(57)【要約】【課題】制御装置とマンマシンインターフェース装置間で高速かつ簡便なデータの交換を行えるプロセス監視制御装置およびプログラムを提供する。【解決手段】制御装置及びマンマシンインターフェース装置のいずれからも参照および更新可能な共有メモリを用いて、入力装置で入力された操作情報の制御装置への伝達、及び制御装置から出力された画面指示情報のマンマシンインターフェース装置への伝達を行う。共有メモリを用いて、両装置間でのデータ交換を行うので、簡便かつ高速にデータ交換を行うことができる。【選択図】　　　図１
2004078481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象を制御する制御装置と、
前記制御装置に接続されたマンマシンインターフェース装置であって、複数画面の画像データを記憶するメモリと、前記制御装置から出力され、かつ該複数画面から表示する画面を指示する画面指示情報および該メモリに記憶された画像データに基づき画像を表示する表示装置と、前記制御対象に対する操作情報を入力する入力装置と、を有するマンマシンインターフェース装置と、
前記制御装置及び前記マンマシンインターフェース装置のいずれからも参照および更新可能であり、かつ前記入力装置で入力された操作情報の該制御装置への伝達、及び該制御装置から出力された画面指示情報の該マンマシンインターフェース装置への伝達を行うための共有メモリと、
を具備することを特徴とするプロセス監視制御装置。
【請求項２】
前記メモリが、前記マンマシンインタフェース装置の停止時において記憶したデータを保持可能な不揮発性メモリから構成され、
前記プロセス監視制御装置が、前記マンマシンインタフェース装置に接続され、かつ前記不揮発性メモリが記憶するデータの書き換えを行う保守装置をさらに具備する
ことを特徴とする請求項１記載のプロセス監視制御装置。
【請求項３】
前記保守装置が、複数のデータを比較し、その比較結果を出力する比較手段を有する
ことを特徴とする請求項２記載のプロセス監視制御装置。
【請求項４】
前記マンマシンインタフェース装置が、前記保守装置による前記不揮発性メモリのデータ更新の禁止および許可を設定する設定手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項２記載のプロセス監視制御装置。
【請求項５】
前記マンマシンインタフェース装置が、その初期化動作時に前記不揮発性メモリより画像データを転送し、かつ表示動作時に該不揮発性メモリに替えて用いられるＲＡＭをさらに有する
ことを特徴とする請求項２記載のプロセス監視制御装置。
【請求項６】
前記不揮発性メモリ上に記憶された画像データが圧縮された圧縮画像であり、前記マンマシンインタフェース装置の初期動作時に前記圧縮画像が前記ＲＡＭ上にデータ展開される
ことを特徴とする請求項５記載のプロセス監視制御装置。
【請求項７】
前記マンマシンインタフェース装置から前記プロセス制御装置への情報伝達の禁止および許可を設定する設定手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項１記載のプロセス監視制御装置。
【請求項８】
前記マンマシンインタフェース装置が、複数であることを特徴とする請求項１記載のプロセス監視制御装置。
【請求項９】
前記制御装置が、複数であることを特徴とする請求項１記載のプロセス監視制御装置。
【請求項１０】
複数画面の画像データを記憶するメモリと、
制御対象を制御する制御装置から出力され、かつ前記複数画面から表示する画面を指示する画面指示情報および前記メモリに記憶された画像データに基づき画像を表示する表示装置と、
前記制御対象に対する操作情報を入力する入力装置と、
前記制御装置及び前記マンマシンインターフェース装置のいずれからも参照および更新可能であり、かつ前記入力装置で入力された操作情報の該制御装置への伝達、及び該制御装置から出力された画面指示情報の該マンマシンインターフェース装置への伝達を行うための共有メモリと、
を具備するマンマシンインターフェース装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロセスの運転監視を行うプロセス監視制御装置およびプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラントのプロセス制御を行うプロセス制御装置が用いられている。このプロセス制御装置には、プラントを制御するための操作情報の入出力、およびプラントの状態の表示等を行うためのマンマシンインターフェース装置が接続されている。
このマンマシンインターフェース装置では、多様な情報の入力や表示のために種々の画面表示を行う必要があり、装置内に画面表示のための画面データを蓄積している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、画面データの蓄積には種々の記憶装置を用いることができる。
例えば、ディスク（磁気ディスク）は大容量であり一般的に用いることができる。この一方、ディスクは回転機の為、寿命を考慮して定期的な交換が必要である。また、地震の振動による障害を防止する機構が必要となる。
寿命および耐震性等を向上するために、画面データの蓄積に静止化された記憶媒体、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）や不揮発性メモリ（Ｆ−ＥＥＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ，ＥＰＲＯＭ等）を用いることができる。しかし、ＲＡＭを用いた場合には、電源の供給の停止に備え、バッテリ等のバックアップ電源を装備する必要がある。また、不揮発メモリを用いた場合には、記憶容量の制約および低応答速度のため、高速で大容量の画面データを処理するには制約が多くなる。
