JP5936911B2 - プラント監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラント監視装置に関する。

例えば、発電所、上下水処理場、製鉄所、石油化学プラントなどの各種プラントでは、プラント監視装置を設けて、監視対象のパラメータ（例えば、温度、圧力、電圧、電流など）を監視する（特許文献１）。

特開昭６３−２７９０３号公報

プラントの適切な監視に必要なパラメータの組合せは、プラントの種類および状況等によって変化する。従って、できるだけ多くのパラメータの組合せについて監視できることが好ましいが、従来のプラント監視装置は、画面選択構造の柔軟性に欠けており、監視可能なパラメータの組合せの数も十分用意されていないことがある。

本発明は、上記の課題に着目してなされたもので、その目的は、画面選択の柔軟性を実現することができ、より多くの監視パラメータの組合せの時間変化をより簡単な操作で表示することができるようにしたプラント監視装置を提供することにある。

上記課題を解決すべく、本発明に従うプラント監視装置は、表示装置と、プラントの監視または制御に関する画面を選択するための画面選択装置と、画面選択装置により選択された画面の表示データを生成し、表示装置に表示させる制御装置とを備え、画面選択装置は、画面を選択するための第１機能を提供する第１押釦群と、画面を選択するための第２機能を提供する第２押釦群と、第１押釦群の機能を第１機能から第３機能に切り替え、かつ、第２押釦群の機能を第２機能から第４機能に切り替えるための機能切替押釦とを含んでおり、制御装置は、機能切替押釦が操作されて機能の切替が指示されたか否か判定し、機能の切替が指示されていない場合、第１機能を提供する第１押釦群の中から選択される所定の第１押釦と、第２機能を提供する第２押釦群の中から選択される所定の第２押釦とに基づいて所定の画面を選択し、該所定の画面を表示するための所定の表示データを生成して表示装置に送信することで、所定の画面を表示装置に表示させ、機能の切替が指示された場合、第３機能を提供する第１押釦群の中から選択される他の所定の第１押釦と、第４機能を提供する第２押釦群の中から選択される他の所定の第２押釦とに基づいて他の所定の画面を選択し、該他の所定の画面を表示するための他の所定の表示データを生成して表示装置に送信することで、他の所定の画面を表示装置に表示させる。

第１機能は、第１押釦群に、複数の画面メニューを割り当てる機能であってもよく、第２機能は、第２押釦群に、複数の画面メニュー毎に予め設定される複数の画面を割り当てる機能であってもよく、第３機能は、第１押釦群に、複数の時間周期を割り当てる機能であってもよく、第４機能は、第２押釦群に、プラントに関する監視パラメータの組合せから構成される複数のグループを割り当てる機能であってもよい。

他の所定の画面は、複数の時間周期のうち他の所定の第１押釦により選択される時間周期で、複数のグループのうち他の所定の第２押釦により選択されるグループに含まれる監視パラメータの組合せの時間変化を表示する画面として構成されてもよい。

本発明の実施形態に係る画面選択方法を示す説明図である。 プラントを監視するための監視盤の側面図である。 プラント監視装置のシステム構成図である。 サーバの機能構成図である。 押釦の割り付けを案内するためのガイド画面の例である。 画面選択処理を示すフローチャートである。 第２実施例に係り、押釦の役割を示す説明図である。 比較例による画面選択方法を示す説明図である。 比較例による画面選択処理を示すフローチャートである。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態では、後述のように、画面選択装置に含まれる第１釦群および第２釦群の機能を切り替えるための機能切替ボタンを設ける。機能切替釦により機能を切り替えた場合は、複数の時間周期のうち所望の時間周期を第１釦により選択し、かつ、複数のグループのうち所望の監視パラメータの組合せを第２釦により選択する。

これにより、本実施形態によれば、所望のグループを所望の時間周期で監視するための画面を容易に選択することができ、監視作業の作業性および使い勝手が向上する。

実施例を説明する前に、図８および図８を参照して比較例の構成を説明する。図８の上側には、ユーザが任意で指定するトレンド画面のパラメータグループＧ１１，Ｇ１２，．．．が示されている。パラメータグループは、例えば、電圧、電流、周波数、温度等のプラント監視装置の監視パラメータを一つまたは複数有する。ユーザは、クライアント端末４０を用いて、パラメータグループを事前に登録することができ、また、登録済みのパラメータグループを修正することができる。

