JPH05224739A - プラント監視制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、現場側と中央側のインタフェース
試験を不要にし、プラント改造時でも現場コントローラ
の改造のみで対処でき、しかも中央監視制御装置では特
別なソフトウェアの設計を不要とし、よってプラント構
築上の拡張性，プラントの最適な運用を図ることにあ
る。 【構成】 中央監視制御装置２ａ，２ｂと現場コントロ
ーラ３ａ，３ｂとからなり、現場コントローラは、グラ
フィック固定・可変画面情報，プラントデータを格納す
るファイル３０１，３０２，３０６と、中央側から画面
表示要求があったとき、前記ファイルから必要な画面情
報、プラントデータを読み出してグラフィック画面を作
成するグラフィック画面編集手段３１０とを有し、一
方、中央監視制御装置では、現場側からのグラフィック
画面表示データを表示部２０６に表示するグラフィック
画面表示手段２０５，２０７を有する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラントの機器の運転
・停止，故障等の状態信号、プラントデータ等に基づい
てプラントの監視，機器の操作制御を実行するプラント
監視制御装置に係わり、特に中央監視制御装置側のソフ
トレス化を図りつつ現場側のプラントの運転状況を適切
に把握するプラント監視制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プラント監視制御装置は、プラ
ントの運転状態を監視して必要な操作・制御情報を現場
コントローラに送信する中央監視制御装置と、この中央
監視制御装置からの操作・制御情報に基づいてプラント
の各機器を操作・制御する一方、当該プラントから必要
な情報を取り込んで中央監視制御装置に送信する現場コ
ントローラとからなっている。

【０００３】特に、前記中央監視制御装置では、プラン
トの運転状況を適切に監視する観点から、プラントの構
造物を含む設備機器をシンボルなどによってグラフィッ
ク化したプロセスフロー図（以下、グラフィック画面と
指称する）をＣＲＴに表示するとともに、プラントの状
態変化に応じて逐次グラフィック画面の該当部分の機器
の状態（運転，停止，故障）およびプラントデータなど
を変化させることにより、プラントの動作状態を監視す
る構成となっている。従って、オペレータは、そのグラ
フィック画面を監視しながら必要に応じて現場コントロ
ーラに必要な操作・制御情報を送り、プラントの各機器
を操作制御するものである。

【０００４】ところで、従来のプラント監視制御装置
は、具体的には、現場コントローラから機器の運転・停
止，故障などの状態信号および現場側センサのプラント
データ（プロセス瞬時値）を送信し、中央監視制御装置
では、これら状態信号およびプラントデータなどをもと
にして、自らのハードディスク等に格納されているプロ
グラムに基づいてグラフィックのベース画面（プラント
の構造物，機器などのシンボル化したグラフィック固定
画面部），表示色を可変する機器可変シンボル，状態信
号およびプラントデータを用いてグラフィック画面を作
成してＣＲＴに表示する。

【０００５】一方、プラント側の機器の運転・停止を操
作する場合、オペレータは、グラフィック画面に表示さ
れている機器シンボルの表示色その他のプラントデータ
などに基づいてプラントの運転状況を判断し、必要に応
じて現場コントローラへ操作指令を発することにより、
現場コントローラではその操作指令の内容に基づいて該
当機器を操作する。

【０００６】なお、中央側から現場コントローラに送信
する情報および当該現場コントローラから送られてくる
情報の全ては中央監視制御装置に保存・管理されてい
る。ゆえに、現場コントローラの主な役割は、中央監視
制御装置に対してプラントのプロセス値などを伝送する
こと、プログラムデータに基づいてプラントの各機器を
シーケンス制御すること、さらにＰＩＤ演算などを用い
てループ制御を実行することにある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のような
プラント監視制御装置は、次に述べるような種々の問題
点が指摘されている。

【０００８】１） 先ず、中央監視制御装置は、独自に
グラフィック画面等を作成することから各種の情報を所
持する必要があり、しかも現場のプラントの運転状況に
応じてＣＲＴにグラフィック画面が適切に表示されてい
るか否か、つまり現場コントローラと中央監視制御装置
との間のインタフェース試験が必要になること。 ２） 中央監視制御装置は、プラントの増設が行われる
度にソフトウェアを含めて大掛かりな改造を必要とする
こと。

