JPH06314318A

JPH06314318A - プラント制御盤設計支援方法及び装置

Info

Publication number: JPH06314318A
Application number: JP5104434A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Ishii; 一彦石井; Noriyasu Hisamoto; 徳康久本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-04-30
Filing date: 1993-04-30
Publication date: 1994-11-08

Abstract

(57)【要約】【目的】マンマシンインターフェイスを含め、プラン
ト制御盤を最終製品形態として臨場感をもって模擬的に
確認しながら設計可能な設計支援方法と装置。【構成】データベース管理用計算機１０、本装置で設
計した制御盤の設計図を表示するための表示装置１１、
設計データを入力するためのデータ入力装置１２、被設
計対象である制御盤の各種データを格納するデータベー
ス１３ａ、１３ｂ、１３ｃを備えたプラント制御盤設計
支援装置は、さらに、３次元の盤及び盤内取付け器具の
形状データを記憶、管理する３次元盤／器具情報データ
ベース１３ｄ、仮想空間での制御盤データを処理する仮
想空間処理用計算機３、そして、被体験者の視線に対応
して被設計対象であるプラント制御盤の映像を３次元仮
想空間内に表示する視線検出／映像表示器４１と、そし
て、被体験者の手の動きを計算機に入力するデータグロ
ーブである手動作検出器５１から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は設計支援システムに係
り、特に、人工現実感を利用してプラント制御盤の組立
作業、改造作業、運転、保守、あるいは、使い勝手等
を、臨場感をもって模擬的に確認しながら設計するに好
適なプラント制御盤設計支援方法と装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータを利用して工業製品などの
設計と製図を行うＣＡＤは広く知られており、このＣＡ
Ｄシステムをプラントの制御盤の配線設計に用い、制御
論理及び制御盤内外の器具間の配線接続を示す図面であ
るＥＣＷＤを出力させ、あるいは、さらに、配線情報や
器具配置情報を付加することにより、配線表を出力させ
ることが既に行われている。また、ＣＡＤシステムによ
り作成された配線データを、コンピュータにより支援さ
れた生産システムであるＣＡＭシステムに出力すること
もまた、従来から公知である。

【０００３】しかしながら、上述の従来技術になるプラ
ント制御盤の設計を支援するためのＣＡＤシステム、す
なわち、プラント制御盤設計支援ＣＡＤシステムにおい
ては、出力であるＥＣＷＤに、さらに、配線情報、器具
配置情報等を付加することにより配線表を自動出力した
り、あるいは、配線データをＣＡＭシステムに自動出力
したすることにより、プラント制御盤の設計や作業の合
理化、省力化については考慮されているものの、制御盤
の組立作業、改造作業、運転、保守、使い勝手を模擬的
に確認しながら高度に設計することについては、配慮が
なされていなかった。

【０００４】一方、人間の頭部に被り、顔面の前方に配
置したＬＣ等の表示装置上に映像を表示するゴーグル型
ヘッドマウントディスプレー等を利用して、コンピュー
タ等により演算された画像データを表示し、被体験者の
左右両眼の視差を利用することによって、物体などの立
体映像を映し出して、３次元仮想空間内で疑似的に体験
することの出来る、いわゆる、人工現実感（アーティフ
ィシャル・リアリティー（略称ＡＲ））は、既に、公知
である。また、かかる人工現実感を利用し、商品を仮想
空間（ＶＲ）に表示しながら、顧客に疑似的に商品操作
や確認を疑似体験させることのできる商品疑似体験ショ
ールームシステムが、例えば、特開昭４−１９２０６６
号公報などにより知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プラント施
設におけるプラント制御盤を設計する場合、特に、その
マンマシンインタフェースの設計においては、複数の制
御盤から成り、それぞれが異なるマンマシンインターフ
ェイスを有するプラント制御盤を、実際の使用環境を考
慮した状況下で設計して、その監視性や操作性を確認す
ることが非常に重要である。

【０００６】しかしながら、上記従来技術のＣＡＤやＣ
ＡＭを利用したシステムにおいては、制御盤の実使用環
境を模擬しての設計は不可能であり、どうしても必要が
ある場合には、製品の製作前に試作品を製作してその監
視性、操作性を確認するしか方法がなかった。

【０００７】ところが、プラントの計測制御システム
は、上述のように、複数の制御盤から成り、その各々の
制御盤は異なる機能を実現し、異なるマンマシンインタ
フェースを有することから、あるプラントの計測制御シ
ステムの全ての制御盤の試作品を製作してその監視性、
操作性を確認することは、現実的に不可能であり、マン
マシンインタフェースの設計手法には限界があった。特
に、制御盤の組立作業、改造作業、運転、保守、使い勝
手を設計段階において最終製品形態として臨場感をもっ
て模擬的に確認することは、より合理的で信頼性の高い
製品作りをする上で、また、運転性、保守性、使い勝手
などの優れたシステムを実現する上でも、さらには、確
実で信頼性の高い改造作業を実施する上でも、より望ま
しい。このことは、原子力プラントの制御盤のように、
特に信頼性の高い製作が求められ、より的確な判断や操
作を行うための高度の運転性、保守性、使い勝手が求め
られる制御盤の設計においてはなおさらである。

