JPH06111163A - 監視制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種機器の運転状況を現場から離れた中央監
視室で監視制御する場合における監視員による監視機能
を多様化して、監視精度を向上させる。 【構成】 各機器の近接に音を検出する複数の音センサ
９を配設し、プロセス制御端末装置２近傍に、Ａ／Ｄ変
換された音データの異常を検出してプロセス制御端末装
置２へ異常信号を送出する音異常検出手段１５と、デジ
タルの音データを中央監視制御装置へ伝送する音データ
送信部１４とを設けている。さらに、中央監視制御装置
８内に、受信したデジタルの音データを入力時刻から一
定時間分記憶する音データ記憶部２０と、受信したデジ
タルの音データをアナログの音信号に変換して、スピー
カー１８ａ，１８ｂで音出力する音出力手段と、異常信
号を受信したのち音データ記憶部に記憶されている音デ
ータをアナログの音信号に変換して、スピーカーで音出
力する音出力再生手段とを組込んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビル，下水道システ
ム，工場等の各種プラントに含まれる各種機器の運転状
況を例えば中央監視室に据付けられた中央制御監視装置
でもって監視制御する監視制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に示すように、各種プラントに含ま
れる各機器の流量や回転数や速度等の運転データ（プロ
セスデータ）を計測する各計装機器１から出力された各
機器の運転状況を示す運転データは、プロセス制御端末
装置（プロセスコントロールステーション）２へ集計さ
れる。プロセス制御端末装置２は多数の計装機器１から
の運転データを各区域、信号種別毎に集計する。集計統
括された情報は、ＬＡＮ、公衆回線等の伝送路３を介し
て中央制御室４内に据付けられた中央監視制御装置５へ
伝送される。

【０００３】中央監視制御装置５内には複数の監視制御
用モニタ６及びグラフィック・パネル７等が組込まれて
おり、プロセス制御端末装置２から受信した運転データ
の情報によって、各機器の運転状況、故障の有無等を表
示する。監視員は、監視制御用モニタ６及びグラフィッ
ク・パネル７を監視することによって、各機器の動作状
況及び異常有無の判断を行う。このように、従来の監視
制御装置においては、監視員が表示されたモニタ画面を
監視するという視覚情報を主体とした監視制御方式が採
用されている。

【０００４】なお、異常状態が検出されるとブザー等の
警報音で異常発生を告知するようにしているが、異常が
生じた場合の運転状況はやはりモニタ表示から読取る必
要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、正常時又
は異常時における各機器の運転状況をモニタ表示で確認
する必要がある従来の監視制御装置にあっては、まだ解
消すべき次のような問題がある。 (1) 監視制御用モニタを見なければ正確な運転状況を
把握できない。

【０００６】監視制御用モニタ６を常時監視していなけ
れば警報が鳴った時に初めて異常に気付く事態になりか
ねない。したがって、故障が発生する以前の兆候をつか
むことは難しい。監視制御用モニタ６数に対し、監視対
象機器が多い場合には故障が発生しても故障状況を把握
して適切な判断を行うことが困難である。 (2) 各機器に対する制御を行う上での実感を得ること
ができない。

【０００７】中央監視室は各機器の設置位置からかなり
離れた位置に設けられているので、監視員が常駐してい
る中央監視室から計装機器１等の操作を行う上で実感を
得ることができない。例えば流量調整弁の開操作を行っ
ていても弁が開動作中であるとは、監視制御用モニタ６
やグラフィック・パネル７に表示される流量数値の増減
でしか開動作中状態を判断できず、監視員にとって操作
状況の認識が感じにくい。 (3) 複数の故障発生の場合の判断と対応が困難であ
る。

【０００８】一時に数ケ所の故障が発生した場合、図５
に示した従来の監視制御装置においては、監視制御用モ
ニタ６やグラフィック・パネル７の計装機器表示のフリ
ッカ、警報音にて監視員に報知するが、その要因が何で
あるかの状況判断がつきにくい。さらに、(2) の実感を
掴み難い事項と併せて、異常発生時に迅速な対応ができ
なくなる懸念がある。

【０００９】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、監視制御対象となる各機器に音センサを取
付け、中央監視室でその音をモニタし、かつ異常が発生
した場合にはその音をプレイバック可能とすることによ
って、従来のモニタ監視という視覚情報に加えて聴覚情
報をも監視対象に加えることができ、監視員にとって、
現場の状況認識をしやすく、操作判断等を確実かつ迅速
に行うことができ、装置全体の操作性と信頼性とを向上
できる監視制御装置を提供すること目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に本発明は、各種プラントに含まれる各種機器の運転状
況を収集するプロセス制御端末装置と、このプロセス制
御端末装置から受信した各運転状況を監視制御する中央
監視制御装置とからなる監視制御装置において、各機器
の近接に各機器が発する音を検出する音センサを配設し
ている。

