JP7034975B2 - 監視制御システム及び監視制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、監視制御システム及び監視制御装置に関する。

上下水浄水場や工場等のプラントの動作は、監視制御システムにより監視され、制御される。そこで、プラントの作業者は、監視制御システムに設けられた、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）又はＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示装置に表示されたプラント情報を監視し、必要に応じてマウスやキーボード等の入力装置を利用してプラントを制御している。監視制御システムで表示装置に表示される画面の種類として、例えば、プラント情報を表示するためのグラフィック画面、計測機器等から得られるプラント情報をトレンド表示するトレンド画面、作業者が帳票データを見るための帳票画面、作業者がアラーム情報等を確認するためのアラーム画面等がある。

他にも、監視制御システムには、監視作業を効率的に行うための各種メニューが用意されている。作業者はプラントの状況に応じて画面に表示されたメニューボタンを押すことで、現在表示されている画面から監視に必要な情報を得るための別の画面へ表示を切り替える等の操作を行い、プラントの状況を確認し、プラント操作を行っている。大抵の時間はプラントに重要な変化が生じない。

そこで、作業者は、プラントを構成する各種のプラント機器から収集された計測データの変化を表すトレンド画面やプラント全体のグラフィック画面を表示装置に表示して、プラントの動作を監視することが多い。また、監視制御システムがプラント機器から収集した信号の状態変化を検出したり、一部のプラント機器に故障が発生したりすると、監視制御システムがアラームを発報する。作業者は、アラームの内容を示すアラーム画面やシステム専用の画面を開いて、アラームが発報されたプラントにおける異常の原因を解析していた。

近年の上下水プラントでは、市町村の統廃合に伴い、各市町村で用いられていた複数の監視制御システムの統合化が行われる。作業者は、統合化された監視制御システムにより監視業務を行わなくてはならない範囲が広域化している。一方で、プラント操作の熟練者が減少している。このため、プラント操作が不慣れな初心者や、過去に操作したことがないプラントを担当することになった一般作業者が、プラントに発生した異常に対応せざるを得ないケースが増えていた。このようなプラント操作に不慣れな初心者や一般作業者を、「不慣れな作業者」と呼ぶ。不慣れな作業者は、監視制御システムに表示されるアラームに基づいて異常の原因を推測できず、どのプラント機器が、プラントの異常に関係するかを判断しづらかった。

特許文献１には、イベント記録に基づく解析を支援するための技術が開示されている。特許文献１に開示された技術は、表示情報を予めイベントに対応付けて記憶しておき、解析により抽出されたイベントに対応付けられた表示情報を表示するものである。

特開２００７－１６４４６３号公報

しかしながら特許文献１に記載されている技術では、作業者に任せた任意のタイミングでなければ、プラント機器の関連性を解析できなかった。このため、不慣れな作業者は、プラントからアラームが発報されたとしても、プラントに含まれる多数のプラント機器のどれがアラームの原因となりうる関連性を有するのか判断しづらく、適切な初動対応ができないことがあった。

本発明に係る監視制御システムは、作業者がプラントの動作を監視するための監視画面を表示する表示装置と、プラントを構成するプラント機器から入力された信号を解釈してプラント情報として収集するプラント情報収集部と、プラントの時刻情報を管理する時刻情報管理部と、プラント情報収集部により収集されたプラント情報から、プラント機器の状態変化を表すメッセージを含むメッセージ情報を抽出し、時刻情報管理部から取得した時刻情報を、メッセージの発生時刻としてメッセージ情報に付加して格納するメッセージ情報格納部と、プラント機器から入力した信号に含まれ、プラントの異常発生と解釈される特定の信号がプラント情報収集部に入力されたことがプラント情報収集部から通知されると、特定の信号がプラント情報収集部に入力された時点から遡って一定期間内に発生したメッセージの発生回数が多い順にメッセージ情報格納部から抽出したメッセージ情報を、メッセージを発生した複数のプラント機器の関連性を表す形態で表示装置に表示する監視画面を管理する画面管理部と、作業者を特定する作業者情報を格納する作業者情報格納部と、を備え、画面管理部は、メッセージ情報格納部に格納された作業者情報に基づいて、作業者の熟練度を判定し、作業者にプラントの異常発生を知らせるアラームが発報された後、熟練度が不足する作業者によるアラームに対応する操作が、一定時間にわたって行われなかったことが判明した場合に、監視画面に対して、メッセージが多い順に抽出したプラント機器毎の情報をグラフで表示する。

