JPH0740318B2 - プラント監視制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、プラントの状態やプラントの操作のための各
種情報を表示するためのディスプレイを備えたプラント
監視制御装置に係わり、特にタッチセンシティブスクリ
ーンを用いて座標の入力を行う形式を採用したプラント
監視制御装置に関する。

「従来の技術」 コンピュータの利用が進展するにつれて、各種の監視装
置あるいは制御装置にCRT（カソードレイチューブ）等
のディスプレイ装置が多く使用されるようになってい
る。このようなディスプレイ装置は、各種データの表示
に用いられるのが通常であるが、表示されたデータを何
らかの手段によって選択することによって入力装置の一
部として使用することもできる。

例えば原子力発電所のプラント制御室では、所定のCRT
の表示面に透明なタッチセンシティブスクリーン（TS
S）を取り付けている。ここでタッチセンシティブスク
リーンとは、その上に指等を触れると、触れた位置座標
が判別されるような装置である。CRTにデータが表示さ
れると、操作者はこのうちの所望のデータに対応する位
置をタッチセンシティブスクリーン上で指定し、データ
の特定を行うことができる。

このようにタッチセンシティブスクリーンとCRTを組み
合わせて使用すると、例えば従来のプラント情報表示機
器がそれぞれのパラメータ値を個別に表示していたのに
比べ、関連するパラメータのみを選択しながら表示する
ことができるようになる。また操作具のアイコン（絵文
字）を画面表示をしてこれらをタッチセンシティブスク
リーンで指示させることにより、操作具を実際に操作し
たと同様な効果をプラント機器に及ぼすことが可能にな
っている。更に、タッチセンシティブスクリーンを使用
して画面の切り換えを指示するようにすると、多数の情
報を効果的に表示することができるようになる。

「発明が解決しようとする課題」 以上のようにタッチセンシティブスクリーンを使用する
と、操作者がその意志をCRT等のディスプレイ上で直接
指示することが可能になる。ところが、ディスプレイ上
のデータを細かく指定しようとすると、タッチセンシテ
ィブスクリーンの使用では限界があった。すなわち、デ
ィスプレイ上であまり離れていない点のうちの１つをタ
ッチセンシティブスクリーンで指定すると、所望の点以
外の点が誤って指定されるという問題があった。

この原因を次に説明する。

第９図は、ディスプレイとしてCRTを使用した場合にお
けるこの原因を説明するためのものである。

今、CRT11の画面上の１点12を操作者が指定したいもの
とする。通常、タッチセンシティブスクリーン13は、CR
T11の表示枠に取りつけられる。そこで、タッチセンシ
ティブスクリーン13とCRT11の表示面との間には、数セ
ンチメートル程度の間隔が存在するのが普通である。

このような状況の下で、まず理想的な状態として、点12
と同一の高さに操作者の目14がある場合を考える。この
状態では、目14を一端とする水平な視線15が点12を通過
する。そこで視線15がタッチセンシティブスクリーン13
と交わる点16を、操作者がタッチすれば、点12の座標位
置が正しく入力されることになる。このように、例えば
操作者が適正な高さの腰掛けを使用して視線をほぼ水平
に保てば、CRT11上の垂直方向の各位置は、タッチセン
シティブスクリーン13上の同じく垂直方向の各位置に対
応することになる。

ところが、原子力発電所のプラント制御室等では、必ず
しも操作者が腰掛けに常に座って作業を行うとは限らな
い。特に原子力発電所に何らかの異常が発生したような
場合には、操作者が無意識のうちに立ち上がって、ある
いは中腰になった状態の緊急時の操作を行うような場合
が多い。

この第９図で示したもう１つの目17は、操作者の頭の位
置が高くなった場合の一例を表わしたものである。この
例の場合には、点12と目17を結ぶ視線18が１右上がりに
傾く。この結果、視線18がタッチセンシティブスクリー
ン13と交わる点19は点16よりも上側にずれる。すなわ
ち、操作者はこのずれた点19を画面上の点12に対応する
点と判別することになる。この点19を触れた場合には、
点12が認識されない場合があり、また異なったデータが
選択されたものと御認識を生じさせる場合もある。

