JP5955081B2

JP5955081B2 - プラント遠隔監視装置

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Publication number: JP5955081B2
Application number: JP2012100336A
Authority: JP
Inventors: 古家　秀彦; 秀彦古家; 修一阪元; 雅樹濱井
Original assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2032-04-25
Also published as: JP2013228870A

Description

本発明は、プラント運転等における遠隔監視装置に関するものである。

従来、プラントの運転等を遠隔で監視・操作する装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に開示されたプラント運転監視操作装置では、ボイラ制御装置やタービン制御装置等の操作端と、ホストコンピュータや監視操作調整サーバとがネットワーク接続され、且つ監視操作調整サーバと携帯端末がリモートアクセスサーバ（RAS）およびPHS無線回線を介して無線ネットワーク接続されることにより、携帯端末より操作端への遠隔監視操作を可能とする。ここで、携帯端末はJAVA（登録商標）仮想マシンに対応されていることが必須であり、携帯端末ではJAVA仮想マシンによる処理が行われる。

特許第３９８６１４５号公報

特許文献１に開示されたプラント運転監視操作装置では、利用可能な携帯端末がJAVA仮想マシンに対応した携帯端末のみに限定されており、そのような環境を持たない携帯端末を用いては当該プラント運転監視操作装置の利用はできない。つまり、特定の環境を具備している携帯端末を用いてのみ、当該プラント運転監視操作装置を利用できるため、プラント運転監視操作装置の利便性が低いといった問題点があった。

そこで、本発明は上記に鑑みてなされたもので、特定の環境を具備している携帯端末に限らずに利用することを可能としたプラント遠隔監視装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のプラント遠隔監視装置は、プラントにおける現場計測器群または現場操作端群からの信号に対して処理を行うホストコンピュータと、前記ホストコンピュータにより前記処理されたデータを入力し、当該入力データにおける文字情報についてはHTML（ハイパーテキストマークアップランゲージ、Hyper Text Markup Language）を用いて加工し、当該入力データにおける図形情報についてはSVG（スケーラブルベクターグラフィックス、Scalable Vector Graphics）を用いて加工し、前記文字情報および前記図形情報における処理手順および動的処理についてはJavascript（ジャバスクリプト、登録商標）を用いて加工する加工手段を備える監視サーバと、ディスプレイを備え、前記監視サーバにより前記HTML、前記SVG、または前記Javascriptを用いて加工されたデータをインターネットを経由して受信し、当該受信データを前記ディスプレイを通じて表示する携帯端末と、を備える。

このような本発明のプラント遠隔監視装置によれば、監視サーバが、ホストコンピュータからの入力データに対してHTML、SVG、Javascriptを用いて加工し、その加工後のデータを携帯端末が表示する。つまり、携帯端末はHTML、SVG、Javascriptにさえ対応できていれば、本発明のプラント遠隔監視装置の一構成要素になるための条件を満たす。なお、HTML、SVG、Javascriptは昨今の一般的な携帯端末が備えている極平凡な機能である。したがって、本発明においては、あえてHTML、SVG、Javascriptの３つの極平凡な機能を用いてデータの加工やデータの授受を行うことにより、携帯端末がJAVA仮想マシンなどの特定の環境を具備する必要がなく、例えばWindows（登録商標）やApple（登録商標）のノートPC、iPad（登録商標）等のタブレット、iPhone（登録商標）やAndroid（登録商標）端末のスマートフォン等の一般的な携帯端末であっても、本発明のプラント遠隔監視装置を利用することができる。よって、本発明のプラント遠隔監視装置を利用するための携帯端末の利便性が高まる。

また、本発明によれば、遠隔地からプラントの状況をリアルタイムで監視することが可能となる。したがって、プラントの運転熟練者が現場にいなくても遠隔地からプラント状況をリアルタイムで監視できる。このため、これまでは熟練者が現地に出張して指導をしていたが、遠隔地からアドバイスを与えることが可能となり、非熟練者であっても熟練者のアドバイスを受けて現場運転が可能となる。つまり、熟練者が場所に縛られずに複数の現場を支援することができる。特に海外でプラントを建設する場合はオペレータの熟練度が低いため、これまでは長期間の運転指導が必要であったが、本発明のプラント遠隔監視装置を使うことにより、運転指導が遠隔地から可能となり、派遣期間の短縮が可能となる。

また、本発明においては、SVGを用いることにより、高速な画像処理を行うことができる。更に、本発明の分野であるプラント分野においては、表示画面の大部分を占めているバックグラウンドが固定され、要素が頻繁に変更されるだけの形となっている場合が多く、つまり変化する内容が限定されている場合が多く、特にこのような場合には、SVGを用いることにより、高速な画像処理を行うことができる。また、HTMLを用いることにより、図形情報に比べて変化の少ない文字情報に対して安定的に且つ利便性良く処理を行うことができる。更にJavascriptを用いることにより、文字情報および図形情報における処理手順および動的処理に対して安定的に且つ利便性良く処理を行うことができる。

