JPS63253403A - 遠隔制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、タッチオペレーション技法と直列伝送技法を
適用した遠隔制御システムに関するものである。

〔従来の技術〕

発電プラントや機械設備、生産工程、製造プラント等に
おける遠隔制御システムでは、情報と操作を集約的に制
御し、運転の合理化と操作性の向上を図ることが望まれ
ている。

そこで、表示装置の画面に各種操作スイッチの図形を表
示させ、その図形を指等で接触することによって操作指
令を入力するタッチオペレーション技法の採用が増加し
つつある。このタッチオペレーション技法を用いれば、
監視盤と操作盤とを表示装置で一体化できるので、省ス
ペース化が図れたうえ、監視と操作を集約して行うこと
ができる。

第８図は、このようなタッチオペレーション技法と直列
伝送技法とを適用したプラント制御システムの従来例を
示すブロック図である。同図において、プロセス入出力
装置１２によって取込まれたプロセス情報１１は、現場
に設置される制御用コントローラ９を介して伝送端末装
置８に入力される。伝送端末装置８は、上位の伝送制御
装置６からの指令に基づき、複数のプロセス情報を伝送
制御装置６へ時分割多重伝送する。これは、複数の情報
を共通の伝送路７で伝送するため、時系列的に各情報を
順番に送出する方式である。上位の伝送制御装置６は、
時系列的に入力されるプロセス情報を順次記憶し、元の
並列情報に変換した後、監視用計算機４に出力する。監
視用計算機４は、プロセス情報を演算処理した結果を編
集して、ＣＲＴ表示装置３に表示用データ１３を出力す
る。

ＣＲＴ表示装置３の表示画面には、プロセス制御機器の
状態やプロセス変化量等が表示される。

一方、ＣＲＴ表示装置３の画面に表示されているスイッ
チ等の操作器図形を指等にて触れると、タッチスイッチ
１は、その画面上の位置を検出し、ｘ、Ｙ座標位置デー
タ２として、監視用計算機４に送信する。計算機４は、
Ｘ、Ｙ座標データ２より操作内容を判断し、制御指令５
を作成し、伝送制御装置６へ出力する。伝送制御装置６
は、複数の制御指令５を伝送端末装置８へ時分割多重伝
送する。伝送端末装置８では、元の並列指令に変換した
後、制御コントローラ９へ出力する。制御用コントロー
ラ９では、制御指令１４に基づいて、制御演算を実行し
、プラント制御信号１０を作成する。該制御信号１０は
、プロセス入出力装置１２を介してプラントへ出力され
、プロセス機器を制御する。

一方、製造工程等におけるプロセスを調節する調節計と
しては、第９図に示すようなアナログ式の指示調節計が
使用されるのが一般的であった。

この指示調節計は、差圧・圧力などの伝送器や温度、ｆ
Ｐｔ圧、各種成分などの変換器からの測定信号（ＤＣ１
〜５ｖ等）を受け、設定値との偏差に比例。

積分、微分等の各演算を行い、出力信号（ＤＣ４〜２０
ｍＡ等）を操作端に送ってプロセス制御を行うための計
器である。本コントローラの構成としては、第９図（ａ
）に示すように、正面操作パネル１５．演算を実行する
マイクロプロセッサ部１６、プロセス入出力部１７に大
別される。このうち、操作パネル１５は、同図（ｂ）に
示すようにシステムの運用に関連するプロセス・パラメ
ータ（流量、圧力、温度等）を調節変更するための各種
操作器および表示器から構成されており、そのうちモー
ド切替用押ボタンスイッチ１８は、以下の運転モードの
切替・設定を行う。

Ｃ（自動運転）；パラメータ設定値が、コントローラ外
部から設定される。

Ａ（定値設定付自動運転；操作出力は定値設定。

設定値の変更は、設定値変更用押ボタンスイッチ１９に
て行う。

Ｍ（手動１転）；操作出力を手動操作押ボタンスイッチ
２２にて増減させる。

設定値操作および手動操作は、バーグラフ状に表示され
る設定値表示部２１および測定値指示部２０のバーグラ
フの変化を見ながら、押ボタンスイッチをＯＮ、１０Ｆ
Ｆ操作する。すなわちプロセス量の変化を易ながらの増
減操作いわゆる、インチング操作となる。

