JPH0814764B2 - プラント監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば火力発電プラントなど主として連
続、バツチまたは離散型プロセスに対して適用される計
装制御装置に関し、特に画像表示器を使用してプラント
の運転状態を監視するプラント監視装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

多様化、複雑化するプロセス制御に対しては、従来よ
りCRT表示器（陰極線管表示器）を用いた柔軟な運転操
作、すなわちCRTオペレーシヨンが広く使用されてい
る。

このCRTオペレーシヨンに関する典型的な従来技術の
例は、計測自動制御学会編「自動制御ハンドブツク・機
器・応用編」（オーム社刊・1983年）594ページから597
ページに述べられているので、これに基いて従来の技術
を説明する。

まず、CRTオペレーシヨンについて説明する。CRTオペ
レーシヨンを行なうオペレータコンソールの表示操作
は、主としてキーボード操作により必要な画面を順次読
み出すことによつて行なわれる。従つて、読み出される
画面群に対してはその相互関連に基く順序づけと体系化
が必要であり、第６図はこの体系化を示す構成図であ
る。図において、（41）は全体監視を行なうオーバビユ
ー画面、（42）は数個の制御ループの同時監視とループ
操作のためのグループ画面、（43）は発生した警報の内
容と順序を示すアラーム画面、（44）は制御変数の履歴
監視を行なうトレンド画面、（45）は各個の制御ループ
のチユーニングを行なうポイント画面、（46）はシステ
ム生成・システム変更・制御ループ構成変更・制御数式
変更を行なうエンジニアリング画面、（47）はこのシス
テム自体の保守を行なうメンテナンス画面、（48）は現
在表示されている画面（以下現示画面と略す）もしくは
その現示画面に関連する情報のプリントアウトを行なう
プリントアウト機能である。なお、エンジニアリング画
面（46）、メンテナンス画面（47）およびプリントアウ
ト機能（48）は、上記の体系化の範囲内とは直接の関連
を持たないものである。第６図でわかるように、従来の
CRTオペレーシヨンの操作においては、オーバビユー画
面（41）を基礎として、それぞれの目的を持つた画面へ
と至る「全体より細部へ」の画面展開がなされ、これが
体系化されている。

次に、画面展開の基礎となるオーバビユー画面（41）
の従来例について説明する。第７図はタグリスト方式に
よるオーバビユー画面（41）の例を、第８図はバーグラ
フ方式によるオーバビユー画面（41）の例をそれぞれ示
す。第７図のタグリスト方式によるオーバビユー画面
（41）においては、制御変数名としてのタグナンバ（7
a）を画面上に集合表示するとともに、異常状態にある
タグナンバ（7a）に対してはその旨注記表示（7b）を行
なつている。また、本画面の文字を通常表示色は緑色で
あり、異常状態にあるタグナンバ（7a）に対しては、そ
の異常の程度によつて黄色、さらに赤色と表示色を変更
し、オペレータの注目をひいてその後の対応が迅速に行
なえるよう配慮されている。第８図のバーグラフ方式に
よるオーバビユー画面（41）においては、個々の制御変
数を相互に関連のあるグループとしてまとめ、そのグル
ープ名（8a）を表示するとともに、そのグループ内にあ
る個々の制御変数の現在値を簡易な棒グラフ（8b）で表
示し、多数のグループをまとめて表示することでオーバ
ビユー画面（41）にしている。バーグラフ方式に対する
表示色の変更などについては、上記タグナンバ方式の場
合と同様な配慮がなされている。

以上の説明から明らかなように、オーバビユー画面の
役割りは、CRTオペレーシシヨンにおける画面展開体系
の重要な基礎として、監視対象であるプラント全体の俯
瞰および異常状態の早期発見にあると言えるが、従来の
CRTオペレーシヨンにおいては、個々の制御変数に着目
して、これをタグナンバ（7a）またはグループ名（8a）
で集合表示する方法によつて処理していることがわか
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

