JP5586638B2 - 監視画面試験装置 - Google Patents

Description

この発明は、プラント観視制御システムにおける監視画面を試験する装置に関する。

プラントの監視制御システムにおいて、監視制御機器の現在状態を運転員に表示する監視画面は、矩形や丸型、接続線などのシンボルから構成される。各シンボルには監視機器の入力値が割り付けられており、監視機器の入力値が表示される。監視画面の試験員は、各シンボルの形状や色、文字列などを視認しながら試験を行う。例えば、監視機器の入力値を変更し、対応するシンボルが正解のシンボルと合致する場合には合格と判定し、それ以外の場合は不合格と判定する。

ところで、近年の計算機能力向上に伴い、プラントの監視制御システムが扱う監視制御機器の数は増加傾向にある。そのため、監視画面の枚数は増加しており、１枚の監視画面内の表示点数も増加している。従って、試験員の目視による観視画面試験には多くの時間と手間が必要であった。

その点、特許文献１には、試験監視画面の可変画が正解画像と合致しているか否かを判定する画像判定手段を設けた監視画面試験装置が開示されている。これによれば、試験担当者の目視確認による見間違いや見落としが排除される。

特開２０１１−７５８２４号公報

特許文献１の監視画面試験装置では、プラントからの入力信号が変化する前後で試験監視画面を正解画像と比較することにより、監視画面の試験を自動化している。しかし、例えば点滅表示するシンボルが監視画面に表示される場合、ある時点での監視画像を正解画像と比較するだけでは、点滅表示の有無を判別することが出来ない。そのため、点滅表示のように、複数の色を時系列で切り替えながら監視機器の一つの状態を表示するシンボル（以下、動的シンボルと称する）が監視画面に含まれる場合には、試験の自動化が出来ず目視で試験する必要があった。

本発明は上述の問題点に鑑み、動的シンボルを含む監視画面を自動で試験する監視画面試験装置の提供を目的とする。

本発明の監視画面試験装置は、プラントの状態をシンボルで表現した監視画面を試験する装置である。そして、シンボルの表示色を含む表示情報を記憶する記憶部と、表示情報を用いて、シンボルのうち所定の周期で変化する動的表示色で表示される動的シンボルを抽出する動的シンボル抽出部と、動的シンボルに強調表示を加えた監視画面の画像を生成する画像生成部と、所定の試験項目に対する正解画像を記憶する正解画像記憶部と、前記画像生成部の生成画像と前記正解画像が一致しているか否かを判定する結果判定部と、前記結果判定部の判定結果を記憶する判定結果記憶部と、を備える。

本発明の監視画面試験装置は、プラントの状態をシンボルで表現した監視画面を試験する装置である。そして、シンボルの表示色を含む表示情報を記憶する記憶部と、表示情報を用いて、シンボルのうち所定の周期で変化する動的表示色で表示される動的シンボルを抽出する動的シンボル抽出部と、動的シンボルに強調表示を加えた監視画面の画像を生成する画像生成部と、所定の試験項目に対する正解画像を記憶する正解画像記憶部と、前記画像生成部の生成画像と前記正解画像が一致しているか否かを判定する結果判定部と、前記結果判定部の判定結果を記憶する判定結果記憶部と、を備える。画像生成部の生成画像では、強調表示の有無から動的シンボルの存在を把握できるので、これを用いて動的シンボルを表示する監視画面の自動試験が可能になる。

実施の形態１に係る監視画面試験装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る監視画面試験装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 監視画面記憶部の記憶情報を例示する図である。 監視画面描画部の動作を示すフローチャートである。 監視画面描画部のシンボル描画処理を示すフローチャートである。 動的表示パターン記憶部の記憶情報を例示する図である。 動的表示色記憶部の記憶情報を例示する図である。 動的シンボル抽出部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る画像生成部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る画像生成部が生成する画像を例示する図である。 実施の形態２に係る監視画面試験装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る画像生成部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る画像生成部が生成する画像を例示する図である。 実施の形態３に係る監視画面試験装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態３に係る画像生成部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る画像生成部が生成する画像を例示する図である。 実施の形態４に係る監視画面試験装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態４に係る正解画像記憶部の記憶情報を例示する図である。 実施の形態４に係る結果判定部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態４に係る判定結果記憶部の記憶情報を例示する図である。

