特開 2024-150906 プラント監視システム及びプラント監視方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024150906

(43)【公開日】2024-10-24

(54)【発明の名称】プラント監視システム及びプラント監視方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/042 20060101AFI20241017BHJP

   G05B 23/02 20060101ALI20241017BHJP

   G05B 9/03 20060101ALI20241017BHJP

【ＦＩ】

G05B19/042

G05B23/02 Z

G05B9/03

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023063940

(22)【出願日】2023-04-11

(71)【出願人】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000925

【氏名又は名称】弁理士法人信友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】矢澤 一真

【テーマコード（参考）】

3C223

5H209

5H220

【Ｆターム（参考）】

3C223AA01

3C223AA02

3C223BA03

3C223CC02

3C223DD03

3C223GG01

3C223HH02

5H209AA02

5H209DD20

5H209GG20

5H209HH13

5H209SS01

5H220AA02

5H220BB09

5H220CC06

5H220CX01

5H220FF01

5H220HH08

5H220JJ12

5H220JJ16

5H220JJ28

5H220JJ51

(57)【要約】

【課題】処理負荷を分散することができるプラント監視システムを提供する。
【解決手段】プラント監視システム２は、プラントデータを収集してプラントを監視するための複数の機能を行う計算機サーバーと、プラントに対する監視及び操作を行い、複数の機能を実行可能であり、複数の機能が予め主系機能と従系機能とに分類され、割り当てられた他装置と異なる主系機能を実行する複数の端末装置と、を備える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラントデータを収集してプラントを監視するための複数の機能を行う計算機サーバーと、
前記プラントに対する監視及び操作を行い、複数の前記機能を実行可能であり、複数の前記機能が予め主系機能と従系機能とに分類され、割り当てられた他装置と異なる前記主系機能を実行する複数の端末装置と、を備える
プラント監視システム。

【請求項2】

前記機能を前記主系機能として実行する前記端末装置は、当該機能の主系端末装置であり、前記主系端末装置以外の前記端末装置は、当該機能の従系端末装置である
請求項１に記載のプラント監視システム。

【請求項3】

前記機能が異常状態になった場合、当該機能の前記従系端末装置は、複数の前記端末装置の処理負荷に基づいて、当該機能の前記主系端末装置に切り替えるか否かを判断する
請求項２に記載のプラント監視システム。

【請求項4】

前記従系端末装置は、自装置の前記処理負荷が、複数の前記端末装置の中最も小さいであると判定した場合、前記異常状態になった前記機能の前記主系端末装置に切り替える
請求項３に記載のプラント監視システム。

【請求項5】

前記処理負荷は、前記端末装置の前記主系機能の総合処理負荷を示す情報である
請求項４に記載のプラント監視システム。

【請求項6】

複数の前記端末装置は、互いに通信できるように接続され、前記機能の前記従系端末装置は、自装置の記憶データを、所定周期で当該機能の前記主系端末装置の記憶データと一致化する
請求項５に記載のプラント監視システム。

【請求項7】

プラントデータを収集してプラントを監視するための複数の機能を行う計算機サーバーと、前記プラントに対する監視及び操作を行う複数の端末装置とを備えるプラント監視システムの前記端末装置におけるプラント監視方法であって、
複数の前記機能を実行可能であり、複数の前記機能が予め主系機能と従系機能とに分類され、割り当てられた他装置と異なる前記主系機能を実行する
プラント監視方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プラント監視システム及びプラント監視方法に関する。

【背景技術】

【0002】

プラント監視システムは、主に発電所内の中央操作室等に設置され、発電プラントの運転管理、監視、自動化、及び性能計算等を目的に活用される。また、プラント監視システムは、ＨＭＩ(Human Machine Interface)、計算機サーバー、ＰＩ／Ｏ（Programmed I/O）等で構成される。ＨＭＩは、運転員がプラントの監視制御を行うための画面を表示する端末装置である。計算機サーバーは、プラントから各種情報データ（以下では、「プラントデータ」と称する）を入力し、プラントの運行状況を監視するための各種計算処理を行う。ＰＩ／Ｏは、プラントとの間の各種データの入出力処理を行う。

【0003】

一般的には、プラントの運行状況を監視するための各種機能（各種計算処理）は、プラントデータを用いて、計算機サーバーに集中されて実行される。計算機サーバーでの処理結果は、ＨＭＩに送られ、運転員は、ＨＭＩの表示装置に表示されるプラントの監視制御を行うための画面を介して、プラントの監視及び運転管理を実施する。従来のプラント監視システムでは、計算機サーバーは、主系サーバー及び従系サーバーに分けて運用される。このようなプラント監視システムは、いわゆる、二重化プラント監視システムである。二重化プラント監視システムでは、通常、主系サーバーが各種機能を実行する。主系サーバーが故障になった際、従系サーバーが瞬時に主系に切り替わって各種機能を実行する。