【０００８】また、上記の特開昭４−１９２０６６号公
報に開示された商品疑似体験ショールームシステムで
は、ＡＲ技術を利用して商品を仮想空間に表示しながら
疑似的に商品の操作や確認が疑似体験できるものの、操
作盤の理論動作としてのソフトウェアとリンケージし、
マンマシンインターフェイスの動作としてのソフトウェ
アの検証をも行うことについては何等の考慮もなされて
いない。

【０００９】そこで、本発明は、以上の従来技術におけ
る問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とする
ところは、プラント操作盤のマンマシンインターフェイ
スの動作としてのソフトウェアの検証をも含めて、最終
製品としてのプラント施設内における実使用環境を考慮
し、その操作形態を臨場感をもって模擬的に確認しなが
ら設計するに好適なプラント制御盤設計支援方法及び装
置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記に
述べた目的を達成するために、まず、被設計対象である
プラント制御盤の各種のデータをデータ入力装置により
入力し、これら入力したデータを計算機を用いて所定の
演算処理しながら、同時に、表示装置上に表示し、さら
に、演算処理したデータを、プラント制御盤設計のため
の回路図情報データベースと、配線情報データベース
と、組立情報データベースと、３次元の制御盤形状情報
データベースと、３次元の制御盤内取付け器具形状情報
データベースに格納しながらプラント制御盤の設計を行
うプラント制御盤設計支援方法において、前記データベ
ースの少なくとも一部に格納されたデータに基づいて、
被設計対象である前記プラント制御盤の外観あるいは内
部実装状態を３次元空間内にて映像処理し、前記プラン
ト制御盤の外観あるいは内部実装状態を、被体験者の左
右両眼の視差を利用して３次元仮想空間内に疑似立体映
像として映し出し、この３次元仮想空間内に疑似的に写
し出された前記プラント制御盤の立体映像によって確認
して前記制御盤の設計を支援するプラント制御盤設計支
援方法が提案されている。

【００１１】また、本発明によれば、やはり上記の目的
を達成するため、上記に述べたプラント制御盤設計支援
方法を実施するための装置として、被設計対象であるプ
ラント制御盤の各種の設計データを入力するデータ入力
装置と、これら入力したデータを所定の演算処理する計
算機と、前記計算機により演算処理された設計データに
基づいて被設計対象である前記プラント制御盤を表示す
るための表示装置と、さらに、前記計算機により演算処
理した設計データの中から、プラント制御盤設計のため
の回路図情報データを格納する回路図情報データベース
と、配線情報データを格納する配線情報データベース
と、組立情報データを格納する組立情報データベース
と、３次元の制御盤形状情報データを格納する３次元制
御盤形状情報データベースと、３次元の制御盤内取付け
器具形状情報データを格納する３次元制御盤内取付け器
具形状情報データベースを備えたプラント制御盤設計支
援装置において、前記データベースの少なくとも一部に
格納されたデータに基づいて、被設計対象である前記プ
ラント制御盤の外観あるいは内部実装状態を３次元仮想
空間内にて映像処理する手段と、前記映像処理手段から
の映像信号により前記プラント制御盤の外観あるいは内
部実装状態を、被体験者の左右両眼の視差を利用して３
次元仮想空間内に疑似立体映像として映し出す手段とを
備え、この３次元仮想空間内に疑似的に写し出された立
体映像によって前記プラント制御盤の外観あるいは内部
実装状態を確認しながら前記プラント制御盤の設計を支
援するプラント制御盤設計支援装置が案出されている。

【００１２】さらに、本発明によれば、上記の装置に加
え、計算機と、表示装置と、データ入力装置と、設計デ
ータベースとから成る設計支援装置であって、さらに、
プラント制御盤設計のための回路図情報データベース
と、配線情報データベースと、組立情報データベース
と、３次元の制御盤形状情報データベースと、３次元の
制御盤内取付け器具形状情報データベースと、前記デー
タベースからの情報に基づいて３次元仮想空間内にて内
部実装を含む制御盤の映像を表示する手段と、前記３次
元仮想空間にて表示された前記制御盤に手で触れる手段
とを設け、もって、前記３次元仮想空間にて前記制御盤
の外観及び内部実装状態を模擬的に確認しながら、プラ
ント制御盤の設計を支援するプラント制御盤設計支援装
置が提案されている。

