JP6185354B2 - 画像データ生成方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の情報を対応づけた画像を表示するための画像データを合成するクライアント及び画像データ生成方法に関する。

従来、プラント等から得られるデータを用いて所定の演算を行い、演算結果の蓄積処理やその定型フォーマット出力処理などを行うプラントデータ演算蓄積処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献２に記載のプラントデータ演算蓄積処理装置は、演算式テーブルを編集する演算式テーブル編集部と、編集された演算式テーブルにより演算結果テーブルを初期化する演算結果テーブル初期化部と、編集された演算式テーブルと初期化された演算結果テーブルとを送信するテーブル送信部とを有するエンジニアリングツールと、エンジニアリングツールにより送られた演算式テーブルおよび演算結果テーブルを保存する新テーブル保存部と、現時点で運用されている演算式テーブルおよび演算結果テーブルを保存する現テーブル保存部と、新テーブル保存部の演算式テーブルと現テーブル保存部の演算式テーブルとを比較して修正された演算式を検出する修正演算式検出部と、検出された修正された演算式に対応する現テーブル保存部の演算結果テーブルの部分のみを、新テーブル保存部に保存された演算結果テーブルで置き換える演算結果テーブル更新部と、現テーブル保存部の演算式テーブルを新テーブル保存部の演算式テーブルで置き換える演算式テーブル更新部とを有するプラントデータ演算蓄積サーバとを具備することを特徴としている。

特開平１０−３２００３８号公報 特開２００７−３４５１６号公報

しかしながら、上記特許文献１及び２に記載されたプラントデータ演算蓄積処理装置においては、プラント等から得られるデータを用いて所定の演算を行い、蓄積した後、演算式の誤りや不正な入力信号等による問題が生じた場合、その問題の解析作業には多大な労力が必要であり、原因の究明には多大な時間がかかる。

本発明のいくつかの態様は、このような課題に鑑みてなされたものであり、演算式の誤りや不正な入力信号等による問題の解析作業が容易となり、原因の究明を短時間で行うことができる、クライアント及び画像データ生成方法を提供することにある。

また、本発明に係る画像データ生成方法は、測定機器の情報を演算処理が実行できる形式に変更して測定値と当該測定値を用いて実行する演算処理とを対応づけた第１の情報と、前記演算処理と前記演算処理の演算結果とを対応づけた第２の情報と、を生成するステップと、前記第１の情報及び前記第２の情報を対応づけた画像データを生成するステップと、を備える画像データ生成方法であって、前記画像データを生成するステップは、任意の演算処理の演算結果にかかる処理データ格納タグ名を指定するステップと、前記第２の情報から、前記処理データ格納タグ名に対応づけられた、前記演算処理にかかる演算処理名を取得するステップと、前記第１の情報から、前記取得された演算処理名に対応づけられた、前記測定機器の測定値にかかるタグ名を取得するステップと、前記処理データ格納タグ名、前記演算処理名、及び前記タグ名を、引用関係及び被引用関係を示すように対応づけた画像データを生成するステップと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、測定機器の測定結果とこの測定結果を用いて実行する演算処理とを対応づけたデータ及び演算処理とこの演算処理の演算結果とを対応づけたデータとを対応づけた画像を表示することにより、演算処理で用いられた測定結果と演算処理で得られた演算結果との関係が可視化でき、また、演算式の誤りや不正な入力信号等による問題の発生状況も可視化できる。よって、問題の解析作業が容易となり、原因の究明を短時間で行うことができる。

本発明の第１の実施形態に係るシステムの全体構成を示す図である。 図１に示したクライアントコンピュータ、サーバコンピュータ、及び、制御システムＧＷの各々が有する主な構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る測定機器の測定結果を時系列に並べた時系列データを示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るクライアントコンピュータ及びサーバコンピュータの処理内容を示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る測定機器の測定値とその測定値を用いて実行する演算処理とを対応づけたデータを示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る演算処理と演算処理の演算結果とを対応づけたデータを示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像データの表示のフローを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る画像データの画像表示を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