【0004】

また、ＨＭＩに計算機サーバーと同じ機能を持たせる多重化プラント監視システム、例えば、特許文献１に記載のプラント管理システムも知られている。多重化プラント監視システムは、一つの主系ＨＭＩと、複数の従系ＨＭＩとを有する。プラントを監視する各種機能は、主系ＨＭＩにより実行される。主系ＨＭＩの異常時に、予め決められた優先度に従い、優先度の最も高い従系ＨＭＩが主系に切り替わる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００１－３４３０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述のように、従来、多重化プラント監視システムにおいて、主系ＨＭＩが異常になったとき、優先度の最も高い従系ＨＭＩが主系に切り替わる。しかし、このような多重化プラント監視システムでは、主系ＨＭＩには、各種機能が集中され、主系ＨＭＩのＣＰＵ（Central Processing Unit）負荷が高くなるため、システムの処理遅延が発生する可能性も高くなる。ところで、発電プラントは、世界規模環境の配慮要請等により、更なる高効率が求められている。したがって、複雑な処理を高効率に実行するプラント監視システムも求められている。そこで、主系ＨＭＩに集中される機能を分散することができるプラント監視システムが望ましい。

【0007】

本発明は、上記状況を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、処理負荷を分散することができるプラント監視システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のプラント監視システムは、プラントデータを収集してプラントを監視するための複数の機能を行う計算機サーバーと、プラントに対する監視及び操作を行い、複数の機能を実行可能であり、複数の機能が予め主系機能と従系機能とに分類され、割り当てられた他装置と異なる主系機能を実行する複数の端末装置と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

上記構成の本発明によれば、処理負荷を分散することができるプラント監視システムを提供することができる。
上記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係るプラント監視システムの構成例を示すブロック図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るプラント監視システムの各ＨＭＩのハードウェア構成例を示すブロック図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るプラント監視システムの各ＨＭＩの状態遷移を示す図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るプラント監視システムにおける従系ＨＭＩの記憶データと主系ＨＭＩの記憶データとの一致化を説明するための図である。

【図5】本発明の一実施形態に係るプラント監視システムの各ＨＭＩにおける機能の死活監視を説明するための図である。

【図6】本発明の一実施形態に係るプラント監視システムにおける機能の主系ＨＭＩの切り替えを説明するための図である。

【図7】本発明の一実施形態に係るプラント監視システムの各ＨＭＩにおけるプラント監視処理の手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

【0012】

＜一実施形態＞
［プラント監視システムの構成例］
まず、本実施形態に係るプラント監視システムの構成について説明する。図１は、本実施形態に係るプラント監視システム２の構成例を示すブロック図である。プラント監視システム２は、多重化プラント監視システムであり、プラントの運行に関する各種データであるプラントデータを収集してプラントを監視するための複数の機能を行う、不図示の計算機サーバーを備える。また、プラント監視システム２は、図１に示す、複数のＨＭＩ２１と、複数のＨＭＩ２１のそれぞれに接続される複数の表示装置２２と、複数の表示装置２２のそれぞれに接続される複数の入力装置２３とを備える。また、プラント監視システム２は、プラントの複数の主機及び補機２４と、複数の主機及び補機２４のそれぞれを制御する複数の制御装置２５とを備える。複数のＨＭＩ２１及び複数の制御装置２５は、ネットワーク２６を介して、互いに情報データの送受信ができるように接続する。ネットワーク２６は、専用回線等の閉回路網、又は、インターネット等の公衆回線等で構成される。

【0013】

各ＨＭＩ２１、例えば、図１に示すＨＭＩ－１、ＨＭＩ－２～ＨＭＩ－ｎは、プラント（主機及び補機２４）に対する監視及び操作を行い、計算機サーバーの複数の機能を実行可能な端末装置である。各ＨＭＩ２１において、複数の機能（機能－１～機能－ｘ）が予め主系機能と従系機能とに分類されており、すなわち、各ＨＭＩ２１には、図に示すように、主系機能と従系機能とが割り当てられる。また、各ＨＭＩ２１には他装置と異なる主系機能が割り当てられ、各ＨＭＩ２１は、割り当てられた主系機能のみを実行する。

【0014】

また、各ＨＭＩ２１において、主系機能及び従系機能は、それぞれ複数に存在することが可能である。例えば、ＨＭＩ－１には、主系機能として機能－１及び機能－２が存在し、従系機能として機能－３及び機能－４が存在する。

