JP2014123260A - システム監視画面の画像作成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フリーハンドで描いた下絵に基づいて画面画像を容易に作成できるシステム監視画面の画像作成装置を提供すること。
【解決手段】システム監視画面画像の下絵２１０を、手書き図形と当該手書き図形に関連付けられた手書きコメントを含むものをアナログ／デジタル変換して得たデジタル画像が記憶されたスキャン画像記憶部２４０と、当該デジタル画像から抽出した手書き画像に対応するオブジェクトを画面画像上に描画する描画部２３８，２６０と、当該デジタル画像から手書きコメントに対応するコメントを抽出するコメント抽出部２３２と、当該抽出コメントによって指定されるパラメータセットを画面画像上に描画するオブジェクトに関連付けるパラメータ引当部２３６とを備える。パラメータセットには、外部参照パラメータが含まれており、描画部は、当該外部参照パラメータの変化を反映してオブジェクトを描画する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、システム制御装置によるシステム制御状況が表示されるシステム監視画面の画像作成装置に関する。

種々のシステムの制御を担うシステム制御装置（コンピュータ）と操作者との情報（例えば、当該システムの制御及び監視に係る情報）のやりとりは、当該システム制御装置に係る表示装置の画面上に表示される画像（以下では「画面画像」と称することがある）、すなわちＧＵＩ（Graphical User Interface）を介して行われることが多くなっている。例えば、プロセス産業の分野では、図や文字を自由に配置したり、プロセスデータの計測値を図表形式で表したりした画面を表示装置に表示し、当該画面を用いて運転監視を行うプラント運用が主流となっており、その画面の構築手段が様々存在する。

例えば、特開２００８−１９７７２１号公報公報には、グラフィック部品エディタ及びグラフィック画面エディタを備えるプラント監視画像作成装置が開示されており、画面画像の作成者は当該画像作成装置を利用することで、画面画像の一部を構成する画面部品のイメージ（例えば、プラントにおける「配管」のイメージ）の作成と、当該イメージへの可変パラメータの設定をグラフィック部品エディタで行い、当該グラフィック部品エディタで作成した画面部品をグラフィック画面エディタで適宜配置することで監視画面を作成する。

特開２００８−１９７７２１号公報

通常行われる画面画像の作成は、まず、作業者がフリーハンドで画面画像の下絵を作成し、当該下絵に基づいて改めてコンピュータ（画像作成装置）で画面画像を作成する手順を踏んでいく。上記文献の技術でも、作業者は、まず画面画像の下絵を作成し、画像作成装置（コンピュータ）の入力装置（例えば、キーボードやマウス、タッチパネル等）を操作することで画面部品のイメージ作成作業と可変パラメータ設定作業を行い、さらに、当該画面部品を適宜配置して画面画像を作成し、可変パラメータへのアドレス・ロジックの割り当てをすることが推測される。このような一連の画面画像作成作業における入力装置（画像作成装置）の操作は、通常、作業者の手作業で行われるため、多大の工数がかかるとともに相当の時間を要する。また、コンピュータによる操作は、作業者によってはフリーハンドで描く場合と比較して疲労や精神的苦痛が蓄積されやすいと感じることもある。さらに、何十枚から何百枚もの画面画像が必要なシステムも少なくなく、画面部品のデータの蓄積が全く無く、画面画像をゼロから作成する場合には、さらなる作業時間が必要となる。

本発明の目的は、フリーハンドで描いた下絵に基づいて画面画像を容易に作成できるシステム監視画面の画像作成装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、システム制御装置によるシステム制御状況を示すシステム監視画面の画像作成装置において、システム監視画面画像の下絵であって、手書き図形と当該手書き図形に関連付けられた手書きコメントを含むものをアナログ／デジタル変換して得たデジタル画像が記憶された画像記憶装置と、前記デジタル画像をパターン認識して前記手書き図形を抽出し、当該抽出した手書き画像に対応するオブジェクトを画面画像上に描画する描画部と、前記デジタル画像をパターン認識することにより前記手書きコメントに対応するコメントを抽出するコメント抽出部と、前記抽出コメントにパラメータ指定文字が含まれる場合に、当該パラメータ指定文字に対応するパラメータセットを、前記画面画像上に描画する前記オブジェクトに関連付けるパラメータ引当部とを備え、前記パラメータセットには、前記システム制御装置に記憶された所定のデータにリンク付けられた外部参照パラメータが含まれており、前記描画部は、前記外部参照パラメータの変化を反映して前記オブジェクトを描画するものとする。

本発明によれば、フリーハンドで描いた下絵に基づいて画面画像を容易に作成できる。

本発明の実施の形態に係るプラント制御システムの構成図。 本発明の実施の形態に係る第３システム制御装置１００の構成図。 本発明の実施の形態に係る画面画像の作画用原図２１０の一例を示す図。 本発明の実施の形態に係る入出力処理部２２２の処理フロー図。 本発明の実施の形態に係る描画要素抽出部２３０の処理フロー図。 本発明の実施の形態に係るコメント抽出部２３３の処理フロー図。 本発明の実施の形態に係るオブジェクト編集部２３４の処理フロー図。 本発明の実施の形態に係るオブジェクト編集部２３４がステップ５５４で実行する処理の説明図。 本発明の実施の形態に係るパラメータ引き当て部２３６の処理フロー図。 図２における画面画像２１６の拡大図。 図１０に示した画面画像２１６に動画要素を反映させた場合の一例を示す図。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。ここでは、制御装置（コンピュータ）による監視制御対象のシステムとして、化学製品を生産する化学プラントを例に挙げて説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るプラント制御システムの構成図である。この図に示すプラント制御システムは、化学プラント１の監視制御を行うためのものであり、３台のシステム制御装置（第１システム制御装置１１２、第２システム制御装置１１０、第３システム制御装置１１０）を備えている。