＜Ａ．実施の形態１＞
＜Ａ−１．構成、動作＞
本実施の形態の監視画面試験装置は、プラントの監視機器の状態をシンボルで表した監視画面を試験する装置である。本明細書では、シンボルのうち、点滅表示のように表示色が切り替わりながら監視機器の一つの状態を表すシンボルを動的シンボルと呼び、動的シンボルの表示色を動的表示色と呼ぶ。

図１は、本実施の形態に係る監視画面試験装置を示す構成図である。監視画面試験装置は、シンボルの表示情報（以下、シンボル情報と呼ぶ）を記憶する監視画面記憶部１０と、シンボル情報に従い監視画面を描画する監視画面描画部１１と、動的表示色の遷移パターンを記憶する動的表示パターン記憶部１２と、動的表示色の色名を記憶する動的表示色記憶部１３と、監視画面のシンボルから動的シンボルを抽出する動的シンボル抽出部１４と、動的シンボルを強調表示した監視画面の画像を生成する画像生成部１５と、画像生成部１５の生成画像を記憶する画像記憶部１６を備える。

図２は、監視画面試験装置のハードウェア構成図である。監視画面試験装置は、ＣＰＵ２１と記憶装置２２を備えたＰＣ（パーソナルコンピュータ）２３で実現される。監視画面記憶部１０、動的表示パターン記憶部１２、動的表示色記憶部１３、および画像記憶部１６は記憶装置２２で実現される。また、監視画面描画部１１、動的シンボル抽出部１４、および画像生成部１５はプログラムとして記憶装置２２に格納され、ＣＰＵ２１上で実行される。

図３に、監視画面記憶部１０が記憶するシンボル情報を例示する。シンボル情報は、シンボルの形状を示す種別の他、位置、サイズ、線幅、表示色、およびシンボルに関連付けられている監視データ値を含む。図では、機器１の状態を示す矩形のシンボルＡと、機器２の状態を示す丸形のシンボルＢの、２つのシンボル情報を示している。なお、シンボル情報はテキスト形式で示されているが、バイナリ形式など他の型式で表現されていても良い。

シンボル情報では、表示色が色番号として表される。色番号は、一つの色を示す場合と、動的表示色の複数の色を示す場合がある。また、色番号の代わりにＲＧＢ値で表示色を表現しても良い。この場合、シンボル情報には、表示色が変化中かどうかを示すフラグが含められる。このフラグは、動的に表示しているかどうかを判別するために、監視画面描画部１１および動的シンボル抽出部１４で利用する。

図４は監視画面描画部１１の動作を示すフローチャートである。まず、監視画面描画部１１は監視画面記憶部１０のシンボル情報を読み込む（ステップＳＴ４０）。次に、ステップＳＴ４０で読み込んだシンボルの中から、未描画のシンボルがあるか否かを判断する（ステップＳＴ４１）。未描画のシンボルがない場合は処理を終了する。未描画のシンボルがある場合は、その中から一つのシンボルを選択し（ステップＳＴ４２）、そのシンボル情報を動的シンボル抽出部１４に通知する（ステップＳＴ４３）。そして、ステップＳＴ４４でシンボル描画処理を行い、再びステップＳＴ４１に戻る。

全てのシンボルに対してシンボル描画処理を終えると、ステップＳＴ４１でＮＯとなり生成した画像ファイルを画像生成部１５に送信して処理を終了する。

図５は、監視画面描画部１１のシンボル描画処理（図４のステップＳＴ４４）を示すフローチャートである。監視画面描画部１１は、図４のステップＳＴ４２で選択したシンボルのシンボル情報から、当該シンボルの種別、位置、サイズ、線幅を取得し（ステップＳＴ５０）、シンボルの表示色を取得し（ステップＳＴ５１）、シンボルの監視データ値を取得する（ステップＳＴ５２）。そして、これらの情報を基にシンボルを描画する（ステップＳＴ５３）。