【0015】

また、ある機能を主系機能として実行するＨＭＩ２１は、当該機能の主系ＨＭＩ（主系端末装置）であり、主系ＨＭＩ（主系端末装置）以外のＨＭＩ（端末装置）は、当該機能の従系ＨＭＩ（従系端末装置）である。各機能は、１つの主系ＨＭＩのみを有する。例えば、機能－１の主系ＨＭＩは、ＨＭＩ－１のみである。このため、機能－１は、ＨＭＩ－１以外のＨＭＩ２１、例えば、ＨＭＩ－２及びＨＭＩ－ｘでは、従系機能である。

【0016】

表示装置２２は、プラントに対する監視及び操作を行うための監視及び操作画面等を表示する装置である。入力装置２３は、運転員が表示装置２２に表示される監視及び操作画面等に操作内容を入力する際に使用する装置である。なお、入力装置２３は、運転員により入力された操作内容を表す操作信号を生成し、該操作信号を後述の図２に示すＣＰＵ２１ａに供給する。また、表示装置２２は、後述のＣＰＵ２１ａから供給される表示信号に基づいて、プラントの監視及び操作画面を表示する。また、表示装置２２は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro-luminescence）ディスプレイなどの表示デバイス等で構成される。入力装置２３は、キーボード、マウス、タッチセンサー等で構成される。また、表示装置２２及び入力装置２３は、例えばタッチパネルとして一体に形成されてもよい。

【0017】

なお、本実施形態では、表示装置２２及び入力装置２３を、ＨＭＩ２１の外部に設置される例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、表示装置２２及び入力装置２３は、ＨＭＩ２１の内部に含まれてもよい。

【0018】

複数の主機及び補機２４は、ボイラ、タービン、発電機等の主要機器、及び、プラントを効率よく、安定に運転させるために設置される熱交換器、過熱器等の補機である。

【0019】

複数の制御装置２５、例えば、制御装置－１～制御装置－ｍは、情報処理装置等で構成され、それぞれ、複数の主機及び補機２４の動作を制御する。また、制御装置２５は、主機及び補機２４からプラントデータを取得してＨＭＩ２１に送信する。なお、プラントデータは、主機及び補機２４によりＨＭＩ２１に送信されてもよい。この場合、主機及び補機２４は、例えば、ネットワーク２６に接続され、ＨＭＩ２１と情報データの送受信ができるように接続される必要がある。また、各制御装置２５は、制御対象となる主機及び補機２４に応じて異なる制御機能を有する。ここで、各制御装置２５の制御機能の詳細説明を省略する。

【0020】

［ＨＭＩのハードウェア構成］
次に、プラント監視システム２のＨＭＩ２１のハードウェア構成について説明する。図２は、本実施形態に係るプラント監視システム２の各ＨＭＩ２１のハードウェア構成例を示すブロック図である。ＨＭＩ２１は、図２に示すように、ＣＰＵ２１ａと、ＲＯＭ（Read Only Memory）２１ｂと、ＲＡＭ（Random Access Memory）２１ｃと、記憶装置２１ｄと、通信インターフェース２１ｅとを備える。ＣＰＵ２１ａ、ＲＯＭ２１ｂ、ＲＡＭ２１ｃ、記憶装置２１ｄ及び通信インターフェース２１ｅは、バス２１ｆにより、互いに情報データの送受信ができるように接続される。

【0021】

ＣＰＵ２１ａは、ＨＭＩ２１の各機能を実行する。また、ＣＰＵ２１ａは、後述の図７に示プラント監視処理を制御する。なお、ＣＰＵ２１ａに代えてＧＰＵ（Graphics Processing Unit）を用いてもよく、ＣＰＵ２１ａとＧＰＵ（Graphics Processing Unit）を併用してもよい。

【0022】

ＲＯＭ２１ｂは、例えば不揮発性メモリ等の記憶媒体で構成され、ＣＰＵ２１ａが実行及び参照するプログラムやデータ等を記憶する。

【0023】

ＲＡＭ２１ｃは、例えば揮発性メモリ等の記憶媒体で構成され、ＣＰＵ２１ａが行う各処理に必要な情報（データ）を一時的に記憶する。

【0024】

記憶装置２１ｄは、ＣＰＵ２１ａによって実行されるプログラムを格納したコンピューター読取可能な非一過性の記録媒体で構成され、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶装置で構成される。記憶装置２１ｄは、ＣＰＵ２１ａが各部を制御するためのプログラム、ＯＳ（Operating System）、コントローラー等のプログラム、データを記憶する。また、記憶装置２１ｄは、後述の処理用ストレージ３１及び一致化用ストレージ３２（図４参照）を含んでもよい。なお、記憶装置２１ｄに記憶されるプログラム、データの一部は、ＲＯＭ２１ｂに記憶されてもよい。また、ＣＰＵ２１ａによって実行されるプログラムを格納したコンピューター読取可能な非一過性の記録媒体は、ＨＤＤに限定されず、例えば、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＣＤ（Compact Disc）－ＲＯＭ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）－ＲＯＭ等の記録媒体であってもよい。