パラメータグループは、異なる時間周期（時間軸Ｔ１，Ｔ２等）毎に作成される。監視対象のパラメータの組合せが同一であっても、時間軸が異なれば、違うパラメータグループとなる。時間軸ごとにそれぞれ一定数のパラメータグループを登録可能である。

画面選択装置１４Ｐは、複数の押釦群１４０Ｐ，１４１Ｐを備える。各押釦群１４０Ｐ，１４１Ｐはそれぞれ複数ずつの押釦スイッチから構成される。押釦スイッチは、ユーザにより手動操作されるハードスイッチであり、画面上の操作で作動するソフトスイッチとは異なる。

一方の押釦群１４０Ｐは、画面の種別を選択するための押釦群である。他方の押釦群１４１Ｐは、画面番号を選択するための押釦群である。ユーザ任意指定トレンド画面の各時間軸毎に、画面種別を選択するための押釦と画面番号を選択するための押釦との組み合わせが予め定められている。ユーザが画面種別選択用の押釦と画面番号選択用の押釦とを操作することで、その組合せに対応する時間軸に固定的に指定してあるグループ（例えば先頭など）のパラメータグループがトレンドが表示される。トレンド表示とは、パラメータグループに含まれる各監視パラメータの、所定の時間軸に基づく時間変化を表示することを意味する。

図８の例では、ユーザは、画面種別選択用押釦群１４０Ｐの中から画面種別「＃３」を押して、さらに、画面番号選択用押釦群１４１Ｐの中から「０５」を押した場合、プラント監視装置の表示装置１２には、プラント構成図などが表示される。ユーザが画面番号「０６」の押釦を押すと、例えばパラメータグループＧ１１の時間変化を示す画面が表示装置１２に表示される。同様に、ユーザが画面番号「０７」の押釦を押すと、別のパラメータグループＧ２１の時間変化を示す画面が表示装置１２に表示される。

このように、ユーザは、プラント監視装置に組み込まれた表示装置１２に画面を表示する場合、監視盤に設けられた表示画面選択専用のハードスイッチ１４０Ｐ，１４１Ｐを選択する。

ここで、図２を参照して監視盤の構成を説明する。監視盤１０は、監視卓本体１１と、監視卓本体１１の後部側に設けられる表示装置１２と、表示装置１２の前方に位置して監視卓本体１１の上面に設けられる制御機器操作スイッチ１３および画面選択装置１４とを備える。実施例における画面選択装置１４と比較例における画面選択装置１４Ｐとは、その内容が異なるが、監視盤１０における配置関係は同一であるため、図２の構成を用いて説明する。

図２に示すように、表示装置１２の手前に位置する限られた空間には、制御機器を操作するための各種操作スイッチ１３と、複数の押釦群からなる画面選択装置１４Ｐとが配置されている。このような物理的制限のために、画面を選択するための専用ハードスイッチを大幅に拡張したり、ポインティングデバイスおよびキーボードなどの入力装置を机上に設置することが難しい。さらに、ユーザから表示装置１２までの距離も離れているため、表示装置１２をタッチパネルとして構成したとしても、ユーザが表示装置１２の画面に触れて操作するのは難しい。

このような物理的制約上、画面選択装置１４Ｐでは、監視画面の番号を押釦（ハードスイッチ）に割り付けており、ユーザは、その番号に対応する押釦を選択することで、所望の画面を表示装置１２に表示させる。

図９は、画面を選択する方法を示す。プラント監視装置は、押釦群１４０Ｐからの押釦入力に基づいて画面種別を決定し（Ｓ１１）、さらに，別の押釦群１４１Ｐからの押釦入力に基づいて画面番号を決定する（Ｓ１２）。プラント監視装置は、画面表示データを編集し（Ｓ１３）、その画面表示データを表示装置１２に送信して画面表示を要求する（Ｓ１４）。

プラント監視上、トレンド表示によるパラメータの監視は重要であり、一般的に、予め目的に合ったパラメータの組み合わせを固定でトレンド表示するための画面も数種類用意されている。ユーザは、プラントの状態に応じてどの画面を表示するかを決定する。

その他に、よりきめ細かい状況に合わせて様々なパラメータをトレンド監視したいという要求もある。そのため図８に示すように、ユーザが任意に監視パラメータをグルーピングして指定することができるというトレンド表示画面を用意している。このトレンド表示画面では、ユーザが指定した監視パラメータのうち予め指定したグループ（先頭グループなど）が固定で表示される。それ以外の他のパラメータグループについては、ユーザのデスクに設置された専用クライアント端末４０でのみ監視することができる。また、監視パラメータグループの指定も、クライアント端末４０から実施する。