【００１３】

【作用】上述の本発明のプラント制御盤設計支援方法及
び装置によれば、被設計対象であるプラント制御盤の各
種の設計データを入力するデータ入力装置と、これら入
力したデータを所定の演算処理する計算機と、計算機に
より演算処理された設計データに基づいて被設計対象で
あるプラント制御盤を表示するための表示装置と、計算
機により演算処理した各種設計データを格納するデータ
ベースを備えた、従来のＣＡＤシステムにおいて、さら
に、上記データベース内に格納した各種設計データを利
用することにより、被設計対象であるプラント制御盤
を、人工現実感を利用しながら、最終製品形態として仮
想空間内に実現させ、もって、設計段階において制御盤
の組立作業、改造作業、運転、保守、使い勝手などを臨
場感をもって模擬的に確認することを可能にする。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について、添付の図面
を参照しながら、詳細に説明する。図１には、本発明の
プラント制御盤設計支援方法を実施するための装置の全
体構成が示されている。図において、このプラント制御
盤設計支援装置は、データベース管理用計算機１０と、
本装置で設計した制御盤の設計図を表示するための、例
えばＣＲＴからなる表示装置１１と、設計データを入力
するためのデータ入力装置１２と、各種のデータベース
とから構成されている。このデータベースは、さらに、
回路図情報データベース１３ａ、配線情報データベース
１３ｂ、制御盤への器具取付け位置データを記憶し、管
理する組立情報データベース１３ｃ、３次元の制御盤及
び盤内の取付け器具の形状データを記憶し、管理する３
次元盤／器具情報データベース１３ｄ等から構成されて
いる。また、図中の符号３は、上記プラント制御盤設計
支援装置で設計した制御盤の設計データを基に製作を行
うＣＡＭシステムを示している。

【００１５】そして、本発明によれば、上記の装置で設
計した制御盤の設計データを基に、３次元仮想空間内に
制御盤を模擬的に製作し、３次元仮想空間での制御盤デ
ータを処理する仮想空間処理用計算機３が設けられてい
る。この、仮想空間処理用計算機３には、さらに、被体
験者Ｍの顔の前面に装着され、左右両眼の視差を利用し
て制御盤の立体映像を映し出し、同時に、被体験者Ｍの
頭や顔面の位置、さらには、その視線を検出するための
手段として、例えばゴーグル型のヘッドマウントディス
プレーである視線検出／映像表示器４１と、これを制御
するための視線検出／映像表示器制御装置４、そして、
被体験者Ｍの手やその指の位置や動きを検出してこれを
計算機に入力するための手段として、例えばデータグロ
ーブである手動作検出器５１ａ、５１ｂと、これを制御
するための手動作検出器制御装置５などから構成されて
いる。なお、これらヘッドマウントディスプレー及びデ
ータグローブの構造や機能については、例えば、商用人
工現実感システム「ＲＢ２」：菊池望、精密工学会誌
（５７／８／１９９１）などにより知られている。

【００１６】次に、上記に説明したプラント制御盤設計
支援装置の動作について、図２を参照しながら説明す
る。この図２は、上記データベース管理用計算機１０の
処理フローを示す図である。データベース管理用計算機
１０では、まず、ＣＡＤプログラムが起動され、表示装
置１１をマンマシンインタフェースとして、設計図を表
示しながらデータ入力装置１２から設計データを入力す
る（ステップＳ１０）。次いで、この設計データは、デ
ータの属性毎に上記各種のデータベースに格納される
（ステップＳ１１）。例えば、制御盤内外の器具間の配
線接続を示す図面である、いわゆるＥＣＷＤは、図１の
回路図情報データベース１３ａに格納される。また、Ｅ
ＣＷＤに対応した配線の色（線種）、配線の太さ（線
径）、配線の用途（極性）、器具と器具間の配線をする
ための器具番号等のデータは、配線情報データベース１
３ｂに格納される。さらに、制御盤筐体と取付け器具の
標準的に登録された３次元形状としてのワイヤフレーム
データは、３次元盤／器具情報データベース１３ｄに格
納される。

【００１７】ここで、図３には、上記３次元盤／器具情
報データベース１３ｄに格納された制御盤の各種機器の
形状の一例を示す。なお、制御盤は、標準的には、例え
ばＡＣ１２０Ｖの電源母線ケーブルを引き込んだりプロ
セスの検出器や制御機器との信号ケーブルを接続する端
子台１１０、電源母線ケーブルから侵入するノイズを抑
制するためのノイズフィルター１２０、電源母線の電圧
を弱電のＤＣ電圧に変換し各々の装置に供給する電源装
置１３０、ＣＰＵやメモリを含みプログラムにより制御
演算を実行する制御演算装置１４０、プロセスの検出器
や制御機器とのディジタル信号やアナログ信号を入出力
するためのプロセス入出力装置１５０、例えばプロセス
入出力装置と外部との配線の中継をしたり、インターロ
ックやバッファのためのリレーを実装するインタフェー
スユニット１６０等から構成されており、これらが３次
元形状としてのワイヤフレームデータとしてデータベー
スになっている。