本発明に係る監視制御システムは、作業者がプラントの動作を監視するための監視画面を表示する表示装置と、プラントを構成するプラント機器から入力された信号を解釈してプラント情報として収集するプラント情報収集部と、プラントの時刻情報を管理する時刻情報管理部と、プラント情報収集部により収集されたプラント情報から、プラント機器の状態変化を表すメッセージを含むメッセージ情報を抽出し、時刻情報管理部から取得した時刻情報を、メッセージの発生時刻としてメッセージ情報に付加して格納するメッセージ情報格納部と、プラント機器から入力した信号に含まれ、プラントの異常発生と解釈される特定の信号がプラント情報収集部に入力されたことがプラント情報収集部から通知されると、特定の信号がプラント情報収集部に入力された時点から遡って一定期間内に発生したメッセージの発生回数が多い順にメッセージ情報格納部から抽出したメッセージ情報を、メッセージを発生した複数のプラント機器の関連性を表す形態で表示装置に表示する監視画面を管理する画面管理部と、を備える。

本発明によれば、プラントに異常が起きた際、監視画面を通じて、プラント間の関連性が示され、プラントへの初動対応が支援される。このため、不慣れな作業者であっても、プラントの初動対応を確実に行うことが可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

本発明の一実施の形態に係る監視制御システムの内部構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る計算機のハードウェア構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係るメッセージ情報格納部のテーブル構成図である。 本発明の一実施の形態に係る作業者情報格納部のテーブル構成図である。 本発明の一実施の形態に係るメッセージ表示回数の説明図である。 本発明の一実施の形態に係るメッセージ表示画面の表示例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態に係るメッセージ表示画面の発生タイミングの例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態に係る監視制御システムにおける処理手順の例を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

＜監視制御システムの内部構成例＞
図１は、監視制御システム１の内部構成例を示すブロック図である。
監視制御システム１は、複数組のプラント機器１０１、プロセスＩ／Ｏ（Input/Output）１０２、コントローラ１０３及びネットワーク１０４を備えるプラント１００に接続されている。プラント１００の作業者は、ログインした監視制御システム１を通じてプラント１００の操作を行う。

各プラント機器１０１が出力する信号は、プロセスＩ／Ｏ１０２を介してコントローラ１０３に取り込まれる。そして、監視制御システム１は、コントローラ１０３が取り込んだ信号をネットワーク１０４を通じて定期的に収集する。

監視制御システム１は、監視制御装置２、入力装置３及び表示装置４を備える。
入力装置３は、例えば、マウス、キーボード等からなり、プラント１００の動作を監視する作業者の入力を受け付ける。作業者は、入力装置３を通じて、プラント１００に対する指示を行ったり、表示装置４に表示される画面の切替えを指示したりすることができる。

表示装置４は、例えば、ＣＲＴ又はＬＣＤ等からなり、作業者がプラント１００の状況を確認することが可能である。後述する図６に示すように、表示装置４には、作業者がプラント１００の動作を監視するための監視画面Ｗ１が表示される。

監視制御装置２は、プラント情報収集部１１、時刻情報管理部１２、メッセージ情報格納部１３、作業者情報格納部１４、入力処理部１５、処理実行部１６及び画面管理部１７を備える。

プラント情報収集部１１は、プラント１００を構成するプラント機器１０１から入力された信号を解釈してプラント情報として収集する。このため、プラント情報収集部１１は、プラント機器１０１に接続されるプロセスＩ／Ｏ１０２、及びコントローラ１０３からネットワーク１０４を介して入力した信号を解釈して、プラント情報として収集する。このとき、プラント情報収集部１１は、プラント情報を、作業者情報格納部１４を参照して得た作業者情報と共に収集する。

また、プラント情報収集部１１は、プラント機器１０１から、予め定義された特定の故障信号が入力されると、メッセージ情報格納部１３に対して、作業者がプラント１００に対応するために必要な処理の開始を指示する。そして、プラント情報収集部１１は、取得したプラント情報をメッセージ情報格納部１３及び画面管理部１７に出力する。特定の故障信号とは、例えば、プラント１００に重故障が発生したときにプラント１００から入力される信号であり、例えば、後述する図６に示すように、ポンプ１号に重故障が発生するとプラント情報収集部１１に入力される。

時刻情報管理部１２は、プラント１００の時刻情報を管理する。時刻情報管理部１２が管理する時刻情報は、プラント情報収集部１１及び画面管理部１７に出力される。時刻情報は、プラント情報収集部１１が収集する信号を解釈したメッセージ情報をメッセージ情報格納部１３に格納する際、メッセージ情報に付加される。また、時刻情報は、画面管理部１７が表示装置４に表示する監視画面Ｗ１に現在時刻等として付加される。

メッセージ情報格納部１３は、プラント情報収集部１１により収集されたプラント情報から、プラント機器１０１の状態変化を表すメッセージを含むメッセージ情報を抽出する。メッセージ情報格納部１３に格納されるメッセージ情報とは、プラント機器１０１の故障や異常等が発生した時に作業者に通知されるメッセージ、及びメッセージに関連する情報をまとめたものである。メッセージには、例えば、プラント機器１０１が規定の閾値未満の値であるときにプラント機器１０１を故障と通知するような、本来の動作と異なる動作をしたプラント機器１０１の状態を示す情報が含まれる。メッセージに関連する情報には、例えば、後述する図３に示すような、メッセージの発生日時、メッセージを発生したプラント機器１０１の設備名称等が含まれる。