また、本発明においては、監視サーバと携帯端末との間のデータの授受はインターネットを経由して行われる。したがって、データの授受にかかる所要時間が短くて済む。これは、本発明の分野であるプラント分野においては、特に重要である。プラント分野における制御では、リアルタイムで現場の情報を把握し制御状態を監視することが特に重要であり、高速周期での画面更新が必要だからである。これに対して、特許文献１に記載の発明では、監視操作調整サーバと携帯端末がリモートアクセスサーバ（RAS）を経由してデータの授受を行っており、データの授受にかかる所要時間が長くかかる。

また、本発明において、前記携帯端末は、前記ディスプレイにおいて現在表示中のデータと、前記監視サーバにより送信されてくるデータとを比較する比較手段を更に備え、前記ディスプレイでは、前記比較手段により相違があると判断されたデータのみが更新されて表示されても良い。

この発明によれば、携帯端末には比較手段が備えられており、データ比較の結果、携帯端末は相違があったデータだけを更新して表示する。これにより、データ更新および表示にかかる所要時間および更新データ数を最小化できるので、高速周期での画面更新が可能となる。これは、リアルタイムで現場の情報を把握し制御状態を監視することが必要な、本発明の分野であるプラント分野においては、特に重要である。また、本発明の分野であるプラント分野においては、表示画面の大部分を占めているバックグラウンドが固定され、要素が頻繁に変更されるだけの形となっている場合が多く、つまり変化する内容が限定されている場合が多く、特にこのような場合には、データ比較を行うことによる上記効果が大きい。更に、本発明においてはSVGを用いることにより、例えば画面データがビットマップで構成されている場合に比べてデータ比較が容易となるので、データ比較を行うことによる上記効果が極大化される。

また、本発明において、前記更新においては、前記HTMLを用いて加工されたデータの更新周期を、前記SVGを用いて加工されたデータの更新周期より遅くして前記更新が行われても良い。

この発明によれば、HTMLを用いて加工されたデータの更新周期が、SVGを用いて加工されたデータの更新周期よりも遅くなるように、データ更新を行う。本発明において、文字情報はHTMLを用いて加工され且つ図形情報はSVGを用いて加工されるが、プラント分野における表示画面においては、文字情報における変化は少ない反面、図形情報における変化は頻繁である傾向にあるため、上記のように更新周期を定めておくことにより、データ更新にかかる負荷を少なくすることができる。したがって、データ更新および表示にかかる所要時間がより短くなり、リアルタイムで現場の情報を把握し制御状態を監視すること、および高速周期での画面更新が更に容易となる。

また、本発明において、前記監視サーバは、前記加工する前のデータと、前記ホストコンピュータにより入力されてくるデータとを比較する比較手段を更に備え、前記加工手段は、前記比較手段により相違があると判断されたデータのみを更新して加工し、当該データ比較により更新されたデータを前記インターネットを経由して前記携帯端末に送信する送信手段を更に備えても良い。

この発明によれば、監視サーバには比較手段が備えられており、データ比較の結果、監視サーバは相違があったデータだけを更新して加工する。これにより、データ更新および加工にかかる所要時間および更新・加工データ数を最小化できるので、高速周期での画面更新が可能となる。更に、監視サーバから携帯端末へ送信されるデータの量も低減できる。これは、リアルタイムで現場の情報を把握し制御状態を監視することが必要な、本発明の分野であるプラント分野においては、特に重要である。また、本発明の分野であるプラント分野においては、表示画面の大部分を占めているバックグラウンドが固定され、要素が頻繁に変更されるだけの形となっている場合が多く、つまり変化する内容が限定されている場合が多く、特にこのような場合には、データ比較を行うことによる上記効果が大きい。更に、本発明においてはSVGを用いることにより、例えば画面データがビットマップで構成されている場合に比べてデータ比較が容易となるので、データ比較を行うことによる上記効果が極大化される。

この発明によれば、HTMLを用いて加工されたデータの更新周期が、SVGを用いて加工されたデータの更新周期よりも遅くなるように、データ更新を行う。本発明において、文字情報はHTMLを用いて加工され且つ図形情報はSVGを用いて加工されるが、プラント分野における表示画面においては、文字情報における変化は少ない反面、図形情報における変化は頻繁である傾向にあるため、上記のように更新周期を定めておくことにより、データ更新にかかる負荷を少なくすることができる。したがって、データ更新および加工にかかる所要時間がより短くなり、リアルタイムで現場の情報を把握し制御状態を監視すること、および高速周期での画面更新が更に容易となる。

