフェース装置。
  5. 前記強調表示が実行された画面である強調表示画像データを蓄積するスナップショット
    データベースと、前記強調表示画像データを前記出力先設定データに登録された前記表示選択装置に送信するスナップショット表示装置を有ることを特徴とした請求項1乃至のいずれか1項に記載のグラフィカルユーザインタフェース装置。
  6. 前記強調表示が実行された画面における操作内容を含む操作履歴データを登録する操作履歴データベースと、前記操作履歴データを前記出力先設定データに登録された前記表示選択装置に送信する操作履歴表示装置を有ることを特徴とした請求項1乃至のいずれか1項に記載のグラフィカルユーザインタフェース装置。
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