JP6132635B2 - 監視制御システム - Google Patents

Description

この発明は、複数の操作装置とモバイル端末からプラント機器を操作する監視制御システムに関するものである。

従来のモバイル端末からプラント機器を操作する監視制御システムにおいては、モバイル端末の位置情報によりモバイル端末が対象機器から遠方にいる場合に操作不可とする機能を有している。（例えば、特許文献１参照）

特開２０１１−１５４０２９号公報（第５〜１１頁、第２図）

プラント監視制御システムにおいて、複数の場所に設置された操作装置からプラント機器の操作を行う場合、複数の場所（例えば、プラント機器の傍（現場）、中央監視室、遠隔地等）から同時にプラント機器を操作することは危険である。そのため、従来のプラント監視制御システムでは、どの場所の操作装置に制御権をもたせるかを決定する制御権モード（例えば、現場モード、中央モード、遠隔モード等）を設けて、基本的に一箇所からのみ操作可能としている。
しかし、操作装置だけでなく、持ち運び可能なモバイル端末からもプラント機器の操作を行うことが考慮されていなかった。具体的には、モバイル端末の制御権を他のモード （中央モード等）に連動させるしかできず、モバイル端末の位置情報も考慮して、モバイル端末の制御権を決定することができなかった。
そのため、制御権モードが設けられた従来の監視制御システムにおけるモバイル端末は、制御権を得た状態であれば、どのような場所からでも操作ができてしまうという問題がある。例えば、プラントの運用上、操作を行って欲しくない場所に設置された操作端末には制御権を与えていなくても、制御権を与えられたモバイル端末を持ち込むことで、本来操作を行うべきでない場所からプラント機器の操作ができてしまうという問題がある。
また、特許文献１のものでは、制御権モードを考慮せず、モバイル端末の位置情報のみを考慮して制御権を決定するので、上述の問題に対応できなかった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、複数の場所にそれぞれプラント機器を操作する操作装置が設置された場合で、モバイル端末によっても操作を行う場合に、制御するべきでない場所からモバイル端末がプラント設備を制御することを防ぐようにした監視制御システムを得ることを目的とする。

この発明に係わる監視制御システムにおいては、複数の場所に設置され、それぞれプラント設備を操作する制御指令を発行する複数の操作装置、持ち運び可能に構成され、プラント設備を操作する制御指令を発行するモバイル端末、このモバイル端末と通信可能に構成され、モバイル端末から当該モバイル端末の位置情報及び当該モバイル端末の発行する制御指令を取得するデータ配信サーバ、及びこのデータ配信サーバと通信可能に構成され、操作装置の制御指令またはデータ配信サーバから取得するモバイル端末の制御指令に基づき、プラント設備を制御する制御装置を備え、制御装置は、プラント設備ごとに当該プラント設備を制御するための制御権を、複数の操作装置のいずれかに設定した設定情報である制御権モードを予め記憶した記憶部を有し、プラント設備の制御を、制御権モードにより制御権の設定された操作装置の制御指令、または制御権が与えられた場合のモバイル端末の制御指令に基づき行い、モバイル端末は、制御権モードにより制御権が設定された操作装置の近傍に当該モバイル端末が位置する場合にのみ、制御権が与えられるものである。

この発明によれば、複数の場所に設置され、それぞれプラント設備を操作する制御指令を発行する複数の操作装置、持ち運び可能に構成され、プラント設備を操作する制御指令を発行するモバイル端末、このモバイル端末と通信可能に構成され、モバイル端末から当該モバイル端末の位置情報及び当該モバイル端末の発行する制御指令を取得するデータ配信サーバ、及びこのデータ配信サーバと通信可能に構成され、操作装置の制御指令またはデータ配信サーバから取得するモバイル端末の制御指令に基づき、プラント設備を制御する制御装置を備え、制御装置は、プラント設備ごとに当該プラント設備を制御するための制御権を、複数の操作装置のいずれかに設定した設定情報である制御権モードを予め記憶した記憶部を有し、プラント設備の制御を、制御権モードにより制御権の設定された操作装置の制御指令、または制御権が与えられた場合のモバイル端末の制御指令に基づき行い、モバイル端末は、制御権モードにより制御権が設定された操作装置の近傍に当該モバイル端末が位置する場合にのみ、制御権が与えられるので、制御するべきでない場所からモバイル端末がプラント設備を制御することを防ぐことができる。