本発明によれば、特定の環境を具備している携帯端末に限らずに利用することを可能としたプラント遠隔監視装置を提供することができる。

PlantPAD１００の構成概要図である。携帯端末１、ホストコンピュータ６、監視サーバ７、プロセス制御装置９のハードウェア構成図である。監視サーバ７の構成概要図である。携帯端末１の構成概要図である。 PlantPAD１００における代表的な画面のうち、プラント全体の状況を示す画面である。 PlantPAD１００における代表的な画面のうち、警報を表示する画面である。 PlantPAD１００における代表的な画面のうち、トレンドを表示する画面である。 PlantPAD１００における代表的な画面のうち、ITV（industrialtelevision）画像を表示する画面である。 SVGによって表示色を変更表示させることを説明するための図である。 SVGによって文字や数値を変更表示させることを説明するための図である。 SVGによってバーグラフを変更表示させることを説明するための図である。 PlantPAD１００の動作を示すためのイメージ図である。本実施形態におけるデータ更新を行うことにより、どれだけ更新時間が短縮されたかを示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明にかかるプラント遠隔監視装置の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（PlantPAD１００の全体構成）
まず、本発明の実施形態に係るPlantPAD１００（特許請求の範囲の「プラント遠隔監視装置」に相当）の構成について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１は、PlantPAD１００の構成概要図である。図１に示すように、PlantPAD１００は、携帯端末１ａ〜１ｄ、ホストコンピュータ６、監視サーバ７、プロセス制御装置９、計測機器１０（特許請求の範囲の「現場計測器群」に相当）、バルブ１１、モータ１２（以上、特許請求の範囲の「現場操作端群」に相当）から構成される。携帯端末１（「携帯端末１ａ〜１ｄ」の総称）と監視サーバ７は、インターネット２、ルータ３、無線LANアクセスポイント４、拡張ネットワーク５等を介してネットワーク接続されている。また、ホストコンピュータ６、監視サーバ７、およびプロセス制御装置９は、制御用ネットワーク８を介してそれぞれネットワーク接続されている。更に、計測機器１０、バルブ１１、およびモータ１２は、プロセス制御装置９とネットワーク接続されている。インターネット２は、例えば有線LAN、WiFi等の無線LAN、または３Ｇ電話回線等であり、拡張ネットワーク５は例えばWiFi等の無線LANであり、制御用ネットワーク８は例えばイーサネット（登録商標）である。

図２は携帯端末１のハードウェア構成図である。図２に示すように、携帯端末１は、物理的には、ＣＰＵ２１、主記憶装置であるＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３、操作ボタンなどの入力デバイス２４、ＬＣＤや有機ＥＬディスプレイなどの出力デバイス２５（特許請求の範囲の「ディスプレイ」に相当）、他の装置との間でデータの送受信を行う通信モジュール２６、メモリディバイス等の補助記憶装置２７を備えて構成される。後述する携帯端末１の各機能は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３等のハードウェア上に所定のソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ２１の制御の元で入力デバイス２４、出力デバイス２５、通信モジュール２６を動作させると共に、主記憶装置２２，２３や補助記憶装置２７におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。携帯端末１は、HTML、SVG、Javascriptの３つの極平凡な機能を用いてデータの授受、表示、更新等を行うものである。携帯端末１は、JAVA仮想マシンなどの特定の環境を具備していない。携帯端末１の例示としては、例えばWindowsやAppleのノートPC、iPad等のタブレット、iPhoneやAndroid端末のスマートフォン等の一般的な携帯端末が挙げられる。

図２は、ホストコンピュータ６、監視サーバ７、プロセス制御装置９それぞれのハードウェア構成図でもある。図２に示すように、ホストコンピュータ６、監視サーバ７、プロセス制御装置９は、物理的には、ＣＰＵ６１，７１，９１、ＲＯＭ６２，７２，９２及びＲＡＭ６３，７３，９３等の主記憶装置、キーボード及びマウス等の入力デバイス６４，７４，９４、ディスプレイ等の出力デバイス６５，７５，９５、他の装置との間でデータの送受信を行うためのネットワークカード等の通信モジュール６６，７６，９６、ハードディスク等の補助記憶装置６７，７７，９７などを含む通常のコンピュータシステムとして構成される。後述するホストコンピュータ６、監視サーバ７、プロセス制御装置９の各機能は、ＣＰＵ６１，７１，９１、ＲＯＭ６２，７２，９２、ＲＡＭ６３，７３，９３等のハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ６１，７１，９１の制御の元で入力デバイス６４，７４，９４、出力デバイス６５，７５，９５、通信モジュール６６，７６，９６を動作させると共に、主記憶装置６２，７２，９２，６３，７３，９３や補助記憶装置６７，７７，９７におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。

図１に戻り、ホストコンピュータ６は、プラントにおける計測機器１０、バルブ１１、モータ１２からの信号に対して処理を行うものである。プロセス制御装置９が計測機器１０、バルブ１１、モータ１２からの信号を制御用ネットワーク８を経由してホストコンピュータ６に送信すると、ホストコンピュータ６は当該受信信号に対してデータベース処理、演算処理、制御装置管理処理、データ解析処理等の各種処理を行う。ホストコンピュータ６は、当該処理後のデータを監視サーバ７に制御用ネットワーク８を経由して出力する。