【０００９】３） 現場コントローラおよび中央監視制
御装置は、共にソフトウェアの設計，製造，試験などを
必要とし、しかも中央，現場コントローラは同一情報に
ついてそれぞれ別々の定義を用いてプログラムを作成す
ることから無駄な作業が非常に多くなること。

【００１０】４） プラントの規模に応じて中央監視制
御装置自体の規模を決定する必要があること。例えばプ
ラントの入出力点数に応じて中央監視制御装置の機種を
選択する必要があること。

【００１１】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、中央監視制御装置側では標準的なソフトウェアに基
づいて現場のプラントのグラフィック画面を表示可能と
し、よって現場コントローラと中央監視制御装置間のイ
ンタフェース試験を不要にし、プラント改造時に現場コ
ントローラの改造のみで対処でき、また中央監視制御装
置側では特別なソフトウェアの設計，製造，試験を不要
とし、ひいては中央監視制御装置の故障時に代替機に取
り替えるだけでよく、プラント構築上の拡張性およびプ
ラントの最適な運用を図り得る監視制御装置を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、現場コントローラと中央監視制御装置とか
らなり、そのうち現場コントローラは、プラントのグラ
フィック固定画面情報、グラフィック可変画面情報およ
びプラントデータを格納するファイルと、前記中央監視
制御装置側からグラフィック画面表示要求があったと
き、前記ファイルから必要なグラフィック固定画面情
報、グラフィック可変画面情報およびプラントデータを
読み出してグラフィック画面表示データを作成するグラ
フィック画面編集手段とを有し、他方の中央監視制御装
置は、現場コントローラから送られてくるグラフィック
画面表示データを表示部に表示するグラフィック画面表
示手段を備えた構成である。

【００１３】また、現場コントローラには、中央監視制
御装置から送られてくる要求がグラフィック画面表示要
求か機器操作要求かを判断する機能を持ち、グラフィッ
ク画面表示要求の場合には前述のような手段を用いて実
施し、機器操作要求の場合にはその要求内容に基づいて
プラントデータ出力機能を介してプラントの機器を操作
する構成となっている。

【００１４】

【作用】従って、本発明は以上のような手段を講じたこ
とにより、中央監視制御装置は、プラント独自の情報を
持たず、標準的にソフトウェアのみを実装し、一方、現
場コントローラでは、プラント独自の情報を持ち、実際
にグラフィック画面表示データを作成する。

【００１５】すなわち、ＣＲＴなどにグラフィック画面
を表示する場合、オペレータは中央監視制御装置からグ
ラフィック画面表示要求を行い、現場コントローラに送
信する。この現場コントローラでは、グラフィック画面
表示要求を受信すると、ファイルに格納されているグラ
フィック固定画面情報、グラフィック可変画面情報およ
びプラントデータを読み出してＣＲＴに表示できる形式
のグラフィック画面に編集し、中央監視制御装置に送信
する。よって、中央監視制御装置では、特別なソフトウ
ェアを持つことなく、ＣＲＴにグラフィック画面を表示
できる。

【００１６】一方、プラントの機器を操作する場合、オ
ペレータはグラフィック画面を見ながら機器操作要求を
行うと、中央監視制御装置から機器操作要求を現場コン
トローラに送信する。ここで、現場コントローラは、機
器操作要求に応じた機器操作出力を行い、プラントの機
器を操作制御する。

【００１７】従って、このプラント監視制御装置は、重
要な中央監視制御装置のソフトウェアからプラント独自
のソフトウェアを排除し、現場コントローラのみでグラ
フィック画面を作成することにより、プラントの構築上
から中央監視制御装置と現場コントローラ間のインタフ
ェースを無くし、プラントの拡張性を高め得るととも
に、プラントの最適な運用を確保できるものである。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１ないし
図５を参照して説明する。