また、プロセス制御装置とマンマシンインタフェース装置では、別個のアーキテクチャーで構成される等の理由から装置間でデータの授受を行う場合の規約が複雑になりがちであった。
【０００４】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、制御装置とマンマシンインターフェース装置間で高速かつ簡便なデータの交換を行えるプロセス監視制御装置およびプログラムを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
Ａ．上記目的を達成するために本発明に係るプロセス監視制御装置は、制御対象を制御する制御装置と、前記制御装置に接続されたマンマシンインターフェース装置であって、複数画面の画像データを記憶するメモリと、前記制御装置から出力され、かつ該複数画面から表示する画面を指示する画面指示情報および該メモリに記憶された画像データに基づき画像を表示する表示装置と、前記制御対象に対する操作情報を入力する入力装置と、を有するマンマシンインターフェース装置と、前記制御装置及び前記マンマシンインターフェース装置のいずれからも参照および更新可能であり、かつ前記入力装置で入力された操作情報の該制御装置への伝達、及び該制御装置から出力された画面指示情報の該マンマシンインターフェース装置への伝達を行うための共有メモリと、を具備することを特徴とする。
【０００６】
制御装置及びマンマシンインターフェース装置のいずれからも参照および更新可能な共有メモリを用いて、入力装置で入力された操作情報の制御装置への伝達、及び制御装置から出力された画面指示情報のマンマシンインターフェース装置への伝達を行う。共有メモリを用いて、両装置間でのデータ交換を行うので、簡便かつ高速にデータ交換を行うことができる。
この共有メモリは、制御装置、マンマシンインターフェース装置とは別個の装置とすることもできるが、制御装置、マンマシンインターフェース装置のいずれかに設置することができる。
【０００７】
制御装置から出力される画面指示情報の例として、複数の表示画面を識別する画面番号や画面を構成する構成要素の位置情報を挙げることができる。
入力装置からの操作情報の入力は、表示画面に表示された入力エリアやボタン等と関連付けて行うことができ、アナログ、ディジタル情報のいずれについても行うことができる。
制御装置は、入力された操作情報に対応して、制御対象に対する情報の入出力と同期し画面指示情報を出力することができる。このようにすることで、制御対象の制御とマンマシンインターフェース装置の表示画面を対応させた状態にすることができる。
【０００８】
制御装置に簡便なマンマシンインターフェース機能を付加する事により、マンマシンインターフェース装置とのデータの授受にネットワーク基板などの伝送装置を用いることなく、コンパクトなプロセス監視制御装置を実現できる。
即ち、制御装置が本来有している演算機構を拡張することで、マンマシンインターフェース装置の画面表示および操作情報の入力を可能が可能となる。
このような演算機能の拡張は、制御装置にいわゆるプログラマブルコントローラを用いる場合には、使用者がプログラムを作成することで行える。即ち、通常のコントローラに共有メモリアクセス機能を追加するのみで容易にマンマシンインターフェース装置との接続が可能となる。
【０００９】
高速なデータ授受と制御装置側での画面制御が可能なため、確実な操作条件の確認が可能となる。即ち、制御装置とマンマシンインターフェース装置間の非同期性が解消される。
この結果、操作条件の確認に多数回のデータ交換がある場合でも、応答遅れが生じることがなくなる。また、非同期性を補うために、ソフトスイッチとハードスイッチを併用した構成とする必要がなくなる。
【００１０】
（１）前記メモリが、前記マンマシンインタフェース装置の停止時において記憶したデータを保持可能な不揮発性メモリから構成され、前記プロセス監視制御装置が、前記マンマシンインタフェース装置に接続され、かつ前記不揮発性メモリが記憶するデータの書き換えを行う保守装置をさらに具備してもよい。
外部の保守装置から不揮発性メモリ上のデータ更新を行うことにより監視画面、操作入力位置の変更などのデータ保守が可能となる。
また、不揮発性メモリに画像データを記憶することにより、信頼性の向上，寿命品の削減、耐震性の向上が可能となり、かつ停電時のメモリの保持機能（バッテリバックアップ）等を不要とする事が出来る。
【００１１】
▲１▼ここで、前記保守装置が、複数のデータを比較し、その比較結果を出力する比較手段を有してもよい。
比較手段を用いることでより確実な変更作業が行えるようになる。
【００１２】
▲２▼マンマシンインタフェース装置が、前記保守装置による前記不揮発性メモリのデータ更新の禁止および許可を設定する設定手段をさらに有してもよい。
設定手段を用いることで、保守装置からの誤ったデータ更新が行われないようにすることができる。
設定手段の例として、外部接点に接続された接点入力機構が挙げられる。外部接点の入切により、通信機構の動作を可／不可とすることができる。
【００１３】
▲３▼前記マンマシンインタフェース装置が、その初期化動作時に前記不揮発性メモリより画像データを転送し、かつ表示動作時に該不揮発性メモリに替えて用いられるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）をさらに有してもよい。