図３は、監視サーバ７の構成概要図である。監視サーバ７は、入力部７０１、比較部７０２（特許請求の範囲の「比較手段」に相当）、加工部７０３（特許請求の範囲の「加工手段」に相当）、送信部７０４（特許請求の範囲の「送信手段」に相当）を備える。監視サーバ７の入力部７０１は、ホストコンピュータ６により処理されたデータを入力するものである。監視サーバ７の加工部７０３は、当該入力データにおける文字情報についてはHTML（ハイパーテキストマークアップランゲージ、HyperText Markup Language）を用いて加工し、当該入力データにおける図形情報についてはSVG（スケーラブルベクターグラフィックス、Scalable Vector Graphics）を用いて加工し、文字情報および図形情報における処理手順および動的処理についてはJavascript（ジャバスクリプト）を用いて加工するものである。監視サーバ７の送信部７０４は、加工部７０３によりHTML、SVG、またはJavascriptを用いて加工されたデータをインターネットを経由して携帯端末１に送信するものである。

監視サーバ７の比較部７０２は、加工部７０３により加工される前のデータと、ホストコンピュータ６により入力されてくるデータとを比較するものである。比較部７０２が当該比較の結果を加工部７０３に出力すると、加工部７０３は比較部７０２により相違があると判断されたデータのみを更新して加工する。ここで、加工部７０３の更新においては、HTMLを用いて加工されたデータの更新周期を、SVGを用いて加工されたデータの更新周期より遅くして、更新が行われる。例えば、HTMLを用いて加工されたデータの更新周期を１secとし、SVGを用いて加工されたデータの更新周期を０．５secとすることができる。監視サーバ７の送信部７０４は、上記データ比較により更新されたデータのみをインターネット２等を経由して携帯端末１に送信する。

図４は、携帯端末１の構成概要図である。携帯端末１は、受信部１０１、比較部１０２（特許請求の範囲の「比較手段」に相当）、ディスプレイ１０３を備える。携帯端末１の受信部１０１は、監視サーバ７によりHTML、SVG、またはJavascriptを用いて加工されたデータをインターネット２等を経由して受信するものである。携帯端末１は、当該受信データをディスプレイ１０３を通じて表示する。

携帯端末１の比較部１０２は、ディスプレイ１０３において現在表示中のデータと、監視サーバ７により送信されてくるデータとを比較するものである。比較部１０２が当該比較の結果をディスプレイ１０３に出力すると、ディスプレイ１０３は、比較部１０２により相違があると判断されたデータのみを更新して表示する。ここで、ディスプレイ１０３の更新においては、HTMLを用いて加工されたデータの更新周期を、SVGを用いて加工されたデータの更新周期より遅くして、更新が行われる。例えば、HTMLを用いて加工されたデータの更新周期を１secとし、SVGを用いて加工されたデータの更新周期を０．５secとすることができる。

（監視サーバ７の加工部７０３の詳細）
以下、監視サーバ７の加工部７０３について、より詳細に説明する。監視サーバ７の加工部７０３は、文字情報についてはHTMLを用いて加工し、図形情報についてはSVGを用いて加工し、文字情報および図形情報における処理手順および動的処理についてはJavascriptを用いて加工する。ここで、監視サーバ７の加工部７０３が、なぜ、HTML、SVG、Javascriptの３つの言語を用いて加工を行うか、その理由について説明する。図５〜図８は、PlantPAD１００における代表的な画面を示している。図５はプラント全体の状況を示す画面であり、図６は警報を表示する画面であり、図７はトレンドを表示する画面であり、図８はITV（industrial television）画像を表示する画面であり、これらの画面は携帯端末１のディスプレイ１０３に表示される画面である。

図５のプラント全体の状況を示す画面は、プラント全体を模式図的に表示するものであり、機器の稼働状況を色で表示する（例えば、赤：運転中、緑：停止中、黄色：故障中、等）。また、弁の開閉状況を色で表示する（例えば、赤：開、緑：閉、等）。更に、プロセスの状態を数値で表示する（例えば、圧力、温度、流量、濃度等）。更にまた、最新の警報情報を文字情報として表示する（図５の下段部分）。ここで、機器の稼働状況、弁の開閉状況、およびプロセスの状態は、図形表示が主体であり且つ変化が多い部分であるため、SVGで情報を加工することが好適である。なお、図５では、SVGで情報加工された部分が「S」で表示されている。ここで、「S」で表示されている部分に文字や数字も入っているようにみえるが、ここの文字や数字はあくまでも「S」で表示されている図形部分全体における一部として処理される部分であり、特許請求の範囲における「文字情報」には相当せず、「図形情報」に相当する。また、最新の警報情報は、文字表示が主体であり且つ変化が少ない部分であるため、HTMLで情報を加工することが好適である。なお、図５では、HTMLで情報加工された部分が「H」で表示されている。

