(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの運転状況を、監視画面を介して監視する運転監視装置において、
監視画面に表示される複数の表示画面を格納する格納手段と、
前記格納手段に格納された前記表示画面の中から一の表示画面を選択する操作を受け付ける受付手段と、
前記受付手段を介して選択された前記表示画面を前記監視画面に表示する表示手段と、
を備え、
前記格納手段に格納された各々の前記表示画面には、５以上９以下の個数の表示要素が含まれ、
前記表示要素は、前記プラントから得られたデータに基づく数値をグラフまたはパターンにより示すものであり、
それぞれの前記表示画面において、前記表示画面で表示される複数の前記表示要素のうち一部の表示要素は他の前記表示画面においても共通して表示されることを特徴とする運転監視装置。
【請求項２】
前記表示画面は、前記プラントの一部を表示する分割表示画面であることを特徴とする請求項１に記載の運転監視装置。
【請求項３】
前記プラントから得られたデータに基づいて前記数値を算出する演算手段を備え、
前記演算手段における算出結果が随時、前記表示手段により表示される前記表示要素に反映されることを特徴とする請求項１または２に記載の運転監視装置。
【請求項４】
前記表示手段は、前記プラントをプロセスフローに即して複数に区分して得られる個々の区画にそれぞれ対応付けられた複数の表示領域を有する地図を表示し、前記監視画面上に表示されている前記表示画面に表示されている前記区画に対応する前記表示領域を、他の表示領域と区別した表示態様で表示することにより前記地図上に提示することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の運転監視装置。
【請求項５】
プラントの運転状況を、監視画面を介して監視する運転監視方法において、
監視画面に表示される複数の表示画面を格納する格納ステップと、
前記格納ステップにより格納された前記表示画面の中から一の表示画面を選択する操作を受け付ける受付ステップと、
前記受付ステップを介して選択された前記表示画面を前記監視画面に表示する表示ステップと、
を備え、
前記格納ステップにより格納された各々の前記表示画面には、５以上９以下の個数の表示要素が含まれ、
前記表示要素は、前記プラントから得られたデータに基づく数値をグラフまたはパターンにより示すものであり、
それぞれの前記表示画面において、前記表示画面で表示される複数の前記表示要素のうち一部の表示要素は他の前記表示画面においても共通して表示されることを特徴とする運転監視方法。
【請求項６】
前記表示画面は、前記プラントの一部を表示する分割表示画面であることを特徴とする請求項５に記載の運転監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントの運転状況を、監視画面を介して監視する運転監視装置および運転監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラントの運転状況を運転監視画面により監視する場合、大規模なプラントではプラント内のすべての装置を一画面に表示することができないため、プロセスフローに沿ってプロセスフローの一部を分割表示することが行われている。この場合、通常はプロセスフローの一部を示す分割表示画面において可能な限り広範囲の運転状況を表示させようという思想に基づいて分割表示画面が作成されており、（１）プロセスフロー、（２）流量・温度などのプロセスデータの計測ポイント（タグ名）とその現在値、（３）ポンプ稼働状況、（４）異常値警報（アラーム）、などの分割されたプラントの一部についての詳細な情報、運転状態、他の画面との関係を示す矢印などが画面一杯に表示されている。また、分割表示画面に表示される上方はDCS(分散型制御システム)からの数値化されたデジタル情報が広く利用されている。
【０００３】
このような分割表示画面は機械的に作成されることが多く、表示された情報に軽重が付けられていないのが普通であり、運転員は自らが重要と思う変数について、例えば、複数のタグからなるトレンドグラフなどを容易して、これらを参照しつつ運転している。
【０００４】
一方、最近のHMI(Human Machine Interface：運転監視端末)の画面構成においては、その端末がカバーするプラント全体を詳細度に応じて３つのレベル（レベル１：全体、レベル２：運転単位、レベル３：詳細設定）に分割する試みがなされている。レベル３の画面ではすべての計器が表示され、この画面を用いてデジタル情報を含めて詳細な情報が入手できるとともに、各種の詳細な設定変更が可能な構成となっている。レベル２の画面には主として運転に必要な様々な形式、数々の主要監視情報が集約されており、運転員は主としてこのレベルの情報を監視しながら運転を行うように設計されている。レベル１の画面はプラント全体にかかわる情報のみを表示し、全体を概観するために使用される。