【００１８】再び図２に戻り、データ入力装置１２から
入力された仮想空間内で、設計する対象制御盤が選択さ
れ（ステップＳ１２）、関連データベースからデータが
検索され、構築される（ステップＳ１３）。次いで、仮
想空間処理用計算機３とのリンケージがなされ（ステッ
プＳ１４）、その後、関連データが転送される（ステッ
プＳ１５）。そして、制御盤筐体の３次元形状としての
ワイヤフレームデータ、制御盤筐体と取付け器具との３
次元位置関係を示す制御盤／器具座標データ、器具の３
次元形状としてのワイヤフレームデータから成る組立て
関連のデータは、上記図１の組立情報データベース１３
ｃに、格納される。

【００１９】図４は、仮想空間処理用計算機の処理フロ
ーを示す図である。この処理フローでは、まず、データ
ベース管理用計算機１０から対象制御盤の関連データと
しての例えば組立情報データが受信される（ステップＳ
２０）。一方、視線検出／映像表示器４１からの被体験
者Ｍの視線データが、視線検出／映像表示器制御装置４
を介して、同時に、手動作検出器５１から手動作データ
が、手動作検出器制御装置５を介して入力される（ステ
ップＳ２１）。

【００２０】次いで、被体験者Ｍの視線の動き、その手
及び指の動作に応じて３次元制御盤データ上の位置がト
レースされ（ステップＳ２２）、その後、視野映像デー
タが生成される（ステップＳ２３）。最後に、このデー
タは、視線検出／映像表示器制御装置４を介して、制御
盤の視野映像、手動作位置の３次元空間内の仮想模擬表
示として、視線検出／映像表示器４１に出力される。す
なわち、ヘッドマウントディスプレーにより、左右両眼
の視差を利用し、被体験者Ｍの顔面前方の３次元仮想空
間内に制御盤の模擬立体映像が映し出されることとな
る。

【００２１】このようにして得られた、３次元仮想空間
内で模擬的に表示された制御盤１００の背面扉１０１を
開いた状態、すなわち背面扉開き外観視の例を図５に示
す。これにより、例えば設計者である被体験者Ｍは、制
御盤１００の筐体１０２の内部に設置される各種装置の
配置状態を模擬的に体験することが可能となる。また、
同時に、その他のデータベースである回路図情報データ
ベース１３ａや配線情報データベース１３ｂからの情報
に基づいて、被体験者Ｍの仮想空間内における制御盤の
視野映像に回路図や配線図を加えることにより、さら
に、その組立作業や改造作業あるいは保守作業などを模
擬的に体験することが可能となる。また、被体験者Ｍと
して、上記の設計者に代えて、例えば、作業者、検査
者、運転員等の運用者側の人間に模擬的体験をさせるこ
とによっても、運用者側の立場での十分な評価が可能と
なることから、より合理的で信頼性の高いプラント制御
盤を製作し、同時に、運転性、保守性、使い勝手の良好
なシステムを実現し、確実でより信頼性の高い改造作業
を実現することが可能になる。

【００２２】次に、本発明の第２の実施例になるプラン
ト制御盤設計支援装置について、図６及び図７を参照し
ながら、以下に説明する。図６には、このシステムの全
体構成を示す。この実施例は、以下に述べる点を除いて
は、上記の実施例になるプラント制御盤設計支援装置と
同様に構成されている。すなわち、この第２の実施例で
は、データベースとして、さらに、例えば、上記３次元
盤／器具情報データベース１３ｄに器具情報として登録
されている表示装置における表示画面データ、及び、そ
の表示画面に対するタッチ操作スイッチの座標データか
ら成る、いわゆる３次元の制御盤マンマシンインタフェ
ース情報データベース１３ｇと、被設計対象である制御
盤の制御演算装置（例えば、図３における制御演算装置
１４０）の制御プログラムである制御論理を格納した制
御理論情報データベース１３ｈとが加えられている。

【００２３】すなわち、この第２の実施例になるプラン
ト制御盤設計支援装置では、被体験者Ｍが、模擬的に表
示された設計対象であるプラント制御盤の上記表示画面
に対するタッチ操作スイッチの座標にアクセスすると、
制御プログラムにリンケージされ、これによって、その
演算結果が表示画面データとして出力されるようになっ
ている。

【００２４】図７に、この第２の実施例になるプラント
制御盤設計支援装置の仮想空間処理用計算機３の処理フ
ローを示す。まず、仮想空間処理用計算機３は、仮想空
間における制御盤の表示装置の表示画面上で、被体験者
Ｍが手動作によりそのタッチ操作スイッチを操作する
と、制御理論情報データベース１３ｈに格納された制御
演算プログラムにリンクされる。すなわち、仮想空間処
理用計算機３は、上記データベース管理用計算機１０か
ら、データベースに格納した関連データを選択して受信
する（ステップＳ３０）。続いて、被体験者Ｍに取り付
けた視線検出／映像表示器４１及び手動作検出器５１
ａ、５１ｂから、被体験者Ｍの視線及び手の動作を検出
し、視線検出／映像表示器制御装置４及び手動作検出器
制御装置５を介してデータ入力する（ステップＳ３
１）。これらの入力により、仮想空間における制御盤の
マンマシンインタフェースからの被体験者Ｍによる入力
を判定する（ステップＳ３２）。

