JPH0965451A - 監視制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各機器における通常のプロセス値のみなら
ず、音も検出して、監視員のの負担を軽減でき、かつ異
常発生の迅速化を図る。 【解決手段】 各機器毎に設けられ各機器が発する音を
検出して音信号として出力する複数の音センサ８と、制
御端末装置２内又はその近傍に設けられ、各音センサ８
から出力された音信号を中央監視制御装置５へ伝送路３
を介して送信すると共に、検出された音信号８に基づい
て各機器の異常を検出して機器を指定した異常発生情報
を伝送路３を介して中央監視制御装置５へ送信する音デ
ータ監視処理部９と、中央監視制御装置５内に設けら
れ、音データ監視処理部９から受信した各音信号をスピ
ーカ２１を介して音出力すると共に、異常発生情報受信
に応じて、この異常発生情報で指定された機器に対応す
るスピーカ２１の音量を増加させる音出力制御部１６と
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はビルや上下水道シス
テム、工場プラント等の施設内に組込まれた各種機器の
運転状況、故障状態を監視制御する監視制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ビルや上下水道システム、工場
プラント等の施設内に組込まれた各種機器の運転状況、
故障状態を監視制御する監視制御装置は図５に示ように
構成されている。

【０００３】制御対象施設内に配設された各機器の運転
状態を計測する各計装機器１から得られるプロセス値は
プロセス制御端末装置２へ入力される。プロセス制御端
末装置２は入力したプロセス値に基づいて各機器を運転
制御する。また、プロセス制御端末装置２は、各計装機
器１から得られる各機器の状態を各区域、信号種別毎に
まとめて、ＬＡＮ、公衆回線等からなる伝送路３を介し
て中央監視室４内に配設された中央監視制御装置５へ伝
送する。

【０００４】中央監視制御装置５内には、各制御対象機
器毎の監視制御用モニタ６と、対象施設全体の制御構成
を示すグラフィックパネル７等が配設されている。そし
て、中央監視制御装置５は、プロセス制御端末装置２か
ら獲得した情報に基づいて、各機器毎の運転状況、故障
等を表示し、監視員は各監視制御用モニタ６及びグラフ
ィックパネル７を見る事で各機器の状況を判断する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示す監視制御装置においてもまだ解消すべき次のような
課題があった。 （ａ） 中央監視室に駐在している監視員は、監視制御
対象機器毎の各監視制御用モニタ６を見なければ状況を
把握できない。すなわち、監視制御用モニタ６を常時見
ていなければ、異常を示す警報が鳴った時に初めて異常
に気付くといった事態になりかねない。そのために、故
障が生じる直前の兆候を把握することは難しい。監視制
御用モニタ６の数に対し、監視制御対象機器が多い場合
には故障が生じてもその故障状況を正確に把握し判断す
ることが困難になる。

【０００６】（ｂ） 監視員は制御を行う上での実感を
得ることができない。すなわち、監視員は、各機器が設
置された施設から遠く離れた中央監視室４に駐在してい
るので、機器等の操作を行う上で実感を得ることができ
ない。例えば流量調整弁の開操作を行うと開動作に伴っ
て音が発生するが、監視員にとって、弁が開動作中であ
るということは、監視制御用モニタ６やグラフィックパ
ネル７に表示される流量数値の増減でしか判断できず、
監視員にとって操作状況の認識がもちにくい。