化学プラント１は、化学製品が生成される反応缶１２０と、反応缶１２０の温度を調節するためのジャケット１２２と、反応缶１２０に導入される原料（流体）が流通する配管１３２と、ジャケット１２２に導入される温水／冷水が流通する配管１１６と、反応缶１２０内の温度を検出するための温度検出器１２４と、ジャケット１２２の温度を検出するための温度検出器１３０と、配管１１６を介してジャケット１２２に導入される温水／冷水の量を調整するための調節弁１１８と、配管１３２を介して反応缶１２０に導入される原料の量を調整するための調節弁１２８と、配管１１６内を流通する温水／冷水の流量を検出するための流量検出器１１４と、配管１３２内を流通する原料の流量を検出するための流量検出器１２６を備えている。

第１システム制御装置１１２は、主として反応缶１２０における化学反応の進行を制御するためのものであり、温度検出器１２４及び流量検出器１２６からの信号をモニタリングし、調節弁１２８をコントロールすることで反応缶１２０に係る生成物のプロセス制御を行う。第２システム制御装置１１０は、主としてジャケット１２２の温度を制御するためのものであり、温度検出器１３０及び流量検出器１１４からの信号をモニタリングし、調節弁１１４をコントロールすることで、ジャケット１２２の温度制御を通じて反応缶１２０に係る生成物のプロセス制御を行う。

第３システム制御装置１００は、表示装置２１２（図２参照）を備えており、表示装置２１２の画面（システム監視画面）には、第１システム制御装置１１２及び第２システム制御装置１１０によるプラント制御状況が画像（画面画像）として表示される。第３システム制御装置１００は、システム監視画面（表示装置２１２）の画像作成装置としての機能と、オペレータの入力に基づいて第１システム制御装置１１２及び第２システム制御装置１１０に指令値を出力する機能とを主として備えている。また、第３システム制御装置１００には、画面画像の下絵をアナログ／デジタル変換して内部の記憶装置に取り込むためのイメージスキャナ１０１が接続されている。

第１システム制御装置１１２、第２システム制御装置１１０及び第３システム制御装置１００は、通信回線１０２を介して互いに通信可能に接続されている。そして、流量検出器１２６，１１４によって検出された反応缶１２０に流れ込む原料の流量やジャケット１２２に流れ込む温水／冷水の流量は、第１システム制御装置１１２及び第２システム制御装置１１０を介して第３システム制御装置１００に取り込まれ、表示装置２１２上に表示される。また、第１システム制御装置１１２、第２システム制御装置１１０によって制御される調節弁１１８，１２８の開度も通信回線１０２を介して第３システム制御装置１００の表示装置２１２上に表示される。これにより、オペレータは、第３システム制御装置１００の表示装置２１２の画面をモニタすることにより、反応缶１２０及びジャケット１２２への原料等の流入状況を把握することができる。また、調節弁１１８，１２８の開度を手動制御する場合には、第３システム制御装置１００からその実行が可能である。

なお、図１には図示しなかったが、第１システム制御装置１１２、第２システム制御装置１１０及び第３システム制御装置１００は、各種プログラムを実行するための演算手段としての演算処理装置（例えば、ＣＰＵ）と、当該プログラムをはじめ各種データを記憶するための記憶手段としての記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびフラッシュメモリ等の半導体メモリや、ハードディスクドライブ等の磁気記憶装置）と、各装置へのデータ及び指示等の入出力制御を行うための入出力演算処理装置を備えている。

ところで、近年のプロセス産業では、トータル維持コストの削減要求が日増しに強まってきており、プラントの設計者及び運転員の人数削減と、１人当たりの業務範囲とが拡大する傾向にある。このような傾向の中で、プラント設計者は効率の良いプラント運転・監視を支援する環境の提供のために、様々な監視画面の構築と保守を行っているが、日常のプラント操業の業務に従事するプラント運転員（オペレータ）は、プラント設計者の意図とは異なるプラント挙動等に遭遇することがしばしばあり、プラント設計者に改造を要求することが多々ある。このような事情のもと、監視画面の新規構築および改造に伴って画面画像の新規構築・修正も必要となり、当該画面画像の作成効率を大幅に向上したいという要望が生じる。

図２は本発明の実施の形態に係る第３システム制御装置１００の構成図である。この図に示す第３システム制御装置１００は、その内部機構として、イメージスキャナ１０１によるアナログ／デジタル変換処理（Ａ／Ｄ変換処理）によって取得したデジタル画像に基づいて画面画像の作成処理を実行する作画処理部２２６と、プラント監視制御処理を実行するプロセス監視制御部２５３と、作画処理部２２６及びプロセス監視制御部２５３が利用するデータが記憶された記憶装置２５５と、表示装置２１２及び入力装置２１４と作画処理部２２６及び監視制御部２５３との間のデータ及び指示の入出力を制御する画面／キー入出力処理部２２２を備えている。

作画処理部２２６は、画像取込部２２８と、描画要素抽出部２３０と、コメント抽出部２３２と、オブジェクト編集部２３４と、パラメータ引き当て部２３６と、静止画描画部２３８を備えている。

記憶装置２５５は、各種データが記憶される部分であり、スキャン画像記憶部２４０と、描画要素記憶部２４２と、コメント記憶部２４４と、標準オブジェクト記憶部２６６と、描画オブジェクト記憶部２４６と、パラメータ記憶部２４８と、プロセスデータ記憶部２５０と、プロセス画面記憶部２５２を備えている。各記憶部２４０，２４２，２４４，２４６，２４８，２５０，２５２，２６６は、それぞれ異なるハードウェア（記憶装置）で構成しても良いし、その一部又は全部を１つのハードウェア（記憶装置）にまとめて構成しても良い。

