JP6698485B2 - プラント保守監視システム - Google Patents

Description

本発明は、原子力発電または火力発電等のプラントの監視制御と保守点検を行うプラント保守監視システムに関する。

従来、プラントの保守管理は、プラントの制御対象機器を制御する制御コントローラと保守ネットワークで接続された保守端末の制御画面において行われている。制御画面には主に、制御コントローラが制御対象機器の制御を行うための動作プログラムを可視化した制御ロジック図が表示される。

一方、プラントの監視および制御操作は、制御コントローラと制御ネットワークで接続された監視端末において行われる。監視端末の監視画面には、制御コントローラから取得した制御対象機器の監視情報が表示される。操作員は、監視端末の監視画面でプラントを監視すると共に、必要に応じて監視画面上で制御指示を入力し、制御コントローラを介して制御対象機器の制御を行っている。

また、特許文献１には、通信回線を介して互いに接続された監視端末、制御コントローラ、及び保守端末を備えたプラント監視制御システムが提示され、制御コントローラは監視端末により制御され、保守端末により保守されている。この先行例のように、プラントの保守ツールの機能を兼ね備えたプラント監視制御システムにおいては、制御コントローラが有する制御ロジック図を監視端末が取得し、監視情報と共に監視端末の画面上に表示することが可能であった。

特開２０１４−９９０７０号公報

保守端末の制御画面には、制御対象機器の制御情報、機器の状態、および機器の異常や故障の情報等、監視端末の監視画面と共通の情報が表示されることがある。しかしながら、従来の保守端末は、監視端末における制御操作や制御結果の情報を、リアルタイムで取得し表示することはできなかった。また、従来の保守端末は、制御コントローラの演算に関わるプロセス値等の情報を表示することができなかった。

このように、従来の保守端末の制御画面は、監視端末の監視画面と共通の情報の同一性が保証されていないという問題があった。このため、保守作業時に監視端末の情報が必要となった場合、操作員は保守端末と監視端末の間を行き来する必要があり、作業効率が悪く、誤操作等の作業ミスが発生し易いという問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、プラントの制御画面と監視画面との間の共通の情報を、同一性を保証して表示することが可能なプラント保守監視システムを提供し、作業効率の向上を図ることを目的とする。

本発明に係るプラント保守監視システムは、プラントの制御対象機器の制御を行うプロセス制御装置と、プロセス制御装置から第１の通信回線を介して取得した制御対象機器の監視情報を表示する第１の監視画面を有する監視操作端末と、プロセス制御装置から第２の通信回線を介して取得した制御対象機器の制御情報を表示する第１の制御画面を有する保守端末と、監視操作端末から無線通信を介して制御対象機器の監視情報を取得するとともに、プロセス制御装置から無線通信を介して制御対象機器の制御情報を取得するモバイル端末とを備えたプラント保守監視システムであって、モバイル端末は、監視操作端末から取得した監視情報を第１の監視画面と同じ表示形式で表示する第２の監視画面と、プロセス制御装置から取得した制御情報を第１の制御画面と同じ表示形式で表示する第２の制御画面と、第２の監視画面と第２の制御画面の両方に表示される共通情報をリスト化した共通情報リストと、第２の監視画面に表示されている情報が更新された際に、更新された情報が共通情報であるか否かを共通情報リストに基づいて判定し、更新された情報が共通情報であった場合に該更新された情報を第２の制御画面に反映させる監視画面反映手段を有する。

本発明に係るプラント保守監視システムによれば、モバイル端末が、監視操作端末と同じ表示形式の第２の監視画面と、保守端末と同じ表示形式の第２の制御画面を備えているので、操作員は保守端末と監視操作端末の間を行き来する必要がなくなり、作業時間の短縮が図られる。また、第２の監視画面と第２の制御画面の両方に表示される共通情報の同一性が保証されているので、操作員の作業ミスを低減することができ、作業効率の向上が図られる。

