JP6376891B2

JP6376891B2 - プラント監視システム、プラント監視装置、およびプラント監視方法

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Publication number: JP6376891B2
Application number: JP2014165372A
Authority: JP
Inventors: 和成南里; 規博田中
Original assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2014-08-15
Filing date: 2014-08-15
Publication date: 2018-08-22
Anticipated expiration: 2034-08-15
Also published as: JP2016042247A

Description

本発明の一形態は、プラント監視システム、プラント監視装置、およびプラント監視方法に関するものである。

従来、プラント内の各種機器を無線回線経由で携帯端末から操作する、またはプラントの状態を無線回線経由の携帯端末を用いて監視するといった装置が知られている。例えば、下記の特許文献１には、オペレータの監視・操作・調整等のマンマシン処理を行うための操作プログラムを携帯端末に内蔵させ、且つ各種現場計測器および現場操作端からの入力信号に基づきデータベース処理、演算処理、および制御装置管理処理等を行なうプログラムをサーバまたはホストコンピュータに内蔵させた装置が開示されている。

特開平１１−２０２９３１号公報

ところで、現場の各種機器はプラント内の複雑な環境の中で動作しているので、当該各種機器を無線回線経由で携帯端末から操作する場合には、操作作業における安全性または正確性を高めることに対するニーズがある。

そこで、本発明は上記に鑑みてなされたもので、現場の各種機器を無線回線経由で携帯端末から操作する場合の作業安全性または正確性を高めることを可能にするプラント監視システム、プラント監視装置、およびプラント監視方法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、本発明のプラント監視システムは、プラント内に配置された操作対象機器と、前記操作対象機器を無線通信により操作するための携帯端末と、前記操作対象機器を操作するための所定のエリアに関する情報を格納するエリア情報格納部と、前記携帯端末の位置を特定する携帯端末位置特定部と、前記所定のエリア内に前記携帯端末が位置している場合に、前記携帯端末より前記操作対象機器を操作できるように制御する制御部と、を備える。

また、本発明のプラント監視装置は、プラント内に配置された操作対象機器と、前記操作対象機器を無線通信により操作するための携帯端末と、を備えるプラント監視システムにおけるプラント監視装置であって、前記操作対象機器を操作するための所定のエリアに関する情報を格納するエリア情報格納部と、前記携帯端末の位置を特定する携帯端末位置特定部と、前記所定のエリア内に前記携帯端末が位置している場合に、前記携帯端末より前記操作対象機器を操作できるように制御する制御部と、を備える。

また、本発明のプラント監視方法は、プラント内に配置された操作対象機器と、前記操作対象機器を無線通信により操作するための携帯端末と、を備えるプラント監視システムにおけるプラント監視方法であって、エリア情報格納部に、前記操作対象機器を操作するための所定のエリアに関する情報が格納されており、携帯端末位置特定部が、前記携帯端末の位置を特定する携帯端末位置特定ステップと、制御部が、前記所定のエリア内に前記携帯端末が位置している場合に、前記携帯端末より前記操作対象機器を操作できるように制御する制御ステップと、を備える。

このような本発明のプラント監視システム、プラント監視装置、およびプラント監視方法によれば、操作対象機器を操作するための所定のエリアに関する情報がエリア情報格納部に格納され、携帯端末位置特定部が特定した携帯端末の位置が上記所定のエリア内であることを条件として、制御部は、当該携帯端末より操作対象機器を操作できるように制御する。このように、携帯端末の存在位置を特定してから当該携帯端末からの操作可否を制御することにより、現場の各種機器を無線回線経由で携帯端末から操作する場合の作業安全性または正確性を高めることができる。

ここで、「所定のエリア」は、例えば、携帯端末より操作対象機器を安全を確保しながら正常に操作するためのエリアであり、所定のエリアを表す情報は操作対象機器毎に予めエリア情報格納部に格納されていても良い。この所定のエリアの例としては、例えば、仮に現場操作盤が存在するとしたら、当該現場操作盤が設置されたであろうエリア（以下、「操作盤設置エリア」という。）が挙げられる。そして、例えば、操作盤設置エリア内に携帯端末が位置している場合のみに、携帯端末より操作対象機器を操作できるように制御することができる。この場合にオペレータは現場操作盤の位置に存在しながら携帯端末を用いて操作対象機器を操作することになり、現場操作盤を用いて操作対象機器を操作する場合と同じ条件で、現場操作盤の代わりに携帯端末を用いて操作対象機器を操作することになる。従って、現場操作盤を用いる場合と同じ作業安全性または正確性を保ちながら、現場操作盤の代わりに携帯端末を現場操作のための手段として使うことが可能となる。その結果、現場操作盤を除去することができ、この場合には、現場操作盤の設置および維持にかかるコストを節約することができる。

所定のエリアの別の例として、例えば、作業安全性または正確性を保つことができる操作対象機器から所定半径以内のエリアを所定のエリアとして設定することができる。そして、当該エリア内に携帯端末が位置している場合のみに、つまり当該エリア内にオペレータが存在している場合のみに、携帯端末より操作対象機器を操作できるように制御することができ、これにより、作業安全性または正確性を保つことができる。また、「操作」とは、操作対象機器に対する何らかの作業を言い、操作、監視、調整等を含む。