このアナログ式指示調節計１は、プロセスの１ループ毎
に１個設ける必要があるため、プルセスが多ループの場
合は操作と監視の集約化を図るうえで前述したようなタ
ッチオペレーション技法を用いた構成にした方が望まし
い。

〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、第９図の指示調節計を第８図に示したプラン
ト制御システムにそのまま適用すると、計算機プログラ
ムの処理時間や直列信号伝送時間等による監視、操作上
の応答遅れが生じるため、プロセス変化を監視しながら
のインチング操作を行うことができなくなるという問題
が生じる。

一方、タッチスイッチは従来のハードスイッチに比べて
、タッチ位置のずれや計算機の誤認識などにより、その
操作が誤って認識される可能性が高い。このため、タッ
チスイッチの操作信号によってプロセスを直接調節する
のは、誤動作防止の観点から望ましくない。

本発明はこのような問題に鑑み、指示調節計の集約化を
図れ、かつ高信頼度のインチング操作を行うことができ
る遠隔制御システムを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、表示装置に表示させる画面内容として、監
視対象プロセスのプロセス値を調節するための調節用ス
イッチの図形と、プロセス値の現在値の表示部およびそ
の現在値に対する制御用の目標値の表示部と、目標値に
対する操作上の目標値を表わす操作目標値の表示部とか
ら成る調節計画面を設け、前記操作目標値の変化を確認
しながら調節用スイッチのタッチ操作を行うようにする
ことによって達成される。

〔作用〕

制御用目標値を設定すると、その目標値に対応する制御
情報が監視対象プロセスに直列信号伝送路を介して伝送
され、現在値が制御用目標値に向って変化するようにな
る。この時、伝送時間等によって現在値はある時間運れ
をもって変化するので、その現在値を見ながら側御用目
標値を増減させると誤動作の原因となる。そこで、制御
情報の出力状態に応じて変化する操作目標値の表示を見
ながら制御用目標値を増減させる。すなわち、操作用目
標値は制御用目標値で指示された制御情報がどの程度出
力されたかを示しているので、この操作用目標値と現在
値との差によって現在値の変化の遅れを判断できる。従
って、この判断結果に基づいて制御用目標値を増減させ
れば誤動作は生じない。また、操作用目標値が全く変化
しない場合は制御論理上の誤りが生じたものとして判断
できるため、「操作取消」の操作を行うことにより。

誤った制御情報が出力されてしまうのを防止することが
できる。

〔実施例〕

第１図は本発明を適用したプラント制御システムの”一
実施例を示す全体ブロック図である。同図において、プ
ラント現場から離れた制御室に設置される遠隔制御盤２
３は、集中監視制御の中枢となる監視用計算機４と、プ
ラント現場との情報の伝送制御を司どる伝送制御装置６
．プロセス情報や操作器図形を表示するＣＲＴ表示器３
′とその制御装置３＃、およびＣＲＴ画面上に取り付け
られたタッチスイッチ１とから構成されている。現場制
御盤２４は、伝送制御装置６との情報の送受信を行なう
伝送端末装置８．制御室からの指令に基づいてプロセス
制御演算を実行する制御用コントローラ９および外部プ
ロセスとの信号の入出力を行なうプロセス入出力装置１
２とから構成される。伝送制御装置６と伝送端末装置８
とは、直列信号伝送器７としての伝送用対ケーブルや同
軸ケーブル、あるいは、光フアイバケーブル等によって
リンケージされている。

次に、動作について説明する。ＣＲＴ画面に表示される
内容としては、第２図に示すようなプラント監視用画面
と、第３図に示す様な′Ｍ転転作作用画面および第４図
に示すような調節計画面とに大別される。

監視用画面には、プラントの系統構成図が表示されてお
り、現場から逐次伝送されてくるプラント情報（各構成
機器の動作状態、プロセス計測量等）に応じて、各機器
図形の色替えによる動作状態表示や、プロセス量の数値
またはパーチャー１−等の表示を行う。一方、第３図の
操作用画面には。

