(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントを構成する各種の設備に対して制御内容を監視・設定する同一機能のモニタ装置を複数台有し、各モニタ装置がそれぞれプラント中の全設備についての表示画面情報を複数ページに分割して格納しており任意のページを表示器に呼び出してそのページ内に含まれる設備に対し設定が可能な冗長監視システムにおいて、あるページを開いているモニタ装置のうち最初に設定操作が行われたモニタ装置がそのページについての優先権を獲得し、この優先権を持つモニタ装置のみがそのページ内に含まれる設備に対し設定が可能となり、あるページの優先権を獲得したモニタ装置がページを切り替えると、そのページの優先権が解消されることを特徴とする冗長監視システムのインターロック方式。
【請求項２】
あるページの優先権を獲得したモニタ装置が動作異常になると、そのページの優先権が解消されることを特徴とする請求項１記載の冗長監視システムのインターロック方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のモニタ装置からプラント設備に対して制御内容を監視・設定できる冗長監視システムに係り、特に、安全性と冗長性、操作性とを同時に満たす冗長監視システムのインターロック方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
１つのプラントは、多種多様の機器、搬送路、配管、貯蔵器等（以下、設備と総称する）から構成されている。これらの設備は、機器が受け持つ工程に応じ、或いは、原料・生産物の流れの系統に応じてプラントの各箇所に分散配置されている。これらの設備は、１ないし複数のシーケンサで制御される。シーケンサは、設備に組み込まれている計器やセンサからアナログ信号、デジタル値、論理値等を入力し、設備に対しては駆動信号、目標値等を出力する入出力機能を有し、これら入出力が所定の順序に応じて変化するようロジックが設定されているものである。シーケンサは、通信回線に接続されており、この通信回線を通じて集中管理室に設置されたモニタ装置からシーケンサへ通信することにより各設備に対して制御内容を監視・設定することができる。
【０００３】
モニタ装置は、集中管理室に１台ではなく複数台設置される。複数台のモニタ装置は、いずれもが各設備に対して制御内容を監視・設定する同等の能力を有し、互いに独立に動作するようになっている。これは１台のモニタ装置が故障したときにプラントの運転に支障が起きないように他のモニタ装置が使用できるようにしたものである。即ち、同じ機能を持つモニタ装置を複数台設置して冗長性を持たせてある。また、複数台のモニタ装置で多数の箇所を分担して監視・設定できるため、操作性が向上する。このような構成の監視システムを冗長監視システムという。
【０００４】
モニタ装置は、プラント内の多種多様の設備が持つ大量の入出力についてパラメータの監視・設定を行うために、全設備についての表示画面情報を複数ページに分割して格納しており、これらの表示画面情報を表示する画面表示器を備えている。オペレータは、モニタ装置を操作して所望のページを画面に呼び出し、そのページ内に含まれる設備に対しパラメータの設定を行うことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複数台のモニタ装置において各オペレータが同一のページを開き、互いに矛盾した設定を行うと、設備側では予想しなかった動作が起きる可能性がある。例えば、同じパラメータに対して異なる値が短時間で設定変更されたり、関連した複数のパラメータに対してバランスの悪い値が設定されると、設備に異常が生じるおそれがある。
【０００６】
従来は、安全性を図るため、複数台のモニタ装置が同一ページを開けないように、１台が開いているページは他のモニタ装置で呼び出すのを禁止するというインターロックをかけている。また、同一ページを開くことはできるが、後から開いたモニタ装置については監視のみ許可し、設定は禁止するというインターロックもある。
【０００７】