特許文献１には、プラントに対する操作および監視のための操作監視画面を提供するグラフィカルユーザインタフェース機能を有する操作監視装置が開示されている。
が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１５４４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プラントを運転監視する業務においては、様々な箇所から外乱が発生するため、できる限り広範なプロセスをカバーする画面を用いることが望ましい。しかしながら、カバーするエリアを拡大すればするほど、当然ながら画面に含まれる情報量は増大する。膨大な情報を一画面で一括表示する場合には、この中から重要な情報、例えば、変化が起きている事象等を抽出することは容易でない。そのため、運転員は種々の画面を参照しながら問題点を探り出すことが要求され、運転員に与える精神的・肉体的な負荷が大きくなり、運転員の生産性の低下等を引き起こすおそれがある。
【０００７】
人間が一度に認知し、並行して処理できる事象には限度があり、情報のまとめ表示（チャンキング）等のテクニックを駆使して一画面に表示する情報を制限しようとする動きはあるものの、具体的に一画面あたりに表示する情報量を如何に制限するかの指針は与えられていないというのが現状である。
【０００８】
本発明の目的は、運転員における過剰な情報による混乱や意識の希薄化を防止できる運転監視装置および運転監視方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の運転監視装置は、プラントの運転状況を、監視画面を介して監視する運転監視装置において、監視画面に表示される複数の表示画面を格納する格納手段と、前記格納手段に格納された前記表示画面の中から一の表示画面を選択する操作を受け付ける受付手段と、前記受付手段を介して選択された前記表示画面を前記監視画面に表示する表示手段と、を備え、前記格納手段に格納された各々の前記表示画面には、５以上９以下の個数の表示要素が含まれ、前記表示要素は、前記プラントから得られたデータに基づく数値をグラフまたはパターンにより示すものであり、それぞれの前記表示画面において、前記表示画面で表示される複数の前記表示要素のうち一部の表示要素は他の前記表示画面においても共通して表示されることを特徴とする。
この運転監視装置によれば、表示画面に表示される表示要素の個数が５以上９以下に制限されるので、運転員における過剰な情報による混乱や意識の希薄化を防止できる。
【００１０】
前記表示画面は、前記プラントの一部を表示する分割表示画面であってもよい。
【００１１】
前記プラントから得られたデータに基づいて前記数値を算出する演算手段を備え、前記演算手段における算出結果が随時、前記表示手段により表示される前記表示要素に反映されてもよい。
【００１２】
前記表示手段は、前記プラントをプロセスフローに即して複数に区分して得られる個々の区画にそれぞれ対応付けられた複数の表示領域を有する地図を表示し、前記監視画面上に表示されている前記表示画面に表示されている前記区画に対応する前記表示領域を、他の表示領域と区別した表示態様で表示することにより前記地図上に提示してもよい。
【００１３】
本発明の運転監視方法は、プラントの運転状況を、監視画面を介して監視する運転監視方法において、監視画面に表示される複数の表示画面を格納する格納ステップと、前記格納ステップにより格納された前記表示画面の中から一の表示画面を選択する操作を受け付ける受付ステップと、前記受付ステップを介して選択された前記表示画面を前記監視画面に表示する表示ステップと、を備え、前記格納ステップにより格納された各々の前記表示画面には、５以上９以下の個数の表示要素が含まれ、前記表示要素は、前記プラントから得られたデータに基づく数値をグラフまたはパターンにより示すものであり、それぞれの前記表示画面において、前記表示画面で表示される複数の前記表示要素のうち一部の表示要素は他の前記表示画面においても共通して表示されることを特徴とする。
この運転監視方法によれば、表示画面に表示される表示要素の個数が５以上９以下に制限されるので、運転員における過剰な情報による混乱や意識の希薄化を防止できる。
前記表示画面は、前記プラントの一部を表示する分割表示画面であってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の運転監視装置によれば、表示画面に表示される表示要素の個数が５以上９以下に制限されるので、運転員における過剰な情報による混乱や意識の希薄化を防止できる。