図６に、動的表示パターン記憶部１２の格納情報を例示する。この情報は表形式で表現され、色情報と、動的表示色の各色の間隔がパターン番号に紐付けられている。パターン番号は、動的表示パターン記憶部１２で一意に管理する識別子である。色情報の欄には利用する色、間隔の欄には色を変化させるタイミング（周期）が記述される。例えば図６の「パターン＃１」は、１秒毎に「色１」と「色２」を交互に変化することを示している。また「パターン＃２」は、０．５秒毎に「色１」「色２」「色３」「色１」「色２」・・・の順に変化することを示している。なお、複数の間隔を指定してもよい。例えば「パターン＃２」の間隔が「０．５秒」および「１秒」であるとすると、「色１」を０．５秒表示した後「色２」を１秒表示し、その後「色３」を０．５秒表示し・・・というように、色の変更間隔が「０．５秒」と「１秒」の繰り返しになる。

図７に、動的表示色記憶部１３の格納情報を例示する。この情報は表形式で表現され、色名と、パターン番号が色番号に紐付けられている。色番号とは、動的表示色記憶部１３で一意に管理する識別子である。色名の欄には、色の名称が記述される。パターン番号の欄には、動的パターン記憶部１２で管理されているパターン番号が記述される。例えば、図７に示す色番号「１０」は、赤と青が「パターン＃１」によって、すなわち１秒毎に交互に変化することを示している。

動的シンボル抽出部１４は、監視画面描画部１１からシンボル情報を通知されると、動的表示色記憶部１３と動的表示パターン記憶部１２を参照して動的シンボルを抽出する。

図８は動的シンボル抽出部１４の動作を示すフローチャートである。動的シンボル抽出部１４は、動的表示パターン記憶部１２、動的表示色記憶部１３の格納情報を読み込む（ステップＳＴ８０）。続いて、監視画面描画部１１からシンボル情報を受信する（ステップＳＴ８１）。次に、受信したシンボル情報の中で、シンボル表示色の色番号が動的表示色記憶部１３に格納されているものがあるか否かを判定する（ステップＳＴ８２）。動的表示色記憶部１３に格納されていない場合は終了する。

色番号が動的表示色記憶部１３に格納されているシンボル情報がある場合は、当該シンボル情報からシンボルの描画領域として、種別、位置、サイズ、線幅を取得する（ステップＳＴ８３）。続いて、動的表示色記憶部１３からシンボル情報の色番号に対応した色名とパターン番号を取得する（ステップＳＴ８４）。さらに、ステップＳＴ８４で取得したパターン番号に対応する色情報と間隔を動的表示パターン記憶部１２から取得し（ステップＳＴ８５）、画像生成部１５に描画領域、色名、色情報、間隔を送信する（ステップＳＴ８６）。

図３、図６、図７のデータを監視画面描画部１１、動的表示パターン記憶部１２、動的表示色記憶部１３からそれぞれ入力された動的シンボル抽出部１４の動作を、図８のフローチャートに沿って再び説明する。

動的シンボル抽出部１４は、動的表示パターン記憶部１２の格納情報（図６）と動的表示色記憶部１３の格納情報（図７）を読み込む（ステップＳＴ８０）。そして、監視画面描画部１１から「シンボルＡ」の情報（図３）を受信する（ステップＳＴ８１）。「シンボルＡ」の表示色「１０」は図７に示すように動的表示色記憶部１３に格納されているので、ＳＴ８２でＹｅｓとなり、シンボルＡを動的シンボルと判断する。次に、「シンボルＡ」のシンボル情報から描画領域を取得する。すなわち、種別「矩形」、位置「１０，２０」、サイズ「１００，４００」、線幅「２」を取得する（ステップＳＴ８３）。また、表示色「１０」に対応する色名「赤、青」と、パターン番号「パターン＃１」を、それぞれ動的表示色記憶部１３から取得する（ステップＳＴ８４）。さらに、パターン番号「＃１」に対応する色情報「色１、色２」と、間隔「１秒」を、動的表示パターン記憶部１２から取得する（ステップＳＴ８５）。そして、シンボルＡの描画領域、色名、色情報、間隔を画像生成部１５に送信する（ステップＳＴ８６）。こうして、シンボルＡが動的シンボルとして抽出された。