しかし、上記のインターロック方式によると、あるページが先に１台のモニタ装置で開かれていると、そのページについては他のモニタ装置から設定を行うことができない。もし、先にページを開いたモニタ装置がそのページを閉じないうちに故障してしまった場合、他のモニタ装置が代わってそのページの設定を行うことができなくなる。また、先にページを開いたモニタ装置ではオペレータが設定を行う意思がなく、単に監視しているだけの場合や、ページを閉じ忘れて放置しているだけの場合でも、他のモニタ装置１からそのページの設定を行うことができなくなる。
【０００８】
このように、従来のインターロック方式では、せっかく複数台のモニタ装置を設置して得た冗長性や操作性のメリットが失われてしまう。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、安全性と冗長性、操作性とを同時に満たす冗長監視システムのインターロック方式を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、プラントを構成する各種の設備に対して制御内容を監視・設定する同一機能のモニタ装置を複数台有し、各モニタ装置がそれぞれプラント中の全設備についての表示画面情報を複数ページに分割して格納しており任意のページを表示器に呼び出してそのページ内に含まれる設備に対し設定が可能な冗長監視システムにおいて、あるページを開いているモニタ装置のうち最初に設定操作が行われたモニタ装置がそのページについての優先権を獲得し、この優先権を持つモニタ装置のみがそのページ内に含まれる設備に対し設定が可能となり、あるページの優先権を獲得したモニタ装置がページを切り替えると、そのページの優先権が解消されるものである。
【００１２】
あるページの優先権を獲得したモニタ装置が動作異常になると、そのページの優先権が解消されてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１４】
本発明に係るインターロック方式では、複数台のモニタ装置が同一ページを開くことができ、かつ、同一ページを開いているモニタ装置のいずれもがそのページの優先権を獲得し得る状態を有する。あるページを開いているモニタ装置のうち最初に設定操作が行われたモニタ装置がそのページについての唯一の優先権を獲得し、この優先権を持つモニタ装置のみがそのページ内に含まれる設備に対し設定が可能となる。他のモニタ装置は、そのページの優先権が獲得できなくなると共に設定が不可能となる。そして、ページの優先権を獲得したモニタ装置がページを切り替えるか又はモニタ装置が動作異常になると、そのページの優先権が解消され、他のモニタ装置のいずれもがそのページの優先権を獲得し得る状態に戻る。
【００１５】
図１に、モニタ装置の状態遷移のようすを示す。
【００１６】
▲１▼の状態は、モニタ装置＃１，＃２が同じページＰ．１を開いているが、両方のモニタ装置＃１，＃２で設定の操作が一度も行われていない状態である。このとき優先権はモニタ装置＃１，＃２のどちらにもないので、モニタ装置＃１，＃２は共にページＰ．１の設定操作を開始することが可能である。
【００１７】
▲２▼の状態は、先にモニタ装置＃１で設定操作が行われたもので、モニタ装置＃１はページＰ．１の優先権を獲得する。一方、モニタ装置＃２はページＰ．１について設定操作が不可能になる。もちろんモニタ装置＃２によるページＰ．１の監視は可能である。
【００１８】
▲３▼の状態は、▲２▼の状態から、モニタ装置＃１がページＰ．１から他のページＰ．２に切り替えたもので、モニタ装置＃１はページＰ．１の優先権を失う。これにより、モニタ装置＃１はページＰ．２の設定操作を開始することが可能となり、モニタ装置＃２はページＰ．１の設定操作を開始することが可能となる。
【００１９】
モニタ装置が３台以上あっても、このインターロック方式は有効である。
【００２０】
モニタ装置の動作異常の検出方法としては、各モニタ装置が自己診断を行う方法、各モニタ装置が他のモニタ装置を相互に監視する方法、各モニタ装置を別の装置から監視する方法などがある。
【００２１】
また、優先権の獲得・解消のサービス方法としては、各モニタ装置が相互に行う方法、別の装置が調停する方法などがある。
【００２２】