また、本発明において、前記携帯端末位置特定部は、前記携帯端末が接続したアクセスポイントを特定するアクセスポイント特定部を更に備えても良い。

この発明によれば、アクセスポイントを特定することにより、携帯端末の存在位置を特定することができる。アクセスポイントは通常固定の場所に設置されており、携帯端末がどのアクセスポイントに接続されているかを特定することにより、携帯端末の存在位置を特定することができる。このように特定した携帯端末の存在位置を用いて操作対象機器への操作可否を制御することにより、現場の各種機器を無線回線経由で携帯端末から操作する場合の作業安全性または正確性を高めることができる。

また、本発明において、前記携帯端末位置特定部は、前記アクセスポイントから前記携帯端末までの距離を計測する距離計測部を更に備えても良い。

この発明によれば、アクセスポイントから携帯端末までの距離を計測することにより、携帯端末の存在位置をより精度良く特定することができる。このように特定した携帯端末の存在位置を用いて操作対象機器への操作可否を制御することにより、現場の各種機器を無線回線経由で携帯端末から操作する場合の作業安全性または正確性を高めることができる。

また、本発明において、前記距離計測部は、前記アクセスポイントから前記携帯端末への信号の強度を計測する信号強度計測部と、前記強度と前記距離との相関関係を格納する相関関係格納部と、前記相関関係に基づき、前記強度から前記距離を推定する距離推定部と、を更に備えても良い。

この発明によれば、アクセスポイントから携帯端末までの距離を計測するための具体的な手法が提供される。つまり、アクセスポイントから携帯端末への信号の強度を計測し、信号の強度と距離との相関関係に基づき、信号の強度から距離を推定することができる。このように特定した携帯端末の存在位置を用いて操作対象機器への操作可否を制御することにより、現場の各種機器を無線回線経由で携帯端末から操作する場合の作業安全性または正確性を高めることができる。

また、本発明において、前記アクセスポイントへの供給電力を調整する供給電力調整部を更に備え、前記距離推定部は、前記供給電力調整部による調整後の電力を加味して、前記距離を推定しても良い。

この発明によれば、アクセスポイントから携帯端末までの距離を計測するための更に具体的な手法が提供される。つまり、アクセスポイントへの供給電力を調整し、当該調整後の電力を加味して、アクセスポイントから携帯端末までの距離を推定することができる。例えば、アクセスポイントから携帯端末までの距離が短い場合に、アクセスポイントへの供給電力を弱くすることにより、距離推定の正確性を高めることができる。このように特定した携帯端末の存在位置を用いて操作対象機器への操作可否を制御することにより、現場の各種機器を無線回線経由で携帯端末から操作する場合の作業安全性または正確性を高めることができる。

また、本発明において、前記アクセスポイントは、前記アクセスポイントを覆うカバー部材を備え、前記カバー部材は、電波発信用の開口を備え、前記携帯端末位置特定部は、前記開口からの電波に基づき、前記携帯端末の位置を特定しても良い。

この発明によれば、携帯端末の位置を特定するための更に別の具体的な手法が提供される。つまり、アクセスポイントを覆うカバー部材の電波発信用の開口からの電波に基づき携帯端末の位置を特定することにより、携帯端末の位置をより正確に特定することができる。開口の存在方向により、アクセスポイントからみた携帯端末の存在方向が特定できるからである。このように特定した携帯端末の存在位置を用いて操作対象機器への操作可否を制御することにより、現場の各種機器を無線回線経由で携帯端末から操作する場合の作業安全性または正確性を高めることができる。

また、本発明において、前記アクセスポイントと前記携帯端末間の通信における通信切断率を算出する切断率算出部を更に備え、前記制御部は、前記通信切断率に更に基づき、前記携帯端末の前記操作対象機器に対する操作可否を制御しても良い。

この発明によれば、アクセスポイントと携帯端末間の通信切断率に更に基づき、携帯端末の操作対象機器に対する操作可否を制御することにより、現場の各種機器を無線回線経由で携帯端末から操作する場合の作業安全性または正確性を更に高めることができる。

また、本発明において、前記携帯端末が前記所定のエリアに位置した旨を示すログ情報を保存するログ情報保存部を更に備えても良い。

この発明によれば、携帯端末が上記所定のエリアに位置した旨を示すログ情報を保存し、このログ情報は、作業が行われるべき場所で実際に当該作業が行われたか否かを確認するためのエビデンスとして用いられることができる。

また、本発明において、前記携帯端末より端末識別情報を受信する識別情報受信部を更に備え、前記制御部は、前記端末識別情報に更に基づき、前記携帯端末の前記操作対象機器に対する操作可否を制御しても良い。

この発明によれば、端末識別情報に更に基づき、携帯端末の操作対象機器に対する操作可否を制御することにより、現場の各種機器を無線回線経由で携帯端末から操作する場合の作業安全性または正確性を更に高めることができる。

本発明によれば、現場の各種機器を無線回線経由で携帯端末から操作する場合の作業安全性または正確性を高めることが可能なプラント監視システム、プラント監視装置、およびプラント監視方法を提供することができる。

プラント監視システム１の構成模式図である。プラント監視装置１０のハードウェア構成図である。プラント監視装置１０の構成概要図である。相関関係格納部１１４に格納された、信号の強度と距離との相関関係を模式的に示す図である。供給電力調整部１１５の供給電力調整に従い、距離推定部１１６が、参照する相関関係を切り替える（調整後の電力を加味する）ことを説明するための図である。アクセスポイント２０３およびそのカバー部材６０を詳細に説明するための図である。プラント監視システム１の動作を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明にかかるプラント監視システム、プラント監視装置、およびプラント監視方法の複数の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。また、以下に説明する図面および関連した記述は本発明のプラント監視システム、プラント監視装置、およびプラント監視方法を説明するための例示的なものに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。また、図示される各部の寸法等は、実際のプラント監視システム、プラント監視装置、およびプラント監視方法における寸法等と異なる場合がある。