【０００７】（ｃ） 監視員は、複数の故障発生の場合
の判断と対応が困難である。すなわち、一時に数ケ所の
機器に故障が発生した場合、監視制御用モニタ６やグラ
フィックパネル７における計数機器表示のフリッカ、ア
ラーム音にて監視員に報知するが、その要因が何である
という状況判断がつきにくい。さらに、（ｂ）で述べた
事項と併せて、その対応に遅れをとる可能性が大であ
る。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みて成された
ものであり、従来の視覚中心の制御監視手法に加えて聴
覚手法を採用することによって、監視員がたとえ監視制
御用モニタを常時見ていなくても状況を把握することが
でき、故障が生じる兆候を把握することを可能にし、制
御を行う上で操作等の実感が得られ、複数の故障が発生
した場合にも監視制御用モニタと併用することによりそ
の対応の迅速さ、正確さを充実でき、かつ監視員の負担
を軽減できる監視制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に、本発明の請求項１においては、施設内に組込まれた
各種機器を運転制御する制御端末装置と、この制御端末
装置に対して伝送路を介して接続され、制御端末装置を
介して各機器の運転状況及び故障状態を監視制御する中
央監視制御装置とで構成された監視制御装置において、
各機器毎に設けられ各機器が発する音を検出して音信号
として出力する複数の音センサと、制御端末装置内又は
その近傍に設けられ、各音センサから出力された音信号
を中央監視制御装置へ伝送路を介して送信すると共に、
検出された音信号に基づいて各機器の異常を検出して機
器を指定した異常発生情報を伝送路を介して中央監視制
御装置へ送信する音データ監視処理部と、中央監視制御
装置内に設けられ、音データ監視処理部から受信した各
音信号をスピーカを介して音出力すると共に、異常発生
情報受信に応じて、この異常発生情報で指定された機器
に対応するスピーカの音量を増加させる音出力制御部と
を備えている。

【００１０】また、請求項２においては、上述した監視
制御装置における音データ監視処理部は、音センサで検
出される音信号を一定周期で区切り、少なくとも最新の
２周期分の音信号を記憶保持し、最新周期の音信号が一
つ前の周期の音信号に対して許容以上変化したとき、異
常発生情報を出力する。

【００１１】請求項３においては、施設内に組込まれた
各種機器を運転制御する制御端末装置と、この制御端末
装置に対して伝送路を介して接続され、御端末装置を介
して各機器の運転状況及び故障状態を監視制御する中央
監視制御装置とで構成された監視制御装置において、各
機器毎に設けられ各機器が発する音を検出して音信号と
して出力する複数の音センサと、この各音センサで検出
された音信号を合成して音合成波形を出力する音信号合
手段と、各音合成波形毎に、対応する各機器の運転状況
及び故障状態とこの運転状況及び故障状態に対するガイ
ダンスを記憶するデータベースと、信号合成手段から出
力された音合成波形に対応するガイダンスをデータベー
スから検索して報知出力するガイダンス報知手段とを備
えている。

【００１２】このように構成された監視制御装置におい
ては、監視員は施設の各機器で発生する音を中央監視制
御装置において聞くことができる。また、各機器の発す
る音に基づいて該当機器の異常が判断されると、中央監
視制御装置における該当機器の音の音量が増加するの
で、監視員は異常をいち早く検知できる。

【００１３】また、上述した異常を判断する手法とし
て、各機器の発する音が急激に変化したことを検出して
いる。また、別の発明においては、複数の機器の発する
音を信号合成して音合成波形を得ている。そして、予め
データベースに記憶されている各音合成波形に対応する
各機器の運転状況及び故障状況に対するガイダンスが検
索されて報知出力される。

【００１４】したがって、監視員は一つの合成された音
でもって各機器の運転状況及び故障状況を把握でき、監
視作業の負担が軽減される。このように、本発明におい
ては、上述した聴覚方式と従来の視覚方式と組合わせる
ことにより、故障兆候が発生した機器の状態の把握、機
器操作判断の獲得等を監視員に提供でき、より正確安全
な監視制御装置を実現できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
用いて説明する。 （第１実施形態）図１は第１実施形態に係わる制御監視
装置の概略構成を示すブロック図である。図５に示す従
来の制御監視装置と同一部分には同一符号が付してあ
る。したがって、重複する部分の詳細説明は省略されて
いる。

【００１６】この第１実施形態においては、施設の各機
器に近接して各機器が発する音を検出して音信号として
出力するマイクロフォンからなる音センサ８が設置され
ている。各音センサ８から出力された音信号はプロセス
制御端装置２に近接して設けられた音データ処理装置９
へ入力される。

