JP5793395B2

JP5793395B2 - プロセス監視システム

Info

Publication number: JP5793395B2
Application number: JP2011233626A
Authority: JP
Inventors: 松本　克徳; 克徳松本
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2015-10-14
Anticipated expiration: 2031-10-25
Also published as: JP2013092858A

Description

この発明はプロセス監視システムに関し、特に、鉄鋼、石油化学などの産業プラントや上下水処理などの公共プラントなどの各種プラントの監視制御を行うプロセス監視システムに関するものである。

従来のプロセス監視システムは、フィールド機器からのプロセスデータや警報イベントなどのリアルタイム情報と、トレンドデータや警報イベントや機器動作イベントなどをデータベース（以下、ＤＢとする。）に保存した時系列情報とを有している。時系列情報はトレンドデータなどの数値データと警報や機器動作などのイベント情報とに分けられる。こうして分けられた種別ごとに、時系列情報は、独立したＤＢと表示画面とで管理されることが多いため、プロセス異常や製品品質異常が発生した場合に、当該異常に関連性の強い数値データとイベントデータの情報を、それぞれを管理する複数の画面、すなわち、トレンド表示画面や警報履歴画面や機器の動作履歴画面などを切り替えながら、当該異常について調査するといった作業が必要だった。

これを解決するための方法として、例えば、特許文献１は、トレンド表示画面に警報や機器動作などのイベント情報も表示させ、指定時間付近の時系列データを容易に比較できる方法を提供している。

また、特許文献２は、トレンド表示画面にトレンドデータと警報イベントとガイダンスメッセージと操作実績と申し送り情報とを同一画面上に表示することで付近の時系列データを容易に比較できる方法を提供している。

特許文献３は、トレンドデータを元にプロセスフロー画面のデータをプレイバックすることにより、プロセス異常発生時の広い範囲でのプロセス状態を確認することができる監視装置を提供している。

特開平１１−１３４１５４号公報特開２００５−１１１７０号公報特開平１０−１７１５３１号公報

プロセス異常が発生した場合に、プロセスデータの収集箇所または収集箇所に比較的近い箇所でトラブル原因が発生した場合には、特許文献１，２の方法での調査が有効だが、プロセスデータの収集箇所から少し離れた箇所でトラブル原因が発生した場合には、広い範囲のプロセスデータや機器の動作状態を比較するのは、複数のトレンドデータを切り替えて表示させるなどの煩雑な作業が必要となり、オペレータの負荷が大きく、また、不慣れなオペレータでは原因を見つけるのに時間がかかるという問題点があった。

また、特許文献３の方法では、広い範囲でのプロセスデータや機器の動作状態を再生することによってトラブル原因機器を見つけ出しやすくなるが、プロセスフロー画面では時系列の見方ができないため、結局は、おおまかな予測で、トラブル原因の発生箇所と思われる箇所を見出し、トレンドデータなどの時系列データと比較をしながら調査を進めていくという作業となってしまい、当該方法においても、オペレータの負荷が大きく、また、不慣れなオペレータでは原因を見つけるのに時間がかかるという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、プロセスフロー画面上に、トレンド表示、警報履歴表示、操作・動作履歴表示、オペレータ日誌表示などの時系列画面を表示し、プレイバック機能によりそれらの全表示画面を再生時刻に連動させて表示させることが可能な、プロセス監視システムを提供することを目的とする。

この発明は、監視対象の機器からプロセスデータを受信するデータ通信処理部と、前記プロセスデータをトレンドデータとして時系列に保存するトレンドデータベースと、前記プロセスデータに基づく警報イベントを警報履歴データとして保存する警報履歴データベースと、前記機器に対するオペレータによる操作および前記機器の動作の履歴データを操作・動作履歴データとして保存する操作・動作履歴データベースと、オペレータにより入力されるオペレータ日誌データを保存するオペレータ日誌データベースと、前記プロセスデータを表示するプロセスフロー画面、前記トレンドデータを時系列表示するトレンド画面、前記警報履歴データを時系列表示する警報履歴画面、前記操作・動作履歴データを時系列表示する操作・動作履歴画面、及び、前記オペレータ日誌データを時系列表示するオペレータ日誌画面の表示を表示装置に対して行うとともに、入力装置に入力されたオペレータからの入力を処理する表示・入力処理部と、前記トレンドデータベース、前記警報履歴データベース、前記操作・動作履歴データベース、および、前記オペレータ日誌データベースと、前記表示・入力処理部との間の情報のやりとりを制御するプレイバック処理部と、前記入力装置に入力されるオペレータからの表示モード切替指示に基づいて、表示モードを、リアルタイムのデータの表示を行なう通常モードと、過去のデータの再生を行なうプレイバックモードのいずれか一方に設定するモード切替部とを備え、前記プレイバック処理部は、前記通常モード時は、前記機器からのリアルタイムのプロセスデータを前記表示・入力処理部に送信し、前記プレイバックモード時は、前記入力装置に入力されるオペレータから指定される再生時刻に基づいて、前記トレンドデータベース、前記警報履歴データベース、前記操作・動作履歴データベース、および、前記オペレータ日誌データベースから、前記再生時刻を中心とする所定時間範囲の前記再生時刻前後に対応する、前記トレンドデータ、前記警報履歴データ、前記操作・動作履歴データ、および、前記オペレータ日誌データをそれぞれ取り出すとともに、前記トレンドデータベースから前記再生時刻における前記プロセスデータを取り出し、取り出した各データを前記表示・入力処理部に送信し、前記表示・入力処理部は、前記通常モード時は、前記プレイバック処理部から受け取ったリアルタイムのプロセスデータを、前記プロセスフロー画面に表示し、前記プレイバックモード時は、前記プロセスフロー画面上に、前記トレンド画面、前記警報履歴画面、前記操作・動作履歴画面、及び、前記オペレータ日誌画面の各画面を表示し、前記プレイバック処理部から受け取った前記再生時刻前後に対応する前記トレンドデータ、前記警報履歴データ、前記操作・動作履歴データ、および、前記オペレータ日誌データを、前記トレンド画面、前記警報履歴画面、前記操作・動作履歴画面、及び、前記オペレータ日誌画面のそれぞれにおいて表示するとともに、前記プレイバック処理部から受け取った前記再生時刻における前記プロセスデータの表示を前記プロセスフロー画面にて行なうことを特徴とするプロセス監視システムである。