[第１の実施形態]
まず、図１を参照して本発明の実施形態に係るシステムの全体構成を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るシステムの全体構成を示す図である。

図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係るシステムは、クライアントコンピュータ１と、サーバコンピュータ２と、制御システムＧＷ（ゲートウェイ）３と、制御装置マンマシン４と、制御装置５と、流量計６と、圧力計７と、電力計８と、を備える。

流量計６、圧力計７、及び、電力計８は、プラント内に配置される測定機器である。このような測定機器とともに、例えば、ＨＡＲＴ（Highway Addressable Remote Transducer）通信機能を搭載する機器や、ファウンデーションフィールドバス（Foundation（登録商標） Fieldbus ; ＦＦ）技術に対応する機器を用いることもできる。

流量計６、圧力計７、及び、電力計８は測定処理を行う。流量計６は、水などの流体の流量を測定し、圧力計７は、水などの流体の流れの圧力を測定し、電力計８は、プラント・事業所内の所定の処理を行なう機器の電力等を測定する。例えば、事業所内の事務棟において、電力エネルギー変換処理等が行われた際には、事務棟の各階に配置された電力計８は、電力エネルギー変換処理等の処理結果、すわなち、電力エネルギー変換処理等の処理の際に発生する電力を測定する。

ここでは、例示的に、流量計６、圧力計７、及び、電力計８を挙げているが、温度等を検出する各種センサ機器、流量制御弁や圧力制御弁等の各種バルブを制御するバルブポジショナ、ポンプやファン等を動作させる各種アクチュエータ等でもよい。

制御装置５は、流量計６、圧力計７、及び、電力計８と各種信号線を介して接続されており、測定機器の測定結果、すなわち、流体の流量、流体の流れの圧力、プラント・事業所内の所定の処理を行う機器の電力（測定値）を取得する。さらに、測定機器を識別するための情報、測定処理の処理を識別するための情報をも取得する。

制御装置マンマシン４は、制御システムネットワーク１０を介して、制御システムＧＷ３や制御装置５と接続されており、プラントを管理する管理者と本発明の実施形態に係るシステムを構成する各種装置とのインターフェイスの役割を担う。

サーバコンピュータ２は、制御システムＧＷ３を通じて、制御システムネットワーク１０に接続することができ、所定の周期で、又は、任意のタイミングで、測定機器の測定結果、測定機器を識別するための情報、測定処理の処理を識別するための情報等の情報（測定機器の情報）を収集する。そして、後で詳述するが、サーバコンピュータ２は、測定機器の情報を用いて演算処理を実行し、演算処理により生成された各種データを格納する。

クライアントコンピュータ１は、サーバコンピュータ２と上位システムネットワーク９を介して接続されている。そして、後で詳述するが、クライアントコンピュータ１は、サーバコンピュータ２が送信するサーバコンピュータ２により生成された各種データから、画像を表示するための画像データ生成し、画像を表示する。

図２は、図１に示したクライアントコンピュータ１、サーバコンピュータ２、及び、制御システムＧＷ３の各々が有する主な構成を示すブロック図である。

図２に示すように、クライアントコンピュータ１は、データ画像表示部１１及びコンフィグレーション画面表示部１２を備えている。また、サーバコンピュータ２は、機能的に、情報収集部２１、ファイルアクセス部２２、時系列データファイル２３、演算部２４、クライアント通信２５、及び、定義データベース２６を備えている。

まず、図２に示すように、サーバコンピュータ２の情報収集部２１は、制御システムＧＷ３を通じて、流量計６、圧力計７、及び、電力計８（測定機器）の情報を収集するための収集時間が来るのを待つ。なお、測定機器の情報の収集は、定期的に行われ、時単位、日単位のほか、秒単位、分単位、週単位、月単位、年単位でもよい。また、収集時間に関係なく、任意のタイミングで測定機器の情報を収集するように構成されていてもよい。