【００１７】音データ処理装置９は図２に示すように構
成されている。各各音センサ８から入力された各音信号
はＡ／Ｄ変換器１０でデジタルの音データに変換され
て、今回周期データメモリ１１へ送出される。Ａ／Ｄ変
換器１０のサンプリング周波数は音帯域（１．０〜数１
０ＫＨｚ）を十分再生できる周波数値に設定されてお
り、出力される各音データを８ビット構成とする。

【００１８】今回周期データメモリ１１はＡ／Ｄ変換器
１０から順次入力される音データを例えば１周期Ｔ₀ 毎
に、区切り、例えば１分（６０秒）間の音データを記憶
する。そして、次の１分の周期が開始されると、記憶し
た１分間の音データを前回周期データメモリ１２へまと
めて送出する。

【００１９】さらに、今回周期データメモリ１１はＡ／
Ｄ変換器１０から順次入力される音データをそのまま次
の音データ送信部１４へ転送する。音データ送信部１４
は受領した音データを搬送波に載せて伝送路３を介して
中央監視室４の中央監視制御装置５へ送信する。

【００２０】前回周期データメモリ１２は、前述した１
周期Ｔ₀ 経過する毎に、記憶している１分間の音データ
をハードディスク装置１３へ書込む。各周期データメモ
リ１１．１２は、分単位の音データを一時記憶するため
に、各機器に対する音信号当り数百〜１ＭＧバイトの記
憶容量を有している。

【００２１】比較器１５は、前述した１周期Ｔ₀ 経過す
る毎に、今回周期データメモリ１１に記憶されている今
回周期の音データの平均値と、前回周期データメモリ１
２に記憶されている今回周期の音データの平均値とを比
較して、今回音データが前回音データに対して予め定め
られた許容値以上変化すると、該当音データに対応する
機器に異常が発生したと判断して、異常発生機器を指定
した異常信号を伝送路３を介して中央監視室４の中央監
視制御装置５へ送信する。

【００２２】中央監視室４の中央監視制御装置５には、
前述した各機器毎の監視制御用モニタ６及びグラフイッ
クパネル７の他に、音出力制御装置１６が設けられてい
る。したがって、従来装置と同様に、監視者は、監視制
御用モニタ６及びグラフイックパネル７にて、各機器に
対して、運転状態，故障表示、点滅、メッセージ、数値
表示、グラフ表現等の視覚による監視が可能である。

【００２３】音出力制御装置１６は図３に示すよう構成
されている。伝送路３を介して音データ処理装置３から
受信した各機器毎の音データは、フィルタ１７にて搬送
に伴う高周波雑音が除去された後、音データ記録装置１
８に一時記憶される。音データはＤ／Ａ変換器１９によ
って元のアナログの各音信号に復元され、音量制御部２
０を介して、各機器毎に設けられた各スピーカ２１で音
出力される。

【００２４】各スピーカ２１は各機器毎に設けられてお
り、監視員にとって各機器の設置現場の臨場感が得られ
るように互いに離れた位置に配設されている。各スピー
カ２１の音量は音量制御部２０にて制御される。

【００２５】また、自動制御回路２２は音データ処理装
置９から機器を指定した異常信号が入力すると、音量制
御部２０を介して該当機器に対応するスピーカ２１の音
量を上げて、監視員に対して異常発生の注意を促す。同
時に、該当機器の監視制御用モニタ６にて異常を報知す
る。さらに、必要に応じて、音データ記録装置１８に記
録された異常発生時の異常音前後の記録を抽出できる機
能を有している。

【００２６】また、監視員が各スピーカ２１にて出力さ
れる音を任意に選択、また同時出力等を制御できるよ
う、ハードスイッチの他、モニタからも操作可能とする
出力操作部２３が設けられている。

【００２７】このように構成された監視制御装置におい
ては下記の特徴を有する。 （ａ） 監視員は各機器毎の監視制御用モニタ６をを常
時監視していなくても各機器の運転状況を把握すること
ができ、故障が発生する以前の兆候を把握することも可
能になる。従来の監視制御機能の一層の充実が図れる。