プラント監視上、監視盤１０に組み込まれた表示装置１２における、ユーザが任意に指定するトレンド表示による監視は、重要である。クライアント端末４０にも表示機能はあるが、監視盤１０には制御機器操作スイッチ１３なども設けられており、即座に対応できるため、表示装置１２が監視の中心となる。その一方、監視すべきパラメータは、プラントの状況によって変化するが、図８に示す画面選択方式において、プラントの状況により監視パラメータを変化させるには、その都度専用クライアント端末４０で指定し直す必要があり、即座に対応することが難しく、使い勝手が低い。

そこで、本実施形態では、以下に述べるように、ユーザが任意に指定するトレンド表示画面を容易かつ速やかに選択することができ、プラントの状況に即応して監視することができ、使い勝手が向上するプラント監視装置を提供する。

図１〜図６を参照して本発明の第１実施例を説明する。図１は、本実施例によるユーザが任意で指定するトレンド表示画面を選択するための方法を示す。

画面選択装置１４は、第１押釦群１４０と、第２押釦群１４１とを備える。第１押釦群１４０の中には、通常モードからトレンド表示モードに移行させるための押釦１４００が設けられている。モード移行釦１４００は、例えば、第１押釦群１４０を構成する複数の押釦のうち未使用の押釦を利用して設けることができる。第２押釦群１４１内の未使用の押釦をモード移行釦１４００として使用する構成でもよい。制御機器操作スイッチ１３のうち未使用のスイッチをモード移行釦１４００として使用する構成でもよい。

通常モードでは、図８，図９で述べたように、第１押釦群１４０は画面種別を選択するための画面種別選択機能（第１機能）を提供し、第２押釦群１４１は画面番号を選択するための画面番号選択機能（第２機能）を提供する。

ユーザがモード移行釦１４００を押すと、第１押釦群１４０は、画面種別選択機能に代えて、時間軸を選択するための時間軸選択機能（第３機能）を提供する。同様に、第２押釦群１４１は、画面番号選択機能に代えて、グループ番号を選択するためのグループ番号選択機能（第４機能）を提供する。

トレンド表示モードに移行した状態で、ユーザは、第１押釦群１４０の中から、所望の時間軸に対応する押釦を選択する。さらに、ユーザは、第２押釦群１４１の中から、所望の監視パラメータグループに対応する押釦を選択する。これにより、プラント監視装置１は、指定されたパラメータグループに関するデータを、指定された時間軸で、表示装置１２に表示する。

従って、本実施例では、時間軸を選択するための押釦数Ｎ１とグループ番号を選択するための押釦数Ｎ２との積の値（＝Ｎ１×Ｎ２）だけ、表示するパラメータグループを監視盤１０上で直ちに選択することができる。

図３は、プラント監視装置１のシステム構成を示す。プラント監視装置１は、例えば、監視盤１０と、プロセス入出力装置２０と、サーバ３０と、クライアント端末４０とを備える。

監視盤１０は、ユーザにより操作され、かつ監視されるもので、監視卓本体１１と、監視卓本体１１の奥側に配置された表示装置１２と、表示装置１２の手前に位置して監視卓本体１１の上面に配置された制御機器操作スイッチ１３および画面選択装置１４とを備えている。

プロセス入出力装置２０は、通信線５１を介して監視盤１０と接続されており、他の通信線５２を介してサーバ３０と接続されている。プロセス入出力装置２０は、監視盤１０と画面選択装置１４等との間の入出力を橋渡しする。

サーバ３０は、監視対象の画面データを生成等するための装置である。サーバ３０の詳細は、図４で後述する。サーバ３０は、画面データを通信線５３を介して表示装置１２に出力し、表示させる。

さらに、サーバ３０には、設定変更等を行うためのクライアント端末４０が接続されている。クライアント端末４０は、例えばディスプレイ装置のような情報出力装置４１と、ポインティングデバイス（例えばマウスまたはタブレット等）およびキーボードのような情報入力装置４２とを備える。

図４を参照してサーバ３０の構成例を説明する。サーバ３０は、マイクロプロセッサとメモリおよび通信インターフェース回路などを備えたコンピュータシステムである。マイクロプロセッサがメモリに記憶された所定のコンピュータプログラムを実行することで、以下の機能が実現される。画面選択装置１４への押釦操作に対応する信号は、プロセス入出力装置２０を介してサーバ３０に入力される。