この発明は、監視対象の機器からプロセスデータを受信するデータ通信処理部と、前記プロセスデータをトレンドデータとして時系列に保存するトレンドデータベースと、前記プロセスデータに基づく警報イベントを警報履歴データとして保存する警報履歴データベースと、前記機器に対するオペレータによる操作および前記機器の動作の履歴データを操作・動作履歴データとして保存する操作・動作履歴データベースと、オペレータにより入力されるオペレータ日誌データを保存するオペレータ日誌データベースと、前記プロセスデータを表示するプロセスフロー画面、前記トレンドデータを時系列表示するトレンド画面、前記警報履歴データを時系列表示する警報履歴画面、前記操作・動作履歴データを時系列表示する操作・動作履歴画面、及び、前記オペレータ日誌データを時系列表示するオペレータ日誌画面の表示を表示装置に対して行うとともに、入力装置に入力されたオペレータからの入力を処理する表示・入力処理部と、前記トレンドデータベース、前記警報履歴データベース、前記操作・動作履歴データベース、および、前記オペレータ日誌データベースと、前記表示・入力処理部との間の情報のやりとりを制御するプレイバック処理部と、前記入力装置に入力されるオペレータからの表示モード切替指示に基づいて、表示モードを、リアルタイムのデータの表示を行なう通常モードと、過去のデータの再生を行なうプレイバックモードのいずれか一方に設定するモード切替部とを備え、前記プレイバック処理部は、前記通常モード時は、前記機器からのリアルタイムのプロセスデータを前記表示・入力処理部に送信し、前記プレイバックモード時は、前記入力装置に入力されるオペレータから指定される再生時刻に基づいて、前記トレンドデータベース、前記警報履歴データベース、前記操作・動作履歴データベース、および、前記オペレータ日誌データベースから、前記再生時刻を中心とする所定時間範囲の前記再生時刻前後に対応する、前記トレンドデータ、前記警報履歴データ、前記操作・動作履歴データ、および、前記オペレータ日誌データをそれぞれ取り出すとともに、前記トレンドデータベースから前記再生時刻における前記プロセスデータを取り出し、取り出した各データを前記表示・入力処理部に送信し、前記表示・入力処理部は、前記通常モード時は、前記プレイバック処理部から受け取ったリアルタイムのプロセスデータを、前記プロセスフロー画面に表示し、前記プレイバックモード時は、前記プロセスフロー画面上に、前記トレンド画面、前記警報履歴画面、前記操作・動作履歴画面、及び、前記オペレータ日誌画面の各画面を表示し、前記プレイバック処理部から受け取った前記再生時刻前後に対応する前記トレンドデータ、前記警報履歴データ、前記操作・動作履歴データ、および、前記オペレータ日誌データを、前記トレンド画面、前記警報履歴画面、前記操作・動作履歴画面、及び、前記オペレータ日誌画面のそれぞれにおいて表示するとともに、前記プレイバック処理部から受け取った前記再生時刻における前記プロセスデータの表示を前記プロセスフロー画面にて行なうことを特徴とするプロセス監視システムであるので、プロセスフロー画面上に、トレンド表示、警報履歴表示、操作・動作履歴表示、オペレータ日誌表示などの時系列画面を表示し、プレイバック機能によりそれらの全表示画面を再生時刻に連動させて表示させることができる。

この発明の実施の形態となるプレイバック処理部を組み込んだプロセス監視システムのブロック図である。この発明の実施の形態となるプレイバック機能のプロセスフロー画面での適用例を示す図である。この発明の実施の形態となるプレイバック機能の操作画面の具体例を示す図である。この発明の実施の形態となるプレイバック機能のトレンド画面の具体例を示す図である。この発明の実施の形態となるプレイバック機能の警報履歴画面の具体例を示す図である。この発明の実施の形態となるプレイバック機能の操作・動作履歴画面の具体例を示す図である。この発明の実施の形態となるプレイバック機能のオペレータ日誌画面の具体例を示す図である。プロセス監視システムのプロセスフロー画面の１例を示す図である。プロセス監視システムのプロセスフロー画面の１例を示す図である。

実施の形態１．
以下、この発明を図面により詳細に説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係るプレイバック処理部１１を備えたプロセス監視システムのブロック図である。
プロセス監視システムは監視装置１から構成され、監視装置１には、制御装置２と、入力装置５と、表示装置６とが接続されている。
制御装置２は、プラントに設置された温度計、圧力計、バルブ、ポンプなどのフィールド機器３を制御するとともに、フィールド機器３からプロセス値を取得する。なお、プロセス値（プロセスデータ）とは、各フィールド機器３の現在の値（状態値）のことであり、フィールド機器３が温度計や圧力計などの計測機器の場合には、当該計測機器で計測された実測値（数値データ）であり、フィールド機器３がバルブやポンプの場合には、その動作を示す動作信号であり、また、それらのフィールド機器３から発生される警報信号（アラーム信号）や故障信号などの異常信号もプロセス値（プロセスデータ）に含まれる。各プロセス値には、それらを特定するための表示データ信号８５Ａと呼ばれる固有識別番号が付され、当該固有識別番号により管理される。また、制御装置２は、例えば、コンピュータ等の計算機あるいはプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）で構成する。
入力装置５は、運転操作や設定操作を行なうためのマウス５１やキーボード５２などインターフェース機器を有し、それらによって入力された操作情報を監視装置１に伝達する。
表示装置６は、監視装置１からの画像情報を受けて、液晶モニタ（ＬＣＤ）６１やＣＲＴモニタ等のディスプレイ機器を用いて、画面の表示を行なう。図１においては、ディスプレイ機器として、ＬＣＤ６１を用いた例を示している。
監視装置１は、制御装置２のプロセス値を取得し、それを加工して、後述する各データベース（以下、ＤＢとする。）１４〜１７に保存したり、入力装置５の操作情報に基づき、各種処理を行い、表示装置６へ画像情報を送るなどの処理を行う。