【００１１】また、プロセス制御端末装置近傍に、各音
センサから出力された音信号をデジタルの音データに変
換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換された音データの異
常を検出してプロセス制御端末装置へ異常信号を送出す
る音異常検出手段と、デジタルの音データを中央監視制
御装置へ伝送する音データ送信部とを設けている。

【００１２】さらに、中央監視制御装置内に、音データ
処理部から受信したデジタルの音データを入力時刻から
一定時間分記憶する音データ記憶部と、音データ送信部
から受信したデジタルの音データをアナログの音信号に
変換して、スピーカーで音出力する音出力手段と、プロ
セス制御端末装置から異常信号を受信したのち音データ
記憶部に記憶されている音データをアナログの音信号に
変換して、スピーカーで音出力する音出力再生手段とを
組込んでいる。

【００１３】

【作用】このように構成された監視制御装置であれば、
各機器が発生する例えば振動音等は音センサで検出され
て、音信号に変換され、さらに、デジタルの音データに
変換される。デジタルの音テータは中央監視制御装置へ
データ伝送される。

【００１４】中央監視制御装置は受信した音データを元
のアナログの音信号に戻して、スピーカーを介して音出
力する。したがって、監視者は中央監視室で各機器の振
動音等を聴くことができる。

【００１５】さらに、中央監視制御装置へ入力した音デ
ータは入力時刻から一定時間分記憶保持されているの
で、異常が発生した場合には異常発生直前の音をプレイ
パックできる。また、例えば音が急激に変化した状態を
検出することによって音データ単独でも制御監視対象機
器の異常発生を検知できる。

【００１６】すなわち、従来のモニタ監視等の目視監視
方式と聴覚監視方式とを組合わせることにより、故障兆
候の発見、機器状態の把握、機器操作判断の材料を監視
員にに提供でき、より正確安全な制御監視装置を実現で
きる。

【００１７】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。

【００１８】図１は実施例の監視制御装置の概略構成を
示すブロック図である。図５に示した従来の監視制御装
置と同一部分は同一符号が付してある。したがって、重
複する部分の詳細説明は省略されている。

【００１９】各種プラントに含まれる各機器の運転デー
タは各機器に対応する各計装機器１で検出されてプロセ
ス制御端末装置２へ集計されたのちＬＡＮ，公衆回線等
からなる伝送路３を介して中央制御室４内に据付けられ
た中央監視制御装置８へ伝送される。中央監視制御装置
８内には複数の監視制御用モニタ６及びグラフィック・
パネル７等が組込まれており、プロセス制御端末装置２
から受信した運転データの情報によって、機器状態、運
転状況、故障等を前記監視制御用モニタ６及びグラフィ
ック・パネル７に表示する。

【００２０】そして、この実施例の監視制御装置におい
ては、監視制御対象となる各機器に近傍に、該当機器の
発する音を検出する、例えばマイクロホン等の音センサ
９が配設されている。各音センサ９で検出された音は音
信号に変換されてプロセス制御端末装置２近傍に配設さ
れた音データ処理部１０へ入力される。この音データ処
理部１０は図２に示すように構成されている。

【００２１】例えば公衆回線等を用いて音センサ９から
入力されたアナログの各音信号はＡ／Ｄ変換器１１によ
ってデジタルの音データに変換される。Ａ／Ｄ変換器１
１のサンプリング周波数及び分解能は、音データをどれ
だけ精度よくデータ処理するかによって定まるが、例え
ば、サンプリング周波数を人間の可聴範囲の１０Hz〜数
１０ｋHzにし、分解能を８ｂｉｔに設定している。

【００２２】Ａ／Ｄ変換器１１でテシタル値に変換され
た各音テータはＲＡＭで構成された今回メモリ１２へ格
納される。この今回メモリ１２に記憶された一定量の音
データは図示しないトリガ信号により前回メモリ１３に
複写される。比較器１５によって、今回の周期に新たに
今回メモリ１２に記憶された音データと前回の周期に入
力されて前回メモリ１３に記憶されている音データとが
比較対照される。そして、両者の差が予め定められた許
容限界値を越えると、対象機器に何等かの異常が生じ
て、異常音が発生したと判断して、プロセス制御端末装
置２へ異常信号を送出する。プロセス制御端末装置２は
受信した異常信号を通常の運転データと共に伝送路３を
介して中央監視装置８へ送信する。また、今回メモリ１
２から前回メモリ１３へ転送された音データはハードデ
ィスク装置１６に蓄積される。