釦対応表示画面管理情報３２は、通常モードにおける画面選択装置１４の押釦の組合せと表示すべき画面との対応関係とを管理する情報である。釦対応トレンド管理情報３６は、トレンド表示モードにおける画面選択装置１４の押釦の組合せと表示すべきトレンド表示画面との対応関係を管理する情報である。

表示画面決定処理３１は、画面選択装置１４への押釦操作に基づいて、釦対応表示画面管理情報３２または釦対応トレンド管理情報３６を参照することで、表示すべき画面を決定する。

表示画面決定処理３１は、プロセス入出力装置２０を介して、操作された押釦に組み込まれているランプを点灯させる。つまり、例えば、第１押釦群１４０および第２押釦群１４１は、ＬＥＤランプなどを内蔵した照光式押釦スイッチとして構成されている。誤操作を防止するためのスイッチカバーを備えても良い。

表示画面決定処理３１により表示すべき画面が決定されると、表示データ編集処理３３またはトレンドデータ編集処理３４のいずれかが画面表示データを編集して、表示装置１２に送信し、表示させる。

表示データ編集処理３３は、監視対象の測定データを格納するデータベース３５などを用いて、決定された表示画面を作成するための画面表示データを編集し、その画面表示データを監視盤１０の表示装置１２に送信する。

トレンドデータ編集処理３４も、データベース３５などを用いて、決定されたパラメータグループのトレンドデータを編集して、表示装置１２に送信し、表示させる。

図５は、画面選択装置１４の機能割り付けをユーザに案内するための割り付けガイド画面Ｇ１の例である。

ユーザがモード移行釦１４００を押すと、モード移行釦１４００のランプが点灯し、さらに、サーバ３０から表示装置１２に割り付けガイド画面Ｇ１の画面表示データが送信されて表示される。

割り付けガイド画面Ｇ１では、図中左側に示す第１釦群１４０と、図中右側に示す第２釦群１４１のそれぞれの押釦について、その役割（機能）が表示される。第１押釦群１４０を構成する押釦には、例えば、２０分、６０分、１２０分、２４０分などの時間軸を選択するための機能が割り当てられる。なお、同一値の時間軸を複数の押釦に割り当ててもよい。

第２押釦群１４１は、登録済みのグループの一覧を表示するための一覧ボタン「００」と、登録済みのパラメータグループをそれぞれ個別に指定するためのグループ番号選択釦「０１」〜「１５」を有する。

ユーザは、図５に示す割り付けガイド画面Ｇ１を参考にして、所望の画面を選択し、表示装置１２に表示させる。

図６は、本実施例による画面選択処理を示すフローチャートである。本処理はサーバ３０により実行される。

サーバ３０は、プロセス入出力装置２０を介して、画面選択装置１４による入力信号を取得し、モード移行釦１４００が選択されたか否か、つまりトレンド表示モードに移行したか判定する（Ｓ１０）。

モード移行釦１４００が選択されていない場合（Ｓ１０：ＮＯ）、通常モードとなる。サーバ３０の表示データ編集処理３３は、画面選択装置１４により選択される画面種別（Ｓ１１）および画面番号（Ｓ１２）に基づいて、画面表示データを編集し（Ｓ１３）、表示装置１２に送信して表示させる（Ｓ１４）。

モード移行釦１４００が選択された場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、通常モードからトレンド表示モードに移行する。サーバ３０のトレンドデータ編集処理３４は、画面選択装置１４により選択される時間軸（Ｓ１５）およびグループ番号（Ｓ１６）に基づいて、画面表示データ（トレンドデータ）を編集し（Ｓ１７）、その画面表示データを表示装置１２に送信して表示させる。

より詳しくは、サーバ３０は、モード移行釦１４００が選択されている場合、第１押釦群１４０からの入力信号を時間軸の選択信号として理解し、かつ、第２押釦群１４１からの入力信号をパラメータグループの番号として理解する。サーバ３０は、釦対応トレンド管理情報３６を参照して、トレンド表示するパラメータグループおよび表示の時間軸を決定する。

このように構成される本実施例によれば、モード移行釦１４００を設け、通常モードからトレンド表示モードに移行させて、画面選択装置１４を構成する第１押釦群１４０および第２押釦群１４１に割り当てられる機能を変更する。本実施例では、トレンド表示モードに移行した場合、第１押釦群１４０の機能を時間軸選択に変更し、第２押釦群１４１をグループ選択に変更する。従って、ユーザは、登録された複数のパラメータグループの中から所望のパラメータグループを一つ選択し、そのパラメータグループについてのトレンドを所望の時間軸で表示させることができる。この結果、本実施例では、ユーザは、トレンド表示画面を容易に選択して表示させることができ、監視作業の効率および使い勝手が向上する。