【００１９】図１は本発明に係わるプラント監視制御装
置の一実施例を示す機能ブロック図、図２は中央監視制
御装置側ＣＲＴに表示されたグラフィック画面を示す
図、図３は監視制御装置の系統構成図、図４は中央監視
制御装置のハード構成図、図５は現場コントローラのハ
ード構成図である。

【００２０】先ず、本発明装置のハード構成について図
３ないし図５を参照して説明する。すなわち、この監視
制御装置は、ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワー
ク）などの伝送ライン１上に複数台の中央監視制御装置
２ａ，２ｂ，…が接続され、さらに中央監視制御装置２
ａ，２ｂ，…の監視の下に伝送ライン１上に複数台の現
場コントローラ３ａ，３ｂ，…，３ｎが接続されてい
る。

【００２１】前記中央監視制御装置２ａ，２ｂ，…は、
図４に如く標準的なプログラムデータを用いて現場コン
トローラからの表示データを表示処理する中央処理装置
（以下、ＣＰＵと指称する）２１を有し、かつ、このＣ
ＰＵ２１からバスラインが導出されている。このバスラ
インには、各機能のプログラムデータを格納する補助記
憶装置２２、グラフィック画面表示データを記憶するメ
モリ２３、伝送ライン１に接続して現場コントローラ３
ａ，３ｂ，…とデータ伝送を行う伝送制御装置２４、グ
ラフィック画面を表示するＣＲＴ２５およびオペレータ
の入力を受け付けるキーボードなどの入力装置２６など
が接続され、さらにプリンタ２７が設けられている。

【００２２】一方、現場コントローラ３ａ，３ｂ，…
は、図５に示すように特別なソフトウェアに基づいてグ
ラフィック画面を編集処理する中央処理装置（ＣＰＵ）
３１、各種の情報を格納するファイル機能を持つメモリ
３２、プラントデータの入・出力を行うプロセス入出力
装置３３および伝送ライン１に接続して中央監視制御装
置２ａ，２ｂ…とデータ伝送を行う伝送制御装置３４な
どが設けられている。ところで、前記中央監視制御装置
２ａ，２ｂ…および現場コントローラ３ａ，３ｂ，…は
図１に示すような機能ブロックによって構成されてい
る。

【００２３】すなわち、中央監視制御装置２ａ，２ｂ…
は、図示左側に示すように例えばグラフィック画面表示
要求，機器操作要求などのキー入力要求を行う入力装置
２０１と、この入力装置２０１から入力されるキー入力
内容からグラフィック画面表示要求などを判断するキー
入力判断機能２０２と、このキー入力判断機能２０２に
よって判断されたグラフィック画面表示要求内容を受け
て現場コントローラにグラフィック画面表示要求を送信
するデータ送信機能２０３とをもっている。

【００２４】また、中央監視制御装置２ａ，２ｂ…は、
現場コントローラ側から送られてくるグラフィック画面
表示データを受信するデータ受信機能２０４と、この受
信機能２０４で受信されたグラフィック画面表示データ
を記憶する表示データファイル２０５と、このファイル
２０５のグラフィック画面表示データをＣＲＴ２０６に
グラフィック画面として表示する画面表示機能２０７と
をもっている。

【００２５】一方、現場コントローラ側は図示右側に示
すような機能をもっている。すなわち、この現場コント
ローラは、プラントの設備機器およびこれら設備機器の
接続系統をシンボル化してグラフィックのベース画面と
しての役割をもつ固定データを記憶するグラフィック固
定画面情報ファイル３０１と、グラフィック画面のうち
例えば色替する可変シンボルや瞬時値などの可変プロセ
スデータを一時記憶するグラフィック可変画面情報ファ
イル３０２と、所定周期でプラント３０３の各種状態信
号，プラントデータを取り込むプラントデータ入力機能
３０４と、このプラントデータ入力機能３０４によって
取り込んだプラントデータなどに基づいて適宜編集する
プラントデータ編集機能３０５と、このプラントデータ
編集機能３０５によって編集されたプラントデータなど
を記憶する瞬時値データファイル３０６とをもってい
る。

