JPH03216705A - Method and device for supporting plant operation - Google Patents
Method and device for supporting plant operationInfo
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- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、マガジン機能によりプラント運転支援を行う
プラント運転支援方法及び装置に関する,[従来の技術
コ
プラントの運転支援とは、オペレータの運転判断を助け
ることを云う。かかるプラントの運転支援を表示画面を
使って行うプラント運転支援装置には、特開昭59−1
16812号がある.特開昭59−116812号は、
プラント状態の判定結果により運転ガイダンスを作成す
ること、この作成運転ガイダンスに従ったプラント運転
の妥当性を予測し運転ガイダンスの評価を行うこと、に
特微を持つ.
[発明が解決しようとする課11]
特開昭59−116812号は、運転ガイダンスの評価
を行っている点で進んだ考え方である.しかし、その妥
当性の予測法や評価法についての詳細記載はない。また
、仮に予測を行うに際しても,プラントの種々な変化を
見込んでの予測は困難である.一方、予測は、一般にシ
ミュレーションモデルを使う.しかし、シミュレーショ
ンモデルは、固定であり、仮にモデルにある幅を持たせ
ていたとしても、プラント自体が大きな変化をした場合
には,このモデルは意味を持たず、このモデルによるシ
ミュレーション結果は大きな誤差を持つ。Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention relates to a plant operation support method and apparatus that supports plant operation using a magazine function. It means to help. A plant operation support device that uses a display screen to support the operation of such a plant is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 59-1.
There is No. 16812. JP-A-59-116812 is
Its features include creating operational guidance based on the plant status judgment results, predicting the appropriateness of plant operation according to the created operational guidance, and evaluating the operational guidance. [Question 11 to be solved by the invention] JP-A-59-116812 is an advanced concept in that it evaluates driving guidance. However, there is no detailed description of how to predict or evaluate its validity. Furthermore, even if predictions were to be made, it would be difficult to make predictions that take into account various changes in the plant. On the other hand, predictions generally use simulation models. However, the simulation model is fixed, and even if the model has a certain range, if the plant itself changes significantly, this model will have no meaning, and the simulation results using this model will have large errors. have.
プラント自体の大きな変化例には、プラントの事故や異
常がある.この場合には、事故対策,異常対策として検
討すればよい.事故や異常以外には、上下水道システム
の例がある。上下水道システムは、曝気槽,沈殿池,排
水機場等の各要素より成るが、これらの各要素自体のモ
デルは比較的簡単である。然るに、天候によってそのモ
デルは大きく変る。例えば、大雨が降るとか,集中豪雨
とか,小雨が長い時間降り続けるとかで、各モデルは大
きく変動する.然も、こうした変化モデルを適格につか
まえることも困難である.本発明の目的は、シミュレー
ションモデルを使った場合にあってもこのモデルの変更
を行うことなく、プラントの変化に応じた適切な運転を
可能にするプラント運転支援方法及び装置を提供するも
のである.
[課題を解決するための手段]
本発明は、定常時には、現在迄の運転実績と、運転ガイ
ダンスによるプラントの予測シミュレーション結果とを
表示画面に表示し、非定常時には、上記表示の他に現在
迄の運転データから検索された類似運転実績例をも同一
表示画面上に併せて表示することとした.
更に本発明はプラントからのプロセスデータを取込む入
力部と、該入力部からのプロセスデータを実績データと
して格納するプロセスデータベース部と、,推論機構に
よって運転ガイダンスを生成する第1の手段と,該運転
ガイダンスに従ってプラント運転させた場合のシミュレ
ーシゴン結果を得る第2の手段と、過去のプラント実績
例を格納する実績データベース部と、定常時には,上記
プロセスデータベース部からの現在迄の運転実績と、上
記第2の手段からのシミュレーション結果とを表示し、
非定常時には、該表示の他に現在迄の運転データにて検
索された上記実績データベース部の類似運転実績例をも
併せて表示する表示部と,より成る.