プロセス監視制御部２５３は、画面情報取り出し部２５４と、プロセスデータ収集部２５６と、プロセス画面編集部２５８と、画面描画部２６０と、プロセスパラメータ設定部２６２と、サンプリング待ち部２６４を備えている。

また、第３システム制御装置１００は、表示装置（モニタ）２１２と、入力装置（キーボード、マウス等）２１４を備えている。さらに、第３システム制御装置１００にはイメージスキャナ１０１が接続されており、イメージスキャナ１０１によってフリーハンドの作画用原図２１０が読込まれる。作画用原図２１０は、複数の手書き図形と、当該複数の手書き図形にそれぞれ関連付けられた複数の手書きコメントとを含む画面画像の下絵である。

図２には、表示装置２１２の画面に表示される画面画像の例として、プロセス運転画面画像２１６が示されている。画面画像２１６は、図１中の反応缶１２０に係る配管や調節弁と、他の反応缶に係る配管や調節弁とを同一画面に配置したものであり、関連する工程状況の監視性を高めた画面である。図２においてイメージスキャナ１０１の下方に示した図（作画用原図）２１０は、作業者（画面画像の作成者）がフリーハンドで描いた画面画像２１６の下絵である。

図３は本発明の実施の形態に係る画面画像の作画用原図（下絵）２１０の一例を示す図である。この図に示す原図２１０には、画面エリア３４４と、コメントエリア３４６が設定されている。画面エリア３４４は、矩形の境界線３０２によって規定される閉領域の内部のエリアであって、作業者がフリーハンドで図形（手書き図形）を描くためのエリアである。境界線３０２は、表示装置２１２の画面の縁（画面画像の輪郭）に対応し、境界線３０２の内部に描かれる手書き図形が画面画像の実質的な下絵となる。すなわち、境界線３０２のアスペクト比は、表示装置２１２の画面のアスペクト比に一致する。なお、本実施の形態では境界線３０２の形状は表示装置２１２の画面に合わせたが、他の形状としても良い。

図３中の画面エリア３４４内に描かれた手書き図形としては、反応缶１２０Ａと、ジャケット１２２Ａと、配管１３２Ａと、調節弁１２８Ａと、配管１１６Ａと、調節弁１１８Ａと、温度計（温度検出器）１３０Ａと、反応缶３２２と、配管３２６と、調節弁３７０と、配管３７２と、調節弁３２４と、配管３７４と、配管３７６が存在している。このうち、反応缶１２０Ａは図１の反応缶１２０に対応する図形であり、ジャケット１２２Ａはジャケット１２２に対応し、配管１３２Ａは配管１３２に対応し、調節弁１２８Ａは調節弁１２８に対応し、配管１１６Ａは配管１１６に対応し、調節弁１１８Ａは調節弁１１８に対応し、温度計１３０Ａは温度検出器１３０に対応する。

また、画面エリア３４４内の手書き図形には、数字を丸印で囲った図形（以下、丸数字と称する）が付されているものがあるが、当該丸数字は当該丸数字が付された手書き図形の識別番号（ＩＤ）を示す。例えば、調節弁１１８Ａには数字の１が記載された丸数字３３６が付されており、反応缶１２２Ａには数字の３が記載された丸数字３３０が付されており、温度計１３０Ａには数字の４が記載された丸数字３０６が付されている。手書き図形に丸数字を付す手段としては、作画処理部２２６（後述）が、原図２１０のデジタル画像をパターン認識したときに丸数字がどの手書き図形に付されたものであるかを識別できる方法であれば良く、例えば、図３に示したように、丸数字における丸印と手書き図形を接触させるものがある。その他の方法としては、丸印と手書き図形を線で結ぶ等しても良い。ところで、識別番号は、各手書き図形に種々の情報を関連付ける際の各手書き図形の識別に利用され、主として記憶装置２５５（後述）で各手書き図形にデータを関連付けて記憶する際に利用される。識別番号は各丸印の内部の記号が該当し、上記の例では、調節弁１１８Ａの識別番号は１で、反応缶１２２Ａの識別番号は３で、温度計１３０Ａの識別番号は４になる。なお、ここでは丸印内に数字を記載したものを例に挙げたが、各手書き図形にユニークなものであれば良く、例えば、丸印内には文字列などを記載しても良い。

コメントエリア３４６は、境界線３０２によって規定される閉空間の外部のエリアであって、作業者がフリーハンドでコメント（手書きコメント）を描くためのエリアである。コメントエリア３４６の手書きコメントは、画面エリア３４４の手書き図形に関連付けて定義されており、当該関連付けられた手書き図形に後述の種々の属性を付与する。なお、図３の手書きコメントは、太字で表した文字列であり、便宜上「手書き」で示していない。

手書き図形の場合と同様に、コメントエリア３４６内の手書きコメントには、丸数字が付されているものがあるが、丸数字が付された手書きコメントは同じ丸数字が付された手書き図形に対応するものである。本実施の形態の作画処理部２２６は、手書き図形と手書きコメントの関連付けを丸数字を介して行っており、原図２１０の作成者は、同じ丸数字を付した手書きコメントと手書き図形を対応付ける意図で手書きコメントに丸数字を付している。