従来のハードスイッチのイメージで、複数の運転用スイ
ッチの図形が表示されており、各スイッチ図形の中には
その機能（操作内容）が表記されている。運転員が画面
上のスイッチ図形を指等で触れると、タッチスイッチ１
は、その位置を検出し、あらかじめ画面上に割り付けら
れているＸ、Ｙマトリクス上の座標データ２として、計
算機４に送出する。例えば、第３図のΔΔ運転の「操作
内容＃ｍ」を選択した場合には、座標（Ｘ　ｔ−ｔ、Ｙ
　Ｊ−１）が計算機４に送出される。計算機４は、タッ
チスイツチ１から取り込んだＸ、Ｙ座標データ２と、現
在ＣＲＴ表示装［１１３Ａに出力中の画面表示用データ
１３Ａとを照合して、運転員の要求内容を判断する。そ
して１、運転操作のインターロック処理（誤操作防止１
合理性チェック、異常時の操作禁止等）を実行した後、
制御指令用データ５を作成し、伝送制御装置６に送出す
る。伝送制御装置６は、計算機４から入力される複数の
制御指令５を現場の伝送端末装置８に時分割多重伝送す
る。伝送端末装置８は、時系列的に入力される制御指令
を順次記憶し、元の並列情報に変換した後、制御用コン
トローラ９に出力する。制御用コントローラ９は、各制
御指令１４に基づいて、各バルブの開／閉条件やポンプ
の起動／停止条件等を作成する。プロセス入出力装置１
２では、前記条件より、各機器の制御信号（バルブ閉指
令やポンプ起動指令等）を作成・出力する。

次に、本発明の要部である調節計画面の構成と動作につ
いて第４図〜第５図を用いて説明する。

従来のアナログ式指示調節計の機能を本システムにて実
現する場合、正面操作パネル１５は調節計画面に、演算
を実行するマイクロプロセッサ部１６は制御用コントロ
ーラ９に、また、プロセス入出力部１７はプロセス入出
力装置１２に機能分担される。

調節計画面は、複数ループ分のプロセス値を表示する監
視部２５と操作スイッチ部とから構成される。操作スイ
ッチは、プロセスの全ループに対し共通となっており、
調節すべきループを選択スイッチ２６にて予め選択する
。モード切替スイッチ２７は、機能・操作法とも従来の
ハードスイッチによるものと同様であり、タッチ操作に
よるワンショット的な切替信号を計算機４に入力し、運
転モードの切替・設定を行う。一方、設定値Ｓ■。

出力値ＭＶ、および、測定値Ｐｖの現在値の表示も従来
通りのバーグラフ表示３０，３１．３２である。

しかし、調節計の機能を計算機システムの中に一機能と
して組み込む場合、前述のように監視・操作上の応答遅
れが生じるため、設定値変更スイッチ２８と手動操作ス
イッチ２９の機能°操作法も従来通りとすると問題が発
生する。すなわち、タッチ操作による設定値Ｓｖ、出力
値ＭＶの増減指令が計算機４のプログラム処理〜時分割
多重伝送処理を介して現場の制御用コントローラ９に受
付けられ、その指令に応じたプロセス制御信号が作成・
出力されプロセス操作端を駆動するまでの時間、あるい
は逆に、制御用コントローラ９に記憶されている設定値
Ｓｖ、出力値ＭＶの増減指令による変化が画面上のバー
グラフの高さの変化として認識されるまでの時間として
、数百ミリ秒〜数秒を要するために、従来通りの現在値
バーグラフを見ながらの増減操作が困難となる。そこで
、増減指令が正確に受付けられたか否かが即時に認識で
きる様に、現在値表示とは別に、設定値Ｓｖと出力値Ｍ
Ｖの操作上の目標値を示すバーグラフ表示３３．３４を
設ける。これは、タッチ操作による増減指令の計算機４
での受付アンサーバックとして表示するものである。こ
れにより、操作員は、目標値バーグラフ３３．３４の変
化を児ながら増減指令（現在値に対す、る変化量）の受
付を確認し、数百ミリ秒〜数秒の遅れで、現在値バーグ
ラフが目標値バーグラフ３３．３４の高さに追従して変
化することになる。

一方、タッチスイッチ１には、導電性フィルム方式、抵
抗膜方式、光遮断検出方式等の種々の方式があるが、ハ
ード押ボタンスイッチに比較すると部品としての信頼性
の面で劣り、誤操作のポテンシャルが高い。従って、シ
ステムパラメータ調節等の重要操作に関して、タッチ増
減指令から直接制御信号を作成・出力するのは避けるべ
きである。そこで、操作方法としては、タッチ指令の受
付をＣＲＴ画面情報にて確認した後、初めて制御指令を
出力するダブルアクション方式とする。