一般に、不揮発性メモリは通常のＲＡＭに比べて動作が遅い場合が多い。このため、表示動作時にはＲＡＭを使用し、不揮発性メモリを使用しないことにより動作の高速化を図ることができる。
また、ＲＡＭのデータが一過性故障等によりビット化けが発生した場合でも、再起動することにより新たに不揮発性メモリより画像データを転送するので、正常に復旧する事が出来る。
なお、不揮発性メモリにＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ），プログラムを併せて記憶させ、初期化動作時に前記不揮発性メモリよりＲＡＭに転送してもよく、ＲＡＭのデータのビット化けに対応することができる。
【００１４】
ここで、前記不揮発性メモリ上に記憶された画像データが圧縮された圧縮画像であり、前記マンマシンインタフェース装置の初期動作時に前記圧縮画像が前記ＲＡＭ上にデータ展開されても差し支えない。
不揮発性メモリ上には圧縮された画像データを記憶しておき、ＲＡＭ上に圧縮されたデータをデータ展開する事により、不揮発性メモリの容量制約への対応および高速アクセスを実現することができる。
【００１５】
（２）前記マンマシンインタフェース装置から前記プロセス制御装置への情報伝達の禁止および許可を設定する設定手段をさらに有してもよい。
マンマシンインタフェース装置の誤操作防止、およびマンマシンインタフェース装置の誤動作が制御装置の動作に影響しないようにすることができる。
設定手段の例として、ＯＮ／ＯＦＦ等の２値情報の入力を行う接点入力を挙げることができる。接点入力により、マンマシンインタフェース装置と制御装置との間の情報伝達を動作不能としたり、共有メモリのデータをリセットすることができる。
【００１６】
（３）前記マンマシンインタフェース装置が、複数であってもよい。
マンマシンインタフェース装置を制御対象のプロセス系統別に分割配置することができる。
【００１７】
（４）前記制御装置が、複数であってもよい。
複数の制御装置が、表示装置を共用することができる。
【００１８】
Ｂ．本発明に係るプログラムは、複数画面の画像データを記憶するメモリと、制御対象を制御する制御装置から出力され、かつ前記複数画面から表示する画面を指示する画面指示情報および前記メモリに記憶された画像データに基づき画像を表示する表示装置と、前記制御対象に対する操作情報を入力する入力装置と、前記制御装置及び前記マンマシンインターフェース装置のいずれからも参照および更新可能であり、かつ前記入力装置で入力された操作情報の該制御装置への伝達、及び該制御装置から出力された画面指示情報の該マンマシンインターフェース装置への伝達を行うための共有メモリと、を具備するマンマシンインターフェース装置としてコンピュータを機能させることを特徴とする。
制御装置及びマンマシンインターフェース装置間でのデータ交換を共有メモリを用いて行うことが可能となり、簡便かつ高速なデータ交換を実現できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るプロセス監視制御装置１００のハードウェア構成を表すブロック図である。
本図に示すようにプロセス監視制御装置１００は、マンマシンインターフェース装置１と、プロセス制御装置２とがバス３で結合して構成され、プロセス制御装置２によるプラント機器のプロセスの制御を可能としている。
【００２０】
マンマシンインターフェース装置１は、プラント機器の操作者によるプロセス制御装置２への情報の入出力を可能とする装置である。
マンマシンインターフェース装置１は、表示機構１１、入力装置制御機構１２、不揮発性メモリ１３、保守装置インターフェース１４、ＣＰＵ１５、共有メモリ１６から構成され、表示装置４，入力装置５、保守装置６が接続されている。
【００２１】
表示機構１１は、表示装置４に情報表示用の信号を出力するインターフェースである。
入力装置制御機構１２は、入力装置５を通じた情報の入力を可能とする一種のインターフェースである。
不揮発性メモリ１３は、種々の情報の記憶およびその書き換えが可能、かつマンマシンインターフェース装置１が停止した状態でも記憶内容を保持可能な不揮発性の記憶装置であり、例えばＦ−ＥＥＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ，ＥＰＲＯＭから構成できる。
保守装置インターフェース１４は、保守装置６との情報のやり取りを行うためのインターフェースである。
ＣＰＵ１５は、いわゆる中央演算装置（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）であり、演算等の情報処理を行う。
共有メモリ１６は、マンマシンインターフェース装置１とプロセス制御装置２の双方で読み書きが可能な記憶装置である。
【００２２】
表示装置４は、ＣＲＴ（陰極線管）、ＬＣＤ（液晶表示装置）等の画像を表示する装置である。
入力装置５は、情報を入力する装置であり、タッチパネル５−１、マウス５−２を含む。
保守装置６は、プロセス制御装置２およびマンマシンインターフェース装置１の保守、点検を行うための装置である。
【００２３】
プロセス制御装置２はいわゆる「プログラマブルコントローラ」であり、プラント機器が実行するプロセスを制御する。ここでいう、「プログラマブル」はプラント機器の制御内容を操作者が適宜に変更できる（プログラムできる）意である。このときに用いるプログラム言語は制御論理を記述するのに適した文法を用いたものであり、その詳細は例えばＪＩＳ−Ｂ３５０１に示されている。
【００２４】
プロセス制御装置２は、プロセス入出力機構２１、演算機構２２から構成される。