本発明の実施の形態１に係るプラント保守監視システムを示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係るプラント保守監視システムの機能ブロック図である。 本発明の実施の形態１に係るモバイル端末が有する共通情報リストの一例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るモバイル端末の監視画面反映手段による処理を説明する図である。 本発明の実施の形態１に係るモバイル端末を用いてプラントの保守作業を行う際の処理の流れを示す図である。

実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態１に係るプラント保守監視システムについて、図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態１に係るプラント保守監視システムを示す概略図、図２は、本実施の形態１に係るプラント保守監視システムの機能ブロック図である。なお、各図において、図中、同一、相当部分には同一符号を付している。

本実施の形態１に係るプラント保守監視システムは、原子力発電プラントまたは火力発電プラント等のプラントの保守点検を行う保守ツールの機能と、プラントの監視制御を行うプラント監視制御装置の機能を備えたものであり、プロセス制御装置１、監視操作端末３、保守端末５、モバイル端末７、第１の通信回線としての制御ネットワーク２、第２の通信回線としての保守ネットワーク６、および無線ネットワーク８を含んで構成される。

なお、図１および図２では、プロセス制御装置１、監視操作端末３、保守端末５、およびモバイル端末７をそれぞれ１つ示しているが、これらはそれぞれ複数台であってもよい。特にモバイル端末７は、小型、軽量で持ち運び可能なタブレット型端末であり、操作員（ユーザ）が保守作業時に使用するため、複数台用意される。

プロセス制御装置１は、プラントの制御対象機器であるプラント補機４に関する制御情報を格納する制御情報格納部１１を有し、プラント補機４の制御を行うものである。プラント補機４とは、プラントを構成する各種機器、例えばモータ、ポンプ、バルブ、開閉器、油圧装置等である。制御情報格納部１１に格納された制御情報は、制御情報更新手段１２により更新される。

制御情報には、プラント補機４の制御を行うための制御ロジック図や、プラント補機４のプロセス値または状態を示すデータ等が含まれる。プロセス制御装置１は、制御ネットワーク２を介して監視操作端末３からの制御指示を受信し、この制御指示に基づく制御情報によってプラント補機４の制御を行う。

プラント監視制御装置としての監視操作端末３は、制御ネットワーク２を介してプロセス制御装置１と通信可能に接続され、制御情報の入出力を行う。監視操作端末３は、図２に示すように、監視情報格納部３１、監視画面更新手段３２、監視画面格納部３３、および第１の監視画面３４を含んで構成される。

監視情報格納部３１は、プロセス制御装置１から制御ネットワーク２を介して取得した監視情報を格納する。監視画面更新手段３２は、監視情報格納部３１に収集された監視情報に基づいて、監視画面格納部３３を更新する。

第１の監視画面３４には、プロセス制御装置１から制御ネットワーク２を介して取得したプラント補機４の監視情報が表示される。第１の監視画面３４は、液晶ディスプレイ等で構成され、監視画面格納部３３に格納された監視画面の中から、操作員が要求した監視画面を表示するものである。

また、監視操作端末３は、マウス、キーボード、タッチパネル等の入力手段（図示省略）を備えており、この入力手段により制御指示が入力される。操作員は、監視操作端末３の第１の監視画面３４でプラントを監視すると共に、必要に応じて第１の監視画面３４上で、入力手段を用いて制御操作を行うものである。第１の監視画面３４において制御指示の入力がなされた場合には、その制御操作の制御情報は監視画面格納部３３に格納される。

制御ネットワーク２では主に、プロセス制御装置１と監視操作端末３との間で、プラント補機４に対する入出力信号が伝送される。プラント補機４に対する入力信号は、プラント補機４への制御信号であり、監視操作端末３からプロセス制御装置１を介してプラント補機４へ入力される。また、プラント補機４からの出力信号は、制御信号に基づく制御操作の結果であるプロセス値や状態を示す信号である。

一方、プラント保守点検ツールとしての保守端末５は、保守ネットワーク６を介してプロセス制御装置１および監視操作端末３と接続され、保守ネットワーク６を介してプロセス制御装置１の制御を行う。保守端末５は、図２に示すように、制御情報収集手段５１、制御画面更新手段５２、制御画面格納部５３、および第１の制御画面５４を含んで構成される。