（プラント監視システム１の構成）
まず、本発明の実施形態に係るプラント監視システム１の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、プラント監視システム１の構成模式図である。図１に示すように、プラント監視システム１は、プラント２０内に配置された操作対象機器２１，２２，２３等と、操作対象機器２１，２２，２３等を無線通信により操作するための携帯端末５０と、携帯端末５０の操作対象機器２１，２２，２３等に対する操作可否を制御するプラント監視装置１０を備えて構成される。プラント２０内の操作対象機器２１，２２，２３等を含む各種設備および携帯端末５０と、プラント監視装置１０とは、無線通信ネットワーク３０を介して互いに通信可能に接続されている。

プラント２０には、例えば、火力発電プラント、溶融炉を含んだ廃棄物処理プラント、ガス処理プラントなど、様々な種類および形態のプラントが含まれる。また、プラント２０内に配置された操作対象機器２１，２２，２３等は、プラント現場の各種現場計測器群や、バルブ、モータ等の操作端等を含む。図１では、例示的に操作対象機器２１，２２，２３が図示されているが、多数の現場計測器群や操作端等が操作対象機器に含まれる。操作対象機器の種類によっては、オペレータ４０が当該操作対象機器の目の前で操作の安全性や正確性を確認しながら操作しなければならないものがある。また、操作対象機器の種類によっては、オペレータ４０が当該操作対象機器より所定距離以内の位置で操作しなければならないものがある。

携帯端末５０は、オペレータ４０が操作対象機器２１，２２，２３等を無線通信により操作するために携帯するものである。携帯端末５０には、例えば、携帯電話機、スマートホン、タブレットＰＣ、ノートＰＣ、ＰＤＡなど、様々な種類および形態の携帯できる端末が含まれる。携帯端末５０は、無線ＬＡＮ等の無線通信ネットワーク３０を介してプラント監視装置１０とデータの送受信を行う。

図１の例において、オペレータ４０は携帯端末５０を携帯した状態で操作対象機器２１，２２，２３等が配置された各区域を移動しながら操作対象機器２１，２２，２３等を操作する。各区域において、携帯端末５０はアクセスポイント２０１，２０２または２０３とそれぞれ無線で接続し、且つ移動に伴い当該無線接続の接続先を切り替えながら、操作対象機器２１，２２，２３等を操作する。

プラント監視装置１０は、携帯端末５０の操作対象機器２１，２２，２３等に対する操作可否を制御するものである。図２はプラント監視装置１０のハードウェア構成図である。図２に示すように、プラント監視装置１０は、物理的には、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２及びＲＡＭ１３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１４、ディスプレイ等の出力デバイス１５、携帯端末５０等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１６、ハードディスク等の補助記憶装置１７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。後述するプラント監視装置１０の各機能は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３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、ＣＰＵ１１の制御の元で入力デバイス１４、出力デバイス１５、通信モジュール１６を動作させると共に、主記憶装置１２，１３や補助記憶装置１７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３は、プラント監視装置１０の構成概要図である。図３に示されるように、プラント監視装置１０は、機能的には、携帯端末位置特定部１１０、エリア情報格納部１２０、制御部１３０、切断率算出部１４０、識別情報受信部１５０、およびログ情報保存部１６０を備えて構成される。

エリア情報格納部１２０は、携帯端末５０が操作対象機器２１，２２，２３等を操作するための所定のエリアに関する情報を格納するものである。上述したように、操作対象機器の種類によっては、オペレータ４０が当該操作対象機器の目の前で操作の安全性や正確性を確認しながら操作しなければならないものがあり、または、オペレータ４０が当該操作対象機器より所定距離以内の位置で操作しなければならないものなどがある。エリア情報格納部１２０は、例えば、図１に示した操作対象機器２１を操作するためには、携帯端末５０が操作対象機器２１より距離Ｄ１以内のエリア２１Ａ内に位置しなければならない旨のエリア情報を格納する。または、エリア情報格納部１２０は、例えば、操作対象機器２２を操作するためには、携帯端末５０が操作対象機器２２より距離Ｄ２以内のエリア２２Ａ内に位置しなければならない旨のエリア情報を格納する。または、エリア情報格納部１２０は、例えば、操作対象機器２３を操作するためには、携帯端末５０が操作対象機器２３に対して特定の方向Ｘ上に位置しなければならない旨、つまり例えば図１に示すエリア２３Ａ内に位置しなければならない旨のエリア情報を格納する。

図３に戻り、携帯端末位置特定部１１０は、アクセスポイント特定部１１１、距離計測部１１２、および位置特定部１１７を備え、携帯端末５０の位置を特定するものである。携帯端末位置特定部１１０は、携帯端末５０が発するＧＰＳ信号に基づき携帯端末５０の位置を特定しても良い。この場合には、図示しないＧＰＳ信号受信部がＧＰＳ信号を受信して位置特定部１１７に出力し、位置特定部１１７が当該ＧＰＳ信号に基づき携帯端末５０の位置を特定しても良い。一方で、携帯端末位置特定部１１０は、以下で説明するように、アクセスポイント特定部１１１または距離計測部１１２を備え、位置特定部１１７がアクセスポイント特定部１１１または距離計測部１１２からの信号に基づき携帯端末５０の位置を特定するように構成されていても良い。携帯端末位置特定部１１０は、このように特定した携帯端末５０の位置を表す信号を制御部１３０に出力する。

