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発明の名称 プラント監視システム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−67574(P2001−67574A)
公開日 平成13年3月16日(2001.3.16)
出願番号 特願平11−270655
出願日 平成11年9月24日(1999.9.24)
代理人
発明者 平尾 千秋
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 プラントの設備マップ上に監視ポイントを示したマップ画面を表示する表示手段と、実際の監視ポイントに設置され、監視ポイントにおけるプラントの画像を撮影するカメラと、このカメラの画像信号をデジタル化するデジタル化手段と、デジタル化した画像データを記憶する画像メモリと、前記マップ画面上の監視ポイントを選択する選択手段と、マップ画面上で選択された監視ポイントを識別し、識別した監視ポイントに設置されたカメラから得られた画像データを前記画像メモリから読み出し、読み出した画像データにより監視画面を表示する画像呼出手段と、を具備したことを特徴とするプラント監視システム。
【請求項2】 監視ポイントで警報が発生したときに、警報が発生した監視ポイントのマップ画面上における表示状態を変更する表示変更手段を有することを特徴とする請求項1記載のプラント監視システム。
【請求項3】 前記画像呼出手段により呼び出された監視画面には監視ポイントが示されていて、この監視画面上で前記選択手段により監視ポイントを選択すると、前記画像呼出手段は監視ポイントの監視画面を更に表示するというように、監視ポイントと監視画面が展開されていくことを特徴とする請求項1記載のプラント監視システム。
【請求項4】 プラントに存在するプロセス値データを収集するデータ収集手段と、収集したプロセス値データを記憶するプロセス値データ用メモリと監視画面上に監視ポイントの撮影画像とプロセス値データを同時に表示する表示制御手段と、を有することを特徴とする請求項1または請求項3記載のプラント監視システム。
【請求項5】 リモート操作する操作対象を撮影する場所に前記カメラを設置し、操作対象の操作状態を監視画面上に表示することを特徴とする請求項1記載のプラント監視システム。
【請求項6】 前記操作対象の操作状態を監視するときに参照するプロセス値データを収集するデータ収集手段と、収集したプロセス値データを記憶するプロセス値データ用メモリと監視画面上のあるウィンドウに操作対象の撮影画像を表示し、他のウィンドウに前記データ収集手段で収集したプロセス値データを表示する表示制御手段と、を有することを特徴とする請求項5記載のプラント監視システム。
【請求項7】 前記操作対象の動作に関連したデータを収集するデータ収集手段と、収集したデータを記憶するプロセス値データ用メモリと監視画面上のあるウィンドウに操作対象の撮影画像を表示し、他のウィンドウに操作対象の動作状態をロジック図で表示し、このロジック図の表示状態を前記データ収集手段で収集したデータに基づいて変える表示制御手段と、を有することを特徴とする請求項5記載のプラント監視システム。
【請求項8】 前記監視画面上に表示された瞬時画像記録ボタンと、この瞬時画像記録ボタンが操作されると、選択した監視ポイントのカメラから得られた1画面分の瞬時画像データを瞬時画像メモリに記録するメモリ制御手段と、を具備し、前記画像呼出手段は瞬時画像メモリに記録した瞬時画像を呼び出して監視画面に表示することを特徴とする請求項1記載のプラント監視システム。
【請求項9】 プラントの設備マップ上に監視ポイントを示したマップ画面を表示する表示手段と、実際の監視ポイントに設置され、監視ポイントにおけるプラントの画像を撮影するカメラと、このカメラの画像信号をデジタル化するデジタル化手段と、前記マップ画面上の監視ポイントを選択する選択手段と、監視画面上に表示された瞬時画像記録ボタンと、この瞬時画像記録ボタンが操作されると、選択した監視ポイントのカメラから得られた1画面分の瞬時画像データを瞬時画像メモリに記録するメモリ制御手段と、前記瞬時画像メモリに記録した瞬時画像を呼び出して監視画面に表示する画像呼出手段と、を有することを特徴とするプラント監視システム。