制御情報収集手段５１は、保守ネットワーク６を介してプロセス制御装置１から制御情報を取得する。制御画面更新手段５２は、制御情報収集手段５１により収集された制御情報に基づいて、制御画面格納部５３を更新する。

第１の制御画面５４には、プロセス制御装置１から保守ネットワーク６を介して取得した制御情報、具体的にはプロセス制御装置１がプラント補機４の制御を行うための動作プログラムを可視化した制御ロジック図が表示される。第１の制御画面５４は、液晶ディスプレイ等で構成され、制御画面格納部５３に格納された制御画面の中から、操作員が要求した制御画面を表示するものである。

保守端末５は、さらに、プロセス制御装置１の制御を行うためのマウス、キーボード、タッチパネル等の入力手段と、プロセス制御装置１の起動に必要な各種設定の転送機能等（いずれも図示省略）を備えている。保守ネットワーク６では主に、保守端末５とプロセス制御装置１との間で制御情報が伝送される。

モバイル端末７は、無線通信手段である無線ネットワーク８を介してプロセス制御装置１および監視操作端末３と通信可能である。モバイル端末７は、監視操作端末３から無線ネットワーク８を介して監視情報を取得する監視情報収集手段７１と、監視情報収集手段７１により収集された監視情報に基づいて監視画面格納部７３を更新する監視画面更新手段７２を有している。

モバイル端末７は、監視操作端末３の監視情報格納部３１に格納された情報を取得すると共に監視画面更新手段７２により監視画面を更新しているため、モバイル端末７の監視画面格納部７３と監視操作端末３の監視画面格納部３３とでは、格納されている監視画面の内容は同一である。

また、モバイル端末７は、監視画面格納部７３に格納された監視画面の中から、操作員が要求した監視画面を表示する第２の監視画面７４を有している。第２の監視画面７４には、監視操作端末３から無線ネットワーク８を介して取得したプラント補機４の監視情報が、監視操作端末３の第１の監視画面３４と同じ表示形式で表示される。このため、操作員は、モバイル端末７において監視操作端末３と同じ監視画面を見ることができる。

また、モバイル端末７は、プロセス制御装置１から無線ネットワーク８を介して制御情報を取得する制御情報収集手段７５と、制御情報収集手段７５により収集された制御情報に基づいて制御画面格納部７７を更新する制御画面更新手段７６を有している。

さらに、モバイル端末７は、制御画面格納部７７に格納された制御画面の中から、操作員が要求した制御画面を表示する第２の制御画面７８を有している。第２の制御画面７８には、プロセス制御装置１から無線ネットワーク８を介して取得した制御情報、具体的にはプロセス制御装置１がプラント補機４の制御を行うための動作プログラムを可視化した制御ロジック図が、保守端末５の第１の制御画面５４と同じ表示形式で表示される。このため、操作員は、モバイル端末７において保守端末５と同じ制御画面を見ることができる。

なお、モバイル端末７の第２の監視画面７４および第２の制御画面７８は、液晶ディスプレイ等の表示部で構成され、さらにタッチパネル等の入力手段（図示省略）を備えている。

さらに、本実施の形態1に係るモバイル端末７は、第２の監視画面７４と第２の制御画面７８の両方に表示される共通情報をリスト化した共通情報リスト７３１と、監視画面反映手段７９とを備えている。なお、図２では、共通情報リスト７３１は、監視画面格納部７３に格納されているが、これに限定されるものではない。

ここでいう共通情報とは、制御ロジックと監視情報との間で連携可能な情報のことであり、プラント補機４に対する操作情報（例えばバルブの開閉、ポンプの稼働または停止等の情報）や、プラント補機４の状態（例えばバルブ開、ポンプ停止等）を示す情報、制御操作の結果としてのプロセス値（例えば流量、圧力、温度等）、およびプラント補機４の異常や故障等の情報を含む。