【0025】

通信インターフェース２１ｅは、ＮＩＣ（Network Interface Card）やモデム等で構成され、ＣＰＵ２１ａの制御により、表示装置２２、入力装置２３、及び制御装置２５との情報データの送受信を行う。

【0026】

［ＨＭＩの状態遷移］
次に、プラント監視システム２のＨＭＩ２１の状態遷移について説明する。図３は、本実施形態に係るプラント監視システム２のＨＭＩ２１の状態遷移を示す図である。ＨＭＩ２１の初期状態は、ＨＭＩ２１が起動する前の状態、すなわち、電源が入れていない「ＨＭＩ停止」の状態ＳＴ１０である。ＨＭＩ２１が起動した後、「ＨＭＩ停止」の状態ＳＴ１０は、各機能が起動される前の「機能停止」の状態ＳＴ１１に遷移する。

【0027】

以下に説明する状態遷移、すなわち、図３において一点鎖線により囲まれる状態遷移は、ＨＭＩ２１の各機能に対応して同様であり、機能ごとの状態遷移である。ＨＭＩ２１の各機能が起動すると、「機能停止」の状態ＳＴ１１は、機能を実行させるためのプラントデータ取得処理等の前準備処理が行われる「イニシャルモード」の状態ＳＴ１２に遷移する。状態ＳＴ１２は、機能を実行させるための前準備処理が完了するまで、自身に自動遷移して、イニシャルモードが継続する。なお、状態ＳＴ１２において、機能を実行させるための前準備処理が失敗した場合、機能が起動されないため、状態ＳＴ１２は、「機能停止」の状態ＳＴ１１に遷移する。また、状態ＳＴ１２において、ＨＭＩ２１の電源が切れた場合、状態ＳＴ１２は、「ＨＭＩ停止」の状態ＳＴ１０に遷移する。

【0028】

一方、機能を実行させるための前準備処理が成功で完了し、起動される機能が主系機能である場合、状態ＳＴ１２は、主系機能に対応する「主系」の状態ＳＴ１３に自動遷移する。主系機能が異常状態になった場合、状態ＳＴ１３は、「機能停止」の状態ＳＴ１１に遷移する。また、状態ＳＴ１３において、ＨＭＩ２１の電源が切れた場合、状態ＳＴ１３は、「ＨＭＩ停止」の状態ＳＴ１０に遷移する。また、例えば、運転員が表示装置２２及び入力装置２３を介して主系機能を従系機能に変更する（系切替）操作を行った場合、状態ＳＴ１３は、従系機能に対応する「従系」の状態ＳＴ１４に遷移する。

【0029】

また、機能を実行させるための前準備処理が成功で完了し、起動される機能が従系機能である場合、状態ＳＴ１２は、従系機能に対応する「従系」の状態ＳＴ１４に自動遷移する。なお、ＨＭＩ２１は主系機能のみを実行するので、従系機能は実行されず、従系機能に対応する「従系」の状態ＳＴ１４は待機状態となる。このため、状態ＳＴ１４は、「機能停止」の状態ＳＴ１１に遷移しない。また、状態ＳＴ１４において、ＨＭＩ２１の電源が切れた場合、状態ＳＴ１４は、「ＨＭＩ停止」の状態ＳＴ１０に遷移する。また、例えば、運転員が表示装置２２及び入力装置２３を介して従系機能を主系機能に変更する（系切替）操作を行った場合、状態ＳＴ１４は、主系機能に対応する「主系」の状態ＳＴ１３に遷移する。また、従系機能が、他のＨＭＩの主系機能であり、他のＨＭＩにおいて異常状態になったことにより、自体のＨＭＩが当該従系機能の主系ＨＭＩに切り替わる場合、当該従系機能に対応する状態ＳＴ１４は、主系機能に対応する「主系」の状態ＳＴ１３に自動遷移する。