【請求項10】 前記監視画面上に表示された記録開始ボタン、記録停止ボタン及びポーズボタンと、前記記録開始ボタンが操作されると選択した監視ポイントのカメラから得られた画像データを画像メモリへ記録する動作を開始し、記録停止ボタンが操作されると記録を停止し、ポーズボタンが操作されると記録を一時停止するメモリ制御手段と、を有することを特徴とする請求項1記載のプラント監視システム。
【請求項11】 前記監視画面上に表示されていて、自動記録機能の設定と解除を行う自動記録ボタンと、この自動記録機能が設定されると、選択した監視ポイントのカメラから得られた画像データを画像メモリへ記録する動作の開始及び停止を時刻または外部トリガをきっかけにして行うメモリ制御手段と、を有することを特徴とする請求項1記載のプラント監視システム。
【請求項12】 ユーザ名と、監視ポイントの画像を見るだけの権限、監視ポイントを変更することまでを可能とする権限及び監視画面への画像の割り付けを変更することまでを可能とする権限の少なくとも1つを対応させた対応テーブルを格納した対応テーブル用メモリと、ユーザ名が入力されると、前記対応テーブル用メモリからユーザ名に対応する権限を読み出し、読み出した権限の範囲に操作を制限するセキュリティ手段と、を有することを特徴とする請求項1記載のプラント監視システム。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラント設備の操業状態を監視するプラント監視システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】プラント設備では、安全なプラント操業を確保するために、監視ポイントにカメラを設置しておき、プラントに異常が発生していないかどうかを監視しているものがある。プラントの異常を発見したときに、オペレータは、異常の種類に応じてプラントのシャットダウンを行う等、適切な措置を施す。また、プラントの立ち上げ時に各機器が適切に動作しているかをオペレータが目視で監視している。
【0003】プラントのより安全な操業を行うために、プラント監視システムは日々改良されつつある。しかし、従来のプラント監視システムでは次の問題点があった。
■広大なプラント工場内に多数のプラント設備を配置し、プラント工場内に監視ポイントを散在させることがある。このような場合に、監視ポイントがプラント工場内のどこの位置にあるかを容易に把握できない。
■プラント設備に異常が発生したときに、プラント工場内のどのプラント設備に異常が発生したか、プラント設備の中でどこの箇所に異常が発生したかを絞り込むのが難しかった。
■プラント設備に異常が発生したときに、プラント設備の実機を用いて異常状態を再現する再現テストを行う必要がある。異常状態を再現することによって、異常の原因を究明する。しかし、再現テストを行うには多大な費用が必要となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、プラントの設備マップ上に監視ポイントを示したマップ画面を表示し、このマップ画面上で監視ポイントを選択すると、選択した監視ポイントの監視画面を表示し、この監視画面上で監視ポイントを選択すると、選択した監視ポイントの監視画面を更に表示するというように、監視ポイントと監視画面を展開していくことによって、プラントの監視ポイントの位置を容易に把握できるとともに、プラント設備に異常が発生したときに、異常箇所を広い範囲から狭い範囲に絞り込むことができるプラント監視システムを実現することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は次のとおりの構成になったプラント監視システムである。
【0006】(1)プラントの設備マップ上に監視ポイントを示したマップ画面を表示する表示手段と、実際の監視ポイントに設置され、監視ポイントにおけるプラントの画像を撮影するカメラと、このカメラの画像信号をデジタル化するデジタル化手段と、デジタル化した画像データを記憶する画像メモリと、前記マップ画面上の監視ポイントを選択する選択手段と、マップ画面上で選択された監視ポイントを識別し、識別した監視ポイントに設置されたカメラから得られた画像データを前記画像メモリから読み出し、読み出した画像データにより監視画面を表示する画像呼出手段と、を具備したことを特徴とするプラント監視システム。