【００１５】
また、本発明の運転監視方法によれば、表示画面に表示される表示要素の個数が５以上９以下に制限されるので、運転員における過剰な情報による混乱や意識の希薄化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態の運転監視装置としての運転監視端末が適用されるフィールド制御システムの構成を示すブロック図。
【図２】運転監視端末の監視画面における表示画面の表示例を示す図。
【図３】表示手段により表示される地図を例示する図。
【図４】分割画面と表示要素の対応関係を示す図であり、（ａ）は各分割画面と表示要素の対応関係を示す図、（ｂ）は分割画面「L2-3」に対応付けられた表示要素を示す図、（ｃ）は分割画面「L2-2」に対応付けられた表示要素を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明による運転監視装置の一実施形態について説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態の運転監視装置としての運転監視端末が適用されるフィールド制御システムの構成を示すブロック図である。
【００１９】
図１に示すように、フィールド制御システムは、プラントに分散配置され、各種センサ、バルブ等にフィールド機器１，１，・・・に接続されたフィールドコントローラ２，２，・・・と、フィールドコントローラ２，２，・・・に接続され、フィールドコントローラ２，２，・・・を介してフィールド機器１，１，・・・に対する操作監視を行うための操作監視装置３と、を備える。操作監視装置３には、プラントの運転監視を行うための監視画面３０が設けられる。
【００２０】
図１に示すように、運転監視端末３は、監視画面３０に表示される複数の分割画面、その他の表示画面、および、後述する表示情報を格納する格納手段３１と、格納手段３１に格納された分割画面の中から一の画面を選択する操作を受け付ける受付手段３２と、受付手段３２を介して選択された上記分割画面を監視画面３０に表示する表示手段３３と、プラントから得られたデータに基づいて表示要素が示すべき数値を算出する演算手段３４と、を構成する。なお、表示要素および演算手段３４における演算内容については後述する。
【００２１】
次に、運転監視端末３における画面表示に係る動作について説明する。
【００２２】
図２は、運転監視端末３の監視画面３０における表示画面の表示例を示す図である。
【００２３】
図２において、領域５１には表示手段３３により表示される分割画面が、領域５２には表示手段３３により表示される地図（図３）が、領域５３にはプロセス値などの設定値の変更等を受け付ける操作子画面が、領域５４には緊急時に操作されるべき緊急ボタン群が、それぞれ表示される。なお、分割画面は運転単位でのレベル２の表示画面に、地図（図３）はプロセスの全体を示すレベル１の表示画面に相当する。
【００２４】
図２に示すように、領域５１の分割画面には、プラントから得られたデータに基づいて演算手段３４により算出された数値を示す表示要素５１ａ、表示要素５１ｂ、表示要素５１ｃ、表示要素５１ｄ、表示要素５１ｅ、表示要素５１ｆ、表示要素５１ｇ、表示要素５１ｈおよび表示要素５１ｊが表示されている。
【００２５】
各表示要素は、プラントの運転監視に有用な情報を、人間が認知しやすいグラフや各種パターンなどのアナログ表示により示したものである。
【００２６】
例えば、図２に示す表示要素５１ｇは、プラントの４箇所における出口温度と４つの流量をレーダーチャートの形式で表現したものである。この例では、２つのレーダーチャートの形状における正方形からのゆがみを１つの情報塊源とすることで、運転員の認知を助けている。レーダーチャートによれば、温度や流量におけるバランスの崩れなどを瞬時に把握することができる。これに対し、従来の装置の監視画面では、個々の出口温度および流量が表示されるのみであるため、異なるパスの温度（出口温度）の差分や異なるパスの流量の差分を手作業での計算により求めるという複雑な作業を行わない限り、レーダーチャートであれば瞬時に認識できるような上記事象を把握することは困難である。
【００２７】
また、表示要素５１ｂ、表示要素５１ｃ、表示要素５１ｄ、表示要素５１ｅ、表示要素５１ｆおよび表示要素５１ｈは、プロセスデータ等の数値のトレンドグラフである。運転員にとっては、従来の装置で表示されるプロセス値などの瞬時値よりもプロセス値などの時系列的な変化のほうが重要な情報となる。従来の装置では、通常、分割画面からの展開操作によってトレンドグラフを表示させることができるように構成されているため、トレンドグラフを展開表示させて確認する作業が必要となっている。これに対し、本実施形態では、必要なトレンドグラフを分割画面上に表示するため、時系列的な事象の変化状態を瞬時に把握できる。トレンドグラフの表示に必要な演算は、演算手段３４において実行される。