【0030】

次に、プラント監視システム２における従系ＨＭＩの記憶データと主系ＨＭＩの記憶データとの一致化について説明する。図４は、本実施形態に係るプラント監視システム２における従系ＨＭＩの記憶データと主系ＨＭＩの記憶データとの一致化を説明するための図である。図４には、ある機能の主系ＨＭＩ及び複数の従系ＨＭＩが示されている。図４に示すように、主系ＨＭＩ及び複数の従系ＨＭＩは、それぞれ、処理用ストレージ３１及び一致化用ストレージ３２を有する。

【0031】

処理用ストレージ３１は、各主機及び補器２４から取得されたプラントデータ、ＨＭＩ２１の各機能に関するデータ（処理結果及び実行履歴データ等）を記憶する。また、処理用ストレージ３１は、後述のプラント監視処理で利用される、カウンタデータ４０（図５参照）、機能管理テーブル５１及び重み値管理テーブル５２（図６参照）を記憶する。以下では、処理用ストレージ３１の記憶データを、「ＨＭＩ（端末装置）の記憶データ」とも称する。処理用ストレージ３１は、例えば、図２に示す記憶装置２１ｄで構成されてもよいし、専用の記憶装置であってもよい。各ＨＭＩ２１では、一致化用ストレージ３２は、所定周期で（例えば０．５秒毎に）処理用ストレージ３１と一致化される。このため、一致化用ストレージ３２の記憶データは、処理用ストレージ３１の記憶データと同じである。また、一致化用ストレージ３２は、例えば、図２に示す記憶装置２１ｄで構成されてもよいし、専用の記憶装置であってもよい。

【0032】

また、主系ＨＭＩにおいて、一致化用ストレージ３２が処理用ストレージ３１と一致化された後、一致化用ストレージ３２の記憶データが、所定周期で（例えば０．５秒毎に）従系ＨＭＩの処理用ストレージ３１に送信される。そして、従系ＨＭＩの処理用ストレージ３１が、主系ＨＭＩの一致化用ストレージ３２と一致化される。すなわち、各機能の従系ＨＭＩは、自装置の記憶データを、所定周期で当該機能の主系ＨＭＩの記憶データと一致化する。

【0033】

なお、従系ＨＭＩの処理用ストレージ３１と主系ＨＭＩの一致化用ストレージ３２との一致化の周期は、各ＨＭＩ内部の処理用ストレージ３１と一致化用ストレージ３２との一致化の周期と同様に設定されてもよいし、各ＨＭＩ内部の一致化の周期より長い他の周期に設定されてもよい。

【0034】

また、上述した記憶データとの一致化により、ある機能の従系ＨＭＩが主系ＨＭＩに切り換わった場合、新しい主系ＨＭＩは、元の主系ＨＭＩと同じデータを用いて同じ機能（上記ある機能）を実行するので、同じ処理結果を出力する。なお、各機能の処理結果は、当該機能を実行する主系ＨＭＩのみにより出力され、従系ＨＭＩからは出力されない。

【0035】

次に、プラント監視システム２の各ＨＭＩ２１における機能の死活監視について説明する。図５は、本実施形態に係るプラント監視システム２の各ＨＭＩ２１における機能の死活監視を説明するための図である。図５に示すカウンタデータ４０は、各ＨＭＩ２１において、機能の死活監視を行うために設けられ、機能の実行状態に関する情報である。カウンタデータ４０は、処理用ストレージ３１と一致化用ストレージ３２と別に設けられたストレージに記憶される。以下では、カウンタデータ４０を記憶するストレージを「転写メモリ」と称する。なお、転写メモリは、記憶装置２２ｄに含まれてもよいし、専用の記憶装置に含まれてもよい。また、転写メモリは、従系ＨＭＩの記憶データと主系ＨＭＩの記憶データとの一致化において、所定周期で一致化される。

【0036】

カウンタデータ４０は、ＨＭＩ２１の機能ごとのカウンタ値である「機能－１」、「機能－２」～「機能－ｘ」を有する。図５（ａ）には、カウンタデータ４０の初期データが示されている。「機能－１」、「機能－２」～「機能－ｘ」の初期データは、「０」である。

【0037】

図５（ｂ）には、１秒後のカウンタデータ４０が示されている。各ＨＭＩ２１は、自装置の各機能の実行状態を確認し、正常運行の状態であれば、カウンタデータ４０における当該機能のカウンタ値に「１」を加算する。例えば、図５（ｂ）に示す「機能－１」及び「機能－２」は、「１」に更新された。また、各ＨＭＩ２１は、自装置の各機能の実行状態を確認し、異常状態であれば、カウンタデータ４０における当該機能のカウンタ値を更新しない。例えば、図５（ｂ）に示す「機能－ｘ」は、更新されず、図５（ａ）に示す「機能－ｘ」のカウンタ値（「０」）と同じである。