【００２５】続いて、上記により判定されたマンマシン
インタフェースからの被体験者Ｍの入力に基づいて、被
設計対象である制御盤の制御演算装置の演算を実行す
る。この時、仮想空間処理用計算機３は、リンクされた
制御理論情報データベース１３ｈのに制御演算プログラ
ムに基づいて、制御論理を作動させ、その結果をマンマ
シンインタフェースへの出力を行う（ステップＳ３
３）。すなわち、３次元仮想空間内の制御盤データ上の
位置をトレースし（ステップＳ３４）、上記制御理論で
得られたマンマシンインタフェースへの出力データを含
んで、視野映像データを生成し（ステップＳ３５）、こ
の視野映像及び手動作位置を、視線検出／映像表示器制
御装置４を介して視線検出／映像表示器４１へ出力する
（ステップＳ３６）。

【００２６】この様に、仮想空間内において疑似表示さ
れた制御盤のマンマシンインタフェースによる被体験者
Ｍの入力は、やはり被設計対象である制御盤の制御演算
装置により演算され、この演算結果が、疑似表示された
制御盤のマンマシンインタフェースに表示されることと
なる。すなわち、被設計対象である制御盤のマンマシン
インタフェースとしての表示装置に対する画面表示と操
作を、仮想空間内において実現することが出来ることか
ら、設計者は、その運転性や使い勝手を製品形態として
臨場感をもって模擬的に確認しながら設計を行うことが
可能となる。

【００２７】次に、本発明の第３実施例になるプラント
制御盤設計支援装置について説明する。図８に、この装
置のシステムの全体構成が示されている。なお、この第
３の実施例では、上記図１に示した実施例に対して、制
御盤を据え付ける実際のプラントの、例えば中央制御室
における配置データであるプラントでの複数の制御盤の
配置情報データを格納する配置情報データベース１３
ｅ、さらには、プラントでの制御盤設置室の３次元形状
データを格納する３次元形状データベース１３ｆが加え
られているが、その他の部分は上記図１の実施例と同様
である。そして、この第３の実施例では、これらの追加
されたデータベースを用いることにより、仮想空間内に
制御盤の設置されたプラントの中央制御室を実現するこ
とが出来る。

【００２８】この第３の実施例になるプラント制御盤設
計支援装置によって、被体験者Ｍが疑似的に得られる３
次元仮想空間内で映像である、すなわちプラントの中央
制御室の外観の一例が、図９に示されている。この図に
示されたプラントの中央制御室には、複数の制御盤１０
０、１００…が、３列に並んで示されており、図の右側
が表側であり、一方、左側が裏側を示している。また、
図中の符号１０５は、これら制御盤のマンマシンインタ
フェースを示している。そして、この第３の実施例にな
るプラント制御盤設計支援装置によれば、被体験者Ｍ
は、各々の制御盤１００の筐体内に設置される各種装置
の配置状態に加えて、これら複数の制御盤１００、１０
０…を配置したプラント制御室内の状況をも模擬的に体
験することが可能となることから、設計者は、特に、制
御盤の組立作業や改造作業などを、最終製品形態として
臨場感をもって模擬的に確認しながら設計を行うことが
可能となる。

【００２９】最後に、図１０には、本発明の第４実施例
になるプラント制御盤設計支援装置のシステムの全体構
成が示されている。この第４の実施例では、上記図１に
示した実施例に対し、さらに、プラントでの複数の制御
盤の配置情報を格納した配置情報データベース１３ｅ、
プラントでの制御盤設置室の３次元形状データを格納し
た３次元形状データベース１３ｆ、３次元の制御盤マン
マシンインタフェース情報データベース１３ｇ、そし
て、被設計対象である制御演算装置の制御プログラムで
ある制御論理情報データを格納する制御論理情報データ
ベース１３ｈが加えられている。