【００２８】
また、表示要素５１ａは、ドラム液位をアナログ表示したものであるが、例えば、演算手段３４において、ドラム液位は流入量（瞬時値）の積算値および流出量（瞬時値）の積算値を算出し、これらの差分をドラム液位として求めることができる。ドラム液位をこのようなアナログ表示することにより、運転員は現在のドラム液位を瞬時に把握できる。従来の装置では、ドラム液位を直接測定していない限り、ドラム液位を求めるために運転員は積算値などを用いた複雑な計算を行う必要がある。
【００２９】
また、表示要素５１ｊは、ドラムでの物質収支を示しており、これを監視することで周辺装置での異常な漏洩・蓄積が起きていないか確認できる。表示要素５１ｊとして、例えば一定時間にわたるドラムへの流入量を示すバーと、このドラムからの流出量を示すバーとを並べて表示することで、物質の流入量と流出量のバランス状態を瞬時に確認することが可能となる。このような情報も、多くの変数を用いた計算や変数の積算などの複雑な計算を演算手段３４において実行し、真に必要な情報に取りまとめることにより、運転員の負荷が著しく軽減される。熱収支を同様の表示要素により表現することもできる。
【００３０】
このように、分割画面に表示される表示要素群に関連するタグは、例えば数十にもなるが、分割画面上に表示される表示要素の数は図２の例では９つに抑制されている。このように、多くのタグに関連して得られる重要な情報を表示要素に集約するとともに、その表示要素の個数を制限することにより、分割画面に対応するユニット（運転単位）の運転に対する運転員の集中度を高めることができる。
【００３１】
図３は表示手段３３（図１）により表示される地図を例示する図である。
【００３２】
図３に示すように、領域５２に表示される地図では、プラント全体をプロセスフローに即して６０の区画に区分し、縦５×横１２のマトリクス状に配列された矩形の表示領域Ａ（ｎ，ｍ）をそれぞれの区画に対応付けている。ここで、表示領域Ａ（ｎ，ｍ）におけるｎは縦方向の位置（座標）を、ｍは横方向の位置（座標）を示している。これらの表示領域は、プロセスフローに即してその位置が定められ、プロセスフロー上で隣接する区画が、互いに隣接する表示領域Ａ（ｎ，ｍ）に割り当てられている。
【００３３】
また、地図の上端側には、領域５１に表示させる分割画面を選択するためのラベルＬ１〜Ｌ６が配置されている。個々のラベルには、それぞれ異なる分割画面が予め対応付けられている。図３では、分割画面「L2-3」に対応するラベルＬ３が表示画面３０上への操作により選択された例を示しており、領域５１に分割画面「L2-3」が表示されている。ラベルへの選択操作は、受付手段３２を介して受け付けられる。表示手段３３は、操作されたラベルＬ３を所定の色で表示することによりこのラベルＬ３が選択されている旨を示す。また、領域５１にはラベルＬ３に対応付けられている分割画面「L2-3」が表示手段３３（図１）により表示される。
【００３４】
ラベルが操作されると、表示手段３３は、格納手段３１（図１）から対応する分割画面を取得し、領域５１に表示する。また、表示手段３３は、操作されたラベルに対応付けられた分割画面に表示される区画の表示領域を所定の色で表示することにより、地図上で分割画面の表示範囲を表現する。例えば、図３の例では、表示領域Ａ（１，５）、表示領域Ａ（２，５）、表示領域Ａ（３，１）、表示領域Ａ（３，５）、表示領域Ａ（３，６）、表示領域Ａ（４，５）、表示領域Ａ（５，４）、表示領域Ａ（５，５）に対応する区画が、領域５１の分割画面に表示されていることが示される。
【００３５】
ラベルＬ１〜Ｌ６、プラントの区画、および分割画面の画像データを互いに対応付ける情報は、格納手段３１に表示情報として格納され、受付手段３２に対する操作に従って、表示手段３３により適宜、参照され、必要な画面が表示される。
【００３６】
また、地図上の各表示領域Ａ（ｎ，ｍ）には、その区画におけるアラームの発報状況が表示されており、円で囲まれた数字により中位アラームの発報数が、矩形で囲まれた数字により低位アラームの発報数が、それぞれ示されている。例えば、図３の例において、表示領域Ａ（３，６）の区画では、１つの中位アラームと、１つの低位アラームが、それぞれ発報されており、表示領域Ａ（１，５）の区画では、１つの低位アラームが発報されていることが示されている。
【００３７】