図６の警報を表示する画面は、文字表示が主体のため、HTMLで情報を加工することが好適である。図７のトレンドを表示する画面においては、グラフ図形の表示はSVGで情報を加工することが好適であり、文字情報の表示はHTMLで情報を加工することが好適である。図８のITV画像を表示する画面はカメラのストリーミングデータを表示しており、HTMLにストリーミングデータを貼り付けることが好適な表示方法である。また、図５〜図８の画面について、処理手順やデータ更新等の動的処理についてはJavascriptを用いて情報を加工することが好適である。

以上のように、プラントを携帯端末１で監視する装置において、プラント監視画面の特徴に最も適合した最良の情報の加工方法は、HTML、SVG、Javascriptの３つの言語を組み合わせて情報の加工を行うことであるといえる。したがって、監視サーバ７の加工部７０３は、HTML、SVG、Javascriptの３つの言語を組み合わせて用いることで、情報の加工を行っている。

ここで、監視サーバ７の加工部７０３が用いているSVGが、プラント遠隔監視装置に最も適しているグラフィックフォーマットであることについて説明する。例えば図５のように描画されたグラフィックに対して、PlantPAD１００では、実際のプロセスの状態に応じて、動的に表示を更新させる必要がある。この場合に、SVGを用いると効率的に更新させることができるので、SVGがPlantPAD１００のグラフィック表示に最も適しているといえる。以下、例を参照しながら、より具体的な更新方法を説明する。

図９は、SVGによって表示色を変更表示させることを説明するための図である。図９（A）は回転機の表示シンボルを示しており、「赤」から「緑」に表示色が変更されたことを示す。なお、「赤」は「運転中」を意味し、「緑」は停止中を意味する。図９（B）は、このように表示色の変更を行うためのSVGコードを示している。図９（B）に示すSVGコード中に４箇所囲ってマークした部分の「#ff0000」を「#00ff00」に書き換えることのみで、「赤」から「緑」に更新することができる。このように、SVGを用いると効率的に情報を更新させることができるので、SVGがプラント遠隔監視装置のグラフィック表示に最も適しているといえる。

図１０は、SVGによって文字や数値を変更表示させることを説明するための図である。図１０は、図５の「A」で表示された部分に「５２．２」と表示するためのSVGコードを示している。図１０に示すSVGコード中に１箇所囲ってマークした部分の「＊＊．＊」を「５２．２」に書き換えることのみで、図５の「A」部分に「５２．２」と表示することができる。このように、SVGを用いると効率的に情報を更新させることができるので、SVGがプラント遠隔監視装置のグラフィック表示に最も適しているといえる。なお、図５と図１０はあくまでも例示のためのものであって、図１０のSVGコードが図５の画面に相当するものではない。また、この例では、文字や数値部分をSVGにより加工しているが、これは「５２．２」等の文字や数値部分を図形の一部として処理しているからであり、特許請求の範囲における「文字情報についてはHTML（ハイパーテキストマークアップランゲージ、HyperText Markup Language）を用いて加工」との記載と矛盾するものではない。

図１１は、SVGによってバーグラフを変更表示させることを説明するための図である。図１１（A）は圧力や温度などのプロセスデータをバーグラフ表示させるシンボルを示す。図１１（B）は、例えば「４４．７４４６６７」という値に相当するようなバーグラフを表示するためのSVGコードを示している。図１１（B）に示すSVGコード中に１箇所囲ってマークした部分の「４４．７４４６６７」を実際のプロセスデータから計算された値に書き換えることのみで、グラフィック上のバーグラフ表示を更新することができる。このように、SVGを用いると効率的に情報を更新させることができるので、SVGがプラント遠隔監視装置のグラフィック表示に最も適しているといえる。

（PlantPAD１００の動作）
続いて、PlantPAD１００により行われる動作について、図１２を参照しながら説明する。図１２は、PlantPAD１００の動作を示すためのイメージ図である。

最初に、携帯端末１でディスプレイ１０３を開き、監視サーバ７上にあるWeb Serverに対し、表示させたいページを要求する（ステップＳ１）。次に、監視サーバ７上のWeb Serverは要求されたページを、静的なHTML又は動的に生成されるHTMLとして、携帯端末１のディスプレイ１０３へ送信する（ステップＳ２）。

次に、携帯端末１のディスプレイ１０３は、ステップＳ２で送信されたHTMLを受信し、その内容に基づき、ディスプレイ１０３上への表示処理を実行する。表示処理の実行中にHTML内にSVGを表示する記述があった場合は、Web Serverに対してSVGの送信要求をする（ステップＳ３）。また、HTML内にJavascriptライブラリを使用する記述があった場合は、Web Serverに対してJavascriptライブラリの送信要求をする（ステップＳ４）。