プロセス入出力機構２１は、プラント機器の状態を表す状態情報とプラント機器を制御するための制御情報をプラント機器とやり取りするためのインターフェースである。これら状態情報および制御情報は、ディジタル（例えば、ＯＮ／ＯＦＦのような二値情報）あるいはアナログ（数値のような多値情報）のいずれで表されていてもよい。
演算機構２２は、プラント機器及びそのプロセスを制御する為の論理、順序、計時、計数、算術演算の機能を実行する。
【００２５】
次に、マンマシンインターフェース装置１、プロセス制御装置２のソフトウェア構成について説明する。
図２は、プロセス監視制御装置１００のソフトウェア構成を表すブロック図である。
マンマシンインターフェース装置１のソフトウェアは、入出力制御タスク１−２、タッチイベント解析タスク１−３、保守装置伝送タスク１−４、ＲＯＭドライバ１−５、表示タスク１−６、タッチドライバ１−７、マウスドライバ１−８で構成される。
【００２６】
入出力制御タスク１−２は、プロセス制御装置２との入出力の制御を行うソフトウェアである。
タッチイベント解析タスク１−３は、タッチパネル５−１、マウス５−２等のポインティングデバイスが発生させるタッチイベントを解析し、プロセス制御装置２へのデータの送信を行うためのソフトウェアである。
プロセス制御装置２へのデータの送信は、マンマシンインターフェース装置１の記憶装置に設けられた作業メモリ１−１０を介して行われる。即ち、タッチイベント解析タスク１−３は、作業メモリ１−１０に送信する情報を書き込み、この書き込まれた情報を入出力制御タスク１−２がプロセス制御装置２に送信する。
【００２７】
保守装置伝送タスク１−４は、保守装置６との情報の伝送を行うためのソフトウェアである。
ＲＯＭドライバ１−５は、不揮発性メモリ１３へ書き込み及び読み込みを制御するためのソフトウェアである。
表示タスク１−６は、プロセス制御装置２、保守装置６から送信された情報を表示装置４の画面に表示するためのソフトウェアである。
タッチドライバ１−７、マウスドライバ１−８はそれぞれ、タッチパネル５−１、マウス５−２を制御するためのソフトウェアである。
【００２８】
プログラムデータ、タッチフィールドデータ１−１１、表示データ１−１２等が不揮発性メモリ１３に記憶されている。
プログラムデータは、マンマシンインターフェース装置１を動作させるためのプログラムのデータであり、このプログラムには前述の入出力制御タスク１−２、タッチイベント解析タスク１−３、保守装置伝送タスク１−４、ＲＯＭドライバ１−５、表示タスク１−６、タッチドライバ１−７、マウスドライバ１−８が含まれる。
【００２９】
表示データ１−１２は、表示装置４の画面に表示される表示内容を表したデータであり、画面番号毎に区分され、図形、数値等の表示位置が表されている。画面番号を指定することで、表示装置４にどの画面表示を行うかが定まる。
タッチフィールドデータ１−１１は、表示装置４に表示される表示画面毎に、設定された表示画面上の区画（タッチ区画）、及びタッチ区画に対応して規定された操作種別を表す情報である。
【００３０】
プロセス制御装置２のソフトウェアは、入出力制御タスク２−２、演算タスク２−３から構成される。
入出力制御タスク２−２は、マンマシンインターフェース装置１との入出力の制御を行うソフトウェアである。
演算タスク２−３は、プラント機器及びそのプロセスを制御する為の論理演算、順序演算、計時演算、計数演算、算術演算等を実行するためのソフトウェアである。演算タスク２−３に従って、演算機構２２が動作することで、種々の演算が実行される。
【００３１】
図３は、マンマシンインターフェース装置１とプロセス制御装置２との入出力における情報の流れを表すフロー図である。
既述のように、マンマシンインターフェース装置１とプロセス制御装置２との間のデータの授受は、バス３との接続によって両装置に共有された共有メモリ１６を用いて行われる。
共有メモリ１６は、プロセス制御装置２から入力された情報を記憶する入力エリアとプロセス制御装置２へ出力される情報を記憶する出力エリアに区分される。また、作業メモリ１−１０は、プロセス制御装置２から入力された情報を記憶する２つの入力エリア▲１▼、▲２▼とプロセス制御装置２へ出力される情報を記憶する出力エリアに区分される。
【００３２】
プロセス制御装置２の入出力制御タスク２−２は、共有メモリ１６の入出力処理、およびプロセス制御装置２とマンマシンインターフェース装置１間の同期（装置間で情報を一致させる）のためのマンマシンインターフェース装置１への割り込み信号の発生を行う。この入出力処理および割り込み信号の発生は定期的に行われる。
【００３３】
割り込み信号を受けたマンマシンインターフェース装置１は、入出力制御タスク１−２を起動する。入出力制御タスク１−２は、共有メモリ１６の入力エリアのデータを、作業メモリ１−１０の２つの入力エリアいずれかにコピーし、作業メモリ１−１０の出力エリアに記憶されたプロセス制御装置２への出力データを共有メモリ１６の出力エリアに書き込む。
【００３４】
作業メモリ１−１０の入力エリアを２つに区分している（ダブルバッファとした）理由は、ある時刻における表示装置４の画面表示を、ある時刻の入力データによるものに統一するためである。即ち、表示装置４の画面表示は、作業メモリ１−１０の２つの入力エリアの内、書き換えが行われていない方に基づいて行われる。
【００３５】
入出力制御タスク１−２は、表示タスク１−６に解放する作業メモリ１−１０の入力エリアの切り替えを制御する。即ち、作業メモリ１−１０の２つの入力エリアが書き込み用、表示用と交互に切り換えられる。
【００３６】