次に、サーバコンピュータ２の情報収集部２１は、収集時間又は任意のタイミングで、制御システムＧＷ３を通じて、測定機器の情報を収集する。

次に、サーバコンピュータ２の情報収集部２１は、収集された流量計６、圧力計７、及び、電力計８の測定機器の情報を、ファイルアクセス部２２に出力する。

次に、ファイルアクセス部２２は、情報収集部２１により出力された、流量計６、圧力計７、及び、電力計８の測定機器の情報を受け取る。そして、情報収集部２１及び／又はファイルアクセス部２２は測定機器の情報が時系列に格納される時系列データファイル２３に出力し、測定機器の情報を時系列データファイル２３に格納する。なお、情報収集部２１とファイルアクセス部２２とが協働して、測定機器の情報を時系列データファイル２３に格納してもよい。

具体的には、情報収集部２１により収集された測定機器の情報のうち、特に測定値は、図３に示すように、測定値と測定時間が対応するように、時系列に保持されており、例えば、日時２０１０／０１／０１ １２：００：００に対応する値は“１３４０”となっている。つまり、測定機器が日時２０１０／０１／０１ １２：００：００に測定した際の測定値が“１３４０”であることを示している。なお、図３では、時系列データが６つ表示されているが、これは一例を挙げたに過ぎず、実際には、情報収集部２１により膨大な量の測定機器の情報が収集され、情報収集部２１及び／又はファイルアクセス部２２は測定機器の情報を時系列データファイル２３に出力し、時系列データファイル２３に格納する。

また、サーバコンピュータ２の情報収集部２１が収集した測定機器の情報は、管理を容易にするため、時系列データファイル２３に、タグ付け（対応付け）されて格納されている。

次に、図２に示すように、サーバコンピュータ２の演算部２４は、ファイルアクセス部２２を介して、時系列データファイル２３にアクセスすることで、時系列データファイル２３に格納されている測定機器の情報を取得し、演算を実行する。そして、演算部２４は、演算後の演算結果をクライアント通信処理部２５に出力し、又は、再度ファイルアクセス部２２を介して、時系列データファイル２３に出力する。そして、演算結果が時系列データファイル２３に格納される際には、上記で説明したように、演算結果がその演算処理と対応づけられて格納される。

次に、図２に示すように、サーバコンピュータ２のクライアント通信部２５は、演算部２４が演算した各種データを受け取る。また、ファイルアクセス部２２を介して、時系列データファイル２３に格納された各種データを取得する。そして、クライアント通信部２５は、演算部２４が生成した各種データを、クライアントコンピュータ１に送信する。また、クライアント通信部２５は、時系列データファイル２３に格納された各種データをクライアントコンピュータ１に送信する。

次に、図２に示すように、クライアントコンピュータ１のデータ画像表示部１１は、サーバコンピュータ２のクライアント通信部２５が送信した、演算部２４が演算した各種データを受信する。そして、後で詳述するが、クライアントコンピュータ１は、受信した各種データから、各種データを対応付けたデータを生成し、生成された各種データを対応付けたデータから画像データを生成する。そして、データ画像表示部１１はその画像データから生成した画像を表示する。

また、図２に示すように、クライアントコンピュータ１のコンフィグレーション画面表示部１２は、本実施形態に係るシステムが備える各種装置、機器、又は処理部の動作定義を設定するためのコンフィグレーション画面を表示する。

プラント・事業所等の管理者（ユーザ）は、このコンフィグレーション画面上で、本システムが備える各処理部の動作定義を設定する。例えば、ユーザは、コンフィグレーション画面表示部１２のコンフィグレーション画面では、サーバコンピュータ２の情報収集部２１が実行する測定機器の情報の収集処理の処理内容の設定を行う。また、演算部２４が実行する演算処理の処理内容を設定する。さらにまた、クライアント通信部２５が実行する各種情報及び画像データの受信、出力の処理の処理内容の設定を行う。