監視装置１は、制御装置２からフィールド機器３のプロセス値を取得するデータ通信処理部１３と、データ通信処理部１３からプロセス値を受信し、当該プロセス値に対して正規化などの所定の処理を行い、当該プロセス値が、温度計などのフィールド機器３による数値データの場合は数値データの警報判定により必要に応じて警報イベントを発生させるとともに、当該プロセス値がバルブなどのフィールド機器３からの動作信号およびアラーム信号のときは、それが動作信号のときは動作イベントを発生させ、アラーム信号のときはそれをそのまま警報イベントとして処理するデータ処理部１２と、データ処理部１２で処理されたプロセス値をトレンドデータとして時系列に保存するトレンドＤＢ１４と、データ処理部１２からの警報イベントの情報を保存する警報履歴ＤＢ１５と、データ処理部１２からの動作イベントの情報を保存するとともにオペレータによる監視画面（プロセスフロー画面６２）からの設定などの操作イベントの情報を保存する操作・動作履歴ＤＢ１６と、監視画面から日々の業務結果や申し送り事項などを入力した結果をオペレータ日誌データとして保存するオペレータ日誌ＤＢ１７と、表示装置６に対してプロセスフロー画面６２（図２，８参照）やプレイバック操作画面７０（図３参照）やトレンド画面８０（図４参照）や警報履歴画面９０（図５参照）や操作・動作履歴画面１００（図６参照）やオペレータ日誌画面１１０（図７参照）の表示を行うための画像情報を送るとともに入力装置５を通してオペレータからの操作や入力を処理する表示・入力処理部１８と、前記各ＤＢ１４〜１７と表示・入力処理部１８との間の情報のやりとりを制御するプレイバック処理部１１とを有する。

表示・入力処理部１８には、図１に示すように、表示装置６に対してプロセスフロー画面６２（図２，８参照）の表示を行なわせるためのプロセスフロー表示・操作部１８Ａと、表示装置６にトレンド画面８０（図４参照）の表示を行なわせるためのトレンド表示部１８Ｂと、表示装置６に警報履歴画面９０（図５参照）の表示を行なわせるための警報履歴表示部１８Ｃと、表示装置６に操作・動作履歴画面１００（図６参照）の表示を行なわせるための操作・動作履歴表示部１８Ｄと、表示装置６にオペレータ日誌画面１１０（図７参照）の表示を行わせるとともにオペレータ日誌の入力を処理するオペレータ日誌表示・入力部１８Ｅと、表示装置６にプレイバック操作画面７０（図３参照）の表示を行なわせるためのプレイバック操作画面表示部１８Ｆとが設けられている。

また、プレイバック処理部１１には、図１に示すように、プロセスフロー表示・操作部１８Ａに対してデータ処理部１２とトレンドＤＢ１４のいずれか一方を接続するように接続の切り替えを行なうためのプロセスデータ切替部１１Ａと、トレンドＤＢ１４とトレンド表示部１８Ｂとを接続／切断するトレンド表示切替部１１Ｂと、警報履歴ＤＢ１５と警報履歴表示部１８Ｃとを接続／切断する警報履歴表示切替部１１Ｃと、操作・動作履歴ＤＢ１６と操作・動作履歴表示部１８Ｄとを接続／切断する操作・動作履歴表示切替部１１Ｄと、オペレータ日誌ＤＢ１７とオペレータ日誌表示・入力部１８Ｅとを接続／切断するオペレータ日誌表示切替部１１Ｅとが設けられている。各切替部１１Ｂ〜１１Ｅは、通常開放（切断）されているが、各ＤＢからデータを取り出すときに接続に切り替える。

データ処理部１２は、データ通信処理部１３から取得したプロセス値を、プロセス値毎に予め設定された情報に基づき正規化などの処理を行なった後に、予め設定された周期で、当該処理を行なったプロセス値を、トレンドＤＢ１４に格納する。
またそれと同時に、データ処理部１２は、次の処理も行なう。
データ処理部１２は、プロセス値が数値データの場合は、プロセス値毎に予め設定された情報に基づき、予め設定された警報判定値（しきい値）と当該数値データとを比較し、数値データが警報判定値を超えていた場合には、警報イベントを発生させ、それを警報履歴ＤＢ１５に格納する。
また、プロセス値がセンサからのアラーム信号や機器の故障信号などの異常信号の場合は、データ処理部１２は、当該異常信号を、そのまま警報イベントとして、警報履歴ＤＢ１５に格納する。
また、プロセス値がバルブなどの機器の動作信号の場合には、プロセス値毎に予め設定された情報に基づき、当該動作信号から動作イベントを発生させ、操作・動作履歴ＤＢ１６にそれを格納する。

なお、プロセスフロー表示・操作部１８Ａにより表示されるプロセスフロー画面６２（図８）などで、オペレータが、バルブなどのフィールド機器３を操作したり、フィールド機器３のパラメータを設定したりすることがあるが、当該操作や設定を行なうと、表示・入力処理部１８の操作・動作履歴表示部１８Ｄからの信号により、操作イベントが発生され、プレイバック処理部１１の操作・動作履歴表示切替部１１Ｄが操作・動作履歴ＤＢ１６に当該操作イベントを格納する。また、オペレータ日誌表示・入力部１８Ｅにより表示されるオペレータ日誌画面１１０から設定または入力された日誌情報は、表示・入力処理部１８のオペレータ日誌表示・入力部１８Ｅからの信号により、プレイバック処理部１１のオペレータ日誌表示切替部１１Ｅが、オペレータ日誌ＤＢ１７に格納する。