この発明の実施の形態１による監視制御システムを示すシステム構成図である。 この発明の実施の形態１による監視制御システムの制御権モード記憶イメージを示す図である。 この発明の実施の形態１による監視制御システムの制御権モード位置情報とモバイル端末位置情報を示す図である。 この発明の実施の形態１による監視制御システムのプラントデータ配信サーバ１２の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１による監視制御システムの制御装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２による監視制御システムの制御権モード位置情報とモバイル端末位置情報を示す図である。 この発明の実施の形態２による監視制御システムのプラントデータ配信サーバの動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２による監視制御システムのモバイル端末に表示される機器を制御するための画面を示す図である。 この発明の実施の形態３による監視制御システムの制御権モード位置情報とモバイル端末位置情報を示す図である。 この発明の実施の形態３による監視制御システムのプラントデータ配信サーバの動作を示すフローチャートである。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による監視制御システムを示すシステム構成図である。
図１において、プラント監視制御システムは、プラント１と遠隔地Ａ５と遠隔地Ｂ６とに配置されている。
プラント１の中央監視室３には、中央操作装置１１とプラントデータ配信サーバ１２（データ配信サーバ）が設置されている。プラント１の事務室２には事務室操作装置１０が設置されている。プラント１の現場４には、プラント機器２１と現場操作装置２２が設置されている。遠隔地Ａ５には遠隔地Ａ操作装置２５が設置され、遠隔地Ｂ６には遠隔地Ｂ操作装置２６が設置されている。
これらの操作装置は、後述する制御装置２０を介してプラント機器２１を操作するためのものであり、それぞれ計算機によって構成されている。

事務室操作装置１０、中央操作装置１１及びプラントデータ配信サーバ１２は、プラント制御ネットワーク３１を介して制御装置２０に接続され、遠隔地Ａ操作装置２５と遠隔地Ｂ操作装置２６は、広域ネットワーク３０及びプラント制御ネットワーク３１を介して制御装置２０に接続されている。制御装置２０は、プラント機器２１と現場操作装置２２にも接続されている。

制御装置２０は、複数のプラント機器２１に接続され、各操作装置からの命令を受けてプラント機器２１を制御する。この制御装置２０は、データ記憶部２０ｄを有し、どの場所に設置された操作装置に制御権を与えるかを決定する制御権モードを記憶している。制御権モードは、図２のように、設備単位（設備は一つ以上のプラント機器から構成する）に対して、それぞれ操作できる装置を設定している。図１の構成では、操作装置は、５つの場所に設置され、それに伴い５つの制御権モードを設定しているが、もちろんそれより少なくとも、多くともかまわない。
また、制御装置２０は、プラント制御ネットワーク３１へのデータ送受信を行うデータ送受信部２０ａ、制御装置２０内のデータ処理を行い、データ記憶部２０ｄへのアクセスを行うデータ処理部２０ｂ、プラント機器２１及び現場操作装置２２との間でデータ入出力を行う入出力部２０ｃを持っている。

加えて、プラントデータ配信サーバ１２が、プラント制御ネットワーク３１を介して制御装置２０に接続され、モバイル端末１５にプラントデータを配信、また、モバイル端末１５からのプラント機器２１の制御指令を制御装置２０へ伝送する構成となっている。
このプラントデータ配信サーバ１２は、データ記憶部１２ｄを備え、各制御権モードに対応する操作装置の位置情報と、収集したモバイル端末１５の位置情報を、後述する図３のようにデータ記憶部１２ｄに保存している。
なお、図１ではモバイル端末１５は１台のみ表現しているが、複数台存在してもかまわない。

また、プラントデータ配信サーバ１２は、プラント制御ネットワーク３１へのデータ送受信を行うデータ送受信部１２ｃ、プラントデータ配信サーバ１２内のデータ処理を行い、データ記憶部１２ｄにアクセスするデータ処理部１２ｂ、広域ネットワーク３０を介してデータ配信するデータ配信部１２ａを持っている。

図２は、この発明の実施の形態１による監視制御システムの制御権モード記憶イメージを示す図である。
図２において、縦軸を設備名、横軸をモード名称とする表に制御権モードが設定された様子を示している。○が制御権モードが設定されたモードである。現場モードは、現場操作装置２２に制御権モードが設定されたことを示す。制御権モードは、設備単位（設備は一つ以上のプラント機器から構成する）に対して、それぞれ操作できる操作装置を設定している。
図２の情報は制御装置２０が、データ記憶部２０ｄに格納している。