メッセージ情報には、プラント情報収集部１１が時刻情報管理部１２から取得してメッセージに付加した時刻情報である、メッセージの発生時刻が含まれる。なお、プラント機器１０１からプラント情報収集部１１に入力した信号が解釈されることでメッセージが判明するが、本実施の形態では、このような信号をプラント機器１０１が出力することを「メッセージの発生」とも呼ぶ。

また、メッセージ情報には、プラント１００を操作した作業者を特定する情報（例えば、作業者ＩＤ）、及び作業者が操作したプラント１００の操作履歴（例えば、メッセージの発生日時、作業者が担当するプラント機器１０１のタグ名称）が含まれる。他にも操作履歴としては、作業者がプラント１００を操作したことで状態が変化したプラント機器１０１から入力した信号を解釈したメッセージ情報と、プラント１００の操作ログとを関連付けた情報であってもよい。また、メッセージ情報には、作業者情報が含まれる。作業者情報は、メッセージを発生したプラント機器１０１を含むプラント１００を操作する作業者を特定するものである。

さらに、メッセージ情報には、プラント機器１０１毎に固有のタグが付加されたメッセージが含まれる。タグとは、プラント機器１０１を識別するためにプラント機器１０１毎に付加されるプラント識別子の一例である。このため、メッセージを発生したプラント機器１０１は、タグによって特定される。メッセージ情報格納部１３の詳細な構成例は後述する図３にて説明する。

作業者情報格納部１４は、プラント１００を操作する作業者を特定するために用いられる作業者情報を格納する。作業者情報は、プラント情報収集部１１及び画面管理部１７に出力される。作業者情報格納部１４の詳細な構成例は後述する図４にて説明する。

入力処理部１５は、入力装置３から入力された入力情報を処理する。
処理実行部１６は、入力処理部１５によって処理された入力情報に対して、所定の処理を実行し、実行結果を画面管理部１７に出力する。

ここで、プラント１００が備えるプラント機器１０１に予め規定された異常動作が生じると、このプラント機器１０１から入力する信号を解釈したプラント情報収集部１１は、プラント機器１０１が異常動作したことを作業者に通知するためのアラームを発報する。そして、プラント情報収集部１１から画面管理部１７にアラームがあったことが通知され、画面管理部１７が表示装置４にアラームが発生したことを通知する情報を表示する。アラームにはプラント機器１０１の軽故障、重故障等を示すものがある。特に重故障を示すアラームが発報されると、作業者は、速やかな初動対応が求められる。このため、プラント機器１０１の重故障を示す信号は、プラント情報収集部１１において特定の信号として取り扱われる。

作業者は、重故障を示すアラームが発報されたことを確認すると、異常動作の原因となったプラント機器１０１を見つけて、プラント機器１０１の停止、交換等の対応を行う必要がある。なお、アラームが発報されるときにプラント情報収集部１１に収集される特定の信号としては、プラント機器１０１の故障信号に限らず、プラント機器１０１の異常状態を示す状態信号であってもよい。

アラームが発報されても、特定の故障信号がプラント情報収集部１１に入力されてから一定時間内に入力装置３、入力処理部１５、処理実行部１６を通じて特定の操作が行われない場合がある。特定の操作とは、警報に対応するための操作であり、例えば、系統図の表示、警報停止操作、警報確認操作である。そこで、画面管理部１７は、一定時間内に特定の操作が行われなければ、特定の故障信号がプラント情報収集部１１に入力された時点から遡って一定期間内に発生したメッセージのメッセージ情報をメッセージ情報格納部１３から取得する。

そこで、画面管理部１７は、作業者がプラント１００を操作するために管理する各種の画面を表示装置４に表示する。また、画面管理部１７は、作業者が入力装置３を通じて指示した画面を表示装置４に表示することが可能である。この画面管理部１７は、プラント機器１０１から入力した信号に含まれ、プラント１００の異常発生と解釈される特定の故障信号（特定の信号の一例）がプラント情報収集部１１に入力されたことがプラント情報収集部１１から通知されると、作業者にプラント１００の異常発生を知らせるアラームを画面に表示する。アラームが表示される画面の例として、後述する図６に示す監視画面Ｗ１がある。

そして、画面管理部１７は、特定の故障信号がプラント情報収集部１１に入力された時点から遡って一定期間内に発生したメッセージの発生回数が多い順にメッセージ情報格納部１３から抽出したメッセージ情報を、メッセージを発生したプラント機器１０１の関連性を表す形態で表示装置４に表示する監視画面Ｗ１を管理する。監視画面Ｗ１には、発生回数が多い順に抽出されたメッセージ情報に関連付けられたＮ件のタグ毎にメッセージ情報が表示される。また、画面管理部１７は、後述する図６に示す監視画面Ｗ１を表示する際、作業者情報格納部１４から入力する作業者情報と、時刻情報管理部１２から入力する時刻情報とを確認する。