【0007】(2)監視ポイントで警報が発生したときに、警報が発生した監視ポイントのマップ画面上における表示状態を変更する表示変更手段を有することを特徴とする(1)記載のプラント監視システム。
【0008】(3)前記画像呼出手段により呼び出された監視画面には監視ポイントが示されていて、この監視画面上で前記選択手段により監視ポイントを選択すると、前記画像呼出手段は監視ポイントの監視画面を更に表示するというように、監視ポイントと監視画面が展開されていくことを特徴とする(1)記載のプラント監視システム。
【0009】(4)プラントに存在するプロセス値データを収集するデータ収集手段と、収集したプロセス値データを記憶するプロセス値データ用メモリと監視画面上に監視ポイントの撮影画像とプロセス値データを同時に表示する表示制御手段と、を有することを特徴とする(1)または(3)記載のプラント監視システム。
【0010】(5)リモート操作する操作対象を撮影する場所に前記カメラを設置し、操作対象の操作状態を監視画面上に表示することを特徴とする(1)記載のプラント監視システム。
【0011】(6)前記操作対象の操作状態を監視するときに参照するプロセス値データを収集するデータ収集手段と、収集したプロセス値データを記憶するプロセス値データ用メモリと監視画面上のあるウィンドウに操作対象の撮影画像を表示し、他のウィンドウに前記データ収集手段で収集したプロセス値データを表示する表示制御手段と、を有することを特徴とする(5)記載のプラント監視システム。
【0012】(7)前記操作対象の動作に関連したデータを収集するデータ収集手段と、収集したデータを記憶するプロセス値データ用メモリと監視画面上のあるウィンドウに操作対象の撮影画像を表示し、他のウィンドウに操作対象の動作状態をロジック図で表示し、このロジック図の表示状態を前記データ収集手段で収集したデータに基づいて変える表示制御手段と、を有することを特徴とする(5)記載のプラント監視システム。
【0013】(8)前記監視画面上に表示された瞬時画像記録ボタンと、この瞬時画像記録ボタンが操作されると、選択した監視ポイントのカメラから得られた1画面分の瞬時画像データを瞬時画像メモリに記録するメモリ制御手段と、を具備し、前記画像呼出手段は瞬時画像メモリに記録した瞬時画像を呼び出して監視画面に表示することを特徴とする(1)記載のプラント監視システム。
【0014】(9)プラントの設備マップ上に監視ポイントを示したマップ画面を表示する表示手段と、実際の監視ポイントに設置され、監視ポイントにおけるプラントの画像を撮影するカメラと、このカメラの画像信号をデジタル化するデジタル化手段と、前記マップ画面上の監視ポイントを選択する選択手段と、監視画面上に表示された瞬時画像記録ボタンと、この瞬時画像記録ボタンが操作されると、選択した監視ポイントのカメラから得られた1画面分の瞬時画像データを瞬時画像メモリに記録するメモリ制御手段と、前記瞬時画像メモリに記録した瞬時画像を呼び出して監視画面に表示する画像呼出手段と、を有することを特徴とするプラント監視システム。
【0015】(10)前記監視画面上に表示された記録開始ボタン、記録停止ボタン及びポーズボタンと、前記記録開始ボタンが操作されると選択した監視ポイントのカメラから得られた画像データを画像メモリへ記録する動作を開始し、記録停止ボタンが操作されると記録を停止し、ポーズボタンが操作されると記録を一時停止するメモリ制御手段と、を有することを特徴とする(1)記載のプラント監視システム。
【0016】(11)前記監視画面上に表示されていて、自動記録機能の設定と解除を行う自動記録ボタンと、この自動記録機能が設定されると、選択した監視ポイントのカメラから得られた画像データを画像メモリへ記録する動作の開始及び停止を時刻または外部トリガをきっかけにして行うメモリ制御手段と、を有することを特徴とする(1)記載のプラント監視システム。