【００２６】この瞬時値データファイル３０６には、機
器の運転・停止，故障等のディジタル信号の他、電流，
電圧等のアナログ信号などが記憶され、かつ、定周期で
取り込まれるプラントデータ入力機能３０４からのプラ
ントデータによって逐次更新されるものとする。

【００２７】また、現場コントローラ側には、中央監視
制御装置側から送信されてくる要求データを受信してグ
ラフッィク画面表示要求か機器操作要求かを判断するデ
ータ受信機能３０７を有し、このデータ受信機能３０７
においてグラフッィク画面表示要求の場合には画面表示
要求データをグラフッィク画面表示要求受付機構３０８
に渡し、機器操作要求の場合には機器操作要求データを
機器操作出力機能３０９に渡す。さらに、現場コントロ
ーラ側には、グラフッィク画面表示要求受付機構３０８
からのグラフッィク画面表示要求内容に基づいて各ファ
イル３０１，３０２，３０６の画面情報，瞬時値データ
を取り込んでプログラムデータに基づいてグラフッイ画
面を編集するグラフイック画面編集機能３１０、このグ
ラフイック画面編集機能３１０で編集されたグラフイッ
ク画面表示データを記憶するグラフイック画面表示デー
タ用メモリ３１１、このメモリ３１１のグラフイック画
面表示データを中央監視制御装置側に送信するデータ送
信機能３１２をもっている。

【００２８】一方、機器操作出力機能３０９は、機器操
作要求内容に基づいてプラントデータ出力機能３１３を
介してプラント３０３の機器を操作し、その操作結果の
情報を前記各構成要素３０１〜３０６，３１０〜３１２
を通して中央監視制御装置側に送信し、さらにグラフイ
ック画面表示要求の場合には所定の周期で逐次プラント
の変化状態のグラフイック画面表示データを中央監視制
御装置側に送信する構成となっている。

【００２９】図２はグラフイック画面の表示例を示す図
である。このグラフイック画面はプラントの機器をグラ
フイック化して機器の動作状態をシンボルなどを利用し
て表示する画面である。因みにかかるグラフイック画面
は浄水場の一例を示す図である。同図において４０１〜
４０４は各機器をシンボルで表した固定画面、４０５〜
４０７は運転状態によって色替表示する可変シンボル、
４０８〜４１１は逐次変化する瞬時値データなどを表し
ている。４１２はオペレータが機器を操作するときに簡
単に指定できるように画面上に表示される操作スイッチ
である。従って、オペレータはキーボードの他、タッチ
式またはマウスなどによって機器を操作を指定できる。
次に、以上のように構成された装置の動作について説明
する。

【００３０】先ず、中央監視制御装置のＣＲＴの前のキ
ーボード２０１からオペレータがグラフイック画面を要
求するキー入力要求を行うと、キー入力判断機能２０２
ではそのキー入力要求内容からグラフイック画面表示要
求であればその要求内容をデータ送信機能２０３に渡
す。ここで、データ送信機能２０３は、当該要求内容に
応じてグラフイック画面表示要求を現場コントローラに
送信する。

【００３１】この現場コントローラ側のデータ受信機能
３０７は、中央監視制御装置側から送られてくるデータ
を受信してその要求内容を判断する。ここで、グラフイ
ック画面表示要求であると判断すれば、グラフイック画
面表示要求受付機能３０８に要求をかける。このグラフ
イック画面表示要求受付機能３０８では、要求内容の判
断を行った後、グラフイック画面編集機能３１０へその
要求内容を渡す。

【００３２】ここで、グラフイック画面編集機能３１０
はグラフイック固定画面情報ファイル３０１とグラフイ
ック可変画面情報ファイル３０２とを用いてグラフイッ
ク画面表示データを作成する。このグラフイック固定画
面情報ファイル３０１はグラフイックのベース画面を表
示するための固定画面情報であってプラント独自の固有
情報であり、一方、グラフイック可変画面情報ファイル
３０２はグラフイック画面の可変シンボルおよび瞬時値
等を表示するための可変画面情報であって同じくプラン
ト独自の固有情報である。そこで、グラフイック画面編
集機能３１０としては、固定画面情報と機器の運転状態
による固定画面情報とを適宜組み合わせ、かつ、必要な
個所に瞬時値などの可変画面情報を付することにより、
グラフイック画面表示データを作成する。