図２に、本発明のインターロック方式を採用した冗長監視システムの具体的構成を示す。この冗長監視システムでは、プラントを構成する各種の設備は複数台のシーケンサ１で制御されるようになっている。シーケンサ１は、通信回線２に接続されている。この通信回線２には、集中管理室に設置された３台のモニタ装置３が接続されている。また、通信回線２には、モニタ装置３間の優先権調停機能を持つ調停装置４が接続されている。この調停装置４は、モニタ装置３に対して優先権の付与・取り消しを行うものである。また、調停装置４は、モニタ装置３の動作異常を監視するものである。
【００２３】
図３を用いて調停装置４の動作を説明する。
【００２４】
調停装置４は、＃１，＃２，＃３の各モニタ装置との通信により、各モニタ装置に表示されているページの番号や、そのページについて何かの操作が行われたという情報を認識しているものとする。以下、ページＰ．１についての優先権の付与・取り消しの動作を説明する。
【００２５】
モニタ装置＃１でページＰ．１が表示されている場合、他のモニタ装置が優先権を持っているかどうか調べる。他のモニタ装置が優先権を持っている場合、モニタ装置＃１における設定操作は受け付けない。他のモニタ装置が優先権を持っていない場合、モニタ装置＃１が優先権を持っているかどうかを確認する。モニタ装置＃１が優先権を持っている場合、モニタ装置＃１の健全性を調べる。モニタ装置＃１に動作異常があると、モニタ装置＃１が持つページＰ．１についての優先権を解消させる。モニタ装置＃１が健全であっても、モニタ装置＃１で表示ページが移動されると、モニタ装置＃１が持つページＰ．１についての優先権を解消させる。モニタ装置＃１が健全で、かつ表示ページの移動がない場合、モニタ装置＃１が持つページＰ．１についての優先権を継続させる。
【００２６】
他のモニタ装置が優先権を持っておらず、モニタ装置＃１も優先権を持っていない場合、モニタ装置＃１でページＰ．１に対して設定操作があったときには、モニタ装置＃１にページＰ．１の優先権を与える。ページＰ．１に対しての設定操作がなされない間は、優先権を付与しない。
【００２７】
図３では省略したが、モニタ装置＃２，＃３でも、ページＰ．１が表示されている場合には、モニタ装置＃１に対して行ったようなチェックを行い、最初に設定操作が行われたモニタ装置に優先権を付与し、ページの切り替えや動作異常により優先権を解消させる。
【００２８】
以下、実際のプラントに設置されたモニタ装置における具体的な表示内容、操作等を説明する。
【００２９】
モニタ装置は、プラント内の多種多様の設備が持つ大量の入出力についてパラメータの監視・設定を行うために、全設備についての表示画面情報を複数ページに分割して格納しており、これらの表示画面情報を表示する画面表示器を備えている。表示される画面は、系統毎、工程毎等に分かれた設備図、生産・消費量等の統計グラフ等の背景と、背景に重ねて表示されるウインドウとからなる。背景が複数ページあるだけでなく、ウインドウも複数ページあるので、以下、ページは背景ページとウインドウページとに区別する。
【００３０】
オペレータは、図４〜図２０に示されるように、画面の下辺に表示される画面表示切替え用のアイコン群のなかから監視メニューアイコン１０１を操作して監視メニューウインドウ（図示せず）を開くことができる。そして、監視メニューウインドウに表示されるメニューを選択して所望の背景ページを画面に呼び出すことができる。また、オペレータは、設定メニューアイコン１０２を操作して設定メニューウインドウ１０３（図１０参照）を開くことができる。そして、設定メニューウインドウ１０３に表示されるメニューを選択して設定ウインドウ１０４（図１１参照）を開くことができる。さらに、オペレータは、設定ウインドウ１０４内のボタンを操作して所望のウインドウページを開いたり、パラメータの設定を行うことができる。
【００３１】
ここでは、モニタ装置がタッチパネル式の画面表示器を使用しているものとする。従って、オペレータは、画面上のアイコン、シンボル、ボタン等に手を触れることによって操作を行う。なお、マウス、トラックボール等により画面上のポインタを動かして操作を行うようにしてもよいことは勿論である。
【００３２】