以上、目の位置がCRTの上方にずれた場合について説明
したが、下側にずれた場合にも同様な問題が生じ、タッ
チセンシティブスクリーン13の実際に触れた位置と表示
画面上の位置にずれが起きる。また、操作者が２台のCR
Tを取り扱うような場合を考えると、１台について表示
が行われている場合と２台について表示が行われている
場合とでは、画面に対する操作者の水平方向の位置が異
なってくる。そこでこのような場合には、画面の水平方
向でタッチされた位置と表示画面の位置に狂いが生じて
くる。右効きの人が操作した機器を左効きの人が代って
操作する場合も同様である。このような狂いは、タッチ
センシティブスクリーン13の解像度や画面上における選
択すべきデータの配置間隔によっても異なるが、プラン
トの異常時における安全性ともからんで問題となってい
る。

そこで本発明の目的は、操作者の置かれている状況に応
じてタッチセンシティブスクリーン上の指定された位置
座標を補正することのできるプラント監視制御装置を提
供することにある。

「課題を解決するための手段」 本発明では、（ｉ）ディスプレイと、（ii）これに取り
付けられたタッチセンシティブスクリーンと、（iii）
タッチセンシティブスクリーン上の入力位置とディスプ
レイの対応する表示位置との視差に起因する入力座標の
補正値を予め操作者とタッチセンシティブスクリーンと
の位置関係に対応させて用意した複数の補正内容の中か
ら択一的に選択する補正値選択手段と、（iv）この補正
値選択手段によって選択された補正値に応じてタッチセ
ンシティブスクリーンから入力された座標の修正を行う
座標修正手段とをプラント監視制御装置に具備させる。
ここで補正値選択手段は、例えば座位あるいは立位とい
ったそれぞれの姿勢を指示するためのキーであってもよ
いし、センサが操作者の姿勢を検出して補正値を指示す
るようなものであってもよい。

このように本発明では操作者とその時々の姿勢に応じて
補正値選択手段から視点位置の補正内容を補正値として
選択し、この補正値に応じて視差の補正された座標値を
得るようにしたので、タッチセンシティブスクリーン上
のタッチされる場所が視差によってずれている場合で
も、CRT等のディスプレイ上の表示位置との対応をとる
ことができるようになる。

「実施例」 以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

第１図は本実施例におけるプラント監視制御装置の要部
を示す概略構成図である。この実施例のプラント監視制
御装置は、この図に示すようにディスプレイとしてCRT1
1を使用し、これにタッチセンシティブスクリーン13を
取りつけている。CRT11は表示画面作成装置21から出力
される画面信号22を入力して、所望の画像を画面上に表
示するようになっている。

一方、タッチセンシティブスクリーン13の出力する座標
データ23は、画面上の位置を表わす信号を作成するため
の位置信号発生装置24に供給される。位置信号発生装置
24には、原点補正信号発生装置25から供給される原点補
正信号26も供給されるようになっている。原点補正信号
発生装置25は視点指示キー27に接続されている。視点指
示キー27は、図示しないキーボード上に配置されてお
り、第２図に示すように立位キー27T、右キー27M、左キ
ー27Hおよび中央キー27Cの４つのキーからなる。

ここで立位キー27Tは、操作者が立位を採るときに押下
されるキーである。右キー27Mは、画面の右側に寄って
操作が行われるときに押下されるキーである。左キー27
Hは、画面の左側に寄って操作が行われるときに押下さ
れるキーである。中央キー27Cは、座位で画面の真正面
に位置するときに押下されるキーである。