【００３３】そして、グラフイック画面表示データを完
成すると、その完成されたグラフイック画面表示データ
をグラフイック画面表示データ用メモリ３１１に格納す
るとともに、データ送信機能３１２にデータの送信要求
をかける。ここで、データ送信機能３１２は、データの
送信要求を受けるとメモリ３１１からグラフイック画面
表示データを順次読み出して中央監視制御装置側に送信
する。

【００３４】この中央監視制御装置では、データ受信機
能２０４によってグラフイック画面表示データを受信す
ると画面表示機能２０７に渡す。従って、ここで、画面
表示機能２０７は受け取ったグラフイック画面表示デー
タをＣＲＴ２０６に表示する。

【００３５】次に、中央監視制御装置のＣＲＴの前のキ
ーボード２０１からオペレータが機器操作の要求をキー
入力すると、キー入力判断機能２０２ではキー入力要求
内容から機器操作要求と判断しデータ送信機能２０３を
介して現場コントローラに送信する。

【００３６】この現場コントローラ側のデータ受信機能
３０７では、中央監視制御装置側から送られてくるデー
を受信してその要求内容を判断する。ここで、機器操作
要求であると判断すれば、機器操作出力機能３０９を介
してプラントデータ出力機能３１３に対して機器操作要
求をかける。従って、プラントデータ出力機能３１３は
機器操作要求内容に基づいてプラント３０３の機器の操
作を実行する。そして、この機器操作後のプラント状態
についてグラフィック画面編集機能３１０がグラフィッ
ク画面表示データを作成し、前述同様に中央監視制御装
置に送信し、ＣＲＴ２０６に表示する。

【００３７】従って、このＣＲＴ２０６の画面には、浄
水場のグラフィック画面に関し、例えば図２のように表
示される。すなわち、このグラフィック画面には、プラ
ントの構造物である取水ポンプ井，沈殿池，ろ過池，浄
水池などの固定画面４０１〜４０４が表示される。この
固定画面に相当する部分は色，形状などが変化しない。
ポンプ，弁などの可変シンボル４０５〜４０７は通常運
転状態で赤色，停止状態で緑色，故障状態で黄色などの
色替えにより表示される。つまり、現在のプラントの機
器の動作状態により変化する。４０８〜４１１にはプラ
ント３０３に設置されるセンサから入力される瞬時値，
つまりプラントのプロセス値が表示される。

【００３８】従って、以上のような実施例の構成によれ
ば、中央監視制御装置側では全くプラント独自の情報を
持つことなく標準的なソフトウェアのみを実装し、現場
コントローラ側においてプラント独自の情報およびグラ
フィック画面用のソフトウェアを持つので、現場コント
ローラと中央監視制御装置間のインタフェース試験が不
要になり、それだけ時間の節減に寄与し、かつ、現場コ
ントローラと中央監視制御装置間のインタフェースに係
わるトラブルを皆無とすることができる。

【００３９】また、プラントの改造を必要とする場合、
現場コントローラ側だけを改造すればよく、中央監視制
御装置には何ら改造を伴うことがなく、また影響を与え
ることがない。つまり、一般的には、中央監視制御装置
を改造すると、プラント監視全体に影響を与えることに
なる。

【００４０】また、中央監視制御装置側には、特別なソ
フトウェアの作成，テスト，保守などが必要でないの
で、プラント独自のプログラムデータについて定義する
必要がなくなり、余計な作業を省略でき、しかも中央監
視制御装置が故障した場合でも代替機に取り替えるるの
みでよく、面倒なプラント独自のソフトウェアのインス
トールを不要とする。

【００４１】さらに、プラントの規模に応じた中央監視
制御装置の機種を選択する必要がない。また、予定外の
プラントの拡張についても現場コントローラの増設のみ
でたり、中央監視制御装置の拡張を何ら考慮することが
ない。