最近におけるプロセス制御の大規模化と複雑化とは、
従来のタグナンバを基本とするCRTオペレーシヨンの問
題点を明確化し、その質的な転換を促しつつある。

まず、第７図に示すオーバビユー画面においては、基
本的にはタグナンバの全てをオーバビユー画面に表示す
るため、タグナンバ数が増加するとオーバビユー画面の
数も増加することとなり、プロセス全体の俯瞰というオ
ーバビユー画面の持つべき機能の機動性が大幅に減少す
るため、プラントの大規模化に伴なうタグナンバの増加
への対応不足という問題点があつた。この問題点を解決
する手段として、増加するオーバビユー画面を要約しグ
ループ化して表示することが考えられ、第８図に示す従
来例もこのようなグループ化を志向しているのである
が、最近のプロセス制御の複雑化と相互依存関係の増大
のため、１つのタグナンバの異常状態が多数の制御グル
ープの異常をひきおこす事態を招いており、このような
グループ化や要約化が不可能になりつつあり、このこと
はプロセス制御におけるCRTオペレーシヨンの根幹にも
かかわるものであり、装置ハードウエアの改善、また広
くはマンマシンインタフエース系としての改善も含め
て、その解決が強く望まれているなどの問題点があつ
た。

この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、複雑化する最近のプロセス制御のCRTオペ
レーシヨンにおいても、オペレータの迅速かつ正確な対
応を促すことができる機動的な画面を有するプラント監
視装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るプラント監視装置は、複数の系統に区
分されたプラントに付設された計測器からのデータを処
理して、上記区分された系統ごとの運転状態を判定する
データ処理手段により判定されたプラントの運転状態を
表示するための画像表示器の画面を、画面区劃手段によ
り複数個に区劃し、この区劃された画面の一部または全
部に上記区分された系統を表わす少なくともシンボル画
を有する画像を画像供給手段により供給して、上記デー
タ処理手段により判定された運転状態が異常の場合、上
記区劃された画面の内該当する画面の表示を異常表示手
段により変えて、画像表示器の主画面を区分された所望
の系統の詳細データを表示する画面に画面展開手段によ
り展開し、この詳細データが表示された画面の一部に展
開前の画面の区劃を縮小表示するウインドウ画面をウイ
ンドウ画面供給手段により供給するとともに、上記デー
タ処理手段により判定された運転状態が異常の場合、上
記ウインドウ画面の該当する系統の区劃画面の表示を異
常表示手段により変えたものである。

〔作用〕

この発明における画像表示器の画面は、画面区劃手段
により区劃され、画像供給手段によりこの区劃された画
面の一部または全部に区分された系統を表わす少なくと
もシンボル画を有する画像が供給される。

画面展開手段により展開された主画面に詳細データが
表示された画面の一部に、ウインドウ供給手段により展
開前の画面の区劃を縮小したウインドウ画面を表示す
る。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図において、（１）は監視対象のプラントであり、図
示しない多数の計測器が付設され、複数の系統に区分さ
れている。（２）はプラント（１）に付設された計測器
からのデータを処理するデータ処理手段、（３）はデー
タ処理手段（２）により処理されたデータを画像として
CRT表示器などの画像表示器（４）に表示させるための
画像制御手段、（５）は画像表示器（４）の画面を必要
な画面に変えるために画像制御手段（３）に要求を入力
するためのキーボードまたはタツチパネルなどの要求入
力手段である。（21）はプラントからの個々のデータに
対応する閾値データ（22）を有し、相互比較によつて個
々のデータを定性的に処理する定性的データ処理部、
（23）は正常運転時の特性が定性的に記述された知識ベ
ースデータ（24）を有し、定性的データ処理部（21）で
処理されたデータと論理的に組み合わせて推論エンジン
（図示せず）により推論を進め、上記区分された系統ご
との運転状態の判定を行なう知識情報処理部であり、上
記データ処理手段（２）はこれらの定性的データ処理部
（21）と知識情報処理部（23）により構成されている。
（31）は知識情報処理部（23）で判定された結果区分さ
れた系統に異常がある場合、画像表示器（４）の区分さ
れた系統に対応して表示されている部分の色を変え、フ
ラツシングをさせる異常表示手段、（32）はオーバビユ
ー画面生成手段であり、画像表示器（４）の画面を複数
個に区劃し、区劃した画面を上記区分された系統に割り
当てる画面区劃手段（33）とこの区劃された画面の一部
または全部に区分された系統を表わすシンボル画を有す
る画像を供給する画像供給手段（34）を有している。
（35）は要求入力手段（５）により要求が入力された
時、画像表示器（４）の画面を要求された画面に展開す
る画面展開手段、（36）は詳細データ画面生成手段であ
り、画面区劃手段（33）で区劃された画面の配置を縮小
し簡略化したウインドウ画面を画像表示器（４）の画面
の一部に供給するウインドウ画面供給手段（37）を有し
ている。なお、上記画像性手段（３）はこれらの（31）
から（37）で示した各種手段により構成されている。