表示・入力処理部１８は、入力装置５からのオペレータからの操作要求に応じて、図２，８に示すプロセスフロー画面６２や、図３に示すプレイバック操作画面７０、図４に示すトレンド画面８０や、図５に示す警報履歴画面９０や、図６に示す操作・動作履歴画面１００や、図７に示すオペレータ日誌画面１１０などを、表示装置６のＬＣＤ６１に表示する（以下では、「ＬＣＤ６１」との記載を省略し、単に「表示装置６に表示する」と記載する。）。表示・入力処理部１８による表示装置６への表示には、２つの表示モードがあり、１つは、リアルタイムデータを表示するプロセスフロー画面６２を表示する通常モードであり、他の１つは、過去のデータを再生するプレイバックモードである。図８が通常モードの表示例であり、図８のプロセスフロー画面６２の右上のプレイバックモード操作スイッチ６６をクリックすることにより、プレイバックモードに切り替わり、図２の画面が表示される。以下に詳細に説明する。

まず、通常モードについて説明する。表示・入力処理部１８は、通常時（デフォルト時）、および、入力装置５からのオペレータからの操作要求がプロセスフロー画面６２の表示要求の場合には、画面に表示するためのリアルタイムのプロセス値（数値データやバルブなどの機器状態データ）を、プレイバック処理部１１のプロセスデータ切り替え部１１Ａを介して、データ処理部１２から直接リアルタイムで取得し、プロセスフロー表示・操作部１８Ａにより画像処理した結果を表示装置６に出力することで、図８に示すプロセスフロー画面６２が表示装置６によりＬＣＤ６１の画面に表示される。プロセスフロー画面６２では、図８に示すように、フィールド機器３の各機器の配置または接続関係が表示されるとともに、データ処理部１２から受信したリアルタイムのフィールド機器３のプロセス値に基づいて各機器による計測値等の各種数値データ６８や各機器の状態表示６７が各機器ごとに視覚的にわかりやすく表示される。

また、通常モード時で、プロセスフロー画面６２の表示中に、入力装置５にオペレータからのトレンド画面８０や警報履歴画面９０等の表示要求があった場合には、それに応じて、トレンド画面８０や警報履歴画面９０等が、プロセスフロー画面６２に追加表示される。図９に、トレンド画面８０が、プロセスフロー画面６２上に追加表示された状態の一例を示す。

具体的には、表示・入力処理部１８は、通常モード時に、入力装置５へのオペレータの入力がトレンド画面８０の表示要求だった場合は、プロセスフロー画面６２上にトレンド画面８０を表示し、プロセス値の種別を特定するための固有識別番号である（トレンド画面８０下部に表示されているトレンドデータ表示ペン情報８５の）表示データ信号８５Ａに基づき、プレイバック処理部１１のトレンド表示部１１Ｂにより、トレンドＤＢ１４から、現在のプロセス値と予め設定された所定時間範囲の直近の過去のプロセス値とをトレンドデータとして取り出し、トレンド表示部１８Ｂで画像処理した結果を表示装置６に出力することで画面表示する。なお、トレンドデータとは、プロセス値を時系列に折れ線グラフ等のグラフで表示することにより、プロセス値の推移が表示され、それにより、プロセス値の傾向（トレンド）を示すデータのことである。この場合、図９のトレンド画面８０のグラフ８５Ｃにおける右端が現在のデータで、グラフ８５Ｃのそれよりも左側に表示されている部分が直近の過去のデータとなる。すなわち、図９の例でいえば、２０１１年７月２５日１３：３０：００が現在の時刻で、同日の０９：３０：００〜１３：３０：００未満までの部分が直近の過去のデータとなる。

また、表示・入力処理部１８は、通常モード時に、入力装置５へのオペレータの入力が警報履歴画面９０表示要求の場合は、プロセスフロー画面６２上に当該画面を表示し、警報履歴ＤＢ１５から、予め設定された所定範囲の直近の警報履歴データを、プレイバック処理部１１の警報履歴表示切替部１１Ｃで受信し、警報履歴表示部１８Ｃで画像処理した結果を表示装置６に出力することで画面表示する。

また、表示・入力処理部１８は、通常モード時に、入力装置５へのオペレータの入力が操作・動作履歴画面１００表示要求の場合は、プロセスフロー画面６２上に当該画面を表示し、操作・警報履歴ＤＢ１６より、予め設定された所定範囲の直近の操作・動作履歴データを、プレイバック処理部１１の操作・動作履歴表示切替部１１Ｄにより受信し、操作・動作履歴表示部１８Ｄで画像処理した結果を表示装置６に出力することで画面表示する。

また、表示・入力処理部１８は、通常モード時に、入力装置５へのオペレータの入力がオペレータ日誌画面１１０表示要求の場合は、プロセスフロー画面６２上に当該画面を表示し、オペレータ日誌ＤＢ１７より、予め設定された所定範囲の直近のオペレータ日誌データを、プレイバック処理部１１のオペレータ日誌表示切替部１１Ｅにより受信し、オペレータ日誌表示部１８Ｅで画像処理した結果を表示装置６に出力することで画面表示する。

なお、通常モード時のオペレータの入力装置５への表示要求の入力方法としては、例えば、図８に示すプロセスフロー画面６２に表示されている、ツールバーであるプロセス監視システム共通表示部６９内の画面展開メニュー呼び出しスイッチ６５をマウス５１によりクリックすることで、図９に示すプルダウンメニュー６５Ａが表示される。そこで、プルダウンメニュー６５Ａの中の「トレンド表示」をクリックすることで、トレンド画面８０が表示される。また、図９に示すように、当該トレンド画面８０が表示された状態で、さらに、プルダウンメニュー６５Ａの中の「警報履歴表示」をクリックすると、警報履歴画面９０がプロセスフロー画面６２中に追加される。操作・動作履歴画面１００およびオペレータ日誌画面１１０の表示についても同様の操作で表示される。あるいは、図９に示すように、「トレンド」ボタン６００、「警報履歴」ボタン６０１、「操作・動作履歴」ボタン６０２、「オペレータ日誌」ボタン６０３をプロセスフロー画面６２に予め表示させるように設計しておき、それらをクリックすることにより、トレンド画面８０等を表示させるようにしてもよい。