【００２３】さらに、今回メモリ１２から出力される音
データは音データ送信部１４へ入力される。音データ送
信部１４は入力されたデジタルの音データを高い周波数
を有する搬送波に載せて、前記伝送路３を介して中央監
視制御装置８へ送信される。

【００２４】中央監視室４内に据付けられた中央監視制
御装置８内には、前述した各監視制御用モニタ６及びグ
ラフィック・パネル７の他に、音声出力制御部１７と一
対のスピーカー１８ａ，１８ｂとが組込まれている。

【００２５】中央監視制御装置８は伝送路３を介してプ
ロセス制御端末装置２から受信した各機器の運転データ
を加工して各監視制御用モニタ６及びグラフィック・パ
ネル７に表示する。具体的には、これらに対して、状態
故障表示色、点滅、メッセージ、数値表示、グラフ表現
等が実施され、中央監視室４内にいる監視員はこれらの
視覚情報により各機器の動作状況を把握する。

【００２６】また、中央監視制御装置８は、入力した運
転データに対して所定の制御演算処理を施して、操作量
を伝送路３及びプロセス制御端末装置２を介して各機器
へ送出して各機器を制御する。

【００２７】さらに、中央監視制御装置８は入力した音
データを音出力制御部１７へ転送する。同時に、プロセ
ス制御端末装置２から受信した異常信号も前記各監視制
御用モニタ６に表示して異常発生を監視員に視覚で知ら
せるとともに音出力制御部１７へ転送する。音出力制御
部１７は図３に示すように構成されている。

【００２８】音データ処理部１０から伝送路３を介して
入力されたデジタルの音テータはフィルタ１９により不
要な搬送波成分が除去された後、音データ記憶部２０に
格納されると共に、Ｄ／Ａ変換器２１によって元のアナ
ログの音信号に復元される。復元されたアナログの音信
号は音量調節回路２２で最適信号レベルに調整された
後、各スピーカー１８ａ，１８ｂでもって音出力され
る。なお、２台のスピーカー１８ａ，１８を離間して設
けることによって、監視員に対して現場の臨場感を与え
ることができる。

【００２９】また、音量調節回路２２における音量調整
は自動制御回路２３及び出力制御部２４にて実施され
る。出力制御部２４にはハードストッチ及び中央監視盤
が接続されており、監視員が音出力を遮断したり、音量
レベルを任意に設定可能である。また、自動制御回路２
３はプロセス制御端末装置２から異常信号が入力される
と、大きな異常音が生じることが予測されるので、音量
を低減させて監視員の不快感を和らげる。

【００３０】次に、音データ記憶部２０について説明す
る。この音データ記憶部２０は時系列的に順次入力され
る音データを例えば数分等の一定時間分記憶可能な記憶
容量を有している。したがって、常時最新の数分間の音
データを記憶保持している。

【００３１】具体的に説明すると、音データ記憶部２０
は、前述したサンプリング周波数で８ビットの分解能を
有する音データを記憶するために、１つの音信号当り、
数百〜１ＭＧバイトの記憶容量を有したＲＡＭで構成さ
れている。

【００３２】そして、自動制御回路２３は、プロセス制
御端末機２から伝送路３を介して異常信号が入力される
と、音データ記憶部２０に対して例えば１〜２分等の規
定時間経過後に新規の音テータの記憶動作を停止させ
る。その結果、音データ記憶部２０は異常発生前記の数
分間の音データが記憶保持される。

【００３３】この記憶保持された異常発生前後数分間の
音データは、操作員の操作盤における再生操作によって
読出されて、Ｄ／Ａ変換器２１及び音量調節回路２２を
介してスピーカー１８ａ，１８ｂでプレイバック（再
生）される。したがって、監視員は、異常が生じた機器
における異常発生直前の例えば振動音を聴くことによっ
て、異常原因究明の一つの手助けを得る。なお、異常信
号受信から所定時間経過後に、自動的に前記異常発生前
後数分間の音データを再生することも可能である。この
ように構成され監視制御装置においては、以下に示す技
術的効果を期待てきる。

【００３４】(1) 中央監視室４に常駐する監視員は、
制御監視モニタ６を常時見ていなくても音を聴くことに
よって、各機器の概略の動作状況を把握することがで
き、故障が生じる以前の兆候を把握することが可能にな
る。したがって、従来装置における視覚のみに加えて聴
覚による監視機能が付加されるので、従来装置に比較し
て、異常検出及び異常原因究明機能のより一層の充実が
図れる。

【００３５】(2) 監視員は、各機器に対する制御を行
う上での充実感を得ることができ、誤操作を少なくする
ことができる。さらに、監視員は自分がどの機器に対し
てどのように操作したかという操作判断の感覚を養うこ
とができる。