図３の例では、丸数字による対応付けに加えて、手書きコメントから手書き図形まで引かれた引き出し線を利用することで、作画処理部２２６（後述）の誤認識の発生を抑制している。引き出し線は、コメントエリア３４６内の丸数字（又は手書きコメント）から当該丸数字に対応する手書き図形に至るまで描かれた線であり、境界線３０２に交差している。引き出し線における手書き図形側の端部は矢印になっており、作画処理部２２６は当該矢印の先に存在する手書き図形を手書きコメントに対応するものとして認識する。なお、ここでは、対応付けに関して丸数字を引き出し線に優先させる場合について説明したが、引き出し線を丸数字に優先させても良い。また、引き出し線で対応付けを行う場合には、画面エリア３４４内の丸数字は省略しても良く、識別番号と、手書き図形と、手書きコメントの対応付けが可能であれば、その他の態様でも良い。

図３中のコメントエリア３４６内に描かれた手書きコメントとしては、数字の１が記載された丸数字３４０が付されたコメント３４２と、数字の２が記載された丸数字３１６が付されたコメント３１８と、数字の３が記載された丸数字３２８が付されたコメント３３４と、数字の４が記載された丸数字３０４が付されたコメント３０８と、数字の５が記載された丸数字３７８が付されたコメント３６０がある。

丸数字３４０，３１６，３２８，３０４，３７８によって、コメント３４２は調節弁１１８Ａに関連付けられており、コメント３１８は反応缶３２２に関連付けられており、コメント３３４は反応缶１２０Aに関連付けられており、コメント３０８は温度計１３０Ａに関連付けられており、コメント３６０は配管３７４に関連付けられている。さらに、引き出し線３３８，３２０，３３２，３１０，３８０によっても、コメント３４２は調節弁１１８Ａに関連付けられており、コメント３１８は反応缶３２２に関連付けられており、コメント３３４は反応缶１２０Aに関連付けられており、コメント３０８は温度計１３０Ａに関連付けられており、コメント３６０は配管３７４に関連付けられている。

各手書きコメントは、１又は複数組の文字列から構成されており、図３のように当該文字列が複数組存在する場合には各文字列をセミコロン（：）で区切るものとする。各文字列は、同じ丸数字が付された図形に割り当てられる属性を示す。

例えば、コメント３４２は、「Ｖ：黒：タイプ３」という３組の文字列から成る。このうち「Ｖ」は図形指定文字である。図形指定文字は、画面画像に利用される図形が記憶された標準オブジェクト記憶部２６６（図２参照）に記憶された複数のオブジェクト（標準オブジェクト）の中でどれを画面画像上に描画するかを指定する文字である。「V」は、標準オブジェクト記憶部２６６から調節弁のオブジェクト３６４（図８参照）を選択して編集することを示す。なお、図３中の他の図形指定文字としては、コメント３１８における「缶」、コメント３３４における「ジャケット付缶」、コメント３０８における「計器」及び「ＴＩＣ３０３」があり、コメント３６０における「配管」があり、各指定文字に対応する標準オブジェクトが記憶部２６６に記憶されている。

コメント３４２における「黒」は色指定文字である。色指定文字は、画面画像上に描画するオブジェクトの色を指定する文字である。「黒」はオブジェクト（調節弁）の色を黒に設定することを示す。なお、図３中の他の色指定文字としては、コメント３１８における「青」、コメント３３４における「灰」、コメント３６０における「黒」がある。なお、コメント３１８及びコメント３３４における「シェード」は、陰影指示文字であり、各標準オブジェクトに定められた態様でオブジェクトに陰影を付けることを指示する文字である。さらに、コメント３６０における「３Ｄ」は、３次元形状の標準オブジェクトを所定の方向から見た図を表示することを指示する３次元表示指示文字である。

コメント３４２における「タイプ３」はパラメータ指定文字である。パラメータ指定文字（タイプ）は、１又は複数のパラメータから成るパラメータセットを画面画像上に描画したオブジェクトに関連付けることを指示する文字である。「タイプ３」に係るパラメータとしては、調節弁の開度の現在値及び目標値、これら開度の画面への表示形式（弁開度表示ウィンドウ９０１（図１１参照）の形状、フォント、フォントの大きさ、フォントの色等も含む）等が含まれている。このうち、調節弁の開度の現在値及び目標値は、第２システム制御装置１１０に記憶された調節弁１１８の開度の現在値及び目標値のデータにリンク付けられた外部参照パラメータであり、第２システム制御装置１１０内の所定のアドレスを参照する旨規定されている。なお、図３中の他のパラメータ指定文字としては、コメント３１８における「タイプＳ」、コメント３３４における「タイプＴ」、コメント３０８における「タイプＺ」がある。本実施の形態に係る外部参照パラメータは、第１システム制御装置１１２と第２システム制御装置１１０に記憶されたデータのいずれかにリンク付けられている。

また、温度計１３０Ａに付されたコメント３０８中の「ＴＩＣ３０３」は、動画指定文字である。標準オブジェクト記憶部２６６に記憶された標準オブジェクトには、外部参照パラメータの変化に応じてアニメーション表示が可能なものが含まれており、動画指定文字は、この種の標準オブジェクトを外部参照パラメータに基づいてアニメーション表示することを指示する文字である。「ＴＩＣ３０３」は、温度計１３０Ａに付されたコメントであり、所定の外部参照パラメータに基づいて計器（温度計）の目盛りをアニメーション表示することを指示する。ここでは、コメント３０８中のパラメータ指定文字（タイプＺ）によって、温度計１３０Ａの外部参照パラメータとして、第２システム制御装置１１０に記憶された温度検出器１３０の検出温度が設定されている。そして、当該検出温度は、目盛りのアニメーション表示に利用する外部参照パラメータとして指定されている。これにより最終的に画面に表示される温度計１８０Ｂ（後述の図１０参照）の目盛りは、温度検出器１３０の検出温度に基づいて上下する。