アクセスポイント特定部１１１は、携帯端末５０に接続されたアクセスポイントを特定するものである。アクセスポイント特定部１１１は、例えば、アクセスポイントの識別情報（ＢＳＳＩＤなど）を携帯端末５０より取得し解析することにより、携帯端末５０が接続しているアクセスポイントを特定することができる。アクセスポイント特定部１１１がアクセスポイントの特定情報を位置特定部１１７に出力すると、位置特定部１１７は当該アクセスポイントの特定情報に基づき携帯端末５０の位置を特定する。アクセスポイントは通常固定の場所に設置されており、電波を発せられる距離も予め定まっているので、当該情報の組み合わせにより携帯端末５０の位置が特定できる。例えば、図１の例において、携帯端末５０がアクセスポイント２０１に接続している場合に、位置特定部１１７は、携帯端末５０がエリア２０１Ａ内に位置していると特定できる。ここで、エリア２０１Ａはアクセスポイント２０１から電波が届く範囲である。同様に、携帯端末５０がアクセスポイント２０２に接続している場合に、位置特定部１１７は、携帯端末５０がエリア２０２Ａ内に位置していると特定できる。エリア２０２Ａはアクセスポイント２０２から電波が届く範囲である。

図３に戻り、距離計測部１１２は、信号強度計測部１１３、相関関係格納部１１４、供給電力調整部１１５、および距離推定部１１６を備え、アクセスポイントから携帯端末５０までの距離を計測するものである。信号強度計測部１１３は、アクセスポイントから携帯端末５０への信号の強度（例えばＲＳＳＩなど）を計測するものである。相関関係格納部１１４は、アクセスポイントから携帯端末５０への信号の強度と、アクセスポイントから携帯端末５０までの距離との相関関係を表す情報を予め格納するものである。距離推定部１１６は、相関関係格納部１１４に格納された相関関係に基づき、上記強度から上記距離を推定するものである。

図４は、相関関係格納部１１４に格納された、信号の強度と距離との相関関係を模式的に示す図である。図４に示すように、信号の強度と距離とは互いに反比例の相関関係があり、例えば、信号強度計測部１１３より計測された信号の強度がｅ１の場合に、距離推定部１１６は、アクセスポイントから携帯端末５０までの距離がｄ１であると推定する。距離推定部１１６がアクセスポイントから携帯端末５０までの距離を推定して位置特定部１１７に出力すると、位置特定部１１７は当該距離に基づき携帯端末５０の位置を特定する。つまり、図１の例において、携帯端末５０が例えばエリア２０１Ａの中においてアクセスポイント２０１からどれぐらい離れて位置しているかを特定することができる。なお、信号強度計測部１１３は、実際に信号の強度を計測するための物理的な装置であっても良く、当該物理的な装置を制御する装置であっても良い。

図３に戻り、供給電力調整部１１５は、アクセスポイントへの供給電力を調整するものである。距離推定部１１６は、供給電力調整部１１５による調整後の電力を加味して、アクセスポイントから携帯端末５０までの距離を推定する。すなわち、例えば、アクセスポイントから携帯端末５０までの距離が短い場合に、信号強度計測部１１３より計測された信号の強度が強すぎると、距離推定における誤差が大きくなる可能性がある。そこで、このような場合には、供給電力調整部１１５がアクセスポイントへの供給電力が弱くなるよう予め調整することにより、距離推定の精度を高める。一方で、アクセスポイントから携帯端末５０までの距離が長い場合には、供給電力調整部１１５がアクセスポイントへの供給電力が強くなるよう予め調整することにより、距離推定の精度を高める。なお、供給電力調整部１１５は、実際に供給電力を調整するための物理的な装置であっても良く、当該物理的な装置を制御する装置であっても良い。また、供給電力調整部１１５がアクセスポイントへの供給電力を調整することにより、図１に示したエリア２０１Ａ、２０２Ａの範囲の大きさを調整することができ、これによりエリア２０１Ａ、２０２Ａがエリア２１Ａ、２２Ａに含まれるよう調整することができる。

図５は、供給電力調整部１１５の供給電力調整に従い、距離推定部１１６が、参照する相関関係を切り替える（調整後の電力を加味する）ことを説明するための図である。すなわち、供給電力調整部１１５がアクセスポイントへの供給電力が弱くなるよう調整した場合には、距離推定部１１６は例えばグラフＧ１からグラフＧ２に参照するグラフ（相関関係）を切り替える。一方で、供給電力調整部１１５がアクセスポイントへの供給電力が強くなるよう調整した場合には、距離推定部１１６は例えばグラフＧ１からグラフＧ３に参照するグラフを切り替える。なお、グラフＧ１は、供給電力調整部１１５が供給電力調整を行わない場合の、信号の強度と距離の相関関係を示すグラフである。