図３は、この発明の実施の形態１による監視制御システムの制御権モード位置情報とモバイル端末位置情報を示す図である。
図３（ａ）は制御権モードのモード名称ごとに操作端末の位置情報を緯度、経度によって表現したもの、図３（ｂ）はモバイル端末ごとの位置情報を緯度、経度によって表現したものである。
図３（ａ）の各制御権モードに対応する位置情報は、予め設定された情報であり、基本的に対応する操作装置の位置情報となる。例えば、中央モードであれば、中央操作装置１１の位置情報を設定しておく。一方、図３（ｂ）のモバイル端末１５の位置情報は、常時更新される情報である。
この図３の情報は、プラントデータ配信サーバ１２が、データ記憶部１２ｄに格納している。

次に、動作について説明する。
プラントデータ配信サーバ１２は、モバイル端末１５と定期的に通信を行い、モバイル端末１５の位置情報を定期的に収集し、データ記憶部１２ｄに保存している、図３（ｂ）の位置情報を常時更新している。

このとき、モバイル端末１５からプラント機器２１に対する制御指令があった際のプラントデータ配信サーバ１２の動作について、図４のフローチャートを用いて説明する。
モバイル端末１５からプラント機器２１の制御指令を受けたデータ配信部１２ａは、制御指令をデータ処理部１２ｂに渡す（ｓｔｅｐ１１）。
データ処理部１２ｂは、データ記憶部１２ｄから、格納されているモバイル端末１５の位置情報と、各制御権モードに関連付けられた位置情報を取り出す（ｓｔｅｐ１２）。次いで、データ処理部１２ｂは、モバイル端末１５の位置情報と各制御権モードの位置情報との距離を計算する（ｓｔｅｐ１３）。もし、モバイル端末１５がいずれかの制御権モードの位置情報と一定の距離内であれば（ｓｔｅｐ１４）、データ処理部１２ｂは、その制御権モードの情報を付与して、制御指令をデータ送受信部１２ｃに送る（ｓｔｅｐ１５）。
データ送受信部１２ｃは、制御指令をプラント制御ネットワーク３１経由で、制御装置２０に送信する（ｓｔｅｐ１６）。

ｓｔｅｐ１４において、もしモバイル端末１５がどの制御権モードの位置情報とも一定距離内にない場合は、データ処理部１２ｂは、モバイル端末１５に制御権が無いことを伝える。そして、モバイル端末１５では制御権が無いことを表示する。

次に、プラントデータ配信サーバ１２から制御装置２０にモバイル端末１５からの制御指令を送信した場合の制御装置２０の動作について、図５のフローチャートを用いて説明する。
プラントデータ配信サーバ１２から、制御指令を受けたデータ送受信部２０ａは、制御権モードの情報を含む制御指令をデータ処理部２０ｂに渡す（ｓｔｅｐ２１）。データ処理部２０ｂは、データ記憶部２０ｄから現在の制御権モードを取り出す（ｓｔｅｐ２２）。データ処理部２０ｂは、取り出した制御権モードと、制御指令に含まれる制御権モードを比較する（ｓｔｅｐ２３）。制御権モードが一致した場合（ｓｔｅｐ２４）は、データ処理部２０ｂは、プラント機器２１への制御指令を入出力部２０ｃに送る（ｓｔｅｐ２５）。入出力部２０ｃは、受け取った制御指令に基づいてプラント機器２１を制御する。

もし、Ｓｔｅｐ２４において比較した制御権モードが一致しない場合、データ処理部２０ｂは、制御指令を破棄し、プラントデータ配信サーバ１２に制御権が無いことを通知し、プラントデータ配信サーバ１２は、モバイル端末１５に制御権が無いことを通知する。
そして、モバイル端末１５では制御権が無いことを表示する。

なお、上述の説明では、図３のように、制御権モードの位置情報をプラントデータ配信サーバ１２に持たせているが、この制御権モードの位置情報は制御装置２０に持たせる構成でもよく、この場合には、プラントデータ配信サーバ１２から、モバイル端末１５の制御指令とともにモバイル端末１５の位置情報が制御装置２０に送られ、制御装置２０がモバイル端末１５の位置が制御権モードの位置の近傍にあるかどうかを判断する。

実施の形態１によれば、モバイル端末１５の制御権を制御権モードとモバイル端末１５の位置情報に基づいてコントロールすることができ、制御をするべきでない場所からモバイル端末１５がプラント機器２１を制御することを防ぐことができる。