次に、ステップＳＴ４１に戻って「シンボルＢ」の情報を取り出す。「シンボルＢ」の表示色「１２」は、図７の動的表示色記憶部１３に存在しないため、ステップＳＴ８２でＮｏとなり、シンボルＢは動的シンボルではないと判断して直ちに処理を終了する。

画像生成部１５は、動的シンボル抽出部１４から通知された動的シンボルを強調表示した監視画像を生成し、画像記憶部１６に記憶する。

図９は、画像生成部１５の動作を示すフローチャートである。画像生成部１５は、動的シンボル抽出部１４から動的シンボルの描画領域を取得する（ステップＳＴ９０）と、既に監視画面描画部１１から受信していた監視画像の画像ファイルを開く（ステップＳＴ９１）。そして、動的シンボルの描画領域に外接する枠の座標と大きさを算出し、外接枠を描画する（ステップＳＴ９２）。ここでは、動的シンボルが矩形である場合には、当該動的シンボルの描画領域に外接する矩形枠の座標、高さ、幅を算出し、矩形枠を描画する。

その後、シンボル描画処理を実行し（ステップＳＴ９３）、画像ファイルを閉じる（ステップＳＴ９４）。なお、ステップＳＴ９３のシンボル描画処理は、図５で説明した監視画面描画部１１のシンボル描画処理と同様であるので、説明を省略する。

図１０は、以上の動作により画像生成部１５が描画した画像を例示している。監視機器の状態「ＯＦＦ」を示す矩形の動的シンボルの外側に、さらに矩形が描画されることによって、動的シンボルが強調されている。このような強調されたシンボルを含む監視画像が画像記憶部１６に格納される。

以上の構成により、一定の間隔で表示色が変化するなどの動的シンボルが監視画像に存在する場合であっても、シンボルを強調表示した画像を生成することによって、画像上で動的シンボルを判別することが可能である。

なお、図１０の例では、シンボルの描画領域に外接する矩形枠を描画することでシンボルを強調した。しかし、描画領域が円形など他の形状である場合には、当該形状に合わせた外接枠を描画することにより強調表示を行う。また、シンボルの描画領域を指向する矢印線を描画する、あるいはシンボルの描画領域の境界に小さな文字列を表示するなど、他の方法で強調表示をしてもよい。

＜Ａ−２．効果＞
本実施の形態の監視画面試験装置は、シンボルの表示色を含む表示情報を記憶する監視画面記憶部１０と、当該表示情報を用いて動的シンボルを抽出する動的シンボル抽出部１４と、動的シンボルに強調表示を加えた監視画面の画像を生成する画像生成部１５とを備える。これにより、生成画像上で動的シンボルを判別することが可能になる。

監視画面記憶部１０が記憶する表示情報はシンボルの表示色の色識別子を含む。そして、監視画面試験装置は、動的表示色の色名と変化周期を色識別子に紐付けて記憶する動的表示パターン記憶部１２、動的表示色記憶部１３（動的表示色パターン記憶部）をさらに備える。そして、動的シンボル抽出部１４は、動的表示色記憶部１３（動的表示色パターン記憶部）に記憶された色識別子を有するシンボルを動的シンボルとして抽出する。こうして抽出された動的シンボルを画像生成部１５で強調表示することによって、動的シンボルを判別可能な監視画面の画像が生成される。

＜Ｂ．実施の形態２＞
＜Ｂ−１．構成、動作＞
本実施の形態では、動的表示色の色情報や間隔を画像に出力することにより、動的シンボルを通常のシンボルと区別する。

図１１は、本実施の形態に係る監視画面試験装置を示す構成図である。画像生成部３０は、動的シンボル抽出部１４から通知される動的シンボルに、色名や表示間隔を付加した監視画面の画像を生成して、画像記憶部３１に記憶する。画像生成部３０と画像記憶部３１以外の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

図１２は、画像生成部３０の動作を示すフローチャートである。画像生成部３０は、動的シンボル抽出部から動的シンボルの描画領域、色名、間隔を取得すると（ステップＳＴ１２０）、既に監視画面描画部１１から受信していた監視画像の画像ファイルを開く（ステップＳＴ９１）。