【0038】

また、各ＨＭＩ２１は、さらに１秒後（初期状態から２秒後）に、自装置の各機能の実行状態を確認してカウンタデータ４０を更新する。図５（ｃ）には、さらに１秒後のカウンタデータ４０が示されている。図５（ｃ）に示すように、「機能－１」及び「機能－２」は、「２」に更新され、「機能－ｘ」のカウンタ値は更新されず、「０」である。

【0039】

ここで、各ＨＭＩ２１は、１秒毎にカウンタデータ４０を更新し、２秒毎にカウンタデータ４０を確認することを想定する。このため、さらに２秒後に、各ＨＭＩ２１は、カウンタデータ４０を再度確認する。図５（ｄ）には、さらに２秒後（初期状態から４秒後）のカウンタデータ４０が示されている。図５（ｄ）に示すように、「機能－１」及び「機能－２」は、「４」に更新され、「機能－ｘ」のカウンタ値は更新されず、「０」である。各ＨＭＩ２１は、「機能－ｘ」のカウンタ値が所定の時間（４秒）で更新されていないことを確認すること、すなわち、連続２回で更新されていないことを確認するにより、機能－ｘが異常状態になったことを検出する。

【0040】

なお、上記説明では、ＨＭＩ２１が１秒毎にカウンタデータ４０を更新し、２秒毎にカウンタデータ４０を確認し、４秒毎に（連続２回確認で）各機能の異常状態を検出する動作例を説明したが、本発明はこれに限定されない。ＨＭＩ２１がカウンタデータ４０を更新する周期は、主系ＨＭＩの記憶データと従系ＨＭＩの記憶データとの一致化の所定周期より長ければ、適当に任意の周期に設定されてもよい。また、ＨＭＩ２１がカウンタデータ４０を確認する周期は、カウンタデータ４０を更新する周期より長ければ、適当に任意の周期に設定されてもよい。また、ＨＭＩ２１が各機能の異常状態を検出する周期は、カウンタデータ４０を確認する周期と同じに設定されてもよいし、カウンタデータ４０を確認する周期より長い周期に設定されてもよい。

【0041】

ある機能が異常状態になった場合、すなわち、ＨＭＩ２１がカウンタデータ４０に基づいて異常状態になった機能を検出した場合、当該機能の従系ＨＭＩは、各ＨＭＩ２１の処理負荷に基づいて、当該機能の主系ＨＭＩに切り替えるか否かを判断する。具体的には、ＨＭＩ２１は、後述の機能管理テーブル５１に基づいて、自装置が当該機能の主系ＨＭＩであるか従系ＨＭＩであるかを判定する。ＨＭＩ２１は、自装置が当該機能の主系ＨＭＩであると判定した場合、当該機能が機能停止になることを確定する。一方、ＨＭＩ２１は、自装置が当該機能の従系ＨＭＩであると判定した場合、後述の重み値管理テーブル５２に基づいて、自装置の処理負荷が、各ＨＭＩの中最も小さいであるか否かを判定する。ＨＭＩ２１は、自装置の処理負荷が、各ＨＭＩの中最も小さいであると判定した場合、当該機能の主系ＨＭＩに切り替える。

【0042】

図６は、本実施形態に係るプラント監視システム２における機能の主系ＨＭＩの切り替えを説明するための図である。図６では、機能－１が異常状態になったことを想定する。図６（ａ）には、機能－１が異常状態になった際の機能管理テーブル５１及び重み値管理テーブル５２が示されている。図６（ｂ）には、機能－１の主系ＨＭＩを切り替えた後の機能管理テーブル５１及び重み値管理テーブル５２が示されている。

【0043】

機能管理テーブル５１は、「機能名＝重み値」の欄と「主系ＨＭＩ」の欄とを有する。「機能名＝重み値」の欄は、機能を唯一に識別する名称、及び、当該機能に設定された重み値が、「＝」で紐付けられた情報、例えば、「機能－１＝１」を格納する。ここで、機能の重み値は、当該機能を実行する際に、ＨＭＩ２１のＣＰＵ２１ａにかかる負荷に基づいて、予め設定される。重み値は、例えば、「１」、「２」、「３」等の数値であり、機能がＣＰＵ２１ａにかかる負荷が大きい場合に、重み値が大きい数値に設定され、機能がＣＰＵ２１ａにかかる負荷が小さい場合に、重み値が小さい数値に設定される。「主系ＨＭＩ」の欄は、「機能名＝重み値」の欄に格納される機能の主系ＨＭＩの識別情報、例えば、「ＨＭＩ－１」、「ＨＭＩ－２」等を格納する。