以上述べてきたように、マンマシンインターフェース装置１とプロセス制御装置２の共有メモリ１６を介したデータ交換の際に、入出力制御タスク２−２から入出力制御タスク１−２への割り込み通知、及び作業メモリ１−１０を使用したダブルバッファリング操作が行われている。この結果、マンマシンインターフェース装置１とプロセス制御装置２でのデータ交換の同期性と排他処理の双方を実現している。
【００３７】
但し、共有メモリ１６に複数のポートを有するマルチポートメモリを用いることで、割り込み機構を使用せず、同等の機能を実現することも可能である。例えば、共有メモリ１６を送受信エリア（入力エリアと出力エリア）に区分し、かつ特定のメモリエリアに送受信ステイタスを表す情報を記憶させれば、割り込み機構を使用する必要がない。即ち、マンマシンインターフェース装置１とプロセス制御装置２は、この送受信ステイタスを確認して、共有メモリ１６へのアクセスを行う。
【００３８】
図４は、表示装置４およびタッチパネル５−１とマンマシンインターフェース装置１間での情報の流れを表すフロー図である。
以下に、本図に基き、タッチ入力の制御と、画面表示の制御の詳細を説明する。
【００３９】
入力装置５（タッチパネル５−１）においてタッチ入力が実行されると、タッチドライバ１−７により、発生したイベント（例えば、タッチパネル５−１へのタッチ）が解析され、発生したイベント及びそのイベントが発生した座標（イベント発生座標）とが、タッチイベント解析タスク１−３に送信される。
【００４０】
タッチイベント解析タスク１−３は、受信したイベントおよびイベント発生座標に基づき、タッチフィールドデータ１−１１を検索して操作種別を解析し、作業メモリ１−１０を介して、解析結果（タッチ区画および操作種別）をプロセス制御装置２に通知する。
【００４１】
図５は、表示タスク１−６の動作内容を表すフロー図である。本図にもとづき表示タスク１−６の動作を説明する。
表示タスク１−６は定周期で動作するタスクであり、次に示すタスクを繰り返し行う。
【００４２】
作業メモリ１−１０の入力エリアから画面切り替え要求を読み込む（ステップＳ１）。
この画面切り替え要求は、プロセス制御装置２の演算タスク２−３（ここでは、特に画面制御ロジック）が、マンマシンインターフェース装置１に送信したものであり、既述のように共有メモリ１６を介して作業メモリ１−１０に転送される。
【００４３】
画面切り替え要求を解析することによって、表示装置４の表示画面切換の要否を判断する（ステップ２）。
表示装置４の表示画面を切り替える場合には、表示データ１−１２を不揮発性メモリ１３から読み込む（ステップＳ３）。
【００４４】
さらに、入力点データ（タッチパネル５−１等のポインティングデバイス上のカーソルの位置情報）を作業メモリ１−１０から読み込む（ステップＳ４）。
そして、取得した表示データおよび入力点データに基づき表示装置４の表示画面の切り替えを行い（ステップＳ５）、画面切り替えの完了を通知する情報を作業メモリ１−１０に出力する（ステップＳ６）。
【００４５】
表示画面の切換を行わないときには、プロセス制御装置２によって更新された作業メモリ１−１０上の入力点データを参照し（ステップＳ７）、画面の更新を行う（ステップＳ８）。
以上のステップＳ１〜Ｓ８の処理は定期的に行われる（ステップＳ９）。
【００４６】
図６（Ａ），（Ｂ）は、作業メモリ１−１０及び共有メモリ１６により処理されるデータの構成例を示す図である。
図６（Ａ）は、プロセス制御装置２からマンマシンインターフェース装置１に送信されるデータを表したものであり、画面切換の制御を行うか否かを表す制御情報、切り換えられた画面の一部を変更して表示するための可変表示データ、切り換えて表示する画面の番号を表す画面切換データ、および予備の情報を格納するための予備部が含まれる。
【００４７】
図６（Ｂ）は、マンマシンインターフェース装置１からプロセス制御装置２に送信されるデータを表したものであり、画面切換が終了したか否かを表すステータス、タッチパネル５−１等のポインティングデバイスの状態を表すタッチデータ（ポインティングデバイスを識別するデバイスＮｏ、ポインティングデバイスを例えばカーソルとして画面に表示するためのビットパターンのデータを含む）、アナログ情報を表すアナログデータ、表示装置４に現状表示されている画面の番号を表す画面番号、および予備の情報を格納するための２つの予備部が含まれる。
【００４８】
図７は、以上述べてきたマンマシンインターフェース装置１とプロセス制御装置２での動作手順の一例を表した図である。
ここでは、タッチパネル５−１付の表示装置４上にスイッチパネルをソフトウェアで実現する場合について示している。ここで、破線の矢印は、演算機構２２により、プロセス制御装置２からマンマシンインターフェース装置１に送信されるデータを表している。
【００４９】
表示装置４上に表示された系統図から、操作対象をタッチ操作で選択する。この選択の結果、タッチパネル５−１によるタッチデータの入力が行われ、タッチイベント解析タスク１−３によって、機器選択要求と解釈され、マンマシンインターフェース装置１から共有メモリ１６を介してプロセス制御装置２へと送信される。
機器選択要求を受け付けたプロセス制御装置２は表示する画面を指示する画面指示データ（画面指示情報）をマンマシンインターフェース装置１に送信する。この画面指示データには、切り換えて表示する画面の番号（切換表示画面番号）の情報を含み、この画面指示データに基づき表示装置４上にスイッチパネル（操作パネル）が表示される。
【００５０】
ここで、「操作モードＰＢ」、「操作指令ＰＢ」はいずれも、プロセス制御装置２のハードウェアプッシュボタン入力を意味する。前者はマンマシンインターフェース装置１による操作情報の入力の可否を表す操作モードを、後者は入力した操作情報に基づく制御を指示する操作指令情報を入力するものである。