なお、クライアントコンピュータ１が実行する、各種データを対応付けたデータの生成処理の処理内容、画像データ生成処理の処理内容の設定を行ってもよい。

そして、コンフィグレーション画面表示部１２は、設定された動作定義に関する情報を、サーバコンピュータ２の定義データベース２６に送信する。定義データベース２６は、送信された動作定義に関する情報を受信し、格納する。

なお、ユーザは、クライアントコンピュータ１のコンフィグレーション画面表示部１２のコンフィグレーション画面において、サーバコンピュータ２の定義データベース２６に格納されている動作定義を再度設定又は再度定義し直すこともできる。また、図２に示すように、本実施形態では、定義データベース２６は、サーバコンピュータ２が備えているが、クライアントコンピュータ１が備えていてもよい。

図４は、本発明の第１の実施形態に係るクライアントコンピュータ１及びサーバコンピュータ２の処理内容を示した図である。

図２及び図４に示すように、クライアントコンピュータ１は、まず、演算式３１を入力する。次に、クライアントコンピュータ１のコンフィグレーションツール３２（図２には不図示）において、コンパイル処理３３を行う。具体的には、コンパイル処理３３では、サーバコンピュータ２の情報収集部２１が収集した測定機器の情報を所定のプログラム言語を用いて演算処理を行う場合、測定機器の情報をＬＲ（Left-to-right scanning right most derivation）法などによる構文解析法を用いて構文解析し、演算処理を実行できる形式に変更にする。

そして、クライアントコンピュータ１のコンフィグレーションツール３２において、コンパイル処理３３が行われた情報がサーバコンピュータ２の定義データベース２６にタグ付けされて格納される。具体的には、クライアントコンピュータ１のコンフィグレーションツール３２は、サーバコンピュータ２の情報収集部２１が収集した測定機器の情報のうち、測定値とその測定値を用いて実行する演算処理とを対応づけたデータ（第１の情報）（図４に示す処理使用タグ３４）を生成し、定義データベース２６に格納する。また、コンフィグレーションツール３２は、サーバコンピュータ２の演算部２４の演算処理と演算処理の演算結果とを対応づけたデータ（第２の情報）（図４に示す処理格納タグ３５）を生成し、定義データベース２６に格納する。また、演算部２４が演算処理を行う際に用いるデータは、時系列データファイル２３に格納されているデータである。なお、コンフィグレーションツール３２によって、生成された第１の情報、第２の情報、及びその他の情報は、引用、被引用関係を有している。

さらに、クライアントコンピュータ１のコンフィグレーションツール３２において、実行コード３６の作成が行われる。サーバコンピュータ２は、この実行コード３６を定期的又は任意のタイミングで実行する。サーバコンピュータ２が実行する演算処理３７の演算結果は、ファイルアクセス処理３８が行われ、時系列データファイル２３に格納される。なお、実行コード３６は、クライアントコンピュータ１に備えられていてもよいし、サーバコンピュータ２に備えられていてもよい。

図５は、本発明の第１の実施形態に係る測定機器の測定値とその測定値を用いて実行する演算処理とを対応づけたデータを示した図である。

図５に示すように、サーバコンピュータ２の演算部２４が、事務棟１Ｆに配置された外電力計の測定値とその測定値を用いて事務棟１Ｆ合計処理を実行した場合は、クライアントコンピュータ１のコンフィグレーションツール３２は、事務棟１Ｆに配置された外電力計の測定値とその測定値を用いて実行された事務棟１Ｆの電力の合計処理が対応づけられ、事務棟１Ｆに配置された外電力計の名称と事務棟１Ｆの電力の合計処理の名称とを対応づけたデータ（図５に示すＲ１）を生成する。