次に、監視サーバ７上のWeb Serverは要求されたSVGを携帯端末１のディスプレイ１０３へ送信する（ステップＳ５）。また、監視サーバ７上のWeb Serverは要求されたJavascriptライブラリを携帯端末１のディスプレイ１０３へ送信する（ステップＳ６）。次に、携帯端末１のディスプレイ１０３は、ステップＳ５で送信されたSVGを受信し、HTMLの記述に基づいた部分に表示する。また、携帯端末１のディスプレイ１０３は、ステップＳ６で送信されたJavascriptライブラリを受信し、実行できるように準備する。

次に、携帯端末１のディスプレイ１０３は、ステップＳ２で受信したHTMLに記述されているJavascriptの命令に基づき、ステップＳ６で受信したJavascriptライブラリに記述された命令を実行し、監視サーバ７上にあるWeb Serverに対し、プロセス値などの制御データを要求する（ステップＳ７）。次に、監視サーバ７上のWeb Serverは要求されたプロセス値などの制御データを、監視サーバ７に別途接続されているプロセス制御装置９に対し要求し受信する（ステップＳ８）。なお、ステップＳ８は、例えば、携帯端末１からの要求がJAVA Servletの実行プロセスに引き渡され、JAVA Servletがプロセス制御装置９からデータを受け取り、Web Serverを経由して、携帯端末１へ制御データが送信されるように構成しても良い。また、監視サーバ７上のWeb ServerやJAVA Servletは制御データをプロセス制御装置９に対して直接要求しても良く、ホストコンピュータ６を経由して要求しても良い。次に、監視サーバ７上のWeb Serverは、受信した制御データを携帯端末１のディスプレイ１０３へ送信する（ステップＳ９）。

次に、携帯端末１のディスプレイ１０３で実行されているJavascriptの命令は、ステップＳ９で送信された制御データを受信し、現在携帯端末１上に表示されているデータと受信データを比較し、データに相違がある場合は、受信した制御データを最新の制御データとして該当する箇所の表示を更新する（ステップＳ１０、ステップＳ１１）。なお、「現在携帯端末１上に表示されているデータ」とは、SVG中のデータ、又は携帯端末１内のメモリ上に保管されているデータをいう。

次に、携帯端末１のディスプレイ１０３では、Javascriptの命令により、一定間隔ごとにステップＳ６〜ステップＳ１１を繰り返し実行する。

以上の説明において、ステップＳ１０およびステップＳ１１は、携帯端末１側でデータの比較を行っている。一方で、携帯端末１側でデータの比較を行わずに、監視サーバ７側でデータの比較を行っても良い（ステップＳ１２、ステップＳ１３）。この場合は、監視サーバ７の比較部７０２が、加工部７０３により加工される前のデータと、ホストコンピュータ６またはプロセス制御装置９により入力されてくるデータとを比較する。比較部７０２が当該比較の結果を加工部７０３に出力すると、加工部７０３は比較部７０２により相違があると判断されたデータのみを更新して加工する。そして、監視サーバ７の送信部７０４は、相違ありと判断され、加工された制御データのみを携帯端末１に送信する。

なお、データ更新のスピードにおいては、HTMLを用いて加工されたデータの更新周期を、SVGを用いて加工されたデータの更新周期より遅くして、更新が行われる。例えば、HTMLを用いて加工されたデータの更新周期を１secとし、SVGを用いて加工されたデータの更新周期を０．５secとすることができる。

ステップＳ１０およびステップＳ１１、またはステップＳ１２およびステップＳ１３では、データの比較を行い、相違ありと判断された場合に限ってデータの更新を行う。図１３は、このような方法によりデータ更新を行うことにより、どれだけ更新時間が短縮されたかを示す図である。図１３に示すテーブルの左側はステップＳ１０およびステップＳ１１、またはステップＳ１２およびステップＳ１３のようにデータ比較を行ってからデータ更新を行う場合の更新時間を示している。一方で、図１３に示すテーブルの右側はデータ比較を行わずに、全てのデータに対してデータ更新を行う場合の更新時間を示している。なお、更新時間の差の測定は、データ比較のあり・なしで同時測定はできないので、異なる時間帯で測定し、評価を行った。また、図１３に示す結果は、本出願人の一プラントでの実際の測定結果を示しており、プラントによって、また時間帯によって、異なる結果が出る可能性があると考えられる。また、図１３の更新時間の測定は、データ比較のあり・なしでそれぞれ「１０サンプル×２回」を行った。なお、図１３に示すテーブルの右側において、更新項目数が全項目数より多くなっているのは、取得したデータを２箇所以上で使用しているものがあるからである。

図１３に示されるように、表示更新時間の最小値（MIN）では、比較ありの場合で３msec、比較なしの場合で４１msecとなり、約１４倍の差で比較ありの場合が早いことが分かった。また、平均値（AVE）でも同様の比較により、比較ありの場合で１５msec、比較なしの場合で６３msecとなり、約４倍の差で比較ありの場合が早いことが分かった。また、更新項目数の最小値（MIN）では、比較ありの場合で５８個、比較なしの場合で３２４個となり、約５〜６倍の差で比較ありの場合の更新データ数が少ないことが分かった。また、平均値（AVE）でも同様の比較により、比較ありの場合で８７個、比較なしの場合で３２４個となり、約３〜４倍の差で比較ありの場合の更新データ数が少ないことが分かった。以上のように、本実施形態のステップＳ１０およびステップＳ１１、またはステップＳ１２およびステップＳ１３により、データの更新時間が飛躍的に短縮され、且つ更新データの数が飛躍的に少なくなることが分かる。