画面管理部１７が表示する監視画面Ｗ１には、プラント１００で発生した異常を示すアラーム、メッセージ情報等が表示される。また、プラント機器１０１の関連性を表す形態としては、例えば、棒グラフがある。画面管理部１７は、メッセージ情報格納部１３から取得したメッセージ情報より抽出したタグと、メッセージの発生回数とを表す棒グラフを含む監視画面Ｗ１を表示装置４に自動的に表示する。

＜計算機のハードウェア構成例＞
次に、監視制御装置２を構成する計算機２０のハードウェア構成を説明する。
図２は、計算機２０のハードウェア構成例を示すブロック図である。

計算機２０は、いわゆるコンピュータとして用いられるハードウェアである。計算機２０は、バス２４にそれぞれ接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）２１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２３を備える。さらに、計算機２０は、不揮発性ストレージ２５、ネットワークインターフェイス２６を備える。

ＣＰＵ２１は、本実施の形態に係る各機能を実現するソフトウェアのプログラムコードをＲＯＭ２２から読み出してＲＡＭ２３にロードし、実行する。ＲＡＭ２３には、ＣＰＵ２１の演算処理の途中で発生した変数やパラメーター等が一時的に書き込まれ、これらの変数やパラメーター等がＣＰＵ２１によって適宜読み出される。図１に示したプラント情報収集部１１、時刻情報管理部１２、入力処理部１５、処理実行部１６及び画面管理部１７は、ＣＰＵ２１が実行するソフトウェアにより機能が実現される。

不揮発性ストレージ２５としては、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリ等が用いられる。この不揮発性ストレージ２５には、ＯＳ（Operating System）、各種のパラメーターの他に、計算機２０を機能させるためのプログラムが記録されている。図１に示したメッセージ情報格納部１３、作業者情報格納部１４は、不揮発性ストレージ２５に構成される。ＲＯＭ２２、不揮発性ストレージ２５は、ＣＰＵ２１が動作するために必要なプログラムやデータ等を永続的に記録しており、計算機２０によって実行されるプログラムを格納したコンピュータ読取可能な非一過性の記録媒体の一例として用いられる。

ネットワークインターフェイス２６には、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）等が用いられ、ＮＩＣの端子に接続されたＬＡＮ（Local Area Network）、ネットワーク１０４等を介して各種のデータを装置間で送受信することが可能である。プラント情報収集部１１がネットワーク１０４から収集する信号は、ネットワークインターフェイス２６を介して監視制御装置２のプラント情報収集部１１に取り込まれる。

＜メッセージ情報格納部のテーブル構成例＞
図３は、メッセージ情報格納部１３のテーブル構成図である。
メッセージ情報格納部１３は、発生日時１３ａ、タグ名称１３ｂ、設備名称１３ｃ、メッセージ内容１３ｄ及び作業者ＩＤ１３ｅの項目によりメッセージを管理する。

発生日時１３ａの項目は、プラント機器１０１でメッセージが発生した日時を発生日時として格納する。この発生日時は、プラント情報収集部１１が、ネットワーク１０４を介して信号が入力した日時に相当し、プラント情報収集部１１が時刻情報管理部１２から取得した時刻情報を発生日時１３ａの項目に格納したものである。

メッセージには、プラント機器１０１が異常動作することで発報されるアラーム（例えば、「故障発生」）、プラント機器１０１に対して適切な対処が行われたことを表すプラント機器１０１の状態情報（例えば、「故障回復」）等が含まれる。
タグ名称１３ｂの項目は、メッセージを発生したプラント機器１０１に割当てられたタグのタグ名称を格納する。本実施の形態では、「ＴＡＧｎｎｎ」の形式で「ＴＡＧ」に続く数値を変えることでプラント機器１０１毎にタグ名称が変わるが、タグ名称の形式は任意としてよい。

設備名称１３ｃの項目は、タグが割当てられたプラント機器１０１の設備名称を格納する。
メッセージ内容１３ｄの項目は、メッセージの内容を格納する。メッセージの内容として、故障発生、故障回復、運転開始等がある。
作業者ＩＤ１３ｅの項目は、メッセージが発生したときにプラント１００を担当していた作業者の作業者ＩＤを格納する。作業者ＩＤは、プラント１００の担当者によって複数の作業者ＩＤが作業者ＩＤ１３ｅの項目に格納される場合もある。

＜作業者情報格納部のテーブル構成例＞
図４は、作業者情報格納部１４のテーブル構成図である。
作業者情報格納部１４は、作業者ＩＤ１４ａ、作業者名１４ｂ、パスワード１４ｃ、担当プラント名１４ｄ、担当業務グループ１４ｅ、職位１４ｆの項目により、作業者情報を管理する。