具体的には、第５図の操作フローに示す様に、設定値変
更／手動操作スイッチ「Δ」あるいは「ｊ　２８．２９
のタッチ信号が入力されている間、計算機４は画面上の
ＳＶ／ＭＶ目標値表示３３．３４を変化させると同時に
、現場の制御用コントローラ９に、該目標値に対応した
ＳＶ／ＰＶ増減指令、例えば、現在の流量に対する増加
量（単位Ｔ／Ｈあるいは％）を時分割多重伝送する。増
減指令が解除されると、制御用コントローラ９では、該
増減指令に基づいて比例、積分、微分等の各演算を実行
してプロセス制御信号を作成すると同時に、該制御信号
を計算機４ヘアンサーバツクする。計算機４は、自己の
出力した増減指令と該サンサーバツクとを照合し、伝送
系およびコントローラの健全性チェックを行う。異常が
検出された場合には、ＣＲＴ画面上に異常メツセージを
表示する。操作員は、目標値表示および異常メツセージ
にて増減指令が制御用コントローラ９まで正常に受付け
られなかったと判断された場合には、「操作取消」スイ
ッチ３５をタッチすることにより、それまでの操作を全
てリセット、すなわち、操作前の状態に戻すことができ
る。正常に受付けられたと確認された場合には、自動的
に、制御コントローラ９よりプロセス側へ制御信号が出
力され、プロセス操作端を駆動する。

第６図は本発明の他の実施例を示すブロック図である。

この実施例は、調節計画面は第７図に示すように操作取
消スイッチ３５を削除した他は第１図の実施例と同様で
あるが、設定値変更／手動操作スイッチｒΔ」あるいは
ｒ」２８．２９の機能をプロセス量の増減方向の設定の
みとし、実際の増減操作は、ＣＲＴ表示器の近傍に設け
た押ボタンスイッチ「増減指令」３６の０Ｎ１０　Ｆ　
Ｆ操作にて行なうことが相違する。さらに、その操作信
号を計算機４を介さず、直列信号伝送路７とは独立して
設けた専用伝送路３７（メタルケーブル等）にて現場の
制御コントローラ９に直接入力する構成となっている。

制御コントローラ９は、調節計画面の各タッチスイッチ
の設定状態と「操作指令」スイッチ３６の導通状態に応
じて、各種演算・制御信号の作成・プロセス出力をリア
ルタイムに実行する。すなわち、従来のアナログ式コン
トローラと同等の操作と信頼性を確保することができる
。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、指示調節計の集約化を図
れ、かつ従来と同様の高信頼度のインチング操作を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したプラント制御システムの一実
施例を示すブロック図、第２図は監視用画面の一例を示
す図、第３図は操作用画面の一例を示す図、第４図は調
節計画面の一例を示す図、第５図は調節計画面の操作フ
ロー図、第６図は本発明の他の実施例を示すブロック図
、第７図は第６図の実施例の調節計画面の一例を示す図
、第８図は従来のプラント制御システムの構成を示すブ
ロック図、第９図は従来のアナログ式指示調節計の構成
を示す構成図である。 １・・・タッチスイッチ、３，３′・・・ＣＲＴ表示装
置、４・・・監視用計算機、６・・・伝送制御装置、７
・・・直列信号伝送路、８・・・伝送端末装置、９・・
・制御用コントローラ、１２・・・プロセス入出力装置
、３３゜３４・・・操作上の目標値表示、３６・・・増
減指令用の押ボタンスイッチ、３７・・・専用伝送路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表示装置の画面に操作内容に対応したスイッチの図
   形を表示させ、該図形を指等で接触することによつて操
   作指令を入力し、かつその操作指令に対応した制御指令
   を監視対象のプロセスに時分割伝送する遠隔制御システ
   ムにおいて、前記表示装置に表示させる画面内容として
   、監視対象プロセスのプロセス値を調節するための調節
   用スイッチの図形と、プロセス値の現在値の表示部およ
   びその現在値に対する制御用の目標値の表示部と、目標
   値に対する操作上の目標値を表わす操作目標値の表示部
   とから成る調節計画面を設け、前記操作目標値の変化を
   確認しながら前記調節用スイッチの図形を接触して監視
   対象プロセスのプロセス値を制御用の目標値に調節する
   ことを特徴とする遠隔制御システム。 ２、調節用スイッチのうちプロセス値の増減を指示する
   スイッチは表示画面から独立して設け、かつこのスイッ
   チの操作信号は独立した伝送路で監視対象プロセスに伝
   送するように構成されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の遠隔制御システム。