図６は、図１に示したアクセスポイント２０３およびそのカバー部材６０を詳細に説明するための図である。図６に示されるように、アクセスポイント２０３は、アクセスポイント２０３を覆い且つアクセスポイント２０３からの電波を遮蔽可能な材料（例えば金属材料）からなるカバー部材６０を備え、カバー部材６０は電波発信用の開口６１を備える。この構成により、アクセスポイント２０３より発せられる電波は開口６１を介してＸ方向のみにおいて外部に伝わることとなる。そして、携帯端末位置特定部１１０は、開口６１からの電波に基づき、携帯端末５０が接続されているアクセスポイントがアクセスポイント２０３であるか否かを確認することにより、携帯端末５０がアクセスポイント２０３よりＸ方向に位置するか否か、つまりエリア２３Ａ内に位置するか否かを特定できるようになる。なお、この場合において、開口６１がＸ方向における開口であることを予め格納する手段（図示せず）を別途も設けておいても良い。また、図６においては、説明の便宜上、カバー部材６０が拡大されて図示されているが、実際の大きさは図示より小さくても良い。

図３に戻り、制御部１３０は、携帯端末５０の存在位置、つまり携帯端末５０を操作するオペレータ４０の存在位置に基づき、携帯端末５０の操作対象機器２１，２２，２３等に対する操作可否を制御するものである。制御部１３０は、操作対象機器ごとに予め定められている所定のエリア内に携帯端末５０が位置している場合に、オペレータ４０が携帯端末５０を用いて操作対象機器２１，２２，２３等を操作できるように制御する。制御部１３０は、携帯端末５０の位置を表す信号を携帯端末位置特定部１１０より受け入れ、当該位置情報に基づきエリア情報格納部１２０を照会し、当該位置が特定の操作対象機器を操作するための所定のエリア内である場合のみに、オペレータ４０が携帯端末５０を用いて当該特定の操作対象機器を操作できるように制御しても良い。

例えば、携帯端末位置特定部１１０より受け入れた信号が表す位置が、図１に示したエリア２０１Ａ内である場合に、これはつまり携帯端末５０が操作対象機器２１より距離Ｄ１以内のエリア２１Ａ内に位置していることになるので、制御部１３０は、オペレータ４０が携帯端末５０を用いて操作対象機器２１を操作できるように制御する。また、例えば、携帯端末位置特定部１１０より受け入れた信号が表す位置が、図１に示したエリア２０２Ａ内である場合に、これはつまり携帯端末５０が操作対象機器２２より距離Ｄ２以内のエリア２２Ａ内に位置していることになるので、制御部１３０は、オペレータ４０が携帯端末５０を用いて操作対象機器２２を操作できるように制御する。更に、例えば、携帯端末位置特定部１１０より受け入れた信号が表す位置が、操作対象機器２３より特定の方向Ｘ（または−Ｘ）の線上である場合に、つまりエリア２３Ａ内に位置している場合に、制御部１３０は、オペレータ４０が携帯端末５０を用いて操作対象機器２３を操作できるように制御する。この場合に、携帯端末位置特定部１１０は、携帯端末５０がカバー部材６０の開口６１から電波の届く範囲内に位置することを確認することにより、携帯端末５０がエリア２３Ａ内に位置していることを特定することができる（図６参照）。

図３に戻り、切断率算出部１４０は、アクセスポイントと携帯端末５０間の通信における通信切断率を算出するものである。切断率算出部１４０としては、アクセスポイントと携帯端末５０間の通信における通信切断率を算出できるものであれば、汎用のものを含め、様々なものを用いることができる。制御部１３０は、切断率算出部１４０が算出した通信切断率に更に基づき、携帯端末５０の操作対象機器２１，２２，２３等に対する操作可否を制御する。制御部１３０は、例えば、通信切断率が所定の閾値以上である場合には、携帯端末５０が操作対象機器２１，２２，２３等を操作できないように制御しても良い。なお、切断率算出部１４０は、実際に通信切断率を算出するための物理的な装置であっても良く、当該物理的な装置を制御する装置であっても良い。

識別情報受信部１５０は、携帯端末５０より端末識別情報を受信するものである。端末識別情報としては、携帯端末５０の固有識別番号やＵＵＩＤなど、携帯端末５０を識別できるものであれば、様々なものを用いることができる。制御部１３０は、携帯端末５０より受信した端末識別情報に更に基づき、携帯端末５０の操作対象機器２１，２２，２３等に対する操作可否を制御する。つまり、制御部１３０は、特定の操作対象機器が特定の携帯端末のみにより操作されるように制御することができる。

ログ情報保存部１６０は、携帯端末５０が操作対象機器２１，２２，２３等を操作するための所定のエリアに位置した旨を示すログ情報を保存するものである。このログ情報は、作業が行われるべき場所で実際に当該作業が行われたか否かを確認するためのエビデンスとして用いられる。この確認のために、図示はしないが、ログ情報を照会する手段、およびログ情報を確認する手段を更に設けても良い。

なお、図示はしないが、携帯端末５０が同じアクセスポイントに接続している時間をカウントし、当該接続時間が所定の時間を超えたら、警報を出す手段を更に設けても良い。または制御部１３０がこの処理を行っても良い。携帯端末５０がどのアクセスポイントに接続しているかを特定することで、携帯端末５０を保有して現場パトロールを行うオペレータ４０の位置情報が確認でき、同じアクセスポイントにある時間以上接続しているということは、その場所で事故や災害に巻き込まれている可能性、または急病により倒れている可能性があるので、これを警報として発報することにより、オペレータ４０の異常を早急に発見できる。