【００３０】そして、この第４の実施例によれば、上記
第２の実施例及び第３の実施例において詳述したよう
に、これら各種のデータベースを用いることにより、被
体験者Ｍは、その頭部に被った視線検出／映像表示器制
御装置４であるヘッドマウントディスプレーにより、制
御盤の筐体内部に設置される各種装置の配置状態やその
回路図や配線図を模擬的に体験すると同時に、プラント
の中央制御室内の状況をも模擬的に体験することが可能
となり、さらには、被設計対象である制御盤のマンマシ
ンインタフェースとしての表示装置に対する画面表示と
操作をも、同時に、仮想空間内において体験することが
可能となる。このことにより、設計者、作業者、検査
者、運転員等の運用者側は、制御盤の組立作業や改造作
業あるいは保守作業などを、プラント制御室内に配置さ
れた最終製品形態として臨場感をもって模擬的に確認
し、さらに、その運転性や使い勝手を製品形態として臨
場感をもって模擬的に確認しながら設計を行うことが可
能となる。すなわち、設計者等は、仮想空間内におい
て、制御盤の設置されたプラントの制御室、及び、その
実際の制御論理動作を伴う制御盤のマンマシンインタフ
ェースを疑似的に実現することが可能になる。

【００３１】以上の実施例は、プラント制御盤の例とし
たが、他の電気回路装置の設計や構造や配置、機械装置
の設計や構造や配置構成等の設計支援にも適用可能であ
る。

【００３２】

【発明の効果】上記の本発明の詳細な説明からも明らか
なように、本発明のプラント制御盤設計支援方法及び装
置によれば、従来のＣＡＤシステムにおいてデータベー
スとして格納されていた各種設計データを基に、いわゆ
る人工現実感を利用して、被設計対象であるプラント制
御盤の外形等を、最終製品形態として臨場感をもって模
擬的に確認しながら設計することが可能になる。これに
より、プラント制御盤の組立作業、改造作業、運転、保
守、使い勝手などを、設計段階において設計者をも含む
作業者、検査者、運転員等の運用者側の立場で十分な評
価が可能となることから、より合理的で信頼性の高いプ
ラント制御盤を製作し、同時に、運転性、保守性、使い
勝手の良好なシステムを実現し、確実でより信頼性の高
い改造作業を実現することが可能になるという、優れた
効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラント制御盤設計支援方法を実現す
るプラント制御盤設計支援装置の全体構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】上記プラント制御盤設計支援装置におけるデー
タベース管理用計算機の演算処理動作を説明するフロー
図である。