また、各ラベルＬ１〜Ｌ７には、各分割画面に対応付けられている区画内において発報されているアラームの合計数が表示されており、円で囲まれた数字により中位アラームの発報数が、矩形で囲まれた数字により低位アラームの発報数が、それぞれ示されている。例えば、図３の例では、ラベルＬ３に対応付けられている分割画面「L2-3」に対応付けられている区画内において、１つの中位アラームと、３つの低位アラームが発報されていることが示されている。同様に、例えば、ラベルＬ４に対応付けられている分割画面「L2-4」に対応付けられている区画内において、１つの低位アラームが発報されていることが示されている。
【００３８】
これらのアラーム情報は、プラントからリアルタイムに取得され、画面表示に反映される。
【００３９】
また、地図上の各表示領域Ａ（ｎ，ｍ）に対応付けられた各区画には、各区画についての詳細画面が用意されており、表示領域Ａ（ｎ，ｍ）をクリックすると、表示手段３３は対応する区画の詳細画面を表示画面３０上に表示する。この詳細画面は、レベル３の詳細設定の画面に相当する。各区画の詳細画面および表示領域Ａ（ｎ，ｍ）と詳細画面との対応関係は格納手段３１に格納されており、表示手段３３によりこれらの情報が適宜、参照されて画面表示に反映される。
【００４０】
図４は、分割画面と表示要素の対応関係を示す図である。
【００４１】
分割画面と表示要素の対応関係は、格納手段３１（図１）に格納された上記表示情報により定義されている。
【００４２】
図４（ａ）に示すように、各分割画面には、その分割画面に表示される表示要素が対応付けられている。図４（ａ）における「＃００１」，「＃００２」，・・・は各表示要素を示しており、表示要素を取り囲む枠が各分割画面を示している。各枠に含まれる表示要素が対応する分割画面において表示される表示要素を表している。
【００４３】
例えば、図４（ｂ）に示すように、分割画面「L2-3」が選択されている場合にはその分割画面上に＃０１０〜＃０１８として示す９つの表示要素が表示される。また、図４（ｃ）に示すように、分割画面「L2-2」が選択されている場合にはその分割画面上に＃００６〜＃０１４として示す９つの表示要素が表示される。
【００４４】
本実施形態では、いずれの分割画面についても５以上９以下の個数の表示要素が対応付けられている。表示要素の個数を制限するのは認知工学的観点に基づくものであり、各分割画面に表示される表示要素の数を一定数以下に抑制することによって、運転員における過剰な情報による混乱や意識の希薄化を回避することができ、運転員が与えられたタスクの実行に専念することが可能となる。
【００４５】
なお、複数の分割画面において表示要素を共用してもよい。例えば、図４（ｂ）に示す分割画面「L2-3」と、図４（ｃ）に示す分割画面「L2-2」では、＃０１０〜＃０１４として示す５つの表示要素が共用されている。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態では、分割画面に表示される情報量を５以上９以下の個数の情報塊（表示要素）に制限することで、運転員における過剰な情報による混乱や意識の希薄化を回避でき、与えられたタスクの実行に専念できる。また、情報を人間が認知しやすいグラフや各種パターンなどのアナログ表示として表現することにより精神的な負荷を下げる効果を発揮する。さらに、複雑な演算結果などの情報を１つの情報塊（表示要素）として表示することにより、いくつもの画面を開いて状況を把握するといった煩雑な作業を大幅に減らすことができる。
【００４７】
本発明において、表示要素の形態は上記実施形態で示す例に限定されない。例えば、温度・圧力等のプロセス変数のトレンド、分布、バランス等を示すグラフやパターンのほか、温度・圧力等のプロセス変数、性状等の物質変数、機器の状態変数などの様々な変数を対象として多次元空間を表現するようなグラフやパターンを表示要素としてもよい。とくに、複数の数値を多次元空間により表現する場合には、より集約的に情報を表示することが可能となる。
【００４８】
本発明は、石油、化学などの化学プロセスのほか、食品、紙パルプ、薬品、水処理、電気、ガスなどの連続プロセスや複雑なプロセス、あるいは複数の手順を経て製品が製造される生産プロセスなどに広く適用できる。
【００４９】
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、プラントの運転状況を、監視画面を介して監視する運転監視装置および運転監視方法に対し、広く適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
３０    監視画面
３１    格納手段
３２    受付手段
３３    表示手段
３４    演算手段
【図１】
0005541264.tif 000002
【図２】
0005541264.tif 000003
【図３】
0005541264.tif 000004
【図４】
0005541264.tif 000005