作業者ＩＤ１４ａの項目は、プラント１００の操作を可能な作業者の作業者ＩＤを格納する。
作業者名１４ｂの項目は、作業者ＩＤが割当てられた作業者の作業者名を格納する。
パスワード１４ｃの項目は、作業者が監視制御装置２にログインする際に認証情報として用いられるパスワードを格納する。監視制御装置２へのログインは、入力装置３から入力された作業者ＩＤ及びパスワードと、作業者情報格納部１４に格納される作業者ＩＤ及びパスワードとが一致していることにより、不図示の認証システムにより許可される。

担当プラント名１４ｄの項目は、作業者が担当するプラント１００のプラント名を格納する。
担当業務グループ１４ｅの項目は、作業者が担当する業務グループのグループ名を格納する。本実施の形態では、業務グループにプラント１００を監視する業務が含まれる。

職位１４ｆは、作業者の職位を格納する。職位としては、例えば、研修員、課長等があるが、他の職位も格納される。作業者の職位は、画面管理部１７が作業者の熟練度を判定するために用いられる。画面管理部１７は、職位が研修員の作業者は不慣れであり、職位が課長等の作業者は熟練していると判別することができる。なお、職位１４ｆには、作業者の熟練度に合わせた数値を格納してもよい。例えば、不慣れな作業者であれば数値を「１」とし、熟練した作業者であれば数値を「４」とするような数値が格納されてもよい。また、作業者が普段担当するプラント１００とは異なるプラント１００を担当する場合、この作業者の職位１４ｆにフラグを設けておき、不慣れな作業者であることを画面管理部１７が判別できるようにしてもよい。

＜メッセージの表示回数＞
ここで、メッセージの表示回数について説明する。
図５は、メッセージ表示回数の説明図である。図５に示すグラフの横軸は時間、縦軸はプラント機器１０１の一例としてポンプＮｏ．１の回転数を表す。

ポンプＮｏ．１の回転数は、通常、閾値ｔｈ１より多くなるように動作する。しかし、ポンプＮｏ．１に故障等の異常が発生すると、ポンプＮｏ．１の回転数が変動しやすくなる。始めにポンプＮｏ．１の回転数が閾値ｔｈ１以下である信号が入力すると、プラント情報収集部１１は、ポンプＮｏ．１の異常と判断し、故障発生のメッセージを含むメッセージ情報をメッセージ情報格納部１３に格納する。このとき、画面管理部１７は、ポンプＮｏ．１の異常を知らせる１回目のメッセージを表示装置４に表示する。なお、画面管理部１７がポンプＮｏ．１の異常を示すメッセージを表示する画面は不図示とする。その後、ポンプＮｏ．１の回転数が閾値ｔｈ１を超える信号が入力すると、プラント情報収集部１１は、異常が回復したと判断する。このとき、表示装置４に表示されていたメッセージは消える。

その後、再びポンプＮｏ．１の回転数が閾値ｔｈ１以下の信号が入力すると、表示装置４に２回目のメッセージが表示され、再びポンプＮｏ．１の回転数が閾値ｔｈ１を超える信号が入力すると、再び表示装置４に表示されていたメッセージは消える。以下、ポンプＮｏ．１に適切な対応が行われるまで、メッセージの表示と消去が繰り返される。

例えば、ポンプＮｏ．１を含むポンプ装置（プラント１００の一例）に重故障が発生する前には、ポンプＮｏ．１の回転数が断続的に閾値ｔｈ１未満になる状況が発生しやすい。また、図５では、ポンプＮｏ．１だけを示したが、他のプラント機器１０１についても同じような出力値の変化が起きやすい。作業者が熟練していれば、ポンプＮｏ．１の回転数の変化に気づいて、早めに適切な対応を取ることができる。しかし、不慣れな作業者であれば、多くのプラント機器１０１がある中で、ポンプＮｏ．１の回転数の変化を見過ごしやすい。

そこで、本実施の形態に係る監視制御装置２では、多数回のメッセージが表示された複数のプラント機器１０１は、プラント１００の重故障に到る関連があるものとして、作業者にプラント機器１０１の情報を提示する。この時、画面管理部１７は、メッセージ情報格納部１３に格納された作業者情報に基づいて、作業者の熟練度を判定する。そして、画面管理部１７は、監視画面Ｗ１に対して、メッセージが多い順に抽出したプラント機器１０１毎の情報をグラフで表示する。監視画面Ｗ１へのグラフの表示は、熟練度が不足する作業者が行ったアラームに対応する操作が、アラームが発報された後、一定時間にわたって行われなかったことが判明した場合に行われる。以下に監視画面Ｗ１の表示例について説明する。