モニタ装置において、コンベアに対する監視・設定を行うものとする。このために、まず、プラント全体のコンベアを対象とするコンベア全体系統監視のページを開く。図４に示されるように、この背景ページには、タイトル「コンベア全体系統監視」が示される。そして、コンベア、機器、貯蔵器等の設備を示すシンボルが実際の系統配置に模して配置され、設備の名称又は記号、物品の受け渡し方向を示す矢印などが配置される。
【００３３】
この背景ページより、図示しない監視メニューウインドウを開き、監視メニューウインドウ内のタイトルを選択することで、コンベア全体系統に含まれる部分的な系統や統計グラフの背景ページを開くことができる。例えば、図５はタイトル「受入系統監視」の背景ページ、図６はタイトル「１〜３号払出送炭系統監視」の背景ページ、図７はタイトル「１〜３号直送系統監視」の背景ページ、図８はタイトル「リサイクル系統監視」の背景ページ、図９はタイトル「１〜３号バンカ監視」の背景ページである。図５〜図７の場合、流量等のパラメータを示す数表が余白に配置される。図９の場合、生産量を示す数表とバーグラフとがページ全面に配置される。
【００３４】
次に、図５〜図８の背景ページにおいて、設定メニューアイコン１０２を操作すると、設定メニューウインドウが開く。例えば、図５の受入系統監視の背景ページにおいて、設定メニューアイコン１０２を操作すると、図１０に示されるように、設定メニューウインドウ１０３が背景ページに重ねて表示される。設定メニューウインドウ１０３内のタイトルが示されたボタン１０５を操作することで、当該タイトルの設定ウインドウを開くことができる。
【００３５】
例えば、「１〜３号受入系統設定」というボタン１０５を操作すると、図１１に示されるように、「１〜３号受入系統設定（１／４）」というウインドウ名１０６を持つの設定ウインドウ１０４が開くことになる。ウインドウ名１０６中の（１／４）から、この設定ウインドウは４ページからなることがわかる。従って、「次頁」及び「前頁」と書かれたボタン１０７を操作して、図１１〜図１４までの同じウインドウ名のウインドウページを選択して表示させることができる。即ち、図１１はページタイトルが「１〜３号受入系統設定」のウインドウページ、図１２はページタイトル「１〜３号受入ヤード機械設定」のウインドウページ、図１３はページタイトル「１〜３号受入補機設定（１）」のウインドウページ、図１４はページタイトル「１〜３号受入補機設定（２）・受入系統設定確立」のウインドウページである。
【００３６】
また、図１０の受入系統監視の背景ページに開かれた設定メニューウインドウ１０３において、「１〜３号払出・送炭系統設定」というボタンを操作すると、図１５に示した画面に切り替わることになる。この画面は、図６のタイトル「１〜３号払出送炭系統監視」の背景ページに、「１〜３号払出・送炭系統設定（１／６）」というウインドウ名の設定ウインドウ１０４を重ねたものである。この設定ウインドウは６ページからなり、次頁・前頁ボタン１０７を操作して、図１５〜図２０までの同じウインドウ名のウインドウページを選択して開くことができる。
【００３７】
このように、実際のプラントに設置されたモニタ装置では、ページが背景ページとウインドウページとに区別される。ここでは、優先権が背景ページ毎に定義されるものとする。また、設定操作には、設定ウインドウ１０４を開く操作、設定ウインドウ１０４内でパラメータを変更する操作、設定ウインドウ１０４内での変更を確定させる操作、設定ウインドウ１０４のページを替える操作等があるが、ここでは、設定ウインドウ１０４を開く操作に対して優先権が付与されるものとする。
【００３８】
各モニタ装置は、いつでも任意の背景ページ、即ち、図４〜図９の背景ページを開くことができる。従って、例えば、３台のモニタ装置がタイトル「受入系統監視」を持つ図５の背景ページを同時に開くことができる。全てのモニタ装置で設定操作が行われず、監視のみ行われる状態であれば、どのモニタ装置でも設定操作を開始することができる。いずれかのモニタ装置が図１０のように設定メニューウインドウ１０３を開き、「１〜３号受入系統設定」というボタン１０５の操作により図１１のように設定ウインドウ１０４を開くと、このモニタ装置はタイトル「受入系統監視」の背景ページの優先権を獲得し、この優先権は図１１〜図１４に示された４ページのウインドウページに及ぶ。このため他のモニタ装置は、タイトル「受入系統監視」の背景ページについて監視のみ可能となり、設定ウインドウ１０４を開く操作が禁止されるか又は設定ウインドウ１０４を開くことはできてもパラメータ変更の操作が禁止される。