上記のように構成されたプラント監視装置において
は、まず、プラント（１）に付設された計測器からのデ
ータは変数名としてタグナンバが付けられ、定性的デー
タ処理部（21）に導かれ、個々のデータに対応する閾値
データ（22）と相互比較することにより、個々のデータ
が許容範囲内にあるかを定性的にデータ処理され、知識
情報処理部（23）へ入力される。知識情報処理部（23）
では、推論エンジンを使用して知識ベースデータ（24）
と入力された個々の定性的データを論理的に組み合わせ
て推論を進め、異常箇所があればその判定を行ない、こ
の推論結果を区分された系統ごとにまとめて、異常表示
手段（31）に与える。

一方、画像表示器（４）の画面には通常オーバビユー
画面生成手段（32）で生成されたオーバビュー画面が表
示されており、第２図の制御対象が火力発電プラントの
場合のオーバビユー画面を参照して、表示画面が生成さ
れる機構を説明する。オーバビユー画面生成手段（32）
は、画面区劃手段（33）と画像供給手段（34）を有して
おり、画面区劃手段（33）は第２図に示すタイトル（33
a）および時刻（33b）を表示するほか、残りの画面を20
個の小画面（33c）に区劃するパターンを生成する機能
を有しており、第３図は区劃された小画面（33c）の一
つを表わす構成図である。第３図において、画面区劃手
段（33）は区劃された小画面（33c）に整理番号（11）
および区分された系統を表わす名称（12）を表示させ、
20個の小画面（33c）を区分されたそれぞれの系統に割
り当てている。また、画像供給手段（34）は第３図に示
すシンボル画（13）を供給するものであり、区分された
系統を表わすシンボル画（13）があることにより、第２
図でもわかるように第７図および第８図の画面に比べて
画面が非常に見やすいものとなつている。次に、それぞ
れの小画面（33c）の通常表示色はグリーンになつてお
り、上記知識情報処理部（23）によりいずれかの系統が
異常であると判定され、この推論結果が異常表示手段
（31）に与えられると、異常表示手段（31）は知識情報
処理部（23）で判定された異常の程度の従つて該当する
系統が表示された小画面（33c）の表示色を黄色、オレ
ンジ色、赤色と順次変えることともに、この小画面（33
c）をフラツシングさせオペレータの注意を促す。

以上のように、プロセス制御が複雑かつ大規模化して
も、知識情報処理機能を援用することによりオーバビユ
ー画面を一画面にまとめることができ、かつ、そのオー
バビユー画面の中に次ステツプの画面展開を行なうに十
分な情報を表示することができる。従来はオーバビユー
画面といえどもタグナンバに拘束されて、ややもすれば
多数にならざるを得ず、このためオペレータが複数の画
像表示器に表示されるオーバビユー画面を常時注視した
り、また多数のオーバビユー画面を順次呼び出してゆく
などの、いわゆる張り付き監視業務を行なわねばならな
かつたことを考えれば、本発明によるオーバビユー画面
はオペレータの負担を激減させ、オペレータが状況に応
じてすみやかに行動できる機動的な画面が得られる効果
がある。このことは前記の張り付き監視を廃止しうる可
能性を示唆しているが、この可能性を更に高めるのが第
３図に示すシンボル画（13）である。単なる文字のみか
ら構成される表示と異なり、第３図に示すシンボル画
（13）のような表示パターンを含む表示のほうが視認距
離が大きくなることは明らかであるが、この効果と最近
のAV技術の進歩による大型CRT表示器などのハードウエ
アを適用する効果とを相乗させることにより、遠方から
の視認を可能にし、張り付き監視業務を取り止めること
ができる。

なお、上記実施例では第３図に示す整理番号（11）お
よび系統の名称（12）を画面区劃手段（33）で供給し、
シンボル画（13）を画像供給手段（34）で供給する場合
について説明したが、画面区劃手段（33）および画像供
給手段（34）はそれぞれオーバビユー画面生成手段（3
2）の一構成手段であり、たとえば画像供給手段（34）
で整理番号（11）および系統の名称（12）を供給しても
よいことはいうまでもない。