＜メッセージ表示画面＞
図６は、監視画面Ｗ１の表示例を示す説明図である。
監視画面Ｗ１は、アラームが発報されたとき、すなわちプラント１００のいずれかのプラント機器１０１に重故障が発生し、特定の故障信号が発生した時点から遡って一定時間内に発報されたメッセージが多い順にタグ毎の棒グラフを表示した画面である。作業者ＩＤ及びパスワードを入力して監視制御装置２にログインした作業者がプラント１００を監視している最中に、特定の故障信号がメッセージ情報格納部１３に入力されると、監視画面Ｗ１が表示装置４に表示される。

この監視画面Ｗ１は、アラーム表示エリアＷ１ａ、期間設定エリアＷ１ｂ、表示件数設定エリアＷ１ｃ、解析開始ボタンＷ１ｄ、解析結果表示エリアＷ１ｅを備える。

アラーム表示エリアＷ１ａには、重故障が発生したプラント機器１０１の名称、及び重故障が発生したことを通知するメッセージが、重故障の発生日時と共に表示される。
期間設定エリアＷ１ｂには、重故障の発生日時から遡って設定可能な一定期間を作業者が設定するためのテキストボックス及びプルダウンメニューが表示される。作業者は、期間設定エリアＷ１ｂを通じて、時間又は分単位で一定期間を設定することができる。
表示件数設定エリアＷ１ｃには、解析結果表示エリアＷ１ｅに表示可能な情報の件数を設定するためのテキストボックスが表示される。

解析開始ボタンＷ１ｄは、期間設定エリアＷ１ｂ及び表示件数設定エリアＷ１ｃに設定された内容に基づいて、画面管理部１７が情報の解析を開始する指示を行うためのボタンである。作業者が、解析開始ボタンＷ１ｄを押すと、発生した重故障に対する解析が開始され、解析結果が解析結果表示エリアＷ１ｅに表示される。

解析結果表示エリアＷ１ｅは、メッセージ表示回数が多いメッセージを、タグ名称、サービス名称、回数と共に、棒グラフで表示する。

設定した時間内に系統図の表示、警報停止操作、警報確認操作のような特定の操作がなされなかったとき、メッセージ表示回数が多いものから降順にＮ件のタグで並び替えたグラフまたは棒グラフで表示装置４に自動的に表示する。

本例では、故障信号が発生するまでの１時間に発報されたメッセージを多い順にＮ個並べた表示となっている。なお、プラント機器の関連性を表す形態の表示範囲は、作業者が操作する入力装置３が受け付けた入力により任意に変更される。例えば、メッセージの発報回数を数える時間は、本画面表示後に、期間設定エリアＷ１ｂにて時間を設定することで変更可能である。

また、タグの表示件数は、本画面表示後に、表示件数設定エリアＷ１ｃより表示件数を設定することで変更可能である。そして、期間設定エリアＷ１ｂ又は表示件数設定エリアＷ１ｃが設定された後、作業者が、解析開始ボタンＷ１ｄを押下することで変更された表示範囲で棒グラフ等が表示される。

ここで、作業者が、不慣れな作業者か、熟練者であるかによって、重故障が発生してから監視画面Ｗ１が表示されるまでの時間を変更する際の目安について説明する。

＜監視画面の発生タイミング＞
図７は、監視画面Ｗ１の発生タイミングの例を示す説明図である。

画面管理部１７は、判定した作業者の熟練度に応じて、プラント機器１０１毎の情報をグラフで表示するまでの時間を変更する。例えば、不慣れな作業者であれば、アラームが発報されても、重故障の原因となる複数のプラント機器１０１の関連性に気づけないため、対応作業が遅れがちとなる。そこで、画面管理部１７は、不慣れな作業者がプラント１００を操作している場合に、重故障が発生時からの経過時間ｔ１を早めて監視画面Ｗ１を表示する。

一方、熟練者であれば、重故障が発生するとすぐに、重故障が発生したプラント機器１０１と他のプラント機器１０１との関連性に気づいて重故障への対応を開始していると考えられる。このため、監視画面Ｗ１の表示を後回しにして、重故障が発生したプラント機器１０１への対応画面を表示してよい。そこで、画面管理部１７は、熟練した作業者がプラント１００を操作している場合に、重故障の発生時からの経過時間ｔ２を、経過時間ｔ１よりも長くして監視画面Ｗ１を表示する。

このため、画面管理部１７は、作業者情報格納部１４の担当プラント名１４ｄ、担当業務グループ１４ｅ、職位１４ｆを参照し、作業者に合わせた期間及び表示件数を、それぞれ期間設定エリアＷ１ｂ及び表示件数設定エリアＷ１ｃに自動的に設定する。ただし、期間及び表示件数は、作業者が期間設定エリアＷ１ｂ及び表示件数設定エリアＷ１ｃに表示された値を変更することもできる。

＜監視制御システムにおける処理手順＞
図８は、監視制御システム１における処理手順の例を示すフローチャートである。作業者がログインしている場合に、本処理の開始条件が成立する。