次に、プレイバックモードについて説明する。通常モードからプレイバックモードへの切り替えは、上述のように、図８のプロセスフロー画面６２の右上のプレイバックモード操作スイッチ６６をクリックすることにより、プレイバックモードに切り替わる。プレイバックモードに切り替わると、プレイバック操作画面表示部１８Ｆにより、図２に示すように、プレイバックモード操作スイッチ６６がプレイバック操作画面７０に切り替わると同時に、トレンド表示部１８Ｂ、警報履歴表示部１８Ｃ、操作・動作履歴表示部１８Ｄ、および、オペレータ日誌表示・入力部１８Ｅにより、トレンド画面８０と警報履歴画面９０と操作・動作履歴画面１００とオペレータ日誌画面１１０とがすべて自動的にプロセスフロー画面６２上に表示される。なお、下記の説明においては、プレイバックモード時には、トレンド画面８０と警報履歴画面９０と操作・動作履歴画面１００とオペレータ日誌画面１１０のすべてが表示される例について説明するが、これに限定されるものではなく、オペレータにより、プレイバックモード時にどの画面を表示するかにつき選択設定できる構成にしてもよい。

図３は、プレイバックモード時に表示されるプレイバック操作画面７０の具体例を示す図である。オペレータは、プレイバック操作画面７０において、再生開始時刻設定欄７５と再生終了時刻設定欄７６に、プレイバック表示（再生表示）したいデータの再生開始時刻と再生終了時刻とをそれぞれ入力し設定する。入力方法としては、画面上の再生開始時刻設定欄７５の位置にマウスポインタをおき、そこで、クリックすると、再生開始時刻が入力可能な状態になるので、キーボード５２等を用いて、再生開始時刻設定欄７５に直接入力する。再生終了時刻設定欄７６においても同様の方法で入力する。なお、入力方法は一例であって、これに限定されるものではない。このようにして、再生開始時刻および再生終了時刻を入力することにより、データのプレイバック（再生）を行なう時間範囲が設定され、再生時刻表示７４に、再生開始時刻設定欄７５に入力した再生開始時刻が表示される。次に、オペレータが再生ボタン７３Ｄをクリックすると、再生動作が開始され、当該再生時刻表示７４が、再生開始時刻から一定周期で時刻が加算され、再生終了時刻設定欄７６に入力した再生終了時刻になるまで、設定された時間範囲のデータが、トレンド画面８０と警報履歴画面９０と操作・動作履歴画面１００とオペレータ日誌画面１１０とにおいて連動して同時にプレイバック再生される。また、再生中に一時停止ボタン７３Ｃを押すと、すべての画面においてプレイバック再生が一時停止される。また、逆再生ボタン７３Ｂを押すと、再生時刻表示７４に表示されている時刻から一定周期で時刻が減算され、再生開始時刻設定欄７５に入力した再生開始時刻まで、すべての画面で、連動して同時にプレイバック逆再生が行われる。また、一時停止中に巻き戻しボタン７３Ａを押すと、押した回数だけ再生時刻表示７４に表示されている時刻が減算され、逆に、早送りボタン７３Ｅを押すと、押した回数だけ再生時刻表示７４に表示されている時刻が加算される。また、プレイバック操作終了ボタン７１を押すことで、プレイバックモードが解除され、通常モードにモード変更され、プレイバック操作画面７０がプレイバックモード操作スイッチ６６に切り替ると同時に、トレンド表示画面８０と警報履歴画面９０と操作・動作履歴画面１００とオペレータ日誌画面１１０とが画面から消去される。

表示・入力処理部１８は、プレイバック操作画面７０においてデータのプレイバック再生を行なう再生開始時刻と再生終了時刻の設定入力がされ、再生時刻表示７４に再生時刻が表示されると、プロセスフロー画面６２に表示するための数値データやバルブなどの機器状態データ（プロセス値）として、プレイバック処理部１１のプロセスデータ切り替え部１１Ａを介して、再生時刻表示７４に表示されているオペレータから設定された再生時刻に基づき、トレンドＤＢ１４から、当該再生時刻の数値データやバルブなどの機器状態データを取得し、プロセスフロー表示・操作部１８Ａへ送り、プロセスフロー表示・操作部１８Ａで画像処理した結果を表示装置６に出力することで、プロセスフロー画面６２に当該データを表示する。プロセスフロー画面６２では、図２に示すように、トレンドＤＢ１４から取得した各種数値データ６８や機器の状態表示６７が視覚的にわかりやすく表示される。

また、それと同時に、表示・入力処理部１８は、プレイバック処理部１１のトレンド表示切替部１１Ｂで、再生時刻表示７４に表示されている再生時刻に基づき、トレンドＤＢ１４から、再生時刻前後のトレンドデータを取得し、トレンド表示部１８Ｂへ送り、トレンド表示部１８Ｂで画像処理した結果を表示装置６に出力することで、トレンド画面８０に当該データを表示する。なお、上記の再生時刻前後のデータとは、再生時刻を中心とする所定時間範囲のデータのことを意味する（以下においても同様。）。図２または図４のトレンド画面８０のグラフ８５Ｃにおけるカーソル８３の位置に表示されているデータが、再生時刻表示７４に現在表示されている再生時刻に対応しているデータで、グラフ８５Ｃのカーソル８３の左右の部分に表示されている部分が再生時刻前後のデータとなる。すなわち、図２および図４の例でいえば、２０１１年７月２５日１１：３０：００が、再生時刻表示７４に現在表示されている再生時刻で、同日の０９：３０：００〜１１：３０：００未満までの部分が再生時刻よりも過去のデータとなり、同日の１１：３０：００より後で１３：３０：００までの部分が再生時刻よりも後のデータとなる。

また、それと同時に、表示・入力処理部１８は、警報履歴表示切替部１１Ｃで、再生時刻表示７４に表示されている再生時刻に基づき、警報履歴ＤＢ１５から、再生時刻前後の警報履歴データを取得し、警報履歴表示１８Ｃへ送り、警報履歴表示１８Ｃで画像処理した結果を表示装置６に出力することで、アラーム履歴画面９０に当該データを表示する。図５のアラーム履歴画面９０における強調表示９３が行なわれているデータが、再生時刻表示７４に現在表示されている再生時刻に対応しているデータで、その上下の部分に表示されている部分が再生時刻前後のデータとなる。