【００２８】（ｂ） 監視員は施設の各機器の発する音
を聞くことにより、各機器に対する制御を行う上での臨
場感を得ることができ、誤操作を少なくすることができ
る。さらに、監視員は何をどのように操作したかという
操作判断の感覚を養うことができる。

【００２９】（ｃ） 複数の機器に同時に故障が発生し
た場合、故障に起因する異常音は故障判断の有効な要素
となり、モニタ等と併用することにより、故障時におけ
る対応の早さと正確さを高めることができる。

【００３０】（第２実施形態）図４は本発明の第２実施
形態に係わる監視制御装置における音データ処理装置及
び音出力制御装置における概略制御動作を示す模式図で
ある。

【００３１】ある施設（Ａ機場）にて稼働している複数
の機器３０の音が各音センサ８で検出されて、一定周期
Ｔ₁ 分の音信号が各Ａ／Ｄ変換器１０でデジタルの音デ
ータの音信号波形に変換されて、次の信号合成器３２で
一つの音合成波形に合成される。今回の周期Ｔ₁ で合成
された一つの音合成波形は今回周期データメモリ３３へ
一時記憶されるとともに、次の比較部３５へ送出され
る。

【００３２】ハードディスク装置内に形成されたデータ
ベース３４内には、１周期Ｔ₁ 分の各音合成波形毎に、
対応する各機器３０の運転状況及び故障状態とこの運転
状況及び故障状態に対する監視員に与えるためのガイダ
ンスが記憶されている。

【００３３】そして、比較部３５は、今回の周期で合成
された今回の音合成波形に一致又は類似する音合成波形
がデータベース３４内に記憶されているか否かを調べ
る。そして、存在すれば表示制御部３６が起動して、類
似の音合成波形に付加されたガイダンスを各監視制御用
モニタ６へ表示する。

【００３４】一致又は類似する音合成波形がデータベー
ス３４内に存在しなければ、ガイダンス登録部３７を起
動して、今回の音合成波形に対応するガイダンスを今回
周期データメモリ３３へ設定する。なお、ガイダンスは
監視員が操作入力する。今回周期データメモリ３３は、
今回の音合成波形と新規に設定されたガイダンスをデー
タベース３４へ追加登録する。

【００３５】次に、重み付け部３８が起動して、データ
ベース３４に記憶された今回の音合成波形の出現回数を
１だけカウントアップする。また、パーソナルコンピュ
ータ等のアプリケーションプログラム上に構成されたシ
ミュレーション装置４０においては、施設の代表的な機
器３０のプロセス値を計装機器１からＡ／Ｄ変換器３９
を介して取込む。さらに、データベース３４に記憶され
た各音合成波形を取込む。そして、各プロセス値と各音
合成波形との対応をとれば、この各音合成波形自体を各
機器３０を制御する場合の一つのプロセス値として採用
することも可能である、このように構成された監視制御
装置においては下記の利点を有する。

【００３６】（ａ） 図５に示す従来の監視制御装置に
おいては、各機器３０の動作関連は各々のプロセス値を
比較対照することで判断するしかなく、施設内の機器３
０が多ければ、各機器３０の運転の判断が非常に煩雑に
なる。この点を改良するには施設で共有し総合的に判断
できるデータを作成し各プロセス値に関連づけることが
必要である。

【００３７】そこで、第２実施形態においては、一定条
件下で操作を行う施設の各機器３０は、環境状態に左右
されるので、その時に各機器３０が発生する音の合成さ
れた波形を総合判断のデータとして使用し、ガイダンス
を表示することで操作性の向上を図ることが可能にな
る。

【００３８】（ｂ） 従来装置においては、機器３０が
増えれば、監視員が多くのプロセス値を確認して状況判
断しなければならないが、第２実施形態においては、複
数存在するプロセス値を１つの音データとして信号合成
することで、判断に要するデータ数を少なくし、操作の
確実性・迅速性を向上させることができる。