共通情報リスト７３１の項目としては、機器ナンバー、機器名称、プロセス制御装置ナンバー、状態ＩＤ、監視画面ＩＤ、および制御画面ＩＤ等が挙げられ、これらの項目のいずれかを用いて上述の共通情報がリスト化されている。共通情報リスト７３１の一例を図３に示す。

監視画面反映手段７９は、第２の監視画面７４に表示されている監視情報が更新された際に、更新された情報が共通情報であるか否かを共通情報リスト７３１に基づいて判定し、更新された情報が共通情報である場合には第２の制御画面７８に反映させるものである。

その反映方法としては、監視画面更新手段７２により監視画面格納部７３が更新されたタイミングで、該更新情報が共通情報であるか否かを共通情報リスト７３１に基づいて判定する。更新情報が共通情報であった場合には、該更新情報を制御画面格納部７７に格納することにより、第２の制御画面７８に該更新情報が反映される。これにより、モバイル端末７の第２の監視画面７４と第２の制御画面７８において、共通情報の同一性が保証される。

なお、監視画面反映手段７９は、監視画面更新手段７２により監視画面格納部７３が更新されたタイミングで、制御画面格納部７７との共通情報の同一化を図っているので、モバイル端末７の第２の監視画面７４に現在表示されている監視情報のみならず、現在表示されていない監視情報が更新された場合においても、その情報が共通情報である場合には制御画面格納部７７に反映され、共通情報の同一性は保証される。

本実施の形態１に係るモバイル端末７の監視画面反映手段７９による処理について、図４を用いて説明する。操作員は、監視操作端末３においてプラント補機４の制御操作を行う。図４に示す例では、監視操作端末３の入力手段から任意のプラント補機４に対し「操作禁止」という制御指示を入力し、第１の監視画面３４上に操作禁止Ａ１というメッセージシンボルが追加された状態を示している。この制御操作の制御情報は、監視操作端末３の監視画面格納部３３に格納され、監視画面格納部３３は更新される。

監視操作端末３の監視画面格納部３３が更新されると、モバイル端末７の監視画面格納部７３も同様に更新され、監視画面格納部３３と監視画面格納部７３とでは、格納されている監視画面の内容は同一となる。これにより、別の操作員がモバイル端末７の第２の監視画面７４において、監視操作端末３の第１の監視画面３４と同じプラント補機４の監視画面を表示した場合、操作禁止Ａ１が表示される。

また、モバイル端末７において監視画面格納部７３が更新された際、監視画面反映手段７９は、共通情報リスト７３１から今回更新された更新情報の機器ナンバーまたは機器名称等を検索し、該更新情報が共通情報に該当するか否かを判定する。

図４に示す例では、操作禁止の制御操作がなされた任意のプラント補機４の機器ナンバーまたは機器名称が共通情報リスト７３１に含まれており、且つ、操作禁止の制御情報は共通情報に該当すると判断されるものとする。

今回の更新情報が共通情報に該当すると判断された場合、監視画面反映手段７９は、当該更新情報を制御画面格納部７７に格納し、制御画面格納部７７を更新する。これにより、第２の制御画面７８の任意のプラント補機４に該当する箇所に、操作禁止Ａ２というメッセージシンボルが表示され、第２の監視画面７４との間で共通情報が同一の状態となる。

一方、保守端末５は、監視操作端末３の第１の監視画面３４における制御操作の制御情報をリアルタイムで取得することはできない。このため、監視操作端末３の第１の監視画面３４と保守端末５の第１の制御画面５４とでは、共通情報の同一性が保証されていない。

また、本実施の形態１に係るモバイル端末７の制御情報収集手段７５は、第２の制御画面７８を表示したタイミングで、その制御画面に関連するプラント補機４の制御情報である演算に関わるプロセス値を、プロセス制御装置１から無線ネットワーク８を介して取得する。制御情報収集手段７５により収集されたプラント補機４の演算に関わるプロセス値は、制御画面更新手段７６によって制御画面格納部７７に格納され、第２の制御画面７８に機器のプロセス値が表示される。

図４に示す例では、第２の制御画面７８にプロセス値を示すシンボル「ＡＩ１２．２２」が表示されている。なお、ＡＩとはアナログ入力を示し、１２．２２は例えばプラント補機４の温度を示している。