【0017】(12)ユーザ名と、監視ポイントの画像を見るだけの権限、監視ポイントを変更することまでを可能とする権限及び監視画面への画像の割り付けを変更することまでを可能とする権限の少なくとも1つを対応させた対応テーブルを格納した対応テーブル用メモリと、ユーザ名が入力されると、前記対応テーブル用メモリからユーザ名に対応する権限を読み出し、読み出した権限の範囲に操作を制限するセキュリティ手段と、を有することを特徴とする(1)記載のプラント監視システム。
【0018】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。図1は本発明の一実施例を示す構成図である。図1で、表示手段10は、プラントの設備マップ上に監視ポイントを示したマップ画面を表示する。図の例では、表示手段10は、プラント設備11A〜11Bが配置された設備マップを表示している。設備マップ上には監視ポイント12A〜12Dが示されている。表示手段10は、マップ画面だけでなくプラントの監視に必要な画面を表示する。
【0019】カメラ13は、実際の監視ポイントに設置され、監視ポイントにおけるプラントの画像を撮影する。A/D変換器14は、カメラ13の画像信号をデジタル化する。請求範囲でいうデジタル化手段はA/D変換器14である。画像メモリ15は、デジタル化した画像データを記憶する。選択手段16は、マップ画面上の監視ポイントを選択する。選択手段16は、例えば、マウス、キーボード等である。画像呼出手段17は、マップ画面上で選択された監視ポイントを識別し、識別した監視ポイントに設置されたカメラから得られた画像データを画像メモリ15から読み出し、読み出した画像データにより監視画面を表示する。
【0020】表示変更手段18は、監視ポイントで警報が発生したときに、警報が発生した監視ポイントのマップ画面上における表示状態を変更する。警報信号には、警報が発生した監視ポイントを示す情報が含まれている。データ収集手段19は、プラントに存在するプロセス値データを収集する。プロセス値データ用メモリ20は、収集したプロセス値データを記憶する。表示制御手段21は表示手段10の表示を制御する。表示制御手段21は、画面設定に応じて監視画面上に監視ポイントの撮影画像とプロセス値データを同時に表示することもある。
【0021】図1のプラント監視システムの動作を説明する。図2はマップ画面の一例を示した図である。図2のマップ画面G1にはプラント設備の配置を示した設備マップが表示されている。設備マップには、1棟から8棟まで工場棟が示され、工場棟にプラント設備が配置されている。設備マップには監視ポイント31〜34が示されている。監視ポイント31〜34の実際の位置にはカメラが設置されている。
【0022】図2のマップ画面G1で、監視ポイント32で異常が発生したときに、マップ画面上における監視ポイント32の表示形態が変化する。例えば、異常が発生していない状態では監視ポイント31〜34の表示色は緑色で、監視ポイント32で異常が発生したときに、監視ポイント32の表示色だけが赤色に変わる。これにより、異常が発生した監視ポイントを容易に識別できる。
【0023】マップ画面上の監視ポイントをマウスでクリックすると、監視ポイントに設置したカメラの撮影画像に画面が切り替わる。この画面が監視画面である。
【0024】図3は監視画面の一例を示した図である。図3の画面は製鉄プラントにある高炉の総合監視画面である。図3の監視画面G2にもマップ画面と同様に監視ポイント41〜48が示されている。監視ポイント41〜48は、それぞれ乾式集塵機、熱風炉、原料装入部、中継槽、ヤード、高炉本体、出銑口、トピード等の監視が必要な場所に設けられている。監視画面には、炉内圧力、溶鉄温度、送風温度、送風流量、送風圧力等のプロセス値データが表示されている。
【0025】図3の監視画面G2で、監視ポイント46で異常が発生したときに、監視画面上における監視ポイント46の表示形態が変化する。監視画面上の監視ポイントをマウスでクリックすると、クリックした監視ポイントの監視画面に切り替わる。切り替わった監視画面に更に監視ポイントが示されていてもよい。このようにして監視画面上で監視ポイントを選択すると、選択した監視ポイントの監視画面を表示し、表示した監視画面にも監視ポイントが示されているというように、監視ポイントと監視画面が展開されていく。これによって、監視箇所を広い範囲から狭い範囲へと絞り込んでいくことができる。