また、それと同時に、表示・入力処理部１８は、操作・動作履歴表示切替部１１Ｄで、再生時刻表示７４に表示されている再生時刻に基づき、操作・動作履歴ＤＢ１６から、再生時刻前後の操作・動作履歴データを取得し、操作・動作履歴表示１８Ｄへ送り、操作・動作履歴表示１８Ｄで画像処理した結果を表示装置６に出力することで、操作・動作履歴画面１００に当該データを表示する。図６の操作・動作履歴画面１００における強調表示１０３が行なわれているデータが、再生時刻表示７４に現在表示されている再生時刻に対応しているデータで、その上下の部分に表示されている部分が再生時刻前後のデータとなる。

また、それと同時に、表示・入力処理部１８は、オペレータ日誌表示切替部１１Ｅで、再生時刻表示７４に表示されている再生時刻に基づき、オペレータ日誌ＤＢ１７から、再生時刻前後のオペレータ日誌データを取得し、オペレータ日誌表示・入力部１８Ｅへ送り、オペレータ日誌表示・入力部１８Ｅで画像処理した結果を表示装置６に出力することで、当該データをオペレータ日誌画面１１０に表示する。図７のオペレータ日誌画面１１０における強調表示１１３が行なわれているデータが、再生時刻表示７４に現在表示されている再生時刻に対応しているデータで、その上下の部分に表示されている部分が再生時刻前後のデータとなる。

このように、プレイバック操作画面７０において、再生時刻の設定がなされると、表示・入力処理部１８が、プレイバック処理部１１を介して、すべてのＤＢ１４〜１７から、当該再生時刻前後のデータを連動させて同時に取り出し、それらを、各画面６２，８０，９０，１００，１１０に表示する。これにより、各画面６２，８０，９０，１００，１１０において、指定された再生時刻のデータを連動して同時に再生することができる。

なお、上述の説明においては、再生時刻の設定をプレイバック操作画面７０において行なう例について説明したが、再生時刻の設定は、他の画面８０，９０，１００，１１０においても行なうことができる。プレイバックモードに切り替えたすぐの時点（再生時刻が未設定の状態）では、デフォルト値として、通常モードと同様に、現在時刻のデータから所定時間範囲だけ遡った過去のデータが各画面６２、８０，９０，１００，１１０に表示されている。この段階では、再生動作は停止状態であり、まだ再生動作は開始されていない。そのときに、画面８０，９０，１００，１１０において表示される（後述の）時間スライドスクロールバーを操作することにより、再生時刻の設定が可能である。画面８０，９０，１００，１１０のうちの１つの画面において、時間スライドスクロールバーの操作が行なわれると、プレイバック操作画面７０の再生時刻表示７４の時刻が加算または減算される構成となっている。これにより、画面８０，９０，１００，１１０の他の画面においても、それに連動した動作となる。なお、再生動作開始前だけに限らず、再生動作が開始した後においても、再生動作を一時停止すれば、上記の時間スライドスクロールバーによる再生時刻の設定は可能である。本実施の形態においては、このようにすることにより、画面８０，９０，１００，１１０のうちの１つの画面で再生時刻を設定すれば、他の画面においても、それに連動した動作となる。以下、本実施の形態に係るプロセス監視システムの動作についてさらに詳細に説明する。画面上の操作はマウスなどの入力用機器で行う。

図８は、本実施の形態に係るプロセス監視システムのプロセスフロー画面６２の一例である。プロセス監視システムでは、プロセスフロー画面６２のような、視覚的にわかりやすい画面で、プロセスからの数値データ６８やバルブなどの機器の状態表示６７をグラフィカルに行い、監視・操業を行っている。プロセスフロー画面６２の上部には、ツールバーとしてのプロセス監視システム共通表示部６９が常に表示されており、その中には、警報発生時に赤などの目立つ色でフリッカ表示させるための警報発生通知表示部６３や、システム警報発生時に赤などの目立つ色でフリッカ表示させるシステム異常発生通知表示部６４や、他の画面に展開するためのプルダウンメニュー６５Ａ（図９参照）を表示するための画面展開メニュー呼び出しスイッチ６５が配置されており、さらには、この発明の特徴である、プレイバックモードに切り替えるためのプレイバックモード操作スイッチ６６を配置する。

図４は、本実施の形態に係るトレンド画面８０の一例を示す図である。プレイバックモード操作スイッチ６６を操作することでプレイバックモードとなり、トレンド表示画面８０がプロセスフロー画面６２上に表示される。監視対象となるフィールド機器３のプロセス値（のトレンドデータ）は、複数のトレンドグループ（以下、トレンドＧＰとする。）に分けられ、１つのトレンドＧＰ単位に複数のトレンドデータ表示ペンが含まれる。トレンド表示画面８０の上部において、現在表示されているデータが、どのトレンドＧＰのエータであるかを示すために、トレンドＧＰ表示８６がタイトルとして表示され、当該トレンドＧＰに含まれる複数のトレンドデータ表示ペン８５（ＰＥＮ１，ＰＥＮ２，ＰＥＮ３，・・・）が表示され、トレンドデータ表示ペン８５ごとに割付られた各ペンの表示データ信号８５Ａに基づいて各ペンのトレンドグラフ８５Ｃが表示される。トレンドデータの表示範囲はトレンドデータ表示範囲時刻８４で任意に変更可能となるとともに、時間スライドスクロールバー８２を操作することで表示範囲をスライドさせることができる。トレンドデータ表示ペン８５のカーソル時間データ８５Ｂには、データ表示時間を示すカーソル８３が示す時刻のデータが表示され、データ表示時間を示すカーソル８３を左右に移動させることで各ペンのカーソル時間データ８５Ｂの表示を切り替えることができる。なお、グラフ８５Ｃの横軸は上述のトレンドデータ表示範囲時刻８４だが、縦軸は表示レンジ８５Ｄである。トレンドデータ表示ペン８５は複数あるため、任意のペンを画面上で選択することで、グラフ８５Ｃの内容が切り替わるとともに、それに応じて、縦軸の表示レンジ８５Ｄも切り替わる。表示レンジ８５Ｄの変域は、選択された各ペンの表示データ信号８５Ａのデータの変域に合わせて自動的に設定される。プレイバックモード時は、データ表示時間を示すカーソル８３が再生時刻表示７４の時刻を示し、トレンドデータ表示範囲時刻８４も再生時刻７４に連動して変化する。また、再生動作が一時停止時にデータ表示時間を示すカーソル８３または時間スライドスクロールバー８２を操作することで、再生時刻表示７４を加算または減算することができる。表示終了ボタン８１を押すとトレンド表示画面８０が画面から消去される。