次に、上記のように構成される第３システム制御装置１００で実行される各種処理について説明する。

まず、作画処理部２２６で実行される処理について説明する。はじめに、作業者は、図３のように作成したフリーハンドの図２１０をイメージスキャナ１０１にセットする。続いて、作業者は、入力装置２１４を介して画面作成要求指示を入出力処理部２２２に出力する。ここで入出力処理部２２２による処理を図を用いて説明する。

図４は本発明の実施の形態に係る入出力処理部２２２の処理フロー図である。この図に示すように、入出力処理部２２２は、ステップ４００において作画処理部２２６又は入力装置２１４からの処理要求を待ち続ける。そして、いずれかの処理要求が来たら、当該処理要求がキー入力（入力装置２１４からの処理要求）か画面表示（作画処理部２２６からの処理要求）かを判定する（ステップ４０４）。処理要求がキー入力の場合にはステップ４０８に進み、処理要求が画面表示の場合にはステップ４２０に進む。ステップ４２０では、表示要求内容を表示装置２１２の画面に出力する。

ステップ４０８では、入出力処理部２２２は、一連のキー入力の送り先の判定を行う。送り先が作画処理部２２６の場合にはステップ４１２に進み、送り先がプロセス監視・制御部２５３の場合にはステップ４１６に進む。ここで、キーの送り先とは、作業者（画面画像作成者）又はオペレータ（プラント管理者）がキー入力操作を開始するとき、画面画像作成又はプロセス監視・制御のいずれを選択するかで決まり、当該選択に続く一連のキー操作を、当該選択に係る送り先に送るために保持される情報である。

ステップ４１２では、入出力処理部２２２は、入力キー内容を作画処理部２２６に送る処理を実行し、ステップ４００に戻る。一方、ステップ４１６では、入力キー内容をプロセス監視・制御部２５３に送る処理を実行し、ステップ４００に戻る。

図２に戻り、作業者から入力装置２１４を介して入力された画面作成要求指示は、上記のような処理を通じて、入出力処理部２２２を介して、作画処理部２２６に出力される。画面作成要求指示が作画処理部２２６に入力されたら、画像取込部２２８は、フリーハンド図２１０をイメージスキャナ１０１でＡ／Ｄ変換し、これにより得られた図２１０のデジタル画像をスキャン画像記憶部２４０に格納する。

次に、描画要素抽出部２３０は、スキャン画像記憶部２４０からデジタル画像を読み出して、当該デジタル画像に描かれた描画要素を抽出し、描画要素記憶部２４２に格納する。ここで描画要素抽出部２３０による処理の詳細を図を用いて説明する。

図５は本発明の実施の形態に係る描画要素抽出部２３０の処理フロー図である。この図に示すように、描画要素抽出部２３０は、まず、ステップ４５０でスキャン画像記憶部２４０からスキャンしたデジタル画像の読み込みを行う。ここでは図５中の画像２をデジタル画像として読み込んだものとして説明する。

ステップ４５４において、描画要素抽出部２３０は、画像２における画面エリア３４４についてパターン認識を実行し、手書き図形に係る描画要素（図形、文字等）を抽出する。このとき、画面エリア３４４内に引き出し線（例えば、図３の引き出し線３３８，３２０，３３２，３１０，３８０）が描かれている場合には、描画要素抽出部２３０は、当該引き出し線を抽出対象から除外する。これにより引き出し線の画面上への描画が省略されるので、不要な線が画面上に描画されることを回避できる。引き出し線か否の判断は、画面エリア３４４からコメントエリア３４６に跨って描かれ、境界線３０２に交差している線を引き出し線とみなすことで可能である。

ステップ４５６では、描画要素抽出部２３０は、ステップ４５４で抽出した描画要素を画面２に含まれる各要素１〜ｎとして描画要素記憶部２４２に格納する。また、描画要素抽出部２３０は、ステップ４５６の各要素１〜ｎの格納に際して、丸数字（例えば、図３の丸数字３３６，３１４，３３０等）が対応付けられている要素には、当該丸数字に係る数字を当該要素の識別番号として付与する。

描画要素抽出部２３０による上記処理が完了したら、コメント抽出部２３２は、スキャン画像記憶部２４０からデジタル画像（画像２）を読み出してコメント抽出処理を実行する。ここでコメント抽出部２３２による処理の詳細を図を用いて説明する。

図６は本発明の実施の形態に係るコメント抽出部２３２の処理フロー図である。この図に示すように、コメント抽出部２３２は、ステップ５００でスキャン画像記憶部２４０から画像２の読み込みを行う。そして、ステップ５０４において、画像２におけるコメントエリア３４６についてパターン認識を実行し、手書きコメントからコメント要素を抽出する。ステップ５０８では、ステップ５０４で抽出したコメント要素（抽出コメント）を画面２に含まれるコメント１〜ｎとしてコメント記憶部２４４に格納する（ステップ５０８）。また、コメント抽出部２３２は、ステップ５０８の各コメント１〜ｎの格納に際して、丸数字（例えば、図３の丸数字３４６，３１６，３２８等）が対応付けられている要素には、当該丸数字に係る数字を当該コメントの識別番号として付与する。

コメント抽出部２３２による上記処理が完了したら、オブジェクト編集部２３４は、描画要素に係るコメントに基づいて、画面画像に描画するオブジェクトを編集する処理を実行する。ここでオブジェクト編集部２３４による処理の詳細を図を用いて説明する。