【0026】図4は監視画面の他の例を示した図である。図4はリモート操作する操作対象を撮影した監視画面を示している。リモート操作する操作対象を撮影する場所にカメラを設置し、操作対象の操作状態を監視画面上に表示する。図の例では、監視画面G3のウィンドウW1に湾曲多段曲げ型の連続鋳造機を表示している。連続鋳造機を表示した状態でこの連続鋳造機に対してリモート操作を行う。そして、リモート操作が正しく行われたかどうかを監視画面で確認する。
【0027】図5は監視画面の他の例を示した図である。図5の監視画面G4では、操作対象の撮影画像をウィンドウW1に表示し、プロセス値データをウィンドウW2に表示している。「FIC100」,「TIC100」,「PIC100」は調節計のタグ名である。各調節計で得たプロセス値データをトレンドグラフと数値表で表示する。このプロセス値データは監視を行うときに参照するデータである。操作対象の撮影画像はカメラ13から得る。プロセス値データはデータ収集手段19から得る。
【0028】図6は監視画面の他の例を示した図である。図6の監視画面G5では、操作対象の撮影画像をウィンドウW1に表示し、操作対象の動作状態をロジック図でウィンドウW3,W4に表示している。ウィンドウW3には操作対象の制御状態をラダー図で表示している。ウィンドウW4には操作対象で扱う信号のタイムチャートを表示している。操作対象の動作ロジックの進捗状況に応じてラダー図の表示色を部分的に変えていく。操作対象の動作に関連したデータはデータ収集手段19から得る。このデータは、例えば、外部からの接点信号、オペレータからの操作指令等である。データ収集手段19から得たデータに基づいてロジック図の表示状態を変える。
【0029】このように操作対象の動作状態を操作画面上にロジック図で表示することによって、次のことを確認できる。
■プラントの立ち上げ時に各機器が適切に動作しているかどうかを確認できる。
■プラントに異常が発生したときに、プラントの異常時の動作状態をロジック図に再現することにより、どの部分で異常が発生したかを確認できる。これによって、異常原因を究明できる。
【0030】図7は監視画面の他の例を示した図である。この画面は選択した監視ポイントにあるカメラで撮った画像を表示する画面である。図7の監視画面には操作ボタンが表示されている。操作ボタンをクリックすることにより操作が行われる。操作ボタン60と61は自動記録のためのボタンである。ONボタン60を操作すると自動記録機能が設定され、OFFボタン61を操作すると自動記録機能が解除される。自動記録機能は、カメラ13で撮った画像を画像メモリ15へ記録する動作の開始及び停止を時刻または外部トリガをきっかけにして行う機能である。
【0031】操作ボタン62〜64は手動記録のためのボタンである。記録開始ボタン62を操作するとカメラ13で撮った画像を画像メモリ15へ記録する動作を開始する。記録停止ボタン63を操作すると記録を停止し、ポーズボタン64を操作すると記録を一時停止する。瞬時画像記録ボタン65を操作すると、カメラ13で撮った1画面分の瞬時画像をメモリに記録する。
【0032】図8は本発明の他の実施例を示す構成図である。この実施例は図7の操作ボタンの機能を実現するための実施例である。メモリ制御手段70は操作ボタン60〜65の操作を実行するための処理を行う。
【0033】メモリ制御手段70は、ONボタン60が操作されて自動記録機能が設定されると、カメラ13で撮った画像データを画像メモリ15へ記録する動作の開始及び停止を時刻または外部トリガをきっかけにして行う。外部トリガは、例えば接点信号、警報等である。OFFボタン61が操作されると自動記録機能が解除される。
【0034】メモリ制御手段70は、記録開始ボタン62が操作されるとカメラ13から得られた画像データを画像メモリ15へ記録する動作を開始する。また、記録停止ボタン63が操作されると記録を停止し、ポーズボタン64が操作されると記録を一時停止する。