【0044】

なお、「機能名＝重み値」の欄において、機能を唯一に識別する名称を機能の識別子とするが、本発明これに限定されず、機能名の他、例えば、機能を唯一に識別できるＩＤ（Identity）等を機能の識別子としてもよい。また、「機能名＝重み値」の欄において、「＝」で機能と重み値とを紐付けるが、本発明はこれに限定されず、機能と重み値との対応関係を表せる任意方式の情報を適用してもよい。また、「主系ＨＭＩ」の欄において、主系ＨＭＩの識別情報は、「ＨＭＩ－１」、「ＨＭＩ－２」等名称に限定されず、各ＨＭＩ２１を唯一に識別できる識別子であれば、任意方式の情報であてもよい。

【0045】

重み値管理テーブル５２は、「ＨＭＩ名＝重み値総和」の欄を有する。「ＨＭＩ名＝重み値総和」の欄は、ＨＭＩ２１を唯一に識別できる名称、及び、当該ＨＭＩ２１における主系機能の重み値の合計値である重み値総和が、「＝」で紐付けられた情報、例えば、「ＨＭＩ－１＝２０」を格納する。なお、重み値総和は、機能管理テーブル５１のデータに基づいて算出される。例えば、機能管理テーブル５１において、「ＨＭＩ－１」が主系ＨＭＩとなる、「機能－１＝１」、「機能－２＝１」、「機能－５＝３」、及び不図示機能の重み値の合計（「１」＋「１」＋「３」＋…）が「２０」である。それゆえ、重み値管理テーブル５２において、「ＨＭＩ－１＝２０」が格納されている。重み値総和、すなわち、ＨＭＩ２１の処理負荷は、ＨＭＩ２１の主系機能の総合処理負荷を示す情報である。ＨＭＩ２１は、自装置の処理負荷が、各ＨＭＩの中最も小さいであるか否かを確認する際は、重み値管理テーブル５２に基づいて確認を行う。

【0046】

図６（ａ）に示す機能管理テーブル５１及び重み値管理テーブル５２に状態において、機能－１が異常状態になり、すなわち、機能－１が、主系ＨＭＩであるＨＭＩ－１において機能停止（図３のＳＴ１３からＳＴ１１への遷移を参照）になった。この場合、図５で説明した機能の死活監視により、各ＨＭＩ２１が機能－１の異常状態を検出し、自装置が、機能－１の主系ＨＭＩに切り替える第１順位であるか否かを判定する。主系ＨＭＩに切り替える順位は、重み値管理テーブル５２の重み値総和の昇順である。すなわち、現状の処理負荷が最も小さい（重み値総和が一番小さい）従系ＨＭＩは、異常が発生した機能の主系ＨＭＩに切り替わる。

【0047】

ここで、図６（ａ）に示す重み値管理テーブル５２において、ＨＭＩ－２の重み総和（「１６」）が一番小さいことを想定する。このため、ＨＭＩ－２が機能－１の主系ＨＭＩに切り替わる。

【0048】

ＨＭＩ－２が機能－１の主系ＨＭＩに切り替わった後の機能管理テーブル５１では、図６（ｂ）に示すように、「機能－１＝１」に対応する主系ＨＭＩが「ＨＭＩ－２」に更新された。また、ＨＭＩ－２が機能－１の主系ＨＭＩに切り替わった後の重み値管理テーブル５２では、図６（ｂ）に示すように、「ＨＭＩ－１」の重み総和が「２０」から「１９」に更新された。これは、機能－１の主系ＨＭＩがＨＭＩ－２に切り替わったので、ＨＭＩ－１の重み総和から、機能－１の重み値「１」が除かれたためである。また、図６（ｂ）に示すように、「ＨＭＩ－２」の重み総和が「１６」から「１７」に更新された。これは、機能－１の主系ＨＭＩがＨＭＩ－２に切り替わったので、ＨＭＩ－２の重み総和に、機能－１の重み値「１」が加算されたためである。

【0049】

［プラント監視処理の手順］
次に、プラント監視システム２の各ＨＭＩ２１におけるプラント監視処理の手順について説明する。図７は、本実施形態に係るプラント監視システム２の各ＨＭＩ２１におけるプラント監視処理の手順を示すフローチャートである。以下に説明する処理は、ＨＭＩ２１が起動されると開始する。

【0050】

まず、ＨＭＩ２１のＣＰＵ２１ａは、各機能の死活監視（図５参照）を行う（ステップＳ２１）。この処理において、ＣＰＵ２１ａは、例えば、自装置により実行される機能の実行状態に基づいて、１秒毎にこれらの機能のカウンタ値、すなわち、図５に示すカウンタデータ４０を更新する。また、ＣＰＵ２１ａは、例えば、２秒毎にカウンタデータ４０における各機能のカウンタ値の更新状態を確認する。