始めに、画面管理部１７は、監視制御システム１にログインしている作業者の情報を、作業者情報格納部１４から取得し（Ｓ１）、待機する。次に、故障信号がプラント情報収集部１１に入力されると（Ｓ２）、画面管理部１７は、入力した故障信号が、特定の故障信号であるか否かを判定する（Ｓ３）。

画面管理部１７は、入力された故障信号が特定の故障信号ではないと判定すると（Ｓ３のＮＯ）、ステップＳ２に戻って故障信号が入力されるまで待機する。一方、画面管理部１７は、特定の故障信号が入力されたと判定すると（Ｓ３のＹＥＳ）、特定の故障信号が入力してアラームが発生した時刻から遡って一定期間（例えば、１時間）内に発生したメッセージ情報をメッセージ情報格納部１３から取得する（Ｓ４）。

ここで、画面管理部１７が取得するメッセージ情報は、メッセージを発生したプラント機器１０１に限らず、プラント１００を構成するプラント機器１０１全体から取得したものである。そして、画面管理部１７は、取得したメッセージの発生回数をタグ毎に数え、メッセージの発生回数が多い順にＮ個抽出する（Ｓ５）。

次に、画面管理部１７は、特定の故障信号がプラント情報収集部１１に入力されてから一定時間（例えば、２分間）内に規定されたアラームに対応する操作が行われたか否かを判断する（Ｓ６）。アラームに対応する操作は、例えば、プラント１００の系統図を表示する操作、アラームを停止する操作、及びプラント機器１０１を確認する操作のうちの少なくともいずれか一つを含む。

画面管理部１７は、一定時間内に規定された操作が行われたと判断すると（Ｓ６のＹＥＳ）、ステップＳ２に戻って、次の故障信号が入力されるまで待機する。一方、画面管理部１７は、一定時間内に規定された操作が行われなかったと判断すると（Ｓ６のＮＯ）、タグ毎に数えたメッセージを、発生回数の多い順にＮ個の棒グラフで表示装置４に表示し（Ｓ７）、本処理を終了する。

以上説明した一実施の形態に係る監視制御システム１では、プラント情報収集部１１に特定の故障信号が入力されてアラームが発報されると、画面管理部１７は、特定の故障信号が入力された時点から遡って一定期間内に発生したメッセージをタグ毎に多い順に抽出する。そして、画面管理部１７は、発生したメッセージが多い順にタグ毎に並び替え、タグ毎にメッセージの発生回数が棒グラフで表した監視画面Ｗ１を表示装置４に表示する。このため、不慣れな作業者であっても、メッセージの発生回数が多い順に表示されるプラント機器１０１の関連性が高いと判断できる。そして、不慣れな作業者は、多数のプラント機器１０１から、関連性が高いプラント機器１０１を選択して、初動対応することが可能となる。

また、監視画面Ｗ１に表示されるタグの件数、メッセージ情報格納部１３からメッセージ情報を抽出する期間は、任意に設定可能である。このため、作業者は、表示されたタグの件数が少なければ、メッセージ情報を抽出する期間を長く設定して、タグの件数を多く表示させることができる。逆に、作業者は、表示されたタグの件数が多ければ、メッセージ情報を抽出する期間を短く設定して、タグの件数を少なく表示させることができる。

また、画面管理部１７は、表示装置４に監視画面Ｗ１を表示するタイミングを、作業者の熟練度に応じて変更することができる。不慣れな作業者がプラント１００を操作していれば、アラームが発報した後、早いタイミングで監視画面Ｗ１が表示されるため、プラント機器１０１への対応を行う必要があることに気づきやすい。一方、熟練した作業者がプラント１００を操作していれば、アラームが発報して早いタイミングで、対応が必要なプラント機器１０１を判断できるため、遅れて監視画面Ｗ１が表示されたとしても、対応を要するプラント機器１０１を確認しやすい。

なお、監視画面Ｗ１に表示されるメッセージの発生回数を示すグラフを棒グラフとして説明したが、他の形態のグラフであってもよい。例えば、折れ線グラフ、円グラフ、帯グラフ等であってもよい。そして、作業者は、入力装置３を操作して、監視画面Ｗ１に表示される棒グラフを、他の形態のグラフに変更することも可能としてよい。

また、本実施の形態に係るプラント１００は、上下水浄水場や工場等のプラントであってもよい。これらのプラントにおいても、本実施の形態に係る監視制御システム１及び監視制御装置２を用いてプラントの動作を監視することが可能である。

なお、本発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
例えば、上述した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するためにシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、本実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１…監視制御システム、２…監視制御装置、３…入力装置、４…表示装置、１１…プラント情報収集部、１２…時刻情報管理部、１３…メッセージ情報格納部、１４…作業者情報格納部、１７…画面管理部、１００…プラント、１０１…プラント機器、１０２…プロセスＩ／Ｏ、１０３…コントローラ、１０４…ネットワーク、Ｗ１…監視画面

Claims (9)