次に、動的シンボルの描画領域に色名、間隔を描画し（ステップＳＴ１２１）、シンボル描画処理を行う（ステップＳＴ９３）。シンボル描画処理の詳細は、図５で説明した監視画面描画部１１のシンボル描画処理と同様であるので、説明を省略する。そして、画像ファイルを閉じる（ステップＳＴ９４）。

図１３は、以上の動作により画像生成部１５が描画した画像を例示している。シンボルには監視機器の状態を示す「ＯＦＦ」の他、色名「赤、青」や間隔「１秒」が記されている。こうした画像が、画像記憶部３１に格納される。

以上により、動的シンボルがあるか否かが把握可能になる実施の形態１の効果に加え、動的シンボルの色や間隔を確認することができるという効果がある。

＜Ｂ−２．効果＞
本実施の形態の監視画面試験装置において、画像生成部３０は、動的シンボルに動的表示色を構成する色と間隔（変化周期）を付記した監視画面の画像を生成するので、生成画像上で動的シンボルの色や間隔を確認することが出来る。

＜Ｃ．実施の形態３＞
＜Ｃ−１．構成、動作＞
本実施の形態では、動的表示色の各色ごとに動的シンボルを描画する。

図１４は、本実施の形態に係る監視画面試験装置を示す構成図である。画像生成部４０は、動的シンボル抽出部１４から通知されるシンボルの動的表示色の各色ごとに監視画面の画像を生成して、画像記憶部４１に記憶する。画像生成部４０と画像記憶部４１以外の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

図１５のフローチャートに沿って、以下、画像生成部４０の動作を説明する。画像生成部４０は、動的シンボル抽出部１４から動的シンボルの描画領域と色名を取得すると（ステップＳＴ１５０）、当該色名のうち、未描画の色Ｆがあるか否かの判定を行う（ステップＳＴ１５１）。ない場合には処理を終了し、ある場合には、未描画の色Ｆを一つ選択する（ステップＳＴ１５２）。そして、選択した色Ｆ用の画像ファイルを開く（ステップＳＴ１５３）。

そして、動的シンボルの描画領域に外接する枠の座標と大きさを算出し、外接枠を描画する（ステップＳＴ９２）。次に、色名をＦとして（ステップＳＴ１５４）、シンボル描画処理を行う（ステップＳＴ９３）。シンボル描画処理の詳細は、図５で説明した監視画面描画部１１のシンボル描画処理と同様であるので、説明を省略する。その後、色Ｆ用の画像ファイルを閉じる（ステップＳＴ１５５）。

次に、ステップＳＴ１５２に戻り、未描画の他の色が残っている限りステップＳＴ１５３以降に進んで動的シンボルを描画する。こうして、画像生成部４０では動的表示色の全ての色について動的シンボルを描画した画像ファイルが生成され、画像記憶部４１に格納される。

図１６は、図３のシンボルＡに対して画像生成部４０で生成される画像を示した図である。シンボルの矩形枠が強調して描画されている他、シンボルを赤色で表示する画像と、青色で表示する画像の２つが生成されている。

これにより、画像生成部４０の生成画像から、動的シンボルの動的表示色の各色を把握することが出来る。

＜Ｃ−２．効果＞
本実施の形態の監視画面試験装置において、画像生成部４０は、強調表示に代えて、動的シンボルの全ての表示色について監視画面を生成するので、画像生成部４０の生成画像から、動的シンボルの動的表示色の各色を把握することが出来る。

＜Ｄ．実施の形態４＞
＜Ｄ−１．構成、動作＞
本実施の形態では、動的シンボルを強調表示した画像を正解画像と比較し、比較結果を出力することにより、動的シンボルを含む監視画面の自動試験を可能にする。

図１７は、本実施の形態に係る監視画面試験装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の監視画面試験装置は、実施の形態１の監視画面試験装置の構成に加えて、正解画像記憶部５０、結果判定部５１、判定結果記憶部５２を備える。正解画像記憶部５０は正解画像を記憶する。結果判定部５１は、画像生成部が生成した画像と正解画像を比較し、画像が一致した場合にはＯＫを、一致しない場合にはＮＧを出力する。この判定結果は、判定結果記憶部５２で記憶される。これ以外の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