[作用]
本発明のプラント運転支援方法及び装置によれば、定常
時には、現在迄の運転実績と、運転ガイダンスによるプ
ラントの予測シミュレーション結果とを表示画面に表示
し、非定常時には、上記表示の他に現在迄の運転データ
から検索された類似運転実績例をも同一表示画面上に併
せて表示する.[実施例]
以下、本発明の一実施例を第1図のプラント運転支援シ
ステムの機能ブロック構成図により説明する.プラント
101の運転指標となるプロセスデータは,プロセスデ
ータ入力部102の装置および処理を介して、その計測
値がプロセスデータベース103に蓄積・格納される。Examples of major changes in the plant itself include plant accidents and abnormalities. In this case, consider it as a countermeasure for accidents or abnormalities. Other than accidents and abnormalities, there are examples of water and sewage systems. A water and sewage system consists of various elements such as an aeration tank, a settling basin, and a drainage pump station, but the models of these elements themselves are relatively simple. However, the model changes greatly depending on the weather. For example, each model will fluctuate greatly depending on whether it is heavy rain, localized torrential rain, or light rain that continues to fall for a long time. However, it is difficult to accurately grasp such a change model. An object of the present invention is to provide a plant operation support method and device that enables appropriate operation in response to changes in the plant without changing the model even when a simulation model is used. .. [Means for Solving the Problems] The present invention displays on a display screen the operating results up to the present and the prediction simulation results of the plant based on the operation guidance during steady states, and during non-steady states, displays up to the present in addition to the above display. Examples of similar driving results retrieved from driving data will also be displayed on the same display screen. Further, the present invention includes: an input unit that receives process data from a plant; a process database unit that stores the process data from the input unit as performance data; a first means for generating operation guidance using an inference mechanism; a second means for obtaining simulation results when the plant is operated according to the operation guidance; a performance database section that stores past plant performance examples; and during steady state, the operation performance up to the present from the process database section; displaying the simulation results from the second means,
It consists of a display section that also displays, in addition to the above display, examples of similar operation results from the above-mentioned performance database section that have been searched from the operation data up to the present during non-stationary conditions. [Function] According to the plant operation support method and device of the present invention, during steady state, the operating results up to the present and the prediction simulation results of the plant based on the operational guidance are displayed on the display screen, and during non-steady state, other than the above display is displayed. In addition, examples of similar driving results retrieved from the driving data to date are also displayed on the same display screen. [Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to a functional block configuration diagram of a plant operation support system shown in FIG. Measured values of process data serving as operation indicators of the plant 101 are accumulated and stored in the process database 103 via the device and processing of the process data input unit 102.
運転支援システムは、このプロセスデータベース103
を基準として運転支援情報を導き、オペレータに対しC
RTディスプレイ装置115上で表示させて情報提供を
行う.過去の経験から得た運転ノウハウや一般的な制御
理論・知識を、知識ベース104にIF・・・THEN
・・・形式で表現した運転ルールとして格納する。推論
処理部105では.この知識ベース104の運転ルール
に対し、プロセスデータベース103のプロセス値を照
合し、IPの条件部を満足する運転ルールを次々に実行
して、運転ガイダンス106を導く.この運転ガイダン
ス106は、運転支援情報の1つとしてCRT表示され
る.また、予測シミュレーション機能として、予測処理
部107において、プラントを模擬した制御モデル10
8を用いて、運転ガイダンス106と現状の運転および
プロセス傾向を示すプロセス値をプロセスデータベース
103より索引・適用しシミュレーションを実行して、
予測シミュレーションデータ109を算出する.この予
測シミュレーションデータ109も、同様に運転支援情
報としてCRT表示する.さらに、過去の好適な運転デ
ータを実績例の形式で実績データベース104に格納し
ておき,類似例データ113として現在値・予測値と共
にCRT表示する機能を有する.特徴抽出部110では
、プロセスデータベース103より時系列プロセスデー
タを索引し、ベクトル系列に展開しプロセス値の上昇・
下降の変化傾向を特徴として抽出する.類似例検索処理
部111では、この特徴パターンをキーデータとして、
実績゛データベース112より類似例データ113を検
索する.実績データベース112は、過去の好適な運転
実績データを格納しており、同様にベクトル系列に展開
した特徴パターンデータにより管理する.表示編集部1
14は、運転ガイダンスl06,予測シミュレーシ3ン
データ109および類似例データ113をプロセスデー
タベース103のプロセス値と共に,表示データに変換
し、CRTディスプレイ装置115にメッセージやトレ
ンドグラフ等で表示する。The driving support system uses this process database 103.
The driving support information is derived based on the C
The information is provided by displaying it on the RT display device 115. IF...THEN driving know-how and general control theory/knowledge gained from past experience is added to the knowledge base 104.
...Stored as driving rules expressed in a format. In the inference processing unit 105. The process values in the process database 103 are checked against the driving rules in the knowledge base 104, and the driving rules that satisfy the IP condition part are executed one after another to derive the driving guidance 106. This driving guidance 106 is displayed on a CRT as one of the driving support information. In addition, as a predictive simulation function, the predictive processing unit 107 uses a control model 10 that simulates a plant.