続いて、本実施形態にかかるPlantPAD１００の作用及び効果について説明する。本実施形態のPlantPAD１００によれば、監視サーバ７が、ホストコンピュータ６からの入力データに対してHTML、SVG、Javascriptを用いて加工し、その加工後のデータを携帯端末１が表示する。つまり、携帯端末１はHTML、SVG、Javascriptにさえ対応できていれば、本実施形態のPlantPAD１００の一構成要素になるための条件を満たす。なお、HTML、SVG、Javascriptは昨今の一般的な携帯端末が備えている極平凡な機能である。したがって、本実施形態においては、あえてHTML、SVG、Javascriptの３つの極平凡な機能を用いてデータの加工やデータの授受を行うことにより、携帯端末１がJAVA仮想マシンなどの特定の環境を具備する必要がなく、例えばWindowsやAppleのノートPC、iPad等のタブレット、iPhoneやAndroid端末のスマートフォン等の一般的な携帯端末であっても、本実施形態のPlantPAD１００を利用することができる。よって、本実施形態のPlantPAD１００を利用するための携帯端末１の利便性が高まる。

また、本実施形態によれば、遠隔地からプラントの状況をリアルタイムで監視することが可能となる。したがって、プラントの運転熟練者が現場にいなくても遠隔地からプラント状況をリアルタイムで監視できる。このため、これまでは熟練者が現地に出張して指導をしていたが、遠隔地からアドバイスを与えることが可能となり、非熟練者であっても熟練者のアドバイスを受けて現場運転が可能となる。つまり、熟練者が場所に縛られずに複数の現場を支援することができる。特に海外でプラントを建設する場合はオペレータの熟練度が低いため、これまでは長期間の運転指導が必要であったが、本実施形態のPlantPAD１００を使うことにより、運転指導が遠隔地から可能となり、派遣期間の短縮が可能となる。

また、本実施形態においては、SVGを用いることにより、高速な画像処理を行うことができる。更に、本実施形態の分野であるプラント分野においては、表示画面の大部分を占めているバックグラウンドが固定され、要素が頻繁に変更されるだけの形となっている場合が多く、つまり変化する内容が限定されている場合が多く、特にこのような場合には、SVGを用いることにより、高速な画像処理を行うことができる。また、HTMLを用いることにより、図形情報に比べて変化の少ない文字情報に対して安定的に且つ利便性良く処理を行うことができる。更にJavascriptを用いることにより、文字情報および図形情報における処理手順および動的処理に対して安定的に且つ利便性良く処理を行うことができる。

また、本実施形態においては、監視サーバ７と携帯端末１との間のデータの授受はインターネットを経由して行われる。したがって、データの授受にかかる所要時間が短くて済む。これは、本実施形態の分野であるプラント分野においては、特に重要である。プラント分野における制御では、リアルタイムで現場の情報を把握し制御状態を監視することが特に重要であり、高速周期での画面更新が必要だからである。これに対して、特許文献１に記載の発明では、監視操作調整サーバと携帯端末がリモートアクセスサーバ（RAS）を経由してデータの授受を行っており、データの授受にかかる所要時間が長くかかる。

また、本実施形態においては、携帯端末１はデータの表示だけを行い、携帯端末１からの現場への直接的な操作は行わないこととしている。多数のオペレータによって携帯端末１が使用される場合に、それぞれのオペレータが携帯端末１を用いて現場計測器群または現場操作端群を直接操作することには安全面でのリスクがあり、またセキュリティの面でも問題が生じやすいからである。

また、この実施形態によれば、携帯端末１には比較部１０２が備えられており、データ比較の結果、携帯端末１は相違があったデータだけを更新して表示する。これにより、データ更新および表示にかかる所要時間および更新データ数を最小化できるので、高速周期での画面更新が可能となる。これは、リアルタイムで現場の情報を把握し制御状態を監視することが必要なプラント分野においては、特に重要である。また、プラント分野においては、表示画面の大部分を占めているバックグラウンドが固定され、要素が頻繁に変更されるだけの形となっている場合が多く、つまり変化する内容が限定されている場合が多く、特にこのような場合には、データ比較を行うことによる上記効果が大きい。更に、本実施形態においてはSVGを用いることにより、例えば画面データがビットマップで構成されている場合に比べてデータ比較が容易となるので、データ比較を行うことによる上記効果が極大化される。