【００４２】従って、以上のように本発明装置によれ
ば、重要な中央監視制御装置のソフトウェアからプラン
ト独自のソフトウエァを排除し、プラント構築上で中央
と現場コントローラ間のインタフェース試験を無くし、
プラントの拡張，プラントの最適な運用を確保できる。

【００４３】なお、上記実施例では、現場コントローラ
にＣＲＴやキーボードが接続されていないが、グラフィ
ック画面表示データ用メモリ３１１にグラフィック画面
表示データが記憶されているので、図５のバスラインに
ＣＲＴを接続し、メモリ３１１からグラフィック画面表
示データを読み出してＣＲＴに表示でき、またキーボー
ドを接続して中央監視制御装置側にグラフィック画面表
示データを送信し、或いは現場側において機器を直接操
作することができる。

【００４４】また、中央監視制御装置においては、現場
コントローラ側から固定画面情報をアップロードしてメ
モリに保存することにより、固定画面だけは毎回伝送せ
ず、可変画面情報のみを伝送するようにすれば、画面表
示のスピードアップを図ることができる。

【００４５】さらに、中央監視制御装置を小型の携帯可
能な装置例えばパーソナルコンピュータにすれば、中央
監視制御装置が簡単に持ち運び移動でき、ひいては複数
台の中央監視制御装置の装備が比較簡単になる。その
他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施できる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、現
場コントローラと中央監視制御装置間のインタフェース
試験が不要であり、プラントの改造時でも現場コントロ
ーラの改造のみで対処でき、また中央監視制御装置側で
は特別なソフトウェアの設計，製造，試験が不要であ
り、プラント構築上の拡張性およびプラントの最適な運
用を図り得る信頼性の高い監視制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わる監視制御装置の一実施例を示
す全体構成の機能ブロック図。

【図２】 中央監視制御装置のＣＲＴに表示されたグラ
フィック画面を示す図。

【図３】 本発明装置を伝送ラインに接続した伝送シス
テム図。

【図４】 中央監視制御装置のハード構成を示す図。

【図５】 現場コントローラのハード構成を示す図。

【符号の説明】 １…伝送ライン、２ａ，２ｂ，… …中央監視制御装
置、３ａ，３ｂ，…，３ｎ…現場コントローラ、２０１
…入力装置、２０２…キー入力判断機能、２０３…デー
タ送信機能、２０４…データ受信機能、２０５…グラフ
ィック画面表示データファイル、２０６…ＣＲＴ、２０
７…画面表示機能、３０１…グラフィック固定画面情報
ファイル、３０２…グラフィック可変画面情報ファイ
ル、３０３…プラント、３０４…プラントデータ入力機
能、３０５…プラントデータ編集機能、３０６…瞬時値
データファイル、３０７…データ受信機能、３０８…グ
ラフィック固定画面表示要求受付機能、３０９…機器操
作出力機能、３１０…グラフィック画面編集機能、３１
１…グラフィック画面表示データ用メモリ、３１２…デ
ータ送信機能、４０１〜４０４…固定画面、４０５〜４
０７…可変シンボル、４０８〜４１１…瞬時値データ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラントの機器の状態およびプラントデ
   ータを取り込む現場コントローラと、前記プラントのグ
   ラフィック画面を表示監視し前記現場コントローラに前
   記機器を操作するための操作要求を送信する中央監視制
   御装置とを備えたプラント監視制御装置において、 前記現場コントローラは、プラントのグラフィック固定
   画面情報、グラフィック可変画面情報およびプラントデ
   ータを格納するファイルと、前記中央監視制御装置側か
   らグラフィック画面表示要求があったとき、前記ファイ
   ルから必要なグラフィック固定画面情報、グラフィック
   可変画面情報およびプラントデータを読み出してグラフ
   ィック画面表示データを作成するグラフィック画面編集
   手段とを有し、 前記中央監視制御装置は、前記現場コントローラから送
   られてくるグラフィック画面表示データを表示部に表示
   するグラフィック画面表示手段を有することを特徴とす
   るプラント監視制御装置。