図７は本発明の実施の形態に係るオブジェクト編集部２３４の処理フロー図である。この図に示すように、オブジェクト編集部２３４は、まず、描画要素記憶部２４２の画像２に係る描画要素（例えば、要素１）を１つ読み出し、当該読み出した描画要素と同じ識別番号を有するコメント（コメント２）をコメント記憶部２４４から読み出す（ステップ５５０）。そして、オブジェクト編集部２３４は、ステップ５５０で読み出したコメント中の図形指定文字で指定されたオブジェクト（例えば、s_obj2）を標準オブジェクト記憶部２６６から読み出して、当該読み出した標準オブジェクトを編集して、描画要素に対応する描画オブジェクト（例えば、obj2）を作成する（ステップ５５４）。ここでステップ５５４の処理の具体例について図を用いて説明する。

図８は本発明の実施の形態に係るオブジェクト編集部２３４がステップ５５４で実行する処理の説明図である。例えば、ステップ５５４において、描画要素として図３の調節弁１１８Ａ（識別番号：１）が読み出され、この調節弁１１８Ａと同じ識別番号を有するコメント３４２（図３参照）が読み出されたとする。このとき、オブジェクト編集部２３４は、コメント３４２に含まれる図形指定文字「Ｖ」に基づいて標準オブジェクト記憶部２６６から標準オブジェクト３６４を読み出し、手書き図形１１８Ａに外接する矩形３６２を描く。そして、オブジェクト編集部２３４は、外接矩形３６２に内接するように標準オブジェクト３６４を適宜拡大縮小し、当該編集後のオブジェクトを描画オブジェクト３６６とする。

また、ステップ５５４で読み出された描画要素が反応缶３２２で、コメントで標準オブジェクトとして「楕円形」が指定されていた場合には、図８の中段に示すように手書き図形３３２の外接矩形３５０に収まる楕円型３５２が反応缶として描かれる。さらに、描画要素が配管３５６で、標準オブジェクトとして「直角の配管」が指定されていた場合には、図８の下段に示すように手書き図形３５６の外接矩形３５８に線３６０が直角の配管として描かれる。このように本実施の形態に係るオブジェクト編集部２３４によれば、手書き図形が少々雑でも、当該手書き図形のかたちを整えたものを描画オブジェクトとすることができる。

なお、本実施の形態に係る第３システム制御装置１００は、キーボードやマウス等の入力装置を用いた描画オブジェクトの新規作成又は修正をサポートする従前通りの機能も備えており、さらに、手書き図形から生成された描画オブジェクトのサイズや属性をキーボードやマウスの操作によって事後的に変更する機能も備えている。

ここで図７の説明に戻る。上記のようにステップ５５４が完了したら、オブジェクト編集部２３４は、ステップ５５０で抽出したコメント内に３次元表示指示文字や色指定文字等が含まれるか否かを判定する処理を実行する（ステップ５５５）。例えば、３次元表示指定文字が含まれる場合には、３次元形状の標準オブジェクトを所定の方向から見た図を描画オブジェクトとする（ステップ５５６）。そして、オブジェクト編集部２３４は、ステップ５５４又はステップ５５６で生成した描画オブジェクトを画面２に係るものとして描画オブジェクト記憶部２４６に格納する（ステップ５５８）。

オブジェクト編集部２３４による上記処理が完了したら、パラメータ引き当て部２３６は、描画オブジェクトに係るコメントに基づいて、当該描画オブジェクトにパラメータを割り当てる処理を実行する。ここでパラメータ引き当て部２３６による処理の詳細を図を用いて説明する。

図９は本発明の実施の形態に係るパラメータ引き当て部２３６の処理フロー図である。この図に示すように、パラメータ引き当て部２３６は、まず、描画オブジェクト記憶部２４６の画像２に係るオブジェクト（例えば、obj2）を１つ読み出し、当該読み出したオブジェクトと同じ識別番号を有するコメント（コメント２）をコメント記憶部２４４から読み出す。そして、当該読み出したコメント中のパラメータ指定文字で指定された１又は複数のパラメータ（パラメータセット）をパラメータサンプル記憶部２４８から読み出し、当該オブジェクトに関連づけて描画オブジェクト記憶部２４６に格納する（ステップ６００）。このとき、パラメータセットに外部参照パラメータ（例えば、第２システム制御装置１１０に記憶された調節弁１１８の開度の現在値及び目標値）が含まれる場合には、当該外部参照パラメータがオブジェクトに割り当てられる。なお、ここで割り当てられた各種パラメータは、画像作成者が入力装置２１４を操作することで事後的に適宜変更可能である。

そして、ステップ６００で読み出したコメント中に動画指定文字が含まれている場合には、当該読み出したオブジェクトがアニメーション表示される旨を規定する情報（動画情報）を付加する。そして、動画情報に、外部参照パラメータの変化に応じてアニメーション表示する旨の規定がある場合には、Ｓ６００で割り当てたパラメータセットに含まれる外部参照パラメータと動画情報とをリンク付けし、その情報を描画オブジェクト記憶部２４６に格納する（ステップ６０８）。

上記の描画要素抽出部２３０、コメント抽出部２３２、オブジェクト編集部２３４及びパラメータ引き当て部２３６による処理を、画像２（画面２）に係る全ての描画要素について行う。全ての描画要素について上記処理が完了したら、静止画描画部２３８は、描画オブジェクト記憶部２４６から画面２に係るすべてのオブジェクトを読み出し、入出力処理部２２２を介して表示装置２１２に対して各オブジェクトを描画する指令を出力する。これにより表示装置２１２の画面には画面画像２１６が表示される。