【００３６】(3) たとえ複数の故障が同時に発生した
場合においても、人間の聴覚は複数の音を区別して把握
することが可能であり、監視員にとって、これらの音は
故障判断の有効な要素となる。したがって、前述した監
視制御モニタ６と音とを併用することにより、異常発生
時における対応を正確かつ迅速に実施できる。

【００３７】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。例えば図４に示すように、音センサ９
ａ自身にＡ／Ｄ変換器及び小容量メモリを装備し、各計
装機器１とプロセス制御端末装置２とを接続する伝送路
２５ににデジタル通信網（ＩＳＤＮ等）を用いている。
なお、音データ処理部１０ａにおいては、Ａ／Ｄ変換器
１９は除去されている。

【００３８】このように構成することによって、各音セ
ンサ９ａから音データ処理部１０ａに対する音データ送
信を従来の計装機器１からプロセス制御端末装置２に対
する運転データ送信と同時に行え、ネットワークの接続
を容易にすることが可能である。すなわち、従来のプロ
セス制御端末装置２の機能を用いてデータ収集ができ、
音データ処理装置１０ａ及び音出力制御部１７を付加す
るのみで前述した機能を有する監視制御装置を実現でき
る。

【００３９】さらに、中央監視制御装置８に組込まれた
音出力制御部１７に対して、音データ処理部１０からの
異常信号の他に、中央監視制御装置８が各運転データを
監視する過程で検出した異常状態に対しても警報音を出
力し、さらに、機器の据付け現場からの音声メッセージ
も音出力することによって、より操作性を向上できる監
視制御装置を提供できる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の監視制御
装置によれば、制御対象の各機器に対して各機器が発す
る音を検出する音センサを設け、検出した音をデジタル
化して中央監制御装置へ送信し、中央監視室でその音を
モニタし、かつ異常が発生した場合にはその音をプレイ
バック可能としている。したがって、従来装置における
監視制御用モニタやグラフィック・パネルを監視する視
覚的監視機能に振動音を聴く聴覚監視機能を付加するこ
とができ、監視者にとって、常時監視制御モニタを見て
いなくても制御対象機器の概略の運転状況を把握でき、
故障が生じる兆候を検知可能にし、制御を行う上で実感
が得られ、操作判断等を確実かつ迅速に行うことがで
き、装置全体の操作性と信頼性とを向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係わる監視制御装置の概
略構成を示すブロック図、

【図２】 同実施例装置の音データ処理部の構成を示す
ブロック図、

【図３】 同実施例装置の音出力制御部の構成を示すブ
ロック図、

【図４】 本発明の他の実施例に係わる監視制御装置の
概略構成を示すブロック図、

【図５】 従来の監視制御装置の概略構成を示すブロッ
ク図。

【符号の説明】

１…計装機器、２…プロセス制御端末装置、３…伝送
路、４…中央監視室、６…監視制御用モニタ、７…グラ
フィック・パネル、８…中央監視制御装置、９，９ａ…
音センサ、１０．１０ａ…音データ処理部、１１…Ａ／
Ｄ変換器、１２…今回メモリ、１３…前回メモリ、１４
…音データ送信部、１５…比較器、１６…ハードディス
ク装置、１７…音出力制御部、１８ａ，１８ｂ…スピー
カー、１９…フィルタ、２０…音データ記憶部、２１…
Ｄ／Ａ変換器、２２…音量調節回路、２３…自動制御回
路、２４…出力制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各種プラントに含まれる各種機器の運転
   状況を収集するプロセス制御端末装置と、このプロセス
   制御端末装置から受信した各運転状況を監視制御する中
   央監視制御装置とからなる監視制御装置において、 前記各機器の近接に各機器が発する音を検出する音セン
   サを配設し、 前記プロセス制御端末装置近傍に、前記各音センサから
   出力された音信号をデジタルの音データに変換するＡ／
   Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換された音データの異常を検出し
   て前記プロセス制御端末装置へ異常信号を送出する音異
   常検出手段と、前記デジタルの音データを前記中央監視
   制御装置へ伝送する音データ送信部とを設け、 前記中央監視制御装置内に、前記音データ処理部から受
   信したデジタルの音データを入力時刻から一定時間分記
   憶する音データ記憶部と、前記音データ送信部から受信
   したデジタルの音データをアナログの音信号に変換し
   て、スピーカーで音出力する音出力手段と、前記プロセ
   ス制御端末装置から異常信号を受信したのち前記音デー
   タ記憶部に記憶されている音データをアナログの音信号
   に変換して、前記スピーカーで音出力する音出力再生手
   段とを組込んたことを特徴とする監視制御装置。