次いで、第２図において実証し確立したオーバビユー
画面の効果は、次ステツプの画面展開の過程においても
有効に活用できることを示す。第２図のオーバビユー画
面に表示された異常現象を受けて、オペレータは異常現
象を確認するために、詳細データを画像表示器（４）に
表示させるよう要求入力手段（５）により入力し、この
要求信号を受けて画面展開手段（35）は画像表示器
（４）の全画面を詳細データ画面生成手段（36）で生成
される詳細データ画面に展開する。第４図は詳細データ
画面生成手段（36）で生成され画像表示器（４）に表示
された詳細データ画面であり、第６図におけるアラーム
画面（43）およびトレンド画面（44）に相当する複合機
能を持つ画面である。この画面において注目されるのは
第４図の右上に第２図に示すオーバビユー画面を縮小簡
略化したウインドウ画面（37a）をウインドウ画面供給
手段（37）により供給したことであり、このウインドウ
画面（37a）を第５図に示す。ウインドウ画面供給手段
（37）は第５図に示すように、画面区劃手段（33）で区
劃された20個の小画面（33c）の枠組みを残したうえ
で、相互の位置関係のみを保持しつつ20個の小画面（37
b）を再構成しウインドウ画面（37a）を生成するもので
ある。このウインドウ画面（37a）に対する異常と判定
された系統の表示は、異常表示手段（31）により該当す
る位置の小画面（37b）の色を前記オーバビユー画面の
場合と同様に変えて行ない、現在表示されている詳細デ
ータ画面がどの系統のものであるかを選択系統表示手段
により、例えば該当する小画面（37b）をフラツシング
させて表示している。第４図においてこのような画面構
成をとることにより、オペレータは現在表示されている
詳細データ画面がどの系統のものかを容易に知ることが
でき、余分な文字表示等を必要としない。なぜならば、
ある程度当該プロセスを担当して来たオペレータにとつ
ては、第２図に示すオーバビユー画面における各々の構
成要素の相互の位置関係は、既に念頭に在るからであ
る。更に説明を加えれば、第２図においては第３図のご
ときシンボル画（13）を使用しながら、第５図において
は、スペース上の制約があるとはいえこれを省略してい
ることは相互に矛盾していない。なぜならば、第２図の
オーバビユー画面の場合、異常状態発生の際は緊急に本
画面を基礎として画面展開などの諸操作が加えられるべ
きであり、誤操作を防ぐためにもシンボル画（13）が有
効であるのに対し、第４図は既にこのような操作が加え
られた後であり、その画面構成要素である第５図のウイ
ンドウ画面（37a）の小画面（37b）は確認用としての位
置に止まるからである。なお、この発明に関連していえ
ば、要求入力手段（５）は従来のCRT表示装置における
キーボード操作の方法よりも、画像表示器（４）の画面
の該当部分に指を触れることにより次ステツプへの画面
展開が行なわれる、いわゆるタツチパネル方式が好まし
いことはいうまでもない。

さらに、この発明の招来する副次的効果について説明
する。この発明は元来、複雑かつ大規模化するプロセス
制御に対する従来のCRTオペレーシヨンの問題点を解決
すべく知識情報処理技術を適用し、また、これに相応し
た画面を生成することを行なつて来たものであるが、こ
の成果である第２図のオーバビユー画面や第５図のウイ
ンドウ画面は、それら自体でマンマシンインタフエース
向上の機能を有し、価値を有することが明らかである。
すなわち、第２図のオーバビユー画面についていえば、
単なるオーバビユー画面のみならず前記遠方からの視野
を含む多様な用途に適用でき、シンボル画（13）を含む
ことにより、オペレータの直観力を早期に養うことがで
き緊急時の操作の機動性の向上に貢献するのは無論のこ
と、周囲の関係者が事態を早期に察知できるなどの効果
もあり、このような効果は第１図に示す知識情報処理部
（23）の導入に基くものではなく、画像供給手段（34）
により供給されるシンボル画（13）を導入したことに帰
属するものである。また第４図および第５図に示したウ
インドウ画面（37a）についていえば、一つの画像表示
器（４）の画面内で同時に詳細データの確認と、プラン
ト全体の運転状態の確認ができ緊急時の操作に機動的に
貢献するものである。