【００３９】
個々の設定ウインドウ１０４における設定操作を説明する。
【００４０】
図１１の設定ウインドウ１０４では、受入れラインのＡ系統とＢ系統とに対し４つの機器と３つの受入ヤードラインとをそれぞれ割り当てることができる。このパラメータを変更するために「Ａ系統」及び「Ｂ系統」と書かれたボタン１０８が機器・ライン毎に配置されている。ボタン１０８を操作すると、機器・ラインがその系統の色に変化する。「設定」と書かれたボタン１０９を操作することでパラメータ変更を確定させることができる。
【００４１】
図１２の設定ウインドウ１０４では、３つの受入ヤードラインの機械について、それぞれパラメータテーブルが示される。選択肢のボタン１１０でパラメータを選択し、設定のボタン１０９で確定させる。
【００４２】
図１３の設定ウインドウ１０４では、Ａ系統及びＢ系統の受入補機について、それぞれパラメータテーブルが示される。選択肢のボタン１１０でパラメータを選択し、設定のボタン１０９で確定させる。
【００４３】
図１４の設定ウインドウ１０４では、Ａ系統及びＢ系統の受入補機について、それぞれ自動・手動の選択肢のボタン１１０と比率の選択肢のボタン１１０が示される。これらの選択肢のボタン１１０でパラメータを選択し、設定のボタン１０９で確定させる。
【００４４】
図１５の設定ウインドウ１０４では、払出・送炭ラインのＡ系統、Ｂ系統を図１１の場合と同様に設定することができる。
【００４５】
図１６の設定ウインドウ１０４では、Ａ系統及びＢ系統の払出補機について、それぞれパラメータテーブルが示される。選択肢のボタン１１０でパラメータを選択し、設定のボタン１０９で確定させる。
【００４６】
図１７の設定ウインドウ１０４では、混炭比率をスライド式で調節するためののツマミ１１１及びステップ式で調節するためのボタン１１２が示される。ツマミ１１１を移動させるかボタン１１２を押すことにより、数値を変更することができる。
【００４７】
図１８の設定ウインドウ１０４では、Ａ系統及びＢ系統の払出補機について、それぞれパラメータテーブルが示される。選択肢のボタン１１０でパラメータを選択し、設定のボタン１０９で確定させる。
【００４８】
図１９及び図２０の設定ウインドウ１０４では、Ａ系統又はＢ系統のバンカについてパラメータテーブルが示される。選択肢のボタン１１０でパラメータを選択し、設定のボタン１０９で確定させる。
【００４９】
図１１〜図２０のいずれの場合でも設定操作が終了したら、所定の操作により設定ウインドウ１０４を閉じる。設定ウインドウ１０４が閉じられると、図１１〜図１４の場合は図５の背景ページに、図１５〜図２０の場合は図６の背景ページに戻ることになる。
【００５０】
設定ウインドウ１０４を用いて設定操作を行っていたモニタ装置は、ある背景ページを表示中に設定ウインドウ１０４が開かれたことを以てその背景ページについての優先権を獲得している。設定ウインドウ１０４が閉じられても背景ページは元のままなので、モニタ装置は優先権を保持している。その後、背景ページが他の背景ページに切替えられたとき、以前の背景ページについての優先権が失われる。なお、設定ウインドウ１０４が閉じられたことを以てその背景ページについての優先権が失われるようにしてもよい。また、優先権がウインドウページ毎に定義されるものとした場合、設定ウインドウ１０４に開かれているウインドウページ内でのパラメータ変更操作等に対して優先権が付与され、ウインドウページの切替えにより優先権が失われるようにしてもよい。
【００５１】