即ち、「操作モードＰＢ」がＯＮのときに、タッチパネル５−１による機器選択要求の入力が有効になり、機器選択要求の受付が行われる。
【００５１】
さらに、タッチパネル５−１を用いて、表示装置４の画面上に表示されたスイッチパネルから操作方向として「開」操作を選択する。この選択によって入力されたタッチデータは、タッチイベント解析タスク１−３によって操作方向選択要求として解釈され、共有メモリ１６を介してプロセス制御装置２に送信される。
【００５２】
操作方向選択要求を受け付けたプロセス制御装置２は画面指示データをマンマシンインターフェース装置１に送信する。この表示データは、画面の一部を変更して表示するための可変表示データを含み、この可変表示データに基づき表示装置４上のスイッチパネルの表示が変更される（この場合は、選択された「開」のボタンの表示色が変更される）。
なお、プロセス制御装置２が機器選択要求を受け付けたときに、タッチパネル５−１による操作方向選択要求の入力が有効になる（操作方向選択要求の受付が行われる）。
【００５３】
このように操作方向選択要求が受け付けられると、表示装置４の画面表示の変更と併せて、プラント機器を制御するための機器操作情報が出力される。
なお、機器操作情報の出力は、「操作指令ＰＢ」をＯＮとすることで行われる。
【００５４】
図８は、マンマシンインターフェース装置１からプロセス制御装置２への入力データがアナログ値の場合の表示画面の一例を示している。本図において、表示装置４の画面には、アナログ設定値を入力する入力エリアとプロセス制御装置２から確認用に打ち返す設定値を表示する確認エリア、「入力」、「設定」のための２個のソフトウェアプッシュボタンが表示されている。
【００５５】
図９は、図８に示した表示画面を用いて、アナログ設定値を設定するシーケンスを表す図である。
入力エリアに数値（アナログデータ）を入力し、タッチパネル５−１によって「入力」ボタンを操作することで、入力データがプロセス制御装置２に取り込まれる。取り込まれた入力データは確認エリアに表示される。
入力データが取り込まれた状態でタッチパネル５−１によって「設定」ボタンを操作することで、プロセス制御装置２に取り込まれた入力データ（アナログ設定値）が設定される。即ち、この設定値に基づいてプラント機器の制御が行われる。
【００５６】
ここで、ＯＮ／ＯＦＦのような２値データを入力する接点入力を用いてマンマシンインターフェース装置１からプロセス制御装置２への情報伝達を禁止することもできる。この場合には、プロセス入出力機構２１を介するか、または演算機構２２自体に接点入力機構を付加するかにより、プロセス制御装置２に接点情報を入力する。
入力された接点情報の種別（例えば、ＯＮ／ＯＦＦ）に応じて、マンマシンインターフェース装置１とプロセス制御装置２との間の情報伝達を不能とするか、共有メモリ１６のデータをリセットすることで、情報伝達を禁止できる。これは、プロセス制御装置２のプロセス入出力処理の拡張、またはプログラムの変更により容易に実現可能である。
【００５７】
次に、保守装置６のソフトウェア構成について説明する。
図１０は、保守装置６のソフトウェア構成をマンマシンインターフェース装置１と共に表した図である。なお、本図ではマンマシンインターフェース装置１のソフトウェア構成の一部を省略している。
【００５８】
保守装置６は、ＣＰＵ１５がソフトウェアで動作することで実現される、伝送機能６−１、変換機能６−２、比較機能６−３を有する。
伝送機能６−１は、マンマシンインターフェース装置１との間で、データのダウンロード、アップロードを行うための機能である。
【００５９】
変換機能６−２は、表示データ、タッチフィールドデータ、入力点アドレス情報の変換等を行うと共に、画面番号の割付を行うための機能である。また、表示データやタッチフィールドデータの座標情報や幅、高さを変更することで、別解像度のデータベースの作成に利用することもできる。
変換機能６−２によって変換されたデータは、伝送機能６−１によって、ダウンロード時に参照するフォルダに移動されると共に、変換元データと共にレビジョン情報（比較結果）が付加されて保存される。
【００６０】
比較機能６−３は、データ中に含まれる画面データや、その入力点アドレス情報の比較等を行い、比較結果のレポートを作成するための機能である。比較結果のレポートは、変換機能６−２で作成されたレビジョン情報付きデータベース間の差分情報として、管理される。
また、比較機能６−３は、伝送機能６−１と連携して、マンマシンインターフェース装置１内にダウンロードされているデータベースと、マンマシンインターフェース装置１にアップロードを行うデータベースとの比較を可能とする。
【００６１】
以下に、マンマシンインターフェース装置１と保守装置６間のデータ伝送の手順を説明する。
【００６２】
伝送機能６−１は、マンマシンインターフェース装置１に対して、ダウンロード、アップロードの要求種別及びそのデータ種別と、保守装置６の種別を表すコードとを送信する。
保守装置伝送タスク１−４はそれを受けて、先ず保守装置６の種別と、データ種別に基づき、不正な接続でないかを判断する。不正な接続と判断した場合、保守装置６の伝送機能６−１に、不正接続であることを通知する。正しい接続と判断した場合、伝送開始可能である事を保守装置６に対して通知する。
【００６３】
要求種別がダウンロード要求の場合、保守装置伝送タスク１−４は、ＲＯＭドライバ１−５を介して不揮発性メモリ１３の指定アドレスから受信したデータを順次書き込む。指定アドレスは、マンマシンインターフェース装置１のシステム制御データで規定される。システム制御データも保守装置６からダウンロードされるデータであり、アドレステーブル、保守装置の種別を表すコード等から構成される。