なお、上記実施例では画面区劃手段（33）またはウイ
ンドウ画面供給手段（37）で区劃された小画面（33c）
（37b）が20個の場合について説明したが、小画面（33
c）（37b）の数は監視されるプラントの系統の数に応じ
て選択されるものである。

また、上記実施例では異常の程度を知識情報処理部
（23）で３段階に判定し、異常表示手段（31）で小画面
（33c）（37b）の色を黄色、オレンジ色、赤色と順次変
えるとともに、オーバビユー画面の小画面（33c）では
異常のある系統の小画面全てをフラツシングさせ、ウイ
ンドウ画面（37a）の小画面（37b）ではその詳細データ
が表示されている系統の小画面のみをフラツシングさせ
る場合について説明したが、知識情報処理部（23）での
判定は区分された系統別に行なうことが出来るものであ
ればよく、必ずしも３段階に異常の程度を判定しなくと
もよい。また異常表示手段（31）の表示も上記実施例に
限定されるものではなく、たとえば最も重故障と判定さ
れた系統の小画面のみをフラツシングさせるなど他の表
示であつてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば画面区劃手段により
区劃された画像表示器の画面に、区分された系統を表わ
すシンボル画を供給する画像供給手段を設けたので、マ
ンマシンインタフエースが改善された機動的なオーバビ
ユー画面を生成することが出来るプラント監視装置が得
られる効果がある。

また、画面展開手段により展開され詳細データが表示
された画像表示器の画面の一部にウインドウ画面供給手
段により展開前の画面（オーバビユー画面）の区劃を表
わすウインドウ画面を供給したので、詳細データの確認
とプラント全体の運転状態の監視が同一の画面で同時に
出来るという、より機動的な画面を有するプラント監視
装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるプラント監視装置を
示すブロツク図、第２図は第１図のプラント監視装置の
画像表示器に表示されたオーバビユー画面を示す構成
図、第３図は第２図のオーバビユー画面の区劃の一つを
示す構成図、第４図は第１図のプラント監視装置の画像
表示器に表示された詳細データ画面を示す構成図、第５
図は第４図の画面の一部に表示されたウインドウ画面を
示す構成図、第６図は従来のCRTオペレーシヨンの体系
化を示す構成図、第７図は従来のタグリスト方式による
オーバビユー画面を示す構成図、第８図は従来のバーグ
ラフ方式によるオーバビユー画面を示す構成図である。 図において、（１）はプラント、（２）はデータ処理手
段、（４）は画像表示器、（31）は異常表示手段、（3
3）は画面区劃手段、（34）は画像供給手段、（35）は
画面展開手段、（37）はウインドウ画面供給手段であ
る。 なお、図中同一符号は同一、または相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−82308（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−116113（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−129608（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の系統に区分されたプラントに付設さ
   れた計測器からのデータを処理して上記区分された系統
   ごとの運転状態を判定するデータ処理手段、このデータ
   処理手段により判定されたプラントの運転状態を表示す
   るための画像表示器、この画像表示器の画面を複数個に
   区劃する画面区劃手段、この画面区劃手段により区劃さ
   れた画面の一部または全部に上記区分された系統を表わ
   す少なくともシンボル画を有する画像を供給する画像供
   給手段、上記画像表示器の主画面に区分された所望の系
   統の詳細データを表示する画面に展開する画面展開手
   段、この画面展開手段により詳細データが表示された画
   面の一部に展開前の画面の区劃を縮小表示するウィンド
   ウ画面を供給するウィンドウ画面供給手段、上記データ
   処理手段により判定された運転状態が異常の場合、上記
   区劃された画面の内該当する画面と、画面の展開時には
   上記ウィンドウ画面の該当する系統の区劃画面の表示を
   変える異常表示手段を備えたプラント監視装置。
2. 【請求項２】ウィンドウ画面供給手段により供給される
   ウィンドウ画面は画像表示器の画面コーナ部に表示され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプラン
   ト監視装置。
3. 【請求項３】異常表示手段は色により表示を変えること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   プラント監視装置。
4. 【請求項４】異常表示手段はフラッシングにより表示を
   変えることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ３項のいずれかに記載のプラント監視装置。
5. 【請求項５】ウィンドウ画面供給手段により供給される
   ウィンドウ画面には、詳細データが表示されている画面
   に該当する系統の区劃画面の表示を変える選択系統表示
   手段を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第４項のいずれかに記載のプラント監視装置。