第１図に戻って説明を続ける。位置信号発生装置24は、
原点補正信号26に応じて原点の補正された補正座標デー
タ29を出力する。補正座標データ29は、操作監視信号発
生装置31に供給される。操作監視信号発生装置31では、
補正座標データ29によって操作者がどのような指示を行
ったかの判別を行い、制御信号32を発生させてプラント
33の必要な制御を行わせる。プラント33の制御状況は、
プラント監視システム35によって監視され、その結果が
表示データ36として表示画面作成装置21に供給される。
操作監視信号発生装置31は、表示画面制御信号37の出力
も行う。表示画面制御信号37は表示画面作成装置21に供
給される。これにより表示画面作成装置21はタッチセン
シティブスクリーン13によって選択されたデータを反転
表示させたり、指示された内容に従って画面の切り換え
等の作業を行わせることになる。

次に視点指示キー27と原点補正信号発生装置25との関係
を更に詳しく説明することにする。

（座位と立位の場合） 第３図は、立位の場合と座位の場合の関係を示すもの
で、先の第９図に相当するものである。この第３図で位
置Ｒは座位における視点を、また位置Ｓは立位における
視点をそれぞれ表わしている。このとき点Ｏは、CRT11
の画面上における選択点である。２点Ｏ、Ｒを結ぶ視線
15がタッチセンシティブスクリーン13と交わる点をＰと
し、２点Ｏ、Ｓを結ぶ視線17がタッチセンシティブスク
リーン13と交わる点をＱとする。また、CRT11の画面と
タッチセンシティブスクリーン13との間隔をｌとする。

この場合、座位から立位に変化したときタッチセンシテ
ィブスクリーン13上の点がPQ間の距離だけ移動する。そ
こでこの場合には、CRT11上の原点も同様な距離だけ上
方に移動させれば、表示位置と操作者の指定すべき位置
とが一致することになる。一般に２点Ａ、Ｂ間の距離を
＜AB＞で表わすものとすれば、上下方向の距離＜PQ_V＞
は次の（１）式で与えられる。

ここで距離＜OR＞は人間工学的な基準に従った場合のCR
T11の画面と操作者の間の距離であり、操作者の肩から
手の長さに対する身体測定値を基にして決定される値で
ある。

ところで、距離＜RS＞を論ずる際には、座位と立位のそ
れぞれの概念を明らかにする必要がある。第４図は操作
者が座位の状態にある場合を示しており、第５図は立位
の状態である場合を示している。腰掛の高さをh1とし、
操作者41の臀部から目までの高さをh2とする。膝から足
の裏までの長さは腰掛の高さh1にほぼ等しいので、臀部
から膝までの長さをＬとすると、立位における目の高さ
Ｈと座位における目の高さh1＋h2の差は、臀部から膝ま
での長さＬに相当することがわかる。

そこで、間隔ｌを実測し、また現実の操作者あるいは平
均的な操作者について距離＜RS＞と距離＜OR＞を求めれ
ば、タッチセンシティブスクリーン13上で補正すべき距
離＜PQ_V＞が求められることになる。従って操作者が立
位キー27Tを押した場合には、中央キー27Cが押された場
合の座標値に対して距離＜PQ＞を補正するための信号が
原点補正信号26として出力されればよいことになる。

なお、この実施例のプラント監視制御装置では、視点指
示キー27が何も押されない初期状態では中央キー27Cが
押されたと見做し、原点の補正を行わない。そして視点
指示キー27のうちのいずれかのキーが押された状態でそ
のキーに対応する原点補正データが図示しないメモリか
ら読み出され、原点補正信号26として出力されるように
なっている。

（左右に位置した場合） 次に視点が右または左に移動した場合における座標の補
正について説明する。このような補正を行う場合、操作
者は右キー27Mまたは左キー27Hを押すことになる。