図１０は図２における画面画像２１６の拡大図である。この図において、ジャケット１２２Ｂは図３中の図形１２２Ａに対応し、配管１３２Ｂは図形１３２Ａに対応し、調節弁１２８Ｂは図形１２８Ａに対応し、配管１１６Ｂは図形１１６Ａに対応し、調節弁１１８Ｂは図形１１８Ａに対応し、温度検出器１３０Ｂは図形１３０Ａに対応する。また、反応缶３２２Ｂは図形３２２に、配管３２６Ｂは図形３２６に、調節弁３７０Ｂは図形３７０に、配管３７２Ｂは図形３７２に、調節弁３２４Ｂは図形３２４に、配管３７４Ｂは図形３７４に、配管３７６Ｂは図形３７６に対応する。

次に、プロセス監視制御部２５３で実行される処理について説明する。プロセス監視制御部２５３は、作画処理部２２６によって作成された描画オブジェクトに基づいて処理を行う。図１１は、プロセス監視制御部２５３によって図１０に示した画面画像２１６に動画要素を反映させた場合の一例を示す図である。この図では、調節弁１１８に係る画像として弁開度表示ウィンドウ９０１が表示されており、温度検出器１３０に係る画像として目盛り画像９０５と温度表示ウィンドウ９０３が表示されている。弁開度表示ウィンドウ９０１は、プロセスデータ記憶部２５０に記憶された調節弁１１８の開度の現在値と目標値が表示される部分である。温度表示ウィンドウ９０３は、プロセスデータ記憶部２５０に記憶された温度検出器１３０の検出温度が表示される部分である。目盛り画像９０５は、プロセスデータ記憶部２５０に記憶された温度検出器１３０の検出温度に応じてアニメーション表示される画像である。

図２において、まず、画面情報取り出し部２５４は、描画オブジェクト記憶部２４６から外部参照パラメータが関連付けられた１又は複数のオブジェクトを取り出す。そして、プロセスデータ収集部２５６は、第１システム制御装置及び／又は第２システム制御装置１１０に記憶されたデータ（プロセスデータ）のうち、描画オブジェクト記憶部２４６のオブジェクトに外部参照パラメータとして参照されている全てのデータを通信回線１０２を介して収集（サンプリング）し、これをプロセスデータ記憶部２５０に格納する。例えば、図１０中の温度計１３０Ｂに係る外部参照パラメータとしては、コメント３０８によって温度検出器１３０の検出温度が定義されているが、プロセスデータ収集部２５６は第２システム制御装置１１０に記憶された温度検出器１３０の検出温度を収集し、プロセスデータ記憶部２５０に格納する。また、コメント３４２によって定義されている調節弁１１８Ｂに係る外部参照パラメータ（例えば、調節弁１１８の開度の現在値と目標値）等についても、同様に、第２システム制御装置１１０から収集し、プロセスデータ記憶部２５０に格納する。

プロセス画像編集部２５８は、画面情報取り出し部２５４が取り出したオブジェクトの画像を、プロセスデータ記憶部２５０に格納したプロセスデータに基づいて編集し、当該編集を描画オブジェクト記憶部２４６のオブジェクトに反映する。例えば、プロセス画像編集部２５８は、図１０中の温度計１３０Ｂの目盛りの画像を、プロセスデータ記憶部２５０に格納した温度検出器１３０の検出温度に基づいて変更し、変更後の画像を描画オブジェクト記憶部２４６に反映する。

動画描画部２６０は、プロセス画像編集部２５８が編集したオブジェクトを描画オブジェクト記憶部２４６から読み出し、入出力処理部２２２を介して表示装置２１２に対して各オブジェクトを描画する指令を出力する。これにより表示装置２１２に動画要素が反映された画像が表示される。したがって、図１１に示した例のように、温度検出器１３０の検出温度（図１１の例では６５℃）に応じて、温度計１３０Ｂにおける目盛り画像９０５が変化する。また、調節弁１１８の開度の現在値と目標値に基づいて弁開度表示ウィンドウ９０１内の数値が変化し、温度検出器１３０の検出温度に基づいて温度表示ウィンドウ９０３内の数値が変化する。

サンプリング待ち部２６４は、上記の画面情報取り出し部２５４、プロセスデータ収集部２５６、プロセス画像編集部２５８及び動画描画部２６０による一連の処理を繰り返す時間間隔（サンプリングタイミング）を制御するための部分であり、動画描画部２６０より上記の描画指令が出力されたら、次のタイミングまで待って、画面情報取り出し部２５４に処理開始の指示をする。

また、プロセスパラメータ設定部２６２は、入力装置２１４を介して表示装置２１２の画面に入力されるオペレータ（プラント運転員）の制御要求に基づいて、第１システム制御装置及び／又は第２システム制御装置１１０に記憶されたデータ（プロセスデータ）を変更する処理を実行する部分である。図１１の例では、弁開度表示ウィンドウ９０１における「目標値」がオペレータによる入力装置２１４を介した変更が可能な値である。オペレータが入力装置２１４を介して目標開度をウィンドウ９０１に入力すると、当該入力値に基づいてプロセスパラメータ設定部２６２が第２システム制御装置１１０に指令値を出力し、当該指令値に基づいて第２システム制御装置１１０の目標開度が変更される。これにより第２システム制御装置１１０は、調節弁１１８の開度をオペレータの入力値に制御する。なお、弁開度変更後のジャケット温度は、温度ウィンドウ９０３を参照することで監視できる。

したがって、以上のように構成した本実施の形態によれば、画面画像の作成者がフリーハンドで描いた下絵に基づいて画面画像を容易に作成できるので、システム構築における作業工数を低減することができる。さらに、その際、作成者が下絵に描いた手書きコメントに基づいて、外部参照パラメータをはじめとする種々の属性を画面画像の要素（描画オブジェクト）に容易に付加することができるので、プロセスデータの変化に応じた画像のアニメーション表示や、オペレータによる画面を介したシステム制御が可能な画面を容易に作成できる。