また、図示はしていないが、電力エネルギー変換処理を実行する機器が、事務棟１Ｆの電力計で測定された電力とその電力を用いて事務棟電力エネルギー変換処理を実行した場合は、クライアントコンピュータ１のコンフィグレーションツール３２は、事務棟電力エネルギー変換処理に使用した事務棟１Ｆの電力計で測定された電力と事務棟電力エネルギー変換処理の名称が対応づけられたデータ（図５に示すＲ３）を生成する。

さらに、図示はしていないが、ボイラーエネルギー変換処理を実行する機器が、ボイラーエネルギー変換処理を実行し、演算部２４が、ボイラーエネルギー変換処理により得られた処理結果とその処理結果を用いて月次計算処理を実行した場合は、クライアントコンピュータ１のコンフィグレーションツール３２は、ボイラーエネルギー変換処理の名称と月次計算処理の名称とを対応づけたデータ（図５に示すＲ７）を生成する。なお、図５に示すＲ１、Ｒ３、及びＲ７以外のデータについても同様に生成される。

図６は、本発明の第１の実施形態に係る演算処理と演算処理の演算結果とを対応づけたデータを示した図である。

演算部２４が、事務棟１Ｆの電力の合計を求める演算処理を実行する場合、事務棟１Ｆの電力の合計が得られる。この場合、クライアントコンピュータ１のコンフィグレーションツール３２は、図６に示すように、事務棟１Ｆの電力の合計演算処理の名称とこの処理によって得られた演算結果の名称が対応づけられたデータ（図６に示すＲ１０）を生成する。なお、図６に示すＲ１１及びＲ１２のデータについても同様に生成される。

図７は、本発明の第１の実施形態に係る画像データの表示のフローを示すフローチャートである。また、図８は、本発明の第１の実施形態に係る画像データの画像表示を示す図である。

ユーザが、図６に示す「Ａ事業所月次エネルギー」がどのような演算処理、演算結果、測定機器の情報を使用して得られたのかを把握したい場合、まず、クライアントコンピュータ１は、図６に示すデータ格納タグに格納されている格納タグ名「Ａ事業所月次エネルギー」を検索し、図２に示すクライアントコンピュータ１のデータ画像表示部１１で表示する（図７に示すＳ１）。

次に、クライアントコンピュータ１は、図６に示す「Ａ事業所月次エネルギー」を得るために実行した演算処理の処理で使用しているタグ（図６に示す「月次計算処理」）を表示する（図７に示すＳ２）。その結果、図８に示すように図６のＲ１２の関係がデータ画像表示部１１に表示される。

次に、クライアントコンピュータ１は、使用しているタグに格納しているタグ名／処理名はあるか否かを判定する（図７に示すＳ３）。

クライアントコンピュータ１は、使用しているタグに格納しているタグ名／処理名がある場合は、使用しているタグに対して処理の再帰呼び出しを行う（図７に示すＳ４）。具体的には、図５に示す関係Ｒ６及びＲ７に示すように、「月次計算処理」で使用されるタグ名／処理名（「ボイラーエネルギー変換処理」及び「事務棟エネルギー」）を呼び出す。そして、呼び出したタグ名／処理名を表示する。その結果、図８に示すようにＲ１２の関係に続く、Ｒ６及びＲ７の関係がデータ画像表示部１１に表示される。

次に、使用しているタグに格納しているタグ名／処理名がない場合、又は、図７に示すＳ４が実行された場合、クライアントコンピュータ１は、処理で使用しているタグが他にあるか否かを判定する（図７に示すＳ５）。処理で使用しているタグが他にある場合は、図７に示すＳ２に戻り、処理を続ける。また、処理で使用しているタグが他にない場合は、処理を終了する。