さて、第６図は操作者の視点が中央の位置から右の位置
に移動した場合を例として示したものである。この図で
点Ｏは、CRT11の図面上における選択点である。点Ｒ
は、操作者がCRT11のほぼ正面に位置した場合の目の位
置を表わし、点Ｓはこの目が右側にずれた状態での位置
を表わしている。２点Ｏ、Ｒを結ぶ視線15がタッチセン
シティブスクリーン13と交わる点をＰとし、２点Ｏ、Ｓ
を結ぶ視線17がタッチセンシティブスクリーン13と交わ
る点をＱとする。また、CRT11の画面とタッチセンシテ
ィブスクリーン13との間隔をｌとする。

この例の場合、操作者の目が点Ｓに移動する状態でタッ
チセンシティブスクリーン13の座標を相対的に＜PQ＞だ
け右側に移動させれば、点Ｏの正確な指定か可能にな
る。タッチセンシティブスクリーン13上における水平方
向の距離＜PQ_H＞は、次の（２）式で与えられる。

ここで距離＜OR＞は先の座位と立位の関係で検討した値
と同一の値が用いられる。この状態では、距離＜RS＞を
あまり大きくとることができない。すなわち、第６図で
∠ROSを角度θとすると、これをあまり大きな値にする
ことができない。

第７図はこの理由を説明するためのものである。この第
７図で操作者41が右腕を中央の位置から右側に移動させ
るものとする。すると、角度θが大きくなるにつれて右
腕の先端が画面から余計後退する形となり、距離＜OR＞
を所定の値に保ことができなくなってしまう。常識的に
は、θ≦30゜位が適当になる。仮にθ＝45゜であるとす
ると、＜RS＞＝＜OR＞となる。

従って、一般に横方向における視点の動きが生じた場合
のタッチセンシティブスクリーン上での水平方向の距離
＜PQ_H＞は、次の（３）式で表わされることになる。

従って操作者が右キー27Lを押した場合には、距離＜PQ_H
＞を補正するための信号が原点補正信号26として出力さ
れればよいことになる。操作者の目が左側に傾いた場合
は、これとは逆の関係で原点補正信号26の出力が行われ
ることになる。

（CRTの表示角度を変えた場合） 以上、CRT11とタッチセンシティブスクリーン13がそれ
ぞれ水平方向と直交する方向に配置されている場合を説
明した。ところが、特に最近のディスプレイにはチルト
機構が付いているものが多く、操作者の希望に応じてCR
T11の上下方向の傾きを調整することができるようにな
っている。

第８図は、チルト機構を具備したCRTにおけるプラント
監視制御装置の原点補正の様子を説明するためのもので
ある。一般に、CRT11等の画面は、操作者の目の位置よ
りも低く設置し、操作者がこの画面を多少見下ろすよう
な格好で作業を行うと効率的となる。この第８図では、
座位の状態で操作者の目の位置Ｒを通る水平線よりθ゜
だけ下方にCRT11の選択的Ｏが配置されている。立位の
状態におけるこの操作者の目の位置をＳとし、タッチセ
ンシティブスクリーン13と両者における視線の交点をそ
れぞれＰ、Ｑとする。この場合、座位と立位の両者にお
けるタッチセンシティブスクリーン13上での相対的な座
標変化量＜PQ_T＞は、次の（４）式で表わされる。

ここで距離＜OL＞は操作者とCRT11画面との間隔であ
る。また距離＜RS＞は座位と立位との視点の高さの差で
あり、人間の臀部と膝の長さに相当する。これらの値
は、個々の操作者ごとに設定する必要はなく、全体の操
作者に対する95パーセンタイルの値を用いるようにすれ
ば実際上不都合を生じない。

距離＜OR＞は、次の（５）式で表わすことができる。

＜OR＞＝min｛（腕の長さ×90％），＜OL＞/cosθ｝ …
…（５） 一例として、θを約18゜とし、距離＜OL＞を30cmとす
る。間隔ｌを10mmとし、距離＜RS＞を50cmとすると、座
標変化量＜PQ_T＞は約10mmとなる。この座標変化量＜PQ_T
＞を補正することで、タッチセンシティブスクリーン13
上における座標指定の誤差を無くすことができる。