なお、保守端末５においても、制御情報収集手段５１がプラント補機４の演算に関わるプロセス値をプロセス制御装置１から取得することにより、保守端末５の第１の制御画面５４とモバイル端末７の第２の制御画面７８との間で、双方のデータに相違が生じることは無い。

本実施の形態１に係るモバイル端末７を用いてプラントの保守作業を行う際の処理の流れについて、図５のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ１において、操作員は、モバイル端末７の入力手段により、保守作業の対象となる設備に関連する制御画面の表示を要求する。ここでは、例えば機器ナンバーを入力する。

ステップＳ２において、制御情報収集手段７５は、該機器ナンバーに関連する制御情報を、無線ネットワーク８を介してプロセス制御装置１から取得する。続いてステップＳ３において、制御画面更新手段７６は、制御情報収集手段７５が取得した制御情報に基づいて制御画面格納部７７を更新し、ステップＳ４において、第２の制御画面７８に該機器ナンバーに関連する制御画面を表示する。この時、第２の制御画面７８の表示方式は、保守端末５の第１の制御画面５４と同じ表示方式である。

また、ステップＳ１で機器ナンバーが入力されると、ステップＳ５において、監視情報収集手段７１は、該機器ナンバーに関連する監視情報を、無線ネットワーク８を介して監視操作端末３から取得する。

続いてステップＳ６において、監視画面更新手段７２は、監視情報収集手段７１が取得した監視情報に基づいて監視画面格納部７３を更新し、ステップＳ７において、第２の監視画面７４に該機器ナンバーに関連する監視画面を表示する。この時、第２の監視画面７４の表示方式は、監視操作端末３の第１の監視画面３４と同じ表示方式である。

以上のステップＳ１からステップＳ７の処理により、モバイル端末７の表示部には、操作員が要求した機器ナンバーに関する制御画面と監視画面が表示される。なお、１つの制御画面に対し、関連する監視画面が複数ある場合は、それらの監視画面をリスト表示したダイアログを表示し、必要な監視画面を操作員が選択するようにすれば良い。

続いてステップＳ８において、監視画面反映手段７９は、監視画面格納部７３の更新があるか否かを判定する。例えば他の操作員が監視操作端末３において制御操作を行った場合には、監視画面格納部７３の更新がある。

ステップＳ８において、監視画面格納部７３の更新があった場合（ＹＥＳ）、ステップＳ９に進み、その更新情報が共通情報か否かを、共通情報リスト７３１に基づいて判定する。ステップＳ９において、更新情報が共通情報であった場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１０に進み、監視画面反映手段７９は、該更新情報を制御画面格納部７７に格納し、ステップＳ１１において制御画面格納部７７を更新する。

これにより、ステップＳ１２において、第２の制御画面７８に更新情報が反映される。なお、ステップＳ８において監視画面格納部７３の更新がない場合（ＮＯ）、およびステップＳ９において更新情報が共通情報ではない場合（ＮＯ）は、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３において、保守作業が終了の場合（ＹＥＳ）は、処理を終了する。ステップＳ１３において、保守作業が終了していない場合（ＮＯ）は、ステップＳ８に戻り、保守作業が終了するまでステップＳ８からステップＳ１２の処理を繰り返す。

以上のように、本実施の形態１に係るプラント保守監視システムによれば、モバイル端末７が、監視操作端末３と同じ表示形式の第２の監視画面７４と、保守端末５と同じ表示形式の第２の制御画面７８を備えているので、操作員が保守点検時に監視情報が必要となった場合でも、保守端末５と監視操作端末３の間を行き来する必要がなくなり、作業時間の短縮が図られる。

また、モバイル端末７の第２の監視画面７４と第２の制御画面７８の両方に表示される共通情報の同一性が保証されているので、監視情報と制御情報の間でデータが相違していることによる誤操作等の作業ミスを防止することができ、作業効率の向上が図られる。なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