また、この実施形態によれば、HTMLを用いて加工されたデータの更新周期が、SVGを用いて加工されたデータの更新周期よりも遅くなるように、データ更新を行う。本実施形態において、文字情報はHTMLを用いて加工され且つ図形情報はSVGを用いて加工されるが、プラント分野における表示画面においては、文字情報における変化は少ない反面、図形情報における変化は頻繁である傾向にあるため、上記のように更新周期を定めておくことにより、データ更新にかかる負荷を少なくすることができる。したがって、データ更新および表示にかかる所要時間がより短くなり、リアルタイムで現場の情報を把握し制御状態を監視すること、および高速周期での画面更新が更に容易となる。

また、この実施形態によれば、監視サーバ７には比較部７０２が備えられており、データ比較の結果、監視サーバ７は相違があったデータだけを更新して加工する。これにより、データ更新および加工にかかる所要時間および更新・加工データ数を最小化できるので、高速周期での画面更新が可能となる。更に、監視サーバ７から携帯端末１へ送信されるデータの量も低減できる。これは、リアルタイムで現場の情報を把握し制御状態を監視することが必要なプラント分野においては、特に重要である。また、プラント分野においては、表示画面の大部分を占めているバックグラウンドが固定され、要素が頻繁に変更されるだけの形となっている場合が多く、つまり変化する内容が限定されている場合が多く、特にこのような場合には、データ比較を行うことによる上記効果が大きい。更に、本実施形態においてはSVGを用いることにより、例えば画面データがビットマップで構成されている場合に比べてデータ比較が容易となるので、データ比較を行うことによる上記効果が極大化される。

１（１ａ〜１ｄ）…携帯端末、６…ホストコンピュータ、７…監視サーバ、９…プロセス制御装置、１０…計測機器、１１…バルブ、１２…モータ、１００…PlantPAD。

Claims

プラントにおける現場計測器群または現場操作端群からの信号に対して処理を行うホストコンピュータと、
前記ホストコンピュータにより前記処理されたデータを入力し、当該入力データにおける文字情報についてはHTML（ハイパーテキストマークアップランゲージ、Hyper Text Markup Language）を用いて加工し、当該入力データにおける図形情報についてはSVG（スケーラブルベクターグラフィックス、Scalable Vector Graphics）を用いて加工し、前記文字情報および前記図形情報における処理手順および動的処理についてはJavascript（ジャバスクリプト）を用いて加工する加工手段を備える監視サーバと、
ディスプレイと、前記監視サーバにより前記HTML、前記SVG、または前記Javascriptを用いて加工されたデータをインターネットを経由して受信し、当該受信データを前記ディスプレイを通じて表示処理する制御部とを有する携帯端末とを備え、
前記制御部は、
前記HTML内に前記SVGを表示する記述がある場合、前記監視サーバから前記インターネットを経由して前記SVGを受信し、前記ディスプレイのうち前記HTMLの記述に基づいた部分に受信した当該SVGを表示させる第１の処理と、
前記HTML内に前記Javascriptを使用する記述がある場合、前記監視サーバから前記インターネットを経由して制御データを受信する第２の処理とを実行するプラント遠隔監視装置。
前記制御部は、前記第２の処理において、前記HTML内の前記JavascriptにJavascriptライブラリを使用する記述がある場合、前記監視サーバから前記インターネットを経由して前記Javascriptライブラリを受信し、受信した当該Javascriptライブラリを前記HTML内の前記Javascriptの命令に基づいて実行させ、前記監視サーバから前記インターネットを経由して制御データを受信する、請求項１に記載のプラント遠隔監視装置。
前記携帯端末は、前記ディスプレイにおいて現在表示中の表示中データと、前記監視サーバにより送信されてくる前記制御データとを比較する比較手段を更に備え、
前記制御部は、前記第２の処理において、前記HTML内に前記Javascriptを使用する記述がある場合、前記監視サーバから前記インターネットを経由して前記制御データを受信し、受信した当該制御データと前記表示中データとを前記比較手段によって比較し、前記ディスプレイにおける表示を前記比較手段により相違があると判断された前記表示中データから前記制御データに更新する、請求項１又は２に記載のプラント遠隔監視装置。
前記更新においては、前記HTMLを用いて加工されたデータの更新周期を、前記SVGを用いて加工されたデータの更新周期より遅くして前記更新が行われる、
請求項３に記載のプラント遠隔監視装置。
前記監視サーバは、
前記加工する前のデータと、前記ホストコンピュータにより入力されてくるデータとを比較する比較手段を更に備え、
前記加工手段は、前記比較手段により相違があると判断されたデータのみを更新して加工し、
当該データ比較により更新されたデータを前記インターネットを経由して前記携帯端末に送信する送信手段を更に備える、
請求項１又は２に記載のプラント遠隔監視装置。
前記更新においては、前記HTMLを用いて加工されたデータの更新周期を、前記SVGを用いて加工されたデータの更新周期より遅くして前記更新が行われる、
請求項５に記載のプラント遠隔監視装置。