また、携帯端末５０が特定のアクセスポイントに接続したことをきっかけにして、当該エリアで行うべき必要な操作項目を携帯端末５０のディスプレイに表示させる手段を更に設けても良い。または制御部１３０がこの処理を行っても良い。これにより、オペレータ４０が操作項目を検索する手間をなくすとともに、オペレータ４０が操作し忘れてしまうことが防止できるので、効率的な現場操作が実施できる。

以上で説明したプラント監視装置１０の各機能的構成要素は、ハードウェア上で分離されている必要はなく、複数の要素が一つのハードウェアにより構成されていても良い。例えば、エリア情報格納部１２０、相関関係格納部１１４、およびログ情報保存部１６０が一つの補助記憶装置１７により構成されていても良く、別々の補助記憶装置により構成されていても良い。同様に、制御部１３０および距離推定部１１６が一つのＣＰＵ１１により構成されていても良く、別々のＣＰＵとして構成されていても良い。

（プラント監視システム１の動作）
続いて、プラント監視システム１により行われる動作について、図７を参照しながら説明する。図７は、プラント監視システム１の動作を示すフローチャートである。

最初に、携帯端末位置特定部１１０が、携帯端末５０の位置を特定する（ステップＳ１、携帯端末位置特定ステップ）。携帯端末位置特定部１１０は、ＧＰＳ信号に基づき携帯端末５０の位置を特定しても良く、アクセスポイント特定部１１１または距離計測部１１２を備えることにより携帯端末５０の位置を特定しても良い。携帯端末位置特定部１１０は、携帯端末５０の位置を表す信号を制御部１３０に出力する。

次に、制御部１３０が、携帯端末５０の位置を表す信号を携帯端末位置特定部１１０より受け入れ、当該位置情報に基づきエリア情報格納部１２０を照会する（ステップＳ２、制御ステップ）。

次に、ステップＳ２の照会において、携帯端末５０の位置が操作対象機器ごとに予め定められている所定のエリア内であると判定された場合に（ステップＳ３：ＹＥＳ）、制御部１３０は、オペレータ４０が携帯端末５０を用いて当該特定の操作対象機器を操作できるように制御する（ステップＳ４、制御ステップ）。つまり、ステップＳ２の照会において、携帯端末５０の位置が例えば図１に示したエリア２１Ａ、２２Ａ、２３Ａにそれぞれ属すると判定された場合に、制御部１３０は、オペレータ４０が携帯端末５０を用いて操作対象機器２１、２２、２３をそれぞれ操作できるように制御する。

一方で、ステップＳ２の照会において、携帯端末５０の位置が操作対象機器ごとに予め定められている所定のエリア内でないと判定された場合に（ステップＳ３：ＮＯ）、制御部１３０は、オペレータ４０が携帯端末５０を用いて当該特定の操作対象機器を操作できないように制御する（ステップＳ５、制御ステップ）。つまり、ステップＳ２の照会において、携帯端末５０の位置が例えば図１に示したエリア２１Ａ、２２Ａ、２３Ａの何れにも属さないと判定された場合に、制御部１３０は、オペレータ４０が携帯端末５０を用いて操作対象機器２１、２２、２３の何れも操作できないように制御する。

続いて、本実施形態にかかるプラント監視システム１の作用及び効果について説明する。本実施形態のプラント監視システム１によれば、操作対象機器２１、２２、２３等を操作するための所定のエリアに関する情報がエリア情報格納部１２０に格納され、携帯端末位置特定部１１０が特定した携帯端末５０の位置が上記所定のエリア内であることを条件として、制御部１３０は、当該携帯端末５０より操作対象機器２１、２２、２３等を操作できるように制御する。このように、携帯端末５０の存在位置を特定してから当該携帯端末５０からの操作可否を制御することにより、現場の各種機器を無線回線経由で携帯端末５０から操作する場合の作業安全性または正確性を高めることができる。

ここで、「所定のエリア」は、例えば、携帯端末５０より操作対象機器２１、２２、２３等を安全を確保しながら正常に操作するためのエリアであり、所定のエリアを表す情報は操作対象機器２１、２２、２３等毎に予めエリア情報格納部１２０に格納されていても良い。この所定のエリアの例としては、例えば、仮に現場操作盤が存在するとしたら、当該現場操作盤が設置されたであろうエリア（操作盤設置エリア）が挙げられる。そして、例えば、操作盤設置エリア内に携帯端末５０が位置している場合のみに、つまり図１の例においては携帯端末５０がエリア２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ等に位置している場合のみに、携帯端末５０より操作対象機器２１、２２、２３等を操作できるように制御することができる。この場合にオペレータ４０は現場操作盤の位置に存在しながら携帯端末５０を用いて操作対象機器２１、２２、２３等を操作することになり、現場操作盤を用いて操作対象機器２１、２２、２３等を操作する場合と同じ条件で、現場操作盤の代わりに携帯端末５０を用いて操作対象機器２１、２２、２３等を操作することになる。従って、現場操作盤を用いる場合と同じ作業安全性または正確性を保ちながら、現場操作盤の代わりに携帯端末５０を現場操作のための手段として使うことが可能となる。その結果、現場操作盤を除去することができ、この場合には、現場操作盤の設置および維持にかかるコストを節約することができる。

所定のエリアの別の例として、例えば、作業安全性または正確性を保つことができる操作対象機器２１、２２、２３等から所定半径以内のエリアを所定のエリアとして設定することができる。そして、当該エリア内に携帯端末５０が位置している場合のみに、つまり当該エリア内にオペレータ４０が存在している場合のみに、携帯端末５０より操作対象機器２１、２２、２３等を操作できるように制御することができ、これにより、作業安全性または正確性を保つことができる。また、「操作」とは、操作対象機器２１、２２、２３等に対する何らかの作業を言い、操作、監視、調整等を含む。