1. 作業者がプラントの動作を監視するための監視画面を表示する表示装置と、
   前記プラントを構成するプラント機器から入力された信号を解釈してプラント情報として収集するプラント情報収集部と、
   前記プラントの時刻情報を管理する時刻情報管理部と、
   前記プラント情報収集部により収集された前記プラント情報から、前記プラント機器の状態変化を表すメッセージを含むメッセージ情報を抽出し、前記時刻情報管理部から取得した前記時刻情報を、前記メッセージの発生時刻として前記メッセージ情報に付加して格納するメッセージ情報格納部と、
   前記プラントの異常発生と解釈される特定の信号が前記プラント情報収集部に入力されたことが前記プラント情報収集部から通知されると、前記特定の信号が前記プラント情報収集部に入力された時点から遡って一定期間内に発生した前記メッセージの発生回数が多い順に前記メッセージ情報格納部から抽出した前記メッセージ情報を、前記メッセージを発生した複数の前記プラント機器の関連性を表す形態で前記表示装置に表示する前記監視画面を管理する画面管理部と、
   前記作業者を特定する作業者情報を格納する作業者情報格納部と、を備え、
   前記画面管理部は、前記メッセージ情報格納部に格納された前記作業者情報に基づいて、前記作業者の熟練度を判定し、
   前記作業者に前記プラントの異常発生を知らせるアラームが発報された後、前記熟練度が不足する前記作業者による前記アラームに対応する操作が、一定時間にわたって行われなかったことが判明した場合に、前記監視画面に対して、前記メッセージが多い順に抽出した前記プラント機器毎の情報をグラフで表示する
   監視制御システム。
2. さらに、前記プラントの動作を監視する前記作業者の入力を受け付ける入力装置を備え、
   前記画面管理部は、前記入力装置が受け付けた入力により前記プラント機器の関連性を表す形態の表示範囲を変更する
   請求項１に記載の監視制御システム。
3. 前記プラント情報収集部は、前記プラント情報を、前記作業者情報格納部を参照して得た前記作業者情報と共に収集し、
   前記メッセージ情報格納部は、前記メッセージ情報を、前記メッセージを発生した前記プラント機器を含む前記プラントを操作する前記作業者の前記作業者情報と共に格納する
   請求項２に記載の監視制御システム。
4. 前記プラント情報収集部には、前記プラント機器に接続されるプロセス入出力装置及びコントローラからネットワークを介して、前記プラント機器から前記信号が入力される
   請求項３に記載の監視制御システム。
5. 前記メッセージ情報には、前記プラントを操作した前記作業者を特定する前記作業者情報、及び前記作業者が操作した前記プラントの操作履歴が含まれる
   請求項３に記載の監視制御システム。
6. 前記画面管理部は、判定した前記作業者の熟練度に応じて、前記プラント機器毎の情報をグラフで表示するまでの時間を変更する
   請求項１に記載の監視制御システム。
7. 前記アラームに対応する操作は、前記プラントの系統図を表示する操作、前記アラームを停止する操作、及び前記プラント機器を確認する操作のうちの少なくともいずれか一つを含む
   請求項１に記載の監視制御システム。
8. プラントを構成するプラント機器から入力された信号を解釈してプラント情報として収集するプラント情報収集部と、
   時刻情報に従って動作する前記プラントの前記時刻情報を管理する時刻情報管理部と、
   前記プラント情報収集部により収集された前記プラント情報から、前記プラント機器の状態変化を表すメッセージを含むメッセージ情報を抽出し、前記時刻情報管理部から取得した前記時刻情報を、前記メッセージの発生時刻として前記メッセージ情報に付加して格納するメッセージ情報格納部と、
   前記プラントの異常発生と解釈される特定の信号が前記プラント情報収集部に入力されたことが前記プラント情報収集部から通知されると、前記特定の信号が前記プラント情報収集部に入力された時点から遡って一定期間内に発生した前記メッセージの発生回数が多い順に前記メッセージ情報格納部から抽出した前記メッセージ情報を、前記メッセージを発生した複数の前記プラント機器の関連性を表す形態で表示装置に表示する監視画面であって、作業者が前記プラントの動作を監視するための前記監視画面を管理する画面管理部と、
   前記作業者を特定する作業者情報を格納する作業者情報格納部と、を備え、
   前記画面管理部は、前記メッセージ情報格納部に格納された前記作業者情報に基づいて、前記作業者の熟練度を判定し、
   前記作業者に前記プラントの異常発生を知らせるアラームが発報された後、前記熟練度が不足する前記作業者による前記アラームに対応する操作が、一定時間にわたって行われなかったことが判明した場合に、前記監視画面に対して、前記メッセージが多い順に抽出した前記プラント機器毎の情報をグラフで表示する
   監視制御装置。
9. 前記画面管理部は、前記プラントの動作を監視する前記作業者の入力を受け付ける入力装置が受け付けた入力により前記プラント機器の関連性を表す形態の表示範囲を変更する
   請求項８に記載の監視制御装置。
   

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