実施の形態２．
実施の形態１の構成に加えて、実施の形態２では、モバイル端末１５が制御権を得たタイミングで、モバイル端末１５に制御画面を自動的に表示する方法について述べる。
図６は、この発明の実施の形態２による監視制御システムの制御権モード位置情報とモバイル端末位置情報を示す図である。
図６（ａ）は制御権モードの位置情報を緯度、経度によって表現したもの、図６（ｂ）はモバイル端末ごとの位置情報を緯度、経度によって表現したものである。図６の表は、プラントデータ配信サーバ１２のデータ記憶部１２ｄが保存する位置情報の表であり、実施の形態１での位置情報に加えて、各制御モードに対しモバイル端末１５が制御権を得た場合に自動表示を行うかどうかの設定を追加している。図６の場合では、現場モードにてモバイル端末１５が制御権を得た場合、つまり、プラント機器２１の近くで制御権を得た場合のみ、モバイル端末１５に制御画面を自動的に表示するように設定している。
実施の形態２では、制御画面自動表示有（図中○）の場合のみモバイル端末１５に制御権が与えられるようになっている。

図８は、この発明の実施の形態２による監視制御システムのモバイル端末に表示される機器を制御するための画面を示す図である。
図８において、制御権を得たことを通知されたモバイル端末１５は、自端末の画面に、機器を制御するための画面、もしくはウィンドウを自動的に表示し、オペレータに制御権を得たことを通知する。

次に、モバイル端末１５が制御権を得る際のプラントデータ配信サーバ１２の動作について、図７のフローチャートを用いて説明する。
データ処理部１２ｂは、モバイル端末１５から位置情報を収集し、データ記憶部１２ｄに格納した位置情報を更新する（ｓｔｅｐ１１１）。データ処理部１２ｂは、制御装置２０から現在の制御権モードを取得する（ｓｔｅｐ１１２）。
もし、データ記憶部１２ｄに格納されている図６（ａ）の表において、現在の制御権モードに自動表示が有（図中○）に設定されていれば（ｓｔｅｐ１１３）、データ処理部１２ｂは、モバイル端末１５の位置情報と現在の制御モードに関連付けられた位置情報との距離を計算する（ｓｔｅｐ１１４）。自動表示が有に設定されていなければ、ｓｔｅｐ１１１に戻る。

次に、モバイル端末１５が現在の制御権モードに関連付けられた位置情報と一定の距離内であれば（ｓｔｅｐ１１５）、データ処理部１２ｂは、データ配信部１２ａにモバイル端末１５が制御権を得たことを通知する（ｓｔｅｐ１１６）。データ配信部１２ａは、モバイル端末１５に制御権を得たことを通知する（ｓｔｅｐ１１７）。
モバイル端末１５が現在の制御権モードに関連付けられた位置情報と一定の距離内でなければ（ｓｔｅｐ１１５）、ｓｔｅｐ１１１に戻る。

制御権を得たことを通知されたモバイル端末１５は、図８のように、機器を制御するための画面、もしくはウィンドウを自動的に表示し、オペレータに制御権を得たことを通知する。

実施の形態２によれば、オペレータは現場等に近づくだけで制御用の画面、もしくは、ウィンドウが表示され、効率よくモバイル端末１５から監視制御を行うことができる。

実施の形態３．
実施の形態２の構成に加えて、実施の形態３では、モバイル端末１５が制御権を得ている状態で、その場所から離れた際に、制御権を持ったまま離れたことを注意喚起通知する方法について述べる。
図９は、この発明の実施の形態３による監視制御システムの制御権モード位置情報とモバイル端末位置情報を示す図である。
図９（ａ）は制御権モードの位置情報を緯度、経度によって表現したもので、モバイル端末が制御権を得た場合に制御画面を自動表示するかどうかが設定されている。図９（ｂ）はモバイル端末ごとの位置情報を緯度、経度によって表現したものである。
図９の表は、プラントデータ配信サーバ１２のデータ記憶部１２ｄが保存する位置情報の表であり、実施の形態２での情報に加えて、各制御権モードに対して、モバイル端末１５が制御権を得ている状態で、その場所を離れようとした際に注意喚起通知を行うかどうかの設定項目を追加している。