また、本実施形態によれば、アクセスポイント２０１、２０２、２０３等を特定することにより、携帯端末５０の存在位置を特定することができる。アクセスポイントは通常固定の場所に設置されており、携帯端末５０がどのアクセスポイントに接続されているかを特定することにより、携帯端末５０の存在位置を特定することができる。このように特定した携帯端末５０の存在位置を用いて操作対象機器２１、２２、２３等への操作可否を制御することにより、現場の各種機器を無線回線経由で携帯端末５０から操作する場合の作業安全性または正確性を高めることができる。

また、本実施形態によれば、アクセスポイント２０１、２０２、２０３等から携帯端末５０までの距離を計測することにより、携帯端末５０の存在位置をより精度良く特定することができる。このように特定した携帯端末５０の存在位置を用いて操作対象機器２１、２２、２３等への操作可否を制御することにより、現場の各種機器を無線回線経由で携帯端末５０から操作する場合の作業安全性または正確性を高めることができる。

また、本実施形態によれば、アクセスポイント２０１、２０２、２０３等から携帯端末５０までの距離を計測するための具体的な手法が提供される。つまり、アクセスポイント２０１、２０２、２０３等から携帯端末５０への信号の強度を計測し、信号の強度と距離との相関関係に基づき、信号の強度から距離を推定することができる。このように特定した携帯端末５０の存在位置を用いて操作対象機器２１、２２、２３等への操作可否を制御することにより、現場の各種機器を無線回線経由で携帯端末５０から操作する場合の作業安全性または正確性を高めることができる。

また、本実施形態によれば、アクセスポイント２０１、２０２、２０３等から携帯端末５０までの距離を計測するための更に具体的な手法が提供される。つまり、アクセスポイント２０１、２０２、２０３等への供給電力を調整し、当該調整後の電力を加味して、アクセスポイント２０１、２０２、２０３等から携帯端末５０までの距離を推定することができる。例えば、アクセスポイント２０１、２０２、２０３等から携帯端末５０までの距離が短い場合に、アクセスポイント２０１、２０２、２０３等への供給電力を弱くすることにより、距離推定の正確性を高めることができる。このように特定した携帯端末５０の存在位置を用いて操作対象機器２１、２２、２３等への操作可否を制御することにより、現場の各種機器を無線回線経由で携帯端末５０から操作する場合の作業安全性または正確性を高めることができる。

また、本実施形態によれば、携帯端末５０の位置を特定するための更に別の具体的な手法が提供される。つまり、アクセスポイント２０１、２０２、２０３等を覆うカバー部材６０の電波発信用の開口６１からの電波に基づき携帯端末５０の位置を特定することにより、携帯端末５０の位置をより正確に特定することができる。開口６１の存在方向により、アクセスポイント２０１、２０２、２０３等からみた携帯端末５０の存在方向が特定できるからである。このように特定した携帯端末５０の存在位置を用いて操作対象機器２１、２２、２３等への操作可否を制御することにより、現場の各種機器を無線回線経由で携帯端末５０から操作する場合の作業安全性または正確性を高めることができる。

また、本実施形態によれば、アクセスポイント２０１、２０２、２０３等と携帯端末５０間の通信切断率に更に基づき、携帯端末５０の操作対象機器２１、２２、２３等に対する操作可否を制御することにより、現場の各種機器を無線回線経由で携帯端末５０から操作する場合の作業安全性または正確性を更に高めることができる。

また、本実施形態によれば、携帯端末５０が上記所定のエリアに位置した旨を示すログ情報を保存し、このログ情報は、作業が行われるべき場所で実際に当該作業が行われたか否かを確認するためのエビデンスとして用いられることができる。

また、本実施形態によれば、端末識別情報に更に基づき、携帯端末５０の操作対象機器２１、２２、２３等に対する操作可否を制御することにより、現場の各種機器を無線回線経由で携帯端末５０から操作する場合の作業安全性または正確性を更に高めることができる。

１…プラント監視システム、１０…プラント監視装置、１１０…携帯端末位置特定部、１１１…アクセスポイント特定部、１１２…距離計測部、１１３…信号強度計測部、１１４…相関関係格納部、１１５…供給電力調整部、１１６…距離推定部、１１７…位置特定部、１２０…エリア情報格納部、１３０…制御部、１４０…切断率算出部、１５０…識別情報受信部、１６０…ログ情報保存部、２０…プラント、２１，２２，２３…操作対象機器、２０１，２０２，２０３…アクセスポイント、３０…無線通信ネットワーク、４０…オペレータ、５０…携帯端末、６０…カバー部材、６１…開口。