【００６４】
伝送機能６−１は全てのデータの送信を完了した時点で、送信完了をマンマシンインターフェース装置１に通知する。保守装置伝送タスク１−４は、この通知を受けて、ダウンロードされたデータのサイズを保存し、保存したデータを不揮発性メモリ１３から読み出し、保守装置６に送信する。そして、伝送機能６−１は送信したデータと相違ないか確認する。
【００６５】
一方、要求種別がアップロード要求の場合、保守装置伝送タスク１−４は制御データの指定アドレスから、ダウンロード時に保存しておいたサイズ分のデータを読み出し、保守装置６に送信する。
【００６６】
以上のマンマシンインターフェース装置１と保守装置６との間の情報のやりとりを制限することも可能である。例えば、マンマシンインターフェース装置１に外部接点に接続された接点入力機構を付加し、この外部接点の状態（ＯＮ／ＯＦＦ）に応じて、保守装置６との情報の入出力の可能／不能を変更する。
このときには、保守装置６との入出力制御動作において、ＣＰＵ１５が外部接点の状態を読み込み、その状態により保守装置６との入出力を可／不可とする。
【００６７】
（第２実施形態）
図１１は、本発明の第２の実施形態に係るプロセス監視制御装置２００のハードウェア構成を表すブロック図である。
ここでは、複数個のマンマシンインターフェース装置１（１）〜１（ｎ）を共通のバス３上に配置する。また、マンマシンインターフェース装置１（１）〜１（ｎ）それぞれの共有メモリ１６をプロセス制御装置２から見たときにそれぞれ別のアドレスとして定義する。
【００６８】
このようにすることで、プロセス制御装置２の入出力処理を複数マンマシンインターフェース装置１（１）〜１（ｎ）に拡張することができる。
なお、マンマシンインターフェース装置１（１）〜１（ｎ）それぞれの画面データを記憶する不揮発性メモリ１３も、マンマシンインターフェース装置１（１）〜１（ｎ）で個別に設定することが好ましい。
【００６９】
（第３実施形態）
図１２は、本発明の第３の実施形態に係るプロセス監視制御装置３００のハードウェア構成を表すブロック図である。
複数個のプロセス制御装置２（１）〜２（ｎ）を共通のバス３上に配置し、マンマシンインターフェース装置１を共用する。この場合、マンマシンインターフェース装置１の共有メモリ１６を、共有エリア１６−１〜１６−ｎに分割し、共有エリア１６−１〜１６−ｎそれぞれをプロセス制御装置２（１）〜２（ｎ）に対応させる。この結果、マンマシンインターフェース装置１の表示タスク１−６その他の動作を複数のプロセス制御装置２（１）〜２（ｎ）に対して実行することができる。
【００７０】
この場合、不揮発性メモリ１３に記憶された、表示装置４に表示させるための画面データはプロセス制御装置２（１）〜２（ｎ）毎に区分して管理することが好ましい。
【００７１】
ここで、同一のプラント機器をそれぞれ制御可能なプロセス制御装置２（１），２（２）を並列して動作させ（二重化）、冗長系を構成することも可能である。即ち、２つのプロセス制御装置２（１），２（２）はそれぞれ、常用／待機のモードで運用される。この場合、マンマシンインターフェース装置１の共有メモリ１６の制御を常用系として運用されている方のプロセス制御装置２の入出力制御タスク２−２で行わせる。この結果、マンマシンインターフェース装置１を常に常用系側のプロセス制御装置２の運用に用いることができる。
【００７２】
（第４実施形態）
図１３は、本発明の第４の実施形態に係るプロセス監視制御装置４００のハードウェア構成を表すブロック図である。
ここでは、マンマシンインターフェース装置１の不揮発性メモリ１３がＯＳ及びプログラムを記憶している不揮発性メモリ１３−１と画像データを記憶している１３−２に区分されている。
また、マンマシンインターフェース装置１がＲＡＭ１７を備えている。このＲＡＭ１７は、マンマシンインターフェース装置１の起動時に不揮発性メモリ１３−１，１３−２よりＯＳ、プログラム及び画像データをコピーする他、表示装置４による表示動作時に使用される。
【００７３】
図１４，１５はそれぞれ、マンマシンインターフェース装置１の起動時と表示動作時それぞれにおける処理の流れを表すフロー図であり、特にＲＡＭ１７の使用方法を中心に表している。
【００７４】
まず図１４に基づき、マンマシンインターフェース装置１の起動時における処理手順を説明する。
起動が開始されると、マンマシンインターフェース装置１を構成するハート゛ウェアの初期化処理が行われる（ステップＳ１１）。そして、不揮発性メモリ１３−１に記憶されたプログラムに基づき、ＣＰＵ１５が、不揮発性メモリ１３−１に記憶されたＯＳ及びプログラム、さらには不揮発性メモリ１３−２に記憶された画像データをＲＡＭ１７にコピーする（ステップＳ１２，Ｓ１３）。
その後、ＣＰＵ１５は、ＲＡＭ１７にアクセスしＯＳ起動及びＩＮＺタスク起動を行う（ステップＳ１４，Ｓ１５）。
【００７５】
次に図１５に基づき、マンマシンインターフェース装置１の表示動作時における処理手順を説明する。
起動処理が正常に終了すると通常表示動作時のタスクが起動する（ステップＳ２１）。ＲＡＭ１７は、ＯＳ、プログラム、画像データを記憶しており、ＣＰＵ１５はＲＡＭ１７を用い、不揮発性メモリ１３−１，１３−２を使用する事無く制御を実行する。この結果、処理が高速に行われる。
なお、図１４，１５に示した以外のタスク処理に関しては、本記載内容に制約されることなく適宜にメモリを利用することができる。
【００７６】
不揮発性メモリ１３−２に格納する画像データを、ビットマップでなく、圧縮された画像データとすることもできる。
圧縮された画像データは、図１４で既に示したようにマンマシンインターフェース装置１の起動時処理によりＲＡＭ１７へコピーされる。