【0035】メモリ制御手段70は、瞬時画像記録ボタン65が操作されると、カメラ13から得られた1画面分の瞬時画像データを瞬時画像メモリ71に記録する。画像呼出手段17は、瞬時画像メモリ71に記録した瞬時画像を呼び出して監視画面に表示する。これにより、監視画面上には時々刻々に撮っていった画像72と瞬時画像73が表示される。このため、見たいタイミングの画像を画面上に残しておくことができる。これはスチール写真と同様に画像を撮ることができる。ここでいうカメラ13は、選択した監視ポイントに設置されたカメラである。
【0036】なお、図8の実施例では、監視画面上には時々刻々と撮っていった画像と瞬時画像の両方が表示されているが、どちらか一方だけを表示してもよい。
【0037】対応テーブル用メモリ74は、ユーザ名と、監視ポイントの画像を見るだけの権限(権限1)、監視ポイントを変更することまでを可能とする権限(権限2)及び監視画面への画像の割り付けを変更することまでを可能とする権限(権限3)の少なくとも1つを対応させた対応テーブルを格納する。対応テーブルでは、例えば、ユーザ名Aと権限1、ユーザ名Bと権限1及び権限2、ユーザ名Cと権限1、権限2及び権限3とを対応させる。
【0038】セキュリティ手段75は、ユーザ名及びパスワードが入力されると、入力されたユーザ名及びパスワードが正しい場合は、対応テーブル用メモリ74からユーザ名に対応する権限を読み出し、読み出した権限の範囲に操作を制限する。これにより、ユーザに応じてセキュリティを段階的に変えられる。
【0039】
【発明の効果】本発明によれば次の効果が得られる。
【0040】請求項1の発明によれば、プラントの設備マップ上に監視ポイントを示したマップ画面を表示しているため、監視ポイントの位置を容易に把握できる。また、マップ画面上で任意の監視ポイントを選択して監視画像を見ることができる。
【0041】請求項2の発明によれば、警報が発生した監視ポイントを画面上で容易に識別できる。
【0042】請求項3の発明によれば、マップ画面上で監視ポイントを選択すると、選択した監視ポイントの監視画面が表示され、表示された監視画面上で更に監視ポイントを選択すると、選択した監視ポイントの監視画面が表示されるというように、監視ポイントと監視画面が展開していく。これによって、プラント設備に異常が発生したときに、異常箇所を広い範囲から狭い範囲に絞り込むことができる。
【0043】請求項4の発明によれば、監視画面上で監視ポイントの画像だけでなくプロセス値データも同時に見ることができるため、より詳細な監視を実現できる。
【0044】請求項5の発明によれば、リモート操作の対象に正しく操作が行われたかどうかを遠隔地から監視することができる。
【0045】請求項6の発明によれば、操作対象の操作状態を遠隔監視できるとともに、同じ画面上でプロセス値データを参照することができる。
【0046】請求項7の発明によれば、操作対象の操作状態を遠隔監視できるとともに、プラントの各機器がロジック通りに動作したかを確認することができ、しかもプラントに異常が発生したときに、どの部分で異常が発生したかを確認できる。
【0047】請求項8の発明によれば、監視画面上で時々刻々に撮っていった画像と見たいタイミングの瞬時画像の両方を確認できる。
【0048】請求項9の発明によれば、見たいタイミングの瞬時画像だけを画面上に残しておくことができる。
【0049】請求項10の発明によれば、外部トリガが入るタイミングに同期して監視ポイントの画像を記録することができる。例えば、警報の発生タイミングに合わせて画像を記録することができる。また、時刻により記録の開始及び停止ができるため、定周期で状態を記録できる。
【0050】請求項11の発明によれば、手動操作によりオペレータが任意のタイミングで監視ポイントの画像を記録することができる。
【0051】請求項12の発明によれば、ユーザ名に応じてもたせる権限を変えている。これによって、ユーザに応じてセキュリティを段階的に変えることができる。
【0052】以上説明したように本発明によれば、プラントの監視ポイントの位置を容易に把握でき、プラント設備に異常が発生したときに、異常箇所を広い範囲から狭い範囲に絞り込むことができるプラント監視システムを実現できる。




 

 


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