Claims

プラント内に配置された操作対象機器と、
前記操作対象機器を無線通信により操作するための携帯端末と、
前記操作対象機器を操作するための所定のエリアに関する情報を格納するエリア情報格納部と、
前記携帯端末の位置を特定する携帯端末位置特定部と、
前記所定のエリア内に前記携帯端末が位置している場合に、前記携帯端末より前記操作対象機器を操作できるように制御する制御部とを備え、
前記携帯端末位置特定部は、
前記携帯端末が接続したアクセスポイントを特定するアクセスポイント特定部と、
前記アクセスポイント特定部によって特定された前記アクセスポイントから前記携帯端末までの距離を計測する距離計測部とを含み、
前記距離計測部は、
前記アクセスポイントから前記携帯端末への信号の強度を計測する信号強度計測部と、
前記強度と前記距離との相関関係を格納する相関関係格納部と、
前記相関関係に基づき、前記強度から前記距離を推定する距離推定部と、
前記アクセスポイントへの供給電力を調整する供給電力調整部とを含み、
前記距離推定部は、前記供給電力調整部による調整後の電力を加味して、前記距離を推定する、プラント監視システム。
前記相関関係格納部は、前記強度と前記距離との間で負の相関関係を示す第１及び第２のグラフを格納しており、
前記第２のグラフは、前記第１のグラフよりも原点寄りを通っており、
前記距離推定部は、前記供給電力調整部による供給電力に応じて、前記相関関係格納部に格納されている前記第１及び第２のグラフのうちから一つのグラフを選択すると共に、選択された前記グラフに基づいて、前記強度から前記距離を改めて推定する、請求項１に記載のプラント監視システム。
前記所定のエリアは、前記アクセスポイントから前記携帯端末に電波が届くエリアを包含している、請求項１又は２に記載のプラント監視システム。
前記アクセスポイントは、前記アクセスポイントを覆うカバー部材を備え、
前記カバー部材は、電波発信用の開口を備え、
前記携帯端末位置特定部は、前記開口からの電波に基づき、前記携帯端末の位置を特定する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラント監視システム。
前記アクセスポイントと前記携帯端末間の通信における通信切断率を算出する切断率算出部を更に備え、
前記制御部は、前記通信切断率に更に基づき、前記携帯端末の前記操作対象機器に対する操作可否を制御する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のプラント監視システム。
前記携帯端末が前記所定のエリアに位置した旨を示すログ情報を保存するログ情報保存部を更に備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載のプラント監視システム。
前記携帯端末の個々の個体情報を示す端末識別情報を前記携帯端末より受信する識別情報受信部を更に備え、
前記制御部は、前記端末識別情報に更に基づき、特定の前記操作対象機器が特定の前記携帯端末のみにより操作されるように、前記携帯端末の前記操作対象機器に対する操作可否を制御する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のプラント監視システム。
プラント内に配置された操作対象機器と、前記操作対象機器を無線通信により操作するための携帯端末と、を備えるプラント監視システムにおけるプラント監視装置であって、
前記操作対象機器を操作するための所定のエリアに関する情報を格納するエリア情報格納部と、
前記携帯端末の位置を特定する携帯端末位置特定部と、
前記所定のエリア内に前記携帯端末が位置している場合に、前記携帯端末より前記操作対象機器を操作できるように制御する制御部とを備え、
前記携帯端末位置特定部は、
前記携帯端末が接続したアクセスポイントを特定するアクセスポイント特定部と、
前記アクセスポイント特定部によって特定された前記アクセスポイントから前記携帯端末までの距離を計測する距離計測部とを含み、
前記距離計測部は、
前記アクセスポイントから前記携帯端末への信号の強度を計測する信号強度計測部と、
前記強度と前記距離との相関関係を格納する相関関係格納部と、
前記相関関係に基づき、前記強度から前記距離を推定する距離推定部と、
前記アクセスポイントへの供給電力を調整する供給電力調整部とを含み、
前記距離推定部は、前記供給電力調整部による調整後の電力を加味して、前記距離を推定する、プラント監視装置。
前記相関関係格納部は、前記強度と前記距離との間で負の相関関係を示す第１及び第２のグラフを格納しており、
前記第２のグラフは、前記第１のグラフよりも原点寄りを通っており、
前記距離推定部は、前記供給電力調整部による供給電力に応じて、前記相関関係格納部に格納されている前記第１及び第２のグラフのうちから一つのグラフを選択すると共に、選択された前記グラフに基づいて、前記強度から前記距離を改めて推定する、請求項８に記載のプラント監視装置。
プラント内に配置された操作対象機器と、前記操作対象機器を無線通信により操作するための携帯端末と、を備えるプラント監視システムにおけるプラント監視方法であって、
エリア情報格納部に、前記操作対象機器を操作するための所定のエリアに関する情報が格納されており、
携帯端末位置特定部が、前記携帯端末の位置を特定する携帯端末位置特定ステップと、
制御部が、前記所定のエリア内に前記携帯端末が位置している場合に、前記携帯端末より前記操作対象機器を操作できるように制御する制御ステップとを含み、
前記携帯端末位置特定ステップは、
前記携帯端末が接続したアクセスポイントを特定することと、
特定された前記アクセスポイントから前記携帯端末までの距離を計測することとを含み、
前記制御ステップは、
前記アクセスポイントから前記携帯端末への信号の強度を計測することと、
前記アクセスポイントへの供給電力の調整を加味して、前記強度と前記距離との相関関係に基づいて、前記強度から前記距離を推定することとを含む、プラント監視方法。
前記制御ステップは、
前記強度と前記距離との間で負の相関関係を示す第１のグラフと、前記強度と前記距離との間で負の相関関係を示し且つ前記第１のグラフよりも原点寄りを通る第２のグラフとのうちから、前記アクセスポイントへの供給電力に応じて一つのグラフを選択することと、
選択された前記グラフに基づいて、前記強度から前記距離を改めて推定することとをさらに含む、請求項１０に記載のプラント監視方法。