具体的には、上記で示した図５の「ボイラーエネルギー変換処理」で使用しているタグは、図５の「Ｎｏ１燃料流量」及び「Ｎｏ２燃料流量」のタグである。そして、クライアントコンピュータ１は、図５の「ボイラーエネルギー変換処理」と「Ｎｏ１燃料流量」及び「ボイラーエネルギー変換処理」「Ｎｏ２燃料流量」の関係Ｒ８及びＲ９を、図８に示すようにデータ画像表示部１１に表示する。

また、図６に示すように、「事務棟エネルギー」を得るために実行した処理は「事務棟電力エネルギー変換処理」であり、その関係は、Ｒ１１で示される。そして、クライアントコンピュータ１は、そのＲ１１の関係を図８に示すように、データ画像表示部１１に表示する。

さらに、上記で説明した処理を続けると図８に示すように、クライアントコンピュータ１は、測定機器の測定結果とその測定結果を用いて実行する演算処理との関係、演算処理とその演算処理の演算結果との関係、及び、それらの関係の引用、被引用関係を示す階層状の画像をデータ画像表示部１１に表示する。

なお、上記で説明したように、クライアントコンピュータ１が生成した画像データを画像として表示する際、図２に示すデータ画像表示部１１で表示してもよいし、コンフィグレーション画面表示部１２で表示してもよい。

このように、演算処理で用いられた測定結果と演算処理で得られた演算結果との関係等が可視化でき、また、演算式の誤りや不正な入力信号等による問題の発生状況も可視化できる。よって、問題の解析作業が容易となり、原因の究明を短時間で行うことができる。

[他の実施形態]
また、例えば、クライアントコンピュータ１は、図８に示すＲ１の関係の「１Ｆ外電力計」を階層構造の頂点に設定するような画像に変更することもできる（不図示）。これにより、ある入力値に問題がある場合であっても、どの演算結果に影響を及ぼしているのかをより把握することが容易となる。

なお、上記のような画像の変更に限られず、クライアントコンピュータ１は、図８に示すＲ５の関係の「３Ｆ電力計」を階層構造の頂点に設定するような画像に変更してもよい（不図示）。また、図８に示すＲ８の関係の「Ｎｏ１ボイラ燃料流量」を階層構造の頂点に設定するような画像に変更してもよい（不図示）。

さらに、クライアントコンピュータ１は、図８に示す階層構造の途中にある、例えば、Ｒ１１の関係の「事務棟電力エネルギー変換処理」を頂点とする画像に変更してもよい。その場合は、「事務棟電力エネルギー変換処理」より上位及び／又下位の部分を非表示にさせてもよい。このようにすることで、階層構造のうち、ユーザが所望する部分のみの解析作業が容易となり、原因の究明を短時間で行うことができる。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各実施形態が備える各要素およびその配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１：クライアントコンピュータ
２：サーバコンピュータ
５：制御装置
１１：データ画像表示部
１２：コンフィグレーション画面表示部
２１：情報収集部
２２：ファイルアクセス部
２３：時系列データファイル
２４：演算部
２６：定義データベース

Claims (1)

1. 測定機器の情報を演算処理が実行できる形式に変更して測定値と当該測定値を用いて実行する演算処理とを対応づけた第１の情報と、前記演算処理と前記演算処理の演算結果とを対応づけた第２の情報と、を生成するステップと、
   前記第１の情報及び前記第２の情報を対応づけた画像データを生成するステップと、
   を備える画像データ生成方法であって、
   前記画像データを生成するステップは、
   任意の演算処理の演算結果にかかる処理データ格納タグ名を指定するステップと、
   前記第２の情報から、前記処理データ格納タグ名に対応づけられた、前記演算処理にかかる演算処理名を取得するステップと、
   前記第１の情報から、前記取得された演算処理名に対応づけられた、前記測定機器の測定値にかかるタグ名を取得するステップと、
   前記処理データ格納タグ名、前記演算処理名、及び前記タグ名を、引用関係及び被引用関係を示すように対応づけた画像データを生成するステップと、を備えることを特徴とする、
   画像データ生成方法。

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