【0051】

次に、ＣＰＵ２１ａは、異常機能が存在するか否かを判定する（ステップＳ２２）。この処理において、ＣＰＵ２１ａは、カウンタデータ４０における各機能のカウンタ値の更新状態を確認する際、例えば、連続２回（４秒間）でカウンタ値が更新されていない機能を検出した場合、当該機能を異常機能であると判定する。この場合、ステップＳ２１はＹＥＳ判定となる。また、ＣＰＵ２１ａは、各機能のカウンタ値を連続２回（４秒間）で確認し、カウンタ値が更新されていない機能を検出しなかった場合、異常機能が存在しないと判定し、ステップＳ２１はＮＯ判定となる。

【0052】

ステップＳ２２の処理において、ＣＰＵ２１ａは、異常機能が存在しないと判定した場合（ステップＳ２２のＮＯ判定）、ステップＳ２１の処理に戻し、ステップＳ２１～ステップＳ２２の処理を繰り返して実行する。

【0053】

一方、ステップＳ２２の処理において、ＣＰＵ２１ａは、異常機能が存在すると判定した場合（ステップＳ２２のＹＥＳ判定）、機能管理テーブル５１（図６参照）に基づいて、当該異常機能が自装置の主系機能であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。

【0054】

ステップＳ２３の処理において、ＣＰＵ２１ａは、当該異常機能が自装置の主系機能であると判定した場合（ステップＳ２３のＹＥＳ判定）、当該異常機能の機能停止状態を確定する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４の処理後、ＣＰＵ２１ａは、ステップＳ２１～ステップＳ２３の処理を繰り返して実行する。

【0055】

一方、ステップＳ２３の処理において、ＣＰＵ２１ａは、当該異常機能が自装置の主系機能でないと判定した場合（ステップＳ２３のＮＯ判定）、重み値管理テーブル５２（図６参照）に基づいて、自装置が主系ＨＭＩに切り替わる第１順位であるか否かを判定する（ステップＳ２５）。

【0056】

ステップＳ２５の処理において、ＣＰＵ２１ａは、自装置が主系ＨＭＩに切り替わる第１順位でないと判定した場合（ステップＳ２５のＮＯ判定）、ステップＳ２１の処理に戻し、ステップＳ２１～ステップＳ２５の処理を繰り返して実行する。

【0057】

一方、ステップＳ２５の処理において、ＣＰＵ２１ａは、自装置が主系ＨＭＩに切り替わる第１順位であると判定した場合（ステップＳ２５のＹＥＳ判定）、自装置を当該異常機能の主系ＨＭＩに切り替える（ステップＳ２６）。

【0058】

次いで、ＣＰＵ２１ａは、機能管理テーブル５１を更新する（ステップＳ２７）。この処理では、ＣＰＵ２１ａは、機能管理テーブル５１における、当該異常機能に紐付けている主系ＨＭＩの名称を自装置の名称に更新する。

【0059】

次いで、ＣＰＵ２１ａは、重み値管理テーブル５２を更新する（ステップＳ２８）。この処理では、ＣＰＵ２１ａは、重み値管理テーブル５２における自装置の重み総和に当該異常機能の重み値を加算し、当該異常機能の元の主系ＨＭＩの重み総和から、当該異常機能の重み値を除く。ステップＳ２８の処理後、ＣＰＵ２１ａは、ステップＳ２１の処理に戻し、ステップＳ２１～ステップＳ２８の処理を繰り返して実行する。

【0060】

［効果］
上述したように、本実施形態に係るプラント監視システム２では、プラントの運行状況を監視するための各機能は１つのＨＭＩに集中されない。各機能は、プラント監視システム２が有する複数のＨＭＩ２１に分散され、予め決まられた主系ＨＭＩのみで実行される。また、プラント監視システム２では、異常機能が検出された場合、当該異常機能の主系ＨＭＩが、現在の主系ＨＭＩから、現状の処理負荷が最も小さい他のＨＭＩに切り替わる。このため、本実施形態に係るプラント監視システム２によれば、処理負荷を分散することができる。

【0061】

なお、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するためにプラント監視システムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ここで説明した実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることは可能であり、さらにはある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

【符号の説明】

【0062】

２…プラント監視システム、２１…ＨＭＩ、２２…表示装置、２３…入力装置、２４…主機及び補機、２５…制御装置、２６…ネットワーク、３１…処理用ストレージ、３２…一致化用ストレージ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】