図７は、第２実施例に係る画面選択方法を示す説明図である。第２押釦群１４１Ａは、パラメータグループを指定するためのグループ番号の桁数に応じたサブグループに分けられている。図７の例では、「０１」〜「０９」の押釦がグループ番号の百の位に対応し、それに続く「１０」〜「１９」の押釦がグループ番号の十の位に対応し、それに続く「２０」〜「２９」の押釦がグループ番号の一の位に対応する。

例えば、「０１」釦が操作されるとグループ番号の百の位は１になり、「１０」釦が操作されるとグループ番号の十の位は０になり、「２２」釦が操作されるとグループ番号の一の位は２となる。従って、この場合、グループ番号が「１０２」のパラメータグループが選択されたことになる。

このように構成される本実施例も第１実施例と同様の作用効果を奏する。さらに、本実施例では、グループ番号の各位ごとに数値を指定するため、同じ釦数であっても第１実施例よりも多くのグループに対応できる。図７に示す例では、９９９個のパラメータグループに対応することができる。それら９９９個のパラメータグループは、第１押釦群１４０で指定される時間軸に従って表示される。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。

１：プラント監視装置、１０：監視盤、１１：監視卓本体、１２：表示装置、１３：制御機器操作スイッチ、１４：画面選択装置、３０：サーバ、４０：クライアント端末、１４０：第１押釦群、１４１：第２押釦群、１４００：モード移行釦

Claims (5)

1. プラントの監視を行うプラント監視装置であって、
   表示装置と、
   プラントの監視または制御に関する画面を選択するための画面選択装置と、
   前記画面選択装置により選択された画面の表示データを生成し、前記表示装置に表示させる制御装置とを備え、
   前記画面選択装置は、画面を選択するための第１機能を提供する第１押釦群と、画面を選択するための第２機能を提供する第２押釦群と、前記第１押釦群の機能を前記第１機能から第３機能に切り替え、かつ、前記第２押釦群の機能を前記第２機能から第４機能に切り替えるための機能切替押釦とを含んでおり、
   前記制御装置は、
   前記機能切替押釦が操作されて前記機能の切替が指示されたか否か判定し、
   前記機能の切替が指示されていない場合、前記第１機能を提供する前記第１押釦群の中から選択される所定の第１押釦と、前記第２機能を提供する前記第２押釦群の中から選択される所定の第２押釦とに基づいて所定の画面を選択し、該所定の画面を表示するための所定の表示データを生成して前記表示装置に送信することで、前記所定の画面を前記表示装置に表示させ、
   前記機能の切替が指示された場合、前記第３機能を提供する前記第１押釦群の中から選択される他の所定の第１押釦と、前記第４機能を提供する前記第２押釦群の中から選択される他の所定の第２押釦とに基づいて他の所定の画面を選択し、該他の所定の画面を表示するための他の所定の表示データを生成して前記表示装置に送信することで、前記他の所定の画面を前記表示装置に表示させる、
   プラント監視装置。
2. 前記第１機能は、前記第１押釦群に、複数の画面メニューを割り当てる機能であり、
   前記第２機能は、前記第２押釦群に、前記複数の画面メニュー毎に予め設定される複数の画面を割り当てる機能であり、
   前記第３機能は、前記第１押釦群に、複数の時間周期を割り当てる機能であり、
   前記第４機能は、前記第２押釦群に、前記プラントに関する監視パラメータの組合せから構成される複数のグループを割り当てる機能である、
   請求項１に記載のプラント監視装置。
3. 前記他の所定の画面は、前記複数の時間周期のうち前記他の所定の第１押釦により選択される時間周期で、前記複数のグループのうち前記他の所定の第２押釦により選択されるグループに含まれる監視パラメータの組合せの時間変化を表示する画面である、
   請求項２に記載のプラント監視装置。
4. 前記第４機能を提供する前記第２押釦群は、グループを指定するためのグループ番号の桁数に応じた複数のサブグループに分けられており、前記複数のサブグループから選択される第２押釦の組合せによって、前記複数のグループの中から所望のグループを選択するためのグループ番号が決定される、
   請求項３に記載のプラント監視装置。
5. 前記第１押釦群および前記第２押釦群は、複数の押釦スイッチから構成される、
   請求項１〜請求項４のいずれかに記載のプラント監視装置。

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