本発明のインターロック方式によれば、複数台のモニタ装置が同一ページを開くことができると共に、優先権を獲得したモニタ装置だけが設定を行うことができる。複数台のモニタ装置が同一ページを開いている場合に、最初にページを開いたことではなく、最初に設定操作をしたことでそのページにおける設定の優先権が獲得されるので、単に監視しているだけのモニタ装置に優先権が渡されることがない。また、モニタ装置が故障すると優先権が失われるので、他のモニタ装置による設定が可能になる。従って、複数台のモニタ装置を設けたことによる冗長性や操作性のメリットを維持しつつ、複数台のモニタ装置からの競合した設定をなくして安全性を高めることができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００５３】
（１）同一ページについて、どのモニタ装置も随時開くことが可能であるため、複数台のモニタ装置を設置して得た冗長性や操作性のメリットが損なわれず、しかも、最初に設定操作を始めた１台のモニタ装置のみ設定操作が許容されるというインターロック方式なので、安全性が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すモニタ装置の状態遷移図である。
【図２】本発明のインターロック方式を採用した冗長監視システムの構成図である。
【図３】本発明における優先権の付与・取り消しの動作の流れ図である。
【図４】本発明のモニタ装置に表示される背景ページの画面図である。
【図５】本発明のモニタ装置に表示される背景ページの画面図である。
【図６】本発明のモニタ装置に表示される背景ページの画面図である。
【図７】本発明のモニタ装置に表示される背景ページの画面図である。
【図８】本発明のモニタ装置に表示される背景ページの画面図である。
【図９】本発明のモニタ装置に表示される背景ページの画面図である。
【図１０】本発明のモニタ装置において背景ページ上にメニューウインドウを重ねて表示した場合の画面図である。
【図１１】本発明のモニタ装置において背景ページ上に設定ウインドウを重ねて表示した場合の画面図である。
【図１２】本発明のモニタ装置において背景ページ上に設定ウインドウを重ねて表示した場合の画面図である。
【図１３】本発明のモニタ装置において背景ページ上に設定ウインドウを重ねて表示した場合の画面図である。
【図１４】本発明のモニタ装置において背景ページ上に設定ウインドウを重ねて表示した場合の画面図である。
【図１５】本発明のモニタ装置において背景ページ上に設定ウインドウを重ねて表示した場合の画面図である。
【図１６】本発明のモニタ装置において背景ページ上に設定ウインドウを重ねて表示した場合の画面図である。
【図１７】本発明のモニタ装置において背景ページ上に設定ウインドウを重ねて表示した場合の画面図である。
【図１８】本発明のモニタ装置において背景ページ上に設定ウインドウを重ねて表示した場合の画面図である。
【図１９】本発明のモニタ装置において背景ページ上に設定ウインドウを重ねて表示した場合の画面図である。
【図２０】本発明のモニタ装置において背景ページ上に設定ウインドウを重ねて表示した場合の画面図である。
【符号の説明】
１  シーケンサ
２  通信回線
３  モニタ装置
４  調停装置
【図１】
0004413341.tif 000002
【図２】
0004413341.tif 000003
【図３】
0004413341.tif 000004
【図４】
0004413341.tif 000005
【図５】
0004413341.tif 000006
【図６】
0004413341.tif 000007
【図７】
0004413341.tif 000008
【図８】
0004413341.tif 000009
【図９】
0004413341.tif 000010
【図１０】
0004413341.tif 000011
【図１１】
0004413341.tif 000012
【図１２】
0004413341.tif 000013
【図１３】
0004413341.tif 000014
【図１４】
0004413341.tif 000015
【図１５】
0004413341.tif 000016
【図１６】
0004413341.tif 000017
【図１７】
0004413341.tif 000018
【図１８】
0004413341.tif 000019
【図１９】
0004413341.tif 000020
【図２０】
0004413341.tif 000021