次に、モバイル端末１５が制御権を失う際のプラントデータ配信サーバ１２の動作について、図１０のフローチャートを用いて説明する。
データ処理部１２ｂは、モバイル端末１５から位置情報を収集し、データ記憶部１２ｄに格納した位置情報を更新する（ｓｔｅｐ２１１）。次いで、データ処理部１２ｂは、制御装置２０から現在の制御権モードを取得する（ｓｔｅｐ２１２）。
もし、データ記憶部１２ｄに格納されている図９の表において、現在の制御権モードに注意喚起通知が有（図中○）に設定されていれば（ｓｔｅｐ２１３）、データ処理部１２ｂは、モバイル端末１５の位置情報と現在の制御モードに関連付けられた位置情報との距離を計算する（ｓｔｅｐ２１４）。注意喚起通知が有に設定されていなければ、ｓｔｅｐ２１１に戻る。

次に、モバイル端末１５が現在の制御権モードに関連付けられた位置情報と一定の距離外であれば（ｓｔｅｐ２１５）、データ処理部１２ｂは、データ配信部１２ａにモバイル端末１５が制御権を失ったことを通知する（ｓｔｅｐ２１６）。そして、データ配信部１２ａは、モバイル端末１５に制御権を失ったことを通知する（ｓｔｅｐ２１７）。
モバイル端末１５が、現在の制御権モードに関連付けられた位置情報と一定の距離内であれば（ｓｔｅｐ２１５）、ｓｔｅｐ２１１に戻る。

制御権を失ったことを通知されたモバイル端末１５は、画面に制御権を失ったことを通知する表示をし、オペレータに制御権を失ったことを通知する。

実施の形態３によれば、モバイル端末１５が制御権を得ている状態で、その場から離れた際に、制御権を持ったまま離れたことを、オペレータに通知することができる。
一般的なプラントにおいて、制御権の切り替えを行うのは、現場側としていることが多い。そのため、現場にて操作した後に制御権を現場に残したまま、中央監視室等に戻ってしまうと、気づいた際に再度現場に出向いて制御権を戻す必要がある。そのようなことの無いように注意喚起通知することが可能となる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ プラント、２ 事務室、３ 中央監視室、４ 現場、５ 遠隔地Ａ、６ 遠隔地Ｂ、１０ 事務室操作装置、１１ 中央操作装置、１２ プラントデータ配信サーバ、１２ａ データ配信部、１２ｂ データ処理部、１２ｃ データ送受信部、１２ｄ データ記憶部、１５ モバイル端末、２０ 制御装置、２０ａ データ送受信部、２０ｂ データ処理部、２０ｃ 入出力部、２０ｄ データ記憶部、２１ プラント機器、２２ 現場操作装置、２５ 遠隔地Ａ操作装置、２６ 遠隔地Ｂ操作装置、３０ 広域ネットワーク、３１ プラント制御ネットワーク。

Claims (3)

1. 複数の場所に設置され、それぞれプラント設備を操作する制御指令を発行する複数の操作装置、
   持ち運び可能に構成され、上記プラント設備を操作する制御指令を発行するモバイル端末、
   このモバイル端末と通信可能に構成され、上記モバイル端末から当該モバイル端末の位置情報及び当該モバイル端末の発行する制御指令を取得するデータ配信サーバ、
   及びこのデータ配信サーバと通信可能に構成され、上記操作装置の制御指令または上記データ配信サーバから取得する上記モバイル端末の制御指令に基づき、上記プラント設備を制御する制御装置を備え、
   上記制御装置は、上記プラント設備ごとに当該プラント設備を制御するための制御権を、上記複数の操作装置のいずれかに設定した設定情報である制御権モードを予め記憶した記憶部を有し、
   上記プラント設備の制御を、上記制御権モードにより上記制御権の設定された操作装置の制御指令、または上記制御権が与えられた場合のモバイル端末の制御指令に基づき行い、
   上記モバイル端末は、上記制御権モードにより上記制御権が設定された上記操作装置の近傍に当該モバイル端末が位置する場合にのみ、上記制御権が与えられることを特徴とする監視制御システム。
2. 上記制御権が与えられた上記モバイル端末には、上記プラント設備の操作画面が自動的に表示されることを特徴とする請求項１記載の監視制御システム。
3. 上記制御権が与えられた上記モバイル端末が、上記制御権が設定された上記操作装置の近傍から離れた場合には、当該モバイル端末に、注意喚起のための表示が行われることを特徴とする請求項１または請求項２記載の監視制御システム。

Images