【図３】上記プラント制御盤設計支援装置における３次
元盤／器具情報データベースの表示の一例を示す図であ
る。

【図４】上記プラント制御盤設計支援装置における仮想
空間処理用計算機の演算処理動作を説明するフロー図で
ある。

【図５】上記プラント制御盤設計支援装置において、仮
想空間で映出される制御盤の外観の一例を示す図であ
る。

【図６】本発明の第２の実施例になるプラント制御盤設
計支援装置の全体構成を示すブロック図である。

【図７】上記第２の実施例のプラント制御盤設計支援装
置における仮想空間処理用計算機の演算処理動作を説明
するフロー図である。

【図８】本発明の第３の実施例になるプラント制御盤設
計支援装置の全体構成を示すブロック図である。

【図９】上記第３の実施例のプラント制御盤設計支援装
置において、仮想空間で映出されるプラントの中央制御
室の一例を示す図である。

【図１０】本発明の第４の実施例になるプラント制御盤
設計支援装置の全体構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０データベース管理用計算機１１表示装置１２データ入力装置１３ａ回路図情報データベース１３ｂ配線情報データベース１３ｃ組立情報データベース１３ｄ３次元盤／器具情報データベース１３ｅプラントでの複数の制御盤の配置情報データベ
ース１３ｆプラントでの制御盤設置室の３次元形状データ
ベース１３ｇ３次元の制御盤マンマシンインタフェース情報
データベース１３ｈ制御論理情報データベース２ＣＡＭシステム３仮想空間処理用計算機４視線検出／映像表示器制御装置４１視線検出／映像表示器５手動作検出器制御装置５１ａ、５１ｂ手動作検出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被設計対象であるプラント制御盤の各種
のデータをデータ入力装置により入力し、これら入力し
たデータを計算機を用いて所定の演算処理しながら、同
時に、表示装置上に表示し、さらに、演算処理したデー
タを、プラント制御盤設計のための回路図情報データベ
ースと、配線情報データベースと、組立情報データベー
スと、３次元の制御盤形状情報データベースと、３次元
の制御盤内取付け器具形状情報データベースに格納しな
がらプラント制御盤の設計を行うプラント制御盤設計支
援方法において、前記データベースの少なくとも一部に
格納されたデータに基づいて、被設計対象である前記プ
ラント制御盤の外観あるいは内部実装状態を３次元空間
内にて映像処理し、前記プラント制御盤の外観あるいは
内部実装状態を、被体験者の左右両眼の視差を利用して
３次元仮想空間内に疑似立体映像として映し出し、この
３次元仮想空間内に疑似的に写し出された前記プラント
制御盤の立体映像によって確認して前記制御盤の設計を
支援することを特徴とするプラント制御盤設計支援方
法。
【請求項２】前記請求項１に記載したプラント制御盤
設計支援方法において、被設計対象である前記プラント
制御盤の外観あるいは内部実装状態に加え、さらに、前
記プラント制御盤の電気回路あるいは配線状態をも前記
３次元仮想空間内に疑似的に写し出すことを特徴とする
プラント制御盤設計支援方法。
【請求項３】前記請求項１に記載したプラント制御盤
設計支援方法において、被設計対象である前記プラント
制御盤の外観あるいは内部実装状態に加え、さらに、前
記プラント制御盤のマンマシンインタフェースをも含め
て前記３次元仮想空間内に疑似的に写し出すことを特徴
とするプラント制御盤設計支援方法。
【請求項４】前記請求項３に記載したプラント制御盤
設計支援方法において、さらに、前記プラント制御盤の
制御論理の動作結果も含めて前記３次元仮想空間内に疑
似的に写し出すことを特徴とするプラント制御盤設計支
援方法。
【請求項５】前記請求項１に記載したプラント制御盤
設計支援方法において、被設計対象である前記プラント
制御盤の外観に加え、さらに、前記プラント制御盤が配
置された中央制御室の状態をも前記３次元仮想空間内に
疑似的に写し出すことを特徴とするプラント制御盤設計
支援方法。
【請求項６】被設計対象であるプラント制御盤の各種
の設計データを入力するデータ入力装置と、これら入力
したデータを所定の演算処理する計算機と、前記計算機
により演算処理された設計データに基づいて被設計対象
である前記プラント制御盤を表示するための表示装置
と、さらに、前記計算機により演算処理した設計データ
の中から、プラント制御盤設計のための回路図情報デー
タを格納する回路図情報データベースと、配線情報デー
タを格納する配線情報データベースと、組立情報データ
を格納する組立情報データベースと、３次元の制御盤形
状情報データを格納する３次元制御盤形状情報データベ
ースと、３次元の制御盤内取付け器具形状情報データを
格納する３次元制御盤内取付け器具形状情報データベー
スを備えたプラント制御盤設計支援装置において、前記
データベースの少なくとも一部に格納されたデータに基
づいて、被設計対象である前記プラント制御盤の外観あ
るいは内部実装状態を３次元仮想空間内にて映像処理す
る手段と、前記映像処理手段からの映像信号により前記
プラント制御盤の外観あるいは内部実装状態を、被体験
者の左右両眼の視差を利用して３次元仮想空間内に疑似
立体映像として映し出す手段とを備え、この３次元仮想
空間内に疑似的に写し出された立体映像によって前記プ
ラント制御盤の外観あるいは内部実装状態を確認しなが
ら前記プラント制御盤の設計を支援することを特徴とす
るプラント制御盤設計支援装置。
【請求項７】前記請求項６に記載したプラント制御盤
設計支援装置において、前記疑似立体映像映出手段は、
被体験者の頭部に被るゴーグル型ヘッドマウントディス
プレーであることを特徴とするプラント制御盤設計支援
装置。
【請求項８】前記請求項７に記載したプラント制御盤
設計支援装置において、前記ゴーグル型ヘッドマウント
ディスプレーは、さらに、前記被体験者の視線を検出す
る手段を備えていることを特徴とするプラント制御盤設
計支援装置。
【請求項９】前記請求項６に記載したプラント制御盤
設計支援装置において、さらに、前記被体験者の手動作
を検出して入力するための手段を設けたことを特徴とす