以上説明した実施例では、操作者がCRT等のディスプレ
イに対する位置を変更する際に視点指示キー27を操作す
るようにしたが、操作者の位置の変化をセンサで検出し
て、自動的に補正量を演算するようにしてもよい。一例
としては、腰掛に圧力センサあるいは光センサを配置し
ておき、操作者がこれに坐っているかどうかの判別を行
い、坐っていると判別されたときには座位の補正値を使
用し、座っていないと判別されたときには立位の補正値
を使用するようにしてもよい。

「発明の効果」 このように本発明によれば、予め操作者とタッチセンシ
ティブスクリーンとの位置関係に対応させて用意した複
数の補正内容の中から択一的に入力座標の補正値を選択
するようにした。このため、操作者の位置が変わること
による視点の移動に対して一々その測定を行って視差を
補正する場合と比べて、測定を要しないために直ちに視
差を補正することができる。したがって、視差を測定す
るのに困難あるいは不可能な場所に視点が存在するよう
な場合でも、視差の補正が可能であり、ディスプレイに
対する操作者の操作時の位置の拘束が少なくなるという
効果がある。また、操作者の視点の位置を測定する必要
がないので、プラント監視制御装置の監視の場合や緊急
事態が発生した場合の操作のように、視点が頻繁に変化
する場合でもその時点時点での座標の入力を正確に行う
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は本発明の一実施例を説明するためのも
ので、このうち第１図はプラント監視制御装置の要部を
示す概略構成図、第２図は視点指示キーの配置を示す平
面図、第３図は立位の場合と座位の場合の視線の関係を
説明するための説明図、第４図は操作者が座位の状態に
ある場合を示す説明図、第５図は操作者が立位の状態で
ある場合を示す説明図、第６図は操作者の視点が中央の
位置から右の位置に移動した場合の視線の関係を説明す
るための説明図、第７図は操作者が右腕を中央の位置か
ら右側に移動させる角度を説明するための説明図、第８
図はチルト機構を具備したCRTにおけるプラント監視制
御装置の原点補正の様子を説明するための説明図、第９
図はディスプレイとしてCRTを使用した場合の従来にお
ける座標の指定誤差の原因を説明するための説明図であ
る。 11……CRT、 12……点、 13……タッチセンシティブスクリーン、 15、18……視線、 25……原点補正信号発生装置、 Ｓ……立位における視点、 Ｒ……座位における視点、 Ｐ、Ｑ……視線がタッチセンシティブスクリーンと交わ
る点、 ｌ……間隔。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスプレイと、 このディスプレイ表面と所定の間隔をおいて配置された
   タッチセンシティブスクリーンと、 このタッチセンシティブスクリーン上の入力位置と前記
   ディスプレイの対応する表示位置との視差に起因する入
   力座標の補正値を予め操作者とタッチセンシティブスク
   リーンとの位置関係に対応させて用意した複数の補正内
   容の中から択一的に選択する補正値選択手段と、 この補正値選択手段によって選択された補正値に応じて
   前記タッチセンシティブスクリーンから入力された座標
   の修正を行う座標修正手段 とを具備することを特徴とするプラント監視制御装置。
2. 【請求項２】補正値選択手段は、それぞれの補正内容に
   対応して配置されたキーであることを特徴とする請求項
   １記載のプラント監視制御装置。
3. 【請求項３】補正値選択手段は、ディスプレイの操作に
   使用される腰掛に人が座っているかどうかを判別するた
   めのセンサと、このセンサによって腰掛に人が座ってい
   ると判別されたときには座位の補正内容からなる補正値
   を使用し、座っていないと判別されたときには立位の補
   正内容からなる補正値を使用する補正値選択手段とを具
   備することを特徴とする請求項１記載のプラント監視制
   御装置。