図５は、本実施の形態に係る警報履歴画面９０の具体例を示す図である。警報履歴画面９０には、時系列で過去の警報イベント情報が表示される。警報イベント情報は、警報発生日時９４Ａと、警報信号名９４Ｂと、警報内容９４Ｃとで構成される。時間スライドスクロールバー９２を操作することで、警報イベント情報をスクロールさせることができる。プレイバックモード時は、再生時刻表示７４を参照して、プレイバック再生中の時刻に最も近い履歴を強調表示９３により強調して目立たせた表示を行う。強調表示の表示方法の例としては、その部分の表示を反転して行なう、あるいは、枠で囲む、あるいは、文字の色を変えて表示する等が挙げられ、この場合に限らず、強調表示が行なえる方法であれば、他のいずれの方法でもよい。また、プレイバック操作が一時停止時に、時間スライドスクロールバー９２を操作することで、再生時刻表示７４を加算または減算することができる。表示終了ボタン９１を押すと、警報履歴画面９０が画面から消去される。

図６は、本実施の形態に係る操作・動作履歴画面１００の具体例を示す図である。操作・動作履歴画面１００には、時系列で過去の操作または機器の動作イベント情報が表示される。操作または機器の動作イベント情報は、操作・動作発生日時１０４Ａと、操作事象または動作信号名１０４Ｂと、操作または動作内容１０４Ｃとで構成される。時間スライドスクロールバー１０２を操作することで、操作または機器の動作イベント情報をスクロールさせることができる。プレイバックモード時は、再生時刻表示７４を参照して、プレイバック再生中の時刻に最も近い履歴を、強調表示１０３により強調して目立たせた表示を行う。強調表示の表示方法の例は、上記の強調表示９３と同じである。また、プレイバック操作が一時停止時に、時間スライドスクロールバー１０２を操作することで、再生時刻表示７４を加算または減算することができる。表示終了ボタン１０１を押すと、操作・動作履歴画面１００が画面から消去される。

図７は、本実施の形態に係るオペレータ日誌画面１１０の具体例を示す図である。オペレータ日誌画面１１０には、時系列でオペレータ日誌の入力イベント情報が表示される。オペレータ日誌情報は、日誌入力日時１１４Ａと、日誌内容１１４Ｂとで構成される。時間スライドスクロールバー１１２を操作することで、操作または機器の動作イベント情報をスクロールさせることができる。プレイバックモード時は再生時刻表示７４を参照して、プレイバック再生中の時刻に最も近い履歴を強調表示１１３により強調して目立たせた表示を行う。強調表示の表示方法の例は、上記の強調表示９３と同じである。また、プレイバック操作が一時停止時に、時間スライドスクロールバー１１２を操作することで、再生時刻表示７４を加算または減算することができる。表示終了ボタン１１１を押すと、オペレータ日誌画面１１０が消去される。

以上のように、表示モードとして、リアルタイムのデータの表示を行なうための通常モードの他に、過去のデータのプレイバック再生を行なうためのプレイバックモードを用意しておき、プレイバックモードをオペレータが選択した場合に、設定された再生時刻表示７４に表示された時刻に基づいて、当該時刻のデータプレイバック再生したプロセスフロー画面６２上に、トレンド表示画面８０や警報履歴画面９０や操作・動作履歴画面１００やオペレータ日誌画面１１０を同時に表示することができるので、１つの画面に、プロセスフロー表示の他に、トレンド表示、警報履歴表示、操作・動作履歴表示、オペレータ日誌表示などの時系列画面を同時に表示できるため、従来は画面を切り替えていたが、その手間が不要となり、オペレータの負荷が大幅に軽減され、トラブル原因が発生した箇所の特定を迅速かつ効率よく行なうことができる。

また、すべてのリアルタイムデータおよび時系列データをプレイバック処理部１１で管理するように構成したことで、どの画面６２，８０，９０，１００，１１０，１１０の時間スライドスクロールバーを操作しても、当該操作に基づいて、プレイバック操作画面７０の再生時刻表示７４が加算・減算されることで、各画面の再生時刻が連動して変更され、同期したデータ表示を自動的に行なうことができる。

なお、上記の説明においては、プロセス監視システムの範疇として、監視装置１のみを含むとして説明したが、その場合に限らず、制御装置２、入力装置５、および、表示装置６（のうちの少なくとも１つ）も含むこととしてもよいことは言うまでもない。

１監視装置、２制御装置、３フィールド機器、５入力装置、６表示装置、１１プレイバック処理部、１１Ａプロセスデータ切替部、１１Ｂトレンド表示切替部、１１Ｃ警報履歴表示切替部、１１Ｄ操作・動作履歴表示切替部、１１Ｅオペレータ日誌表示切替部、１２データ処理部、１３データ通信処理部、１４トレンドＤＢ、１５警報履歴ＤＢ、１６操作・動作履歴ＤＢ、１７オペレータ日誌ＤＢ、１８表示・入力処理部、１８Ａプロセスフロー表示・操作部、１８Ｂトレンド表示部、１８Ｃ警報履歴表示部、１８Ｄ操作・動作履歴表示部、１８Ｅオペレータ日誌表示・入力部、５１マウス、５２キーボード、６１液晶モニタ。