図１８は、正解画像記憶部５０の格納情報の一例である。正解画像記憶部５０の格納情報は、表形式で表現され、シンボル名と正解画像から構成される。図では、シンボルＡとＢの正解画像がそれぞれ格納されている。なお、プラントの入力信号が変化する度に、試験項目に対応した正解画像を作成して正解画像記憶部５０に格納しても良いし、予め設定した幾つかの試験項目に対応する正解画像を正解画像記憶部５０に格納しておいても良い。

図１９は結果判定部５１の動作を示すフローチャートである。まず、結果判定部５１は画像記憶部１６から監視画面の画像を、そこに表されたシンボルのシンボル名と共に取得する（ステップＳＴ１９０）。次に、ステップＳＴ１９０で取得した監視画面のシンボル名に合致する正解画像を、正解画像記憶部５０から取得する（ステップＳＴ１９１）。そして、ステップＳＴ１９０で取得した監視画面の画像と正解画像とを比較する（ステップＳＴ１９２）。そして、両画像に違いがなければ比較結果を「ＯＫ」、違いがあれば「ＮＧ」とし、比較結果を判定結果記憶部５２に出力する。

図２０は判定結果記憶部５２の格納情報の一例である。判定結果記憶部５２の格納情報は表形式で表現され、シンボル名と監視画面の画像（監視画像）、正解画像、および判定結果から構成される。図では、シンボルＡについては、監視画像と正解画像が一致しているため結果は「ＯＫ」となる。シンボルＢは、監視画像と正解画像が不一致のため結果は「ＮＧ」となっている。

以上の構成により、実施の形態１の効果に加え、動的に表示する色があるかどうかを機械的に判定することが可能となり、監視画面の自動試験を行うことができる。

＜Ｄ−２．効果＞
本実施の形態の監視画面試験装置は、所定の試験項目に対する正解画像を記憶する正解画像記憶部５０と、画像生成部１５の生成画像と正解画像が一致しているか否かを判定する結果判定部５１と、結果判定部５１の判定結果を記憶する判定結果記憶部５２と、を備えるので、動的シンボルを含む監視画面の自動試験を行う事が出来る。

１０ 監視画面記憶部、１１ 監視画面描画部、１２ 動的表示パターン記憶部、１３ 動的表示色記憶部、１４ 動的シンボル抽出部、１５，３０，４０ 画像生成部、１６，３１，４１ 画像記憶部、２１ ＣＰＵ、２２ 記憶装置、２３ ＰＣ、５０ 正解画像記憶部、５１ 結果判定部、５２ 判定結果記憶部。

Claims (4)

1. プラントの状態をシンボルで表現した監視画面を試験する監視画面試験装置であって、
   前記シンボルの表示色を含む表示情報を記憶する記憶部と、
   前記表示情報を用いて、前記シンボルのうち所定の周期で変化する動的表示色で表示される動的シンボルを抽出する動的シンボル抽出部と、
   前記動的シンボルに強調表示を加えた前記監視画面の画像を生成する画像生成部と、
   所定の試験項目に対する正解画像を記憶する正解画像記憶部と、
   前記画像生成部の生成画像と前記正解画像が一致しているか否かを判定する結果判定部と、
   前記結果判定部の判定結果を記憶する判定結果記憶部と、を備える、
   監視画面試験装置。
2. 前記表示情報は表示色の色識別子を含み、
   前記動的表示色の色名と変化周期を色識別子に紐付けて記憶する動的表示色パターン記憶部をさらに備え、
   前記動的シンボル抽出部は、前記動的表示色パターン記憶部に記憶された色識別子を有する前記シンボルを前記動的シンボルとして抽出する、
   請求項１に記載の監視画面試験装置。
3. 前記画像生成部は、前記動的シンボルに前記動的表示色を構成する色とその変化周期を付記した前記監視画面の画像を生成する、
   請求項１又は２に記載の監視画面試験装置。
4. 前記画像生成部は、前記強調表示に代えて、前記動的シンボルの全ての表示色について前記監視画面の画像を生成する、
   請求項１〜３のいずれかに記載の監視画面試験装置。

Images