【００７７】
ＲＡＭ１７にコピーされた圧縮された画像データは、図１６に示す手順によって処理される。以下、図１６に従ってこの手順を説明する。
ＩＮＺタスクが起動されたことにより、ＩＮＺタスクとして登録されたタスクがクリエイトされる（ステップＳ３１）。
クリエイトされたＩＮＺタスクの内の描画初期化処理により、ＲＡＭ１７にコピーされた圧縮された画像データが、ビットマップに展開される（ステップＳ３２）。その後、共有メモリ１６が初期化され（ステップＳ３３）、タスクが定期的に起動される（ステップＳ３４）。
このとき、通常表示動作時には、ＲＡＭ１７のビットマップに展開された画像データが使用される。このため、高速な画像処理が可能となる。
【００７８】
図１７は、圧縮された画像データとして三角形のシンボルを例に示す図である。
三角形の形状は、例えば三角形のシンボルで有ること（シンボルタイプ）、三角形の角の座標（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２），（Ｘ３，Ｙ３）、辺の線種（直線、一点鎖線等）、辺の色、シンボル内の塗り潰し有無、塗り潰し色指定によって表現される。
【００７９】
これらの項目それぞれが、２バイトで表現されるのであれば、三角形の画像データは、三角形の大きさに関係なく１６バイトで表現される。
この三角形のシンボルは、視認性等の観点から一定のサイズで表現され、通常７０ドット程度は必要となる。ビットマップでこの三角形のシンボルを表すと、１ドットのデータサイズは一般に１バイトであることから、７０バイト以上が必要となる（例えば、１２ドット＊１２ドット＊１バイト／２＝７２バイト）。
以上のように、画像を圧縮する事により、不揮発性メモリ１３−２のサイズ（記憶容量）を削減する事が出来る。
【００８０】
また、保守装置６及び不揮発性メモリ１３−２に格納される画像データを図１７に示したような形式で圧縮された画像データとすると、この圧縮データを一種のテキストのデータとして取り扱うことができる。この場合には、保守装置６の比較機能６−３を用いて、画像データの新旧の比較、変更点の抽出が行える。
但し、図１７は画像データの圧縮形式の一例を示したものに過ぎず、画像の圧縮に他の圧縮形式を用いることも可能である。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、制御装置とマンマシンインターフェース装置間で高速かつ簡便なデータの交換を行えるプロセス監視制御装置およびプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロセス監視制御装置のハードウェア構成を表すブロック図である。
【図２】図に示したプラント監視制御装置のソフトウェア構成を表すブロック図である。
【図３】マンマシンインターフェース装置とプロセス制御装置との入出力における情報の流れを表すフロー図である。
【図４】表示装置およびタッチパネルとマンマシンインターフェース装置間での情報の流れを表すフロー図である。
【図５】表示タスクの動作内容を表すフロー図である。
【図６】作業メモリ及び共有メモリにより処理されるデータの構成例を示す図である。
【図７】マンマシンインターフェース装置とプロセス制御装置での動作手順の一例を表した図である。
【図８】マンマシンインターフェース装置１からの入力データがアナログ値の場合の表示画面の一例を表す図である。
【図９】図８に示した表示画面を用いて、アナログ設定値を設定するシーケンスを表す図である。
【図１０】保守装置のソフトウェア構成をマンマシンインターフェース装置と共に表した図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係るプロセス監視制御装置のハードウェア構成を表すブロック図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係るプロセス監視制御装置のハードウェア構成を表すブロック図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係るプロセス監視制御装置のハードウェア構成を表すブロック図である。
【図１４】マンマシンインターフェース装置の起動時における処理の流れを表すフロー図である。
【図１５】マンマシンインターフェース装置の表示動作時における処理の流れを表すフロー図である。
【図１６】ＲＡＭにコピーされた圧縮された画像データを処理する手順を表すフロー図である。
【図１７】圧縮された画像データとして三角形のシンボルを例に示す図である。
【符号の説明】
１００…プロセス監視制御装置、１…マンマシンインターフェース装置、１−２…入出力制御タスク、１−３…タッチイベント解析タスク、１−４…保守装置伝送タスク、１−５…ＲＯＭドライバ、１−６…表示タスク、１−７…タッチドライバ、１−８…マウスドライバ、１−１０…作業メモリ、１−１１…タッチフィールドデータ、１−１２…表示データ、１１…表示機構、１２…入力装置制御機構、１３…不揮発性メモリ、１４…保守装置インターフェース、１５…ＣＰＵ、１６…共有メモリ、１７…ＲＡＭ、２…プロセス制御装置、２−２…入出力制御タスク、２−３…演算タスク、２１…プロセス入出力機構、２２…演算機構、３…バス、４…表示装置、５…入力装置、５−１…タッチパネル、５−２…マウス、６…保守装置、６−１…伝送機能、６−２…変換機能、６−３…比較機能
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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