なお、上記の実施の形態では、システム制御装置が３台の場合について説明したが、すべての制御装置の機能を統合して１台の制御装置でシステムを構成しても良い。画像作成のみを独立した制御装置で行っても良いことはいうまでもない。また、上記の実施の形態では、化学プラントを例に挙げて説明したが、プロセス産業に係るシステムのみに限らず、本発明は各種店舗、銀行及び病院等の管理システムにも適用することができる。

また、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。

また、上記の制御装置１００に係る各構成や当該各構成の機能及び実行処理等は、それらの一部又は全部をハードウェア（例えば各機能を実行するロジックを集積回路で設計する等）で実現しても良い。また、上記の制御装置１００に係る構成は、演算処理装置（例えばＣＰＵ）によって読み出し・実行されることで制御装置１００，１２０，１１２の構成に係る各機能が実現されるプログラム（ソフトウェア）としてもよい。当該プログラムに係る情報は、例えば、半導体メモリ（フラッシュメモリ、ＳＳＤ等）、磁気記憶装置（ハードディスクドライブ等）及び記録媒体（磁気ディスク、光ディスク等）等に記憶することができる。

また、上記の各実施の形態の説明では、制御線や情報線は、当該実施の形態の説明に必要であると解されるものを示したが、必ずしも製品に係る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良い。

１…プラント、１１２…第１システム制御装置、１１０…第２システム制御装置、１００…第３システム制御装置、２１２…表示装置、２１４…入力装置、２１６…画面画像、２２２…画面／キー入出力処理部、２３０…描画要素抽出部、２３４…オブジェクト編集部、２３６…パラメータ引当部、２３８…静止画描画部、２４０…スキャン画像記憶部、２４２…描画要素記憶部、２４４…コメント記憶部、２４６…描画オブジェクト記憶部、２４８…パラメータサンプル記憶部、２５０…プロセスデータ記憶部、２５３…プロセス監視制御部、２５４…画面情報取り出し部、２５６…プロセスデータ収集部、２５８…プロセス画面編集部、２６０…動画描画部、２６２…プロセスパラメータ設定部、２６６…標準オブジェクト記憶部、３１８…コメント、３４６…コメントエリア、９０１…弁開度表示ウィンドウ、９０３…温度表示ウィンドウ、９０５…目盛り画像、１２０Ａ，１２２Ａ，１３２Ａ，１２８Ａ，１１６Ａ，１１８Ａ，１３０Ａ，３２２，３２６，３７０，３７２，３２４，３７４，３７６…手書き図形、３４２，３１８，３３４，３０８，３６０…手書きコメント

Claims (6)

1. システム制御装置によるシステム制御状況を示すシステム監視画面の画像作成装置において、
   システム監視画面画像の下絵であって、手書き図形と当該手書き図形に関連付けられた手書きコメントを含むものをアナログ／デジタル変換して得たデジタル画像が記憶された画像記憶装置と、
   前記デジタル画像をパターン認識して前記手書き図形を抽出し、当該抽出した手書き画像に対応するオブジェクトを画面画像上に描画する描画部と、
   前記デジタル画像をパターン認識することにより前記手書きコメントに対応するコメントを抽出するコメント抽出部と、
   前記抽出コメントにパラメータ指定文字が含まれる場合に、当該パラメータ指定文字に対応するパラメータセットを、前記画面画像上に描画する前記オブジェクトに関連付けるパラメータ引当部とを備え、
   前記パラメータセットには、前記システム制御装置に記憶された所定のデータにリンク付けられた外部参照パラメータが含まれており、
   前記描画部は、前記外部参照パラメータの変化を反映して前記オブジェクトを描画することを特徴とするシステム監視画面の画像作成装置。
2. 請求項１に記載のシステム監視画面の画像作成装置において、
   前記抽出コメントには、前記外部参照パラメータに基づいて前記オブジェクトをアニメーション表示する動画指定文字が含まれており、
   前記オブジェクトは、前記外部参照パラメータの変化に応じてアニメーション表示されることを特徴とするシステム監視画面の画像作成装置。
3. 請求項１に記載のシステム監視画面の画像作成装置において、
   前記抽出コメントには、前記手書き図形に対応するオブジェクトとして前記画面画像上に表示する図形を指定する図形指示文字が含まれており、
   前記描画部は、前記手書き図形に外接する矩形内に収まるように前記図形指定文字によって指定された図形を前記画面画像に描画することを特徴とするシステム監視画面の画像作成装置。
4. 請求項１に記載のシステム監視画面の画像作成装置において、
   前記下絵には、前記手書き図形を描くための閉領域が境界線によって規定されており、
   前記手書き図形は、前記閉領域の内部に描かれており、
   前記手書きコメントは、前記閉領域の外部に描かれており、
   前記手書き図形と前記手書きコメントの関連付けは、前記手書きコメントから前記手書き図形に至るまで描かれ、前記境界線に交差する引き出し線によって定義されていることを特徴とするシステム監視画面の画像作成装置。
5. 請求項４に記載のシステム監視画面の画像作成装置において、
   前記描画部は、前記手書き図形のうち前記閉領域の内部と外部に跨って描かれた線を前記引き出し線とみなし、当該手書き図形の前記画面画像上への描画を省略することを特徴とするシステム監視画面の画像作成装置。
6. 請求項１に記載のシステム監視画面の画像作成装置において、
   前記抽出コメントには、前記手書き図形に対応するオブジェクトの３次元形状を所定の方向からみた画像を前記画面画像上に描画することを指示する３次元表示指示文字が含まれており、
   前記描画部は、前記オブジェクトの３次元形状を所定の方向からみた前記画像を描画することを特徴とするシステム監視画面の画像作成装置。

Images