Claims

監視対象の機器からプロセスデータを受信するデータ通信処理部と、
前記プロセスデータをトレンドデータとして時系列に保存するトレンドデータベースと、
前記プロセスデータに基づく警報イベントを警報履歴データとして保存する警報履歴データベースと、
前記機器に対するオペレータによる操作および前記機器の動作の履歴データを操作・動作履歴データとして保存する操作・動作履歴データベースと、
オペレータにより入力されるオペレータ日誌データを保存するオペレータ日誌データベースと、
前記プロセスデータを表示するプロセスフロー画面、前記トレンドデータを時系列表示するトレンド画面、前記警報履歴データを時系列表示する警報履歴画面、前記操作・動作履歴データを時系列表示する操作・動作履歴画面、及び、前記オペレータ日誌データを時系列表示するオペレータ日誌画面の表示を表示装置に対して行うとともに、入力装置に入力されたオペレータからの入力を処理する表示・入力処理部と、
前記トレンドデータベース、前記警報履歴データベース、前記操作・動作履歴データベース、および、前記オペレータ日誌データベースと、前記表示・入力処理部との間の情報のやりとりを制御するプレイバック処理部と、
前記入力装置に入力されるオペレータからの表示モード切替指示に基づいて、表示モードを、リアルタイムのデータの表示を行なう通常モードと、過去のデータの再生を行なうプレイバックモードのいずれか一方に設定するモード切替部と
を備え、
前記プレイバック処理部は、
前記通常モード時は、前記機器からのリアルタイムのプロセスデータを前記表示・入力処理部に送信し、
前記プレイバックモード時は、前記入力装置に入力されるオペレータから指定される再生時刻に基づいて、前記トレンドデータベース、前記警報履歴データベース、前記操作・動作履歴データベース、および、前記オペレータ日誌データベースから、前記再生時刻を中心とする所定時間範囲の前記再生時刻前後に対応する、前記トレンドデータ、前記警報履歴データ、前記操作・動作履歴データ、および、前記オペレータ日誌データをそれぞれ取り出すとともに、前記トレンドデータベースから前記再生時刻における前記プロセスデータを取り出し、取り出した各データを前記表示・入力処理部に送信し、
前記表示・入力処理部は、
前記通常モード時は、前記プレイバック処理部から受け取ったリアルタイムのプロセスデータを、前記プロセスフロー画面に表示し、
前記プレイバックモード時は、前記プロセスフロー画面上に、前記トレンド画面、前記警報履歴画面、前記操作・動作履歴画面、及び、前記オペレータ日誌画面の各画面を表示し、前記プレイバック処理部から受け取った前記再生時刻前後に対応する前記トレンドデータ、前記警報履歴データ、前記操作・動作履歴データ、および、前記オペレータ日誌データを、前記トレンド画面、前記警報履歴画面、前記操作・動作履歴画面、及び、前記オペレータ日誌画面のそれぞれにおいて表示するとともに、前記プレイバック処理部から受け取った前記再生時刻における前記プロセスデータの表示を前記プロセスフロー画面にて行なう
ことを特徴とするプロセス監視システム。
前記プレイバック処理部は、
前記プレイバックモード時に表示され、前記入力装置を介して、オペレータからの再生開始時刻と再生終了時刻の設定入力を受け付けるとともに、再生／停止／早送り／巻き戻しなどの再生操作の入力を受け付けるプレイバック操作画面の表示を前記表示装置に対して行なうプレイバック操作画面表示部
をさらに備え、
前記プレイバック処理部は、前記プレイバック操作画面で受け付けた前記再生開始時刻および前記再生終了時刻に基づいて、前記トレンドデータ、前記警報履歴データ、前記操作・動作履歴データ、および、前記オペレータ日誌データを、それぞれ、前記トレンドデータベース、前記警報履歴データベース、前記操作・動作履歴データベース、および、前記オペレータ日誌データベースから取り出すとともに、前記トレンドデータベースから現在再生中の再生時刻における前記プロセスデータを取り出し、取り出した各データを前記表示・入力処理部に送信し、
前記表示・入力処理部は、前記プレイバック処理部から受け取った前記トレンドデータ、前記警報履歴データ、前記操作・動作履歴データ、および、前記オペレータ日誌データを、前記トレンド画面、前記警報履歴画面、前記操作・動作履歴画面、及び、前記オペレータ日誌画面のそれぞれにおいて表示するとともに、前記プレイバック処理部から受け取った現在再生中の前記再生時刻における前記プロセスデータの表示を前記プロセスフロー画面にて行なう
ことを特徴とする請求項１に記載のプロセス監視システム。
前記トレンド画面、前記警報履歴画面、前記操作・動作履歴画面、及び、前記オペレータ日誌画面は、前記プレイバックモード時に、前記入力装置を介して、オペレータからの再生時刻の設定入力を受け付けが可能であって、
前記プレイバック処理部は、前記プレイバック操作画面、前記トレンド画面、前記警報履歴画面、前記操作・動作履歴画面、及び、前記オペレータ日誌画面のいずれか１つで設定された再生時刻に基づいて、前記再生時刻を中心とする所定時間範囲の当該再生時刻前後に対応するデータを、前記トレンドデータベース、前記警報履歴データベース、前記操作・動作履歴データベース、および、前記オペレータ日誌データベースからそれぞれ取り出すとともに、前記トレンドデータベースから前記再生時刻における前記プロセスデータを取り出し、取り出した各データを前記表示・入力処理部に送信し、
前記表示・入力処理部は、前記プレイバック処理部から受け取った前記再生時刻前後に対応する前記トレンドデータ、前記警報履歴データ、前記操作・動作履歴データ、および、前記オペレータ日誌データを、前記トレンド画面、前記警報履歴画面、前記操作・動作履歴画面、及び、前記オペレータ日誌画面のそれぞれにおいて表示するとともに、前記プレイバック処理部から受け取った前記再生時刻における前記プロセスデータの表示を前記プロセスフロー画面にて行なう
ことを特徴とする請求項２に記載のプロセス監視システム。