本発明は、プラントの監視制御と保守点検を行うプラント保守監視システムとして利用することができる。

１ プロセス制御装置、２ 制御ネットワーク、３ 監視操作端末、
４ プラント補機、５ 保守端末、６ 保守ネットワーク、７ モバイル端末、
８ 無線ネットワーク、１１ 制御情報格納部、１２ 制御情報更新手段、
３１ 監視情報格納部、３２ 監視画面更新手段、３３ 監視画面格納部、
３４ 第１の監視画面、５１ 制御情報収集手段、５２ 制御画面更新手段、
５３ 制御画面格納部、５４ 第１の制御画面、７１ 監視情報収集手段、
７２ 監視画面更新手段、７３ 監視画面格納部、７４ 第２の監視画面、
７５ 制御情報収集手段、７６ 制御画面更新手段、７７ 制御画面格納部、
７８ 第２の制御画面、７９ 監視画面反映手段、７３１ 共通情報リスト

Claims (5)

1. プラントの制御対象機器の制御を行うプロセス制御装置と、
   前記プロセス制御装置から第１の通信回線を介して取得した前記制御対象機器の監視情報を表示する第１の監視画面を有する監視操作端末と、
   前記プロセス制御装置から第２の通信回線を介して取得した前記制御対象機器の制御情報を表示する第１の制御画面を有する保守端末と、
   前記監視操作端末から無線通信を介して前記制御対象機器の監視情報を取得するとともに、前記プロセス制御装置から前記無線通信を介して前記制御対象機器の制御情報を取得するモバイル端末とを備えたプラント保守監視システムであって、
   前記モバイル端末は、
   前記監視操作端末から取得した監視情報を前記第１の監視画面と同じ表示形式で表示する第２の監視画面と、
   前記プロセス制御装置から取得した制御情報を前記第１の制御画面と同じ表示形式で表示する第２の制御画面と、
   前記第２の監視画面と前記第２の制御画面の両方に表示される共通情報をリスト化した共通情報リストと、
   前記第２の監視画面に表示されている情報が更新された際に、更新された情報が共通情報であるか否かを前記共通情報リストに基づいて判定し、更新された情報が共通情報であった場合に該更新された情報を前記第２の制御画面に反映させる監視画面反映手段を有することを特徴とするプラント保守監視システム。
2. 前記モバイル端末は、
   前記監視操作端末から前記無線通信を介して前記制御対象機器の監視情報を取得する監視情報収集手段と、
   前記第２の監視画面に表示される監視画面を格納する監視画面格納部と、
   前記監視情報収集手段により収集された監視情報に基づいて前記監視画面格納部を更新する監視画面更新手段と、
   前記プロセス制御装置から前記無線通信を介して前記制御対象機器の制御情報を取得する制御情報収集手段と、
   前記第２の制御画面に表示される制御画面を格納する制御画面格納部と、
   前記制御情報収集手段により収集された制御情報に基づいて前記制御画面格納部を更新する制御画面更新手段とを備え、
   前記監視画面反映手段は、前記監視画面更新手段により前記監視画面格納部が更新されたタイミングで、更新された情報が共通情報であるか否かを判定し、更新された情報が共通情報であった場合に該更新された情報を前記制御画面格納部に格納し、前記第２の制御画面に反映させることを特徴とする請求項１記載のプラント保守監視システム。
3. 前記共通情報リストは、前記監視画面格納部に格納されていることを特徴とする請求項２記載のプラント保守監視システム。
4. 前記モバイル端末は、前記制御情報収集手段により前記プロセス制御装置の演算に関わるプロセス値を取得し、前記制御画面更新手段により該プロセス値を前記制御画面格納部に格納し、該プロセス値を前記第２の制御画面に表示することを特徴とする請求項２または請求項３記載のプラント保守監視システム。
5. 前記モバイル端末は、前記制御対象機器の機器ナンバーを入力する入力手段を有し、前記入力手段に入力された機器ナンバーに基づいて前記制御対象機器に関連する制御画面を前記第２の制御画面に表示すると共に、前記制御対象機器に関連する監視画面を前記第２の監視画面に表示することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプラント保守監視システム。

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