【００３９】またシミュレーションデータとして使用す
ることで監視員における状況判断を養うことができる。
さらに音データを用いて各機場毎に運用状況と対応を体
系化しデータ保存することが可能となる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の監視制御装
置においては、従来の視覚中心の制御監視手法に加えて
聴覚手法を採用している。したがって、監視員がたとえ
監視制御モニタを常時見ていなくても各機器の状況を把
握することができ、故障が生じる兆候を把握することを
可能にし、監視員が制御を行う上で操作等の実感が得ら
れ、複数の故障が発生した場合にも監視制御モニタと併
用することによりその対応の迅速さ、正確さを充実で
き、かつ監視員の負担を軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態の監視制御装置の概略
構成を示すブロック図

【図２】 同監視制御装置における音データ処理装置の
詳細構成を示すブック図

【図３】 同監視制御装置における音出力制御装置の詳
細構成を示すブック図

【図４】 本発明の第２実施形態の監視制御装置の概略
構成を示すブロック図

【図５】 従来の監視制御装置の概略構成を示すブロッ
ク図

【符号の説明】

１…計装機器、２…プロセス制御端末装置、３…伝送
路、４…中央監視室、５…中央監視制御装置、６…監視
制御用モニタ、７…グラフィックパネル、８…音セン
サ、９…音データ処理装置、２１…音出力制御装置、１
０…Ａ／Ｄ変換器、１１…今回周期データメモリ、１２
…前回周期データメモリ、１３…ハードディスク装置、
１４…音データ送信部、１５…比較部、１６…音出力制
御装置、１７…フィルタ、１８…音データ記録装置、１
９…Ｄ／Ａ変換器、２０…音量制御部、２１…スピー
カ、２２…自動制御回路、２３…出力操作部、３０…機
器、３２…信号合成器、３３…今回周期データメモリ、
３４…データベース、３５…比較部、４０…シミュレー
ション装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 施設内に組込まれた各種機器を運転制御
   する制御端末装置と、この制御端末装置に対して伝送路
   を介して接続され、前記制御端末装置を介して前記各機
   器の運転状況及び故障状態を監視制御する中央監視制御
   装置とで構成された監視制御装置において、 前記各機器毎に設けられ各機器が発する音を検出して音
   信号として出力する複数の音センサと、 前記制御端末装置内又はその近傍に設けられ、前記各音
   センサから出力された音信号を前記中央監視制御装置へ
   前記伝送路を介して送信すると共に、前記検出された音
   信号に基づいて前記各機器の異常を検出して機器を指定
   した異常発生情報を前記伝送路を介して前記中央監視制
   御装置へ送信する音データ監視処理部と、 前記中央監視制御装置内に設けられ、前記音データ監視
   処理部から受信した各音信号をスピーカを介して音出力
   すると共に、異常発生情報受信に応じて、この異常発生
   情報で指定された機器に対応するスピーカの音量を増加
   させる音出力制御部とを備えた監視制御装置。
2. 【請求項２】 前記音データ監視処理部は、前記音セン
   サで検出される音信号を一定周期で区切り、少なくとも
   最新の２周期分の音信号を記憶保持し、最新周期の音信
   号が一つ前の周期の音信号に対して許容以上変化したと
   き、前記異常発生情報を出力することを特徴とする請求
   項１記載の監視制御装置。
3. 【請求項３】 施設内に組込まれた各種機器を運転制御
   する制御端末装置と、この制御端末装置に対して伝送路
   を介して接続され、前記制御端末装置を介して前記各機
   器の運転状況及び故障状態を監視制御する中央監視制御
   装置とで構成された監視制御装置において、 前記各機器毎に設けられ各機器が発する音を検出して音
   信号として出力する複数の音センサと、 この各音センサで検出された音信号を合成して音合成波
   形を出力する音信号合手段と、 各音合成波形毎に、対応する各機器の運転状況及び故障
   状態とこの運転状況及び故障状態に対するガイダンスを
   記憶するデータベースと、 前記信号合成手段から出力された音合成波形に対応する
   ガイダンスを前記データベースから検索して報知出力す
   るガイダンス報知手段とを備えた監視制御装置。