るプラント制御盤設計支援装置。
【請求項１０】前記請求項９に記載したプラント制御
盤設計支援装置において、前記手動作検出／入力手段
は、データグローブであることを特徴とするプラント制
御盤設計支援装置。
【請求項１１】計算機と、表示装置と、データ入力装
置と、設計データベースとから成る設計支援装置であっ
て、さらに、プラント制御盤設計のための回路図情報デ
ータベースと、配線情報データベースと、組立情報デー
タベースと、３次元の制御盤形状情報データベースと、
３次元の制御盤内取付け器具形状情報データベースと、
前記データベースからの情報に基づいて３次元仮想空間
内にて内部実装を含む制御盤の映像を表示する手段と、
前記３次元仮想空間にて表示された前記制御盤に手で触
れる手段とを設け、もって、前記３次元仮想空間にて前
記制御盤の外観及び内部実装状態を模擬的に確認しなが
ら、プラント制御盤の設計を支援することを特徴とする
プラント制御盤設計支援装置。
【請求項１２】計算機と、表示装置と、データ入力装
置と、設計データベースとから成る設計支援装置であっ
て、さらに、プラント制御盤設計のための回路図情報デ
ータベースと、配線情報データベースと、組立情報デー
タベースと、３次元の制御盤形状情報データベースと、
３次元の制御盤内取付け器具形状情報データベースと、
３次元の制御盤マンマシンインタフェース情報データベ
ースと、制御論理情報データベースと、３次元仮想空間
にて内部実装を含む制御盤の映像を表示する手段と、前
記３次元仮想空間にて手で触れられた前記制御盤のマン
マシンインタフェースに対応して制御論理を動作させる
手段と、前記３次元仮想空間にて制御論理の動作結果と
してのマンマシンインタフェース表示をする手段と、前
記３次元仮想空間にて前記制御盤に手で触れる手段とを
設け、もって、前記３次元仮想空間にて前記制御盤の作
業、運転、保守を模擬的に確認しながら前記制御盤の設
計を支援することを特徴とするプラント制御盤設計支援
装置。
【請求項１３】計算機と、表示装置と、データ入力装
置と、設計データベースとから成る設計支援装置であっ
て、さらに、プラント制御盤設計のための回路図情報デ
ータベースと、配線情報データベースと、組立情報デー
タベースと、３次元の制御盤形状情報データベースと、
３次元の制御盤内取付け器具形状情報データベースと、
プラントでの複数の制御盤の配置情報データベースと、
プラントでの制御盤設置室の３次元形状データベース
と、３次元仮想空間にてプラントでの前記制御盤設置室
の映像を表示する手段と、前記３次元仮想空間にて内部
実装を含む制御盤の映像を表示する手段と、前記３次元
仮想空間にて前記制御盤に手で触れる手段とを設け、も
って、前記３次元仮想空間にて前記制御盤の外観及び内
部実装状態を模擬的に確認しながらの設計を支援するこ
とを特徴とするプラント制御盤設計支援装置。
【請求項１４】計算機と、表示装置と、データ入力装
置と、設計データベースとから成る設計支援装置におい
て、さらに、プラント制御盤設計のための回路図情報デ
ータベースと、配線情報データベースと、組立情報デー
タベースと、３次元の制御盤形状情報データベースと、
３次元の制御盤内取付け器具形状情報データベースと、
３次元の制御盤マンマシンインタフェース情報データベ
ースと、制御論理情報データベースと、プラントでの複
数の制御盤の配置情報データベースと、プラントでの制
御盤設置室の３次元形状データベースと、３次元仮想空
間にてプラントでの前記制御盤設置室の映像を表示する
手段と、前記３次元仮想空間にて内部実装を含む制御盤
の映像を表示する手段と、前記３次元仮想空間にて手で
触れられた前記制御盤のマンマシンインタフェースに対
応して制御論理を動作させる手段と、前記３次元仮想空
間にて制御論理の動作結果としてのマンマシンインタフ
ェース表示をする手段と、前記３次元仮想空間にて前記
制御盤に手で触れる手段とを設け、もって、前記３次元
仮想空間にて制御盤の作業、運転、保守を模擬的に確認
しながらの前記制御盤の設計を支援することを特徴とす
るプラント制御盤設計支援装置。
【請求項１５】計算機と、表示装置と、データ入力装
置と、設計データベースとから成る設計支援装置であっ
て、さらに、プラント制御盤設計のための回路図情報デ
ータベースと、配線情報データベースと、組立情報デー
タベースと、３次元の制御盤形状情報データベースと、
３次元の制御盤内取付け器具形状情報データベースと、
プラントでの複数の制御盤の配置情報データベースと、
プラントでの制御盤設置室の３次元形状データベース
と、３次元仮想空間にてプラントでの制御盤設置室の映
像を表示する手段と、前記３次元仮想空間にて内部実装
を含む制御盤の映像を表示する手段と、前記３次元仮想
空間にて前記制御盤に手で触れる手段とを設け、前記３
次元仮想空間にて前記制御盤の外観及び内部実装状態を
模擬的に確認しながら前記制御盤の改造作業訓練を支援
することを特徴とするプラント制御盤設計支援装置。
【請求項１６】計算機と、表示装置と、データ入力装
置と、設計データベースとから成る設計支援装置におい
て、さらに、プラント制御盤設計のための回路図情報デ
ータベースと、配線情報データベースと、組立情報デー
タベースと、３次元の制御盤形状情報データベースと、
３次元の制御盤内取付け器具形状情報データベースと、
３次元の制御盤マンマシンインタフェース情報データベ
ースと、制御論理情報データベースと、プラントでの複
数の制御盤の配置情報データベースと、プラントでの制
御盤設置室の３次元形状データベースと、３次元仮想空
間にてプラントでの前記制御盤設置室の映像を表示する
手段と、前記３次元仮想空間にて内部実装を含む前記制
御盤の映像を表示する手段と、前記３次元仮想空間にて
手で触れられた前記制御盤のマンマシンインタフェース
に対応して制御論理を動作させる手段と、前記３次元仮
想空間にて制御論理の動作結果としてのマンマシンイン
タフェース表示をする手段と、前記３次元仮想空間にて
前記制御盤に手で触れる手段とを設け、もって、前記３
次元仮想空間にて前記制御盤の外観及び内部実装状態を
模擬的に確認しながら前記制御盤の運転あるいは保守訓
練を支援することを特徴とするプラント制御盤設計支援
装置。