8 to index and apply the operation guidance 106 and the process values indicating the current operation and process trends from the process database 103 and execute the simulation.
Calculate predicted simulation data 109. This predictive simulation data 109 is also displayed on the CRT as driving support information. Furthermore, it has a function of storing past preferred operating data in the form of actual results in the actual performance database 104 and displaying it on the CRT together with current values and predicted values as similar example data 113. The feature extraction unit 110 indexes time-series process data from the process database 103, develops it into a vector series, and extracts the increase in process value.
Extract the downward change trend as a feature. The similar example search processing unit 111 uses this feature pattern as key data,
Similar example data 113 is searched from the performance database 112. The performance database 112 stores past favorable driving performance data, and similarly manages it using characteristic pattern data expanded into a vector series. Display editing department 1
14 converts the driving guidance l06, predictive simulation data 109, and similar example data 113 together with the process values of the process database 103 into display data, and displays the data on the CRT display device 115 as a message, a trend graph, or the like.
第2図は、プラント運転支援システムのハードウェア構
成図である.ファイル装置203には,第1図のプロセ
スデータベース103,実績データベース112および
知識ベース104等が格納されている.CPU201は
、プログラムに従って第1図の各処理部105, 10
7, 110, 111を実行し、ファイル装置203
に格納されているデータを検索し、運転支援情報を導出
し、メインメモリ202に格納する。メインメモリ20
2は、プロセスデータの検索や変換などの処理プログラ
ムや処理中のデータ、さらに運転ガイダンス106や類
似例データ113などの運転支援情報を記憶する働きを
する。メインメモリ202に記憶された運転支援情報は
、CRT制御装置205によりCRTディスプレイ装置
115に表示される。また、キーボード206やマウス
207は、CRT表示画面の選択や運転支援情報の表示
モード切換などに用いる。プロセス入力装置204は、
プロセスデータを入力し、ファイル装置203に格納す
るためのプラントとの外部インターフェイスとしての働
きをする。Figure 2 is a hardware configuration diagram of the plant operation support system. The file device 203 stores the process database 103, performance database 112, knowledge base 104, etc. shown in FIG. The CPU 201 executes each processing unit 105, 10 in FIG. 1 according to the program.
7, 110, 111 and file device 203
The driving support information is derived and stored in the main memory 202. main memory 20
2 serves to store processing programs such as search and conversion of process data, data being processed, and driving support information such as driving guidance 106 and similar example data 113. The driving support information stored in the main memory 202 is displayed on the CRT display device 115 by the CRT control device 205. Further, the keyboard 206 and mouse 207 are used for selecting a CRT display screen, switching the display mode of driving support information, and the like. The process input device 204 is
It serves as an external interface with the plant for inputting process data and storing it in file device 203.
第3図には、運転支援のCRT画面例を示す。FIG. 3 shows an example of a CRT screen for driving support.
運転ガイダンス表示部301とトレンドグラフ表示部3
02に分割し、マルチウインド構成をとっている。運転
ガイダンス表示部301には、プラント操作を必要とす
る時刻と共に、その内容、即ち、運転指示や制御操作を
メッセージで表示している.一方、トレンドグラフ表示
部302には,運転や制御操作の指標となる重要なプロ
セスデータについて、現在時刻(10:30)を基準と
し、過去の実績値(9:30までの1時間)および将来
の予測値(11 : 30までの1時間)をトレンドグ
ラフ表示可能としている。第3図では、プロセス値1の
トレンドグラフ303とプロセス値2のトレンドグラフ
304を示している。また、運転チャートや制御操作量
のトレンドも、同一時間軸に時系列データを表示する。Driving guidance display section 301 and trend graph display section 3
It is divided into 02 parts and has a multi-window configuration. The operation guidance display section 301 displays the time at which plant operation is required, as well as its contents, ie, operation instructions and control operations, as messages. On the other hand, the trend graph display section 302 displays past actual values (one hour up to 9:30) and future values based on the current time (10:30) regarding important process data that serves as an index for operation and control operations. The predicted value (1 hour until 11:30) can be displayed as a trend graph. FIG. 3 shows a trend graph 303 for process value 1 and a trend graph 304 for process value 2. In addition, time-series data is displayed on the same time axis for operation charts and trends in control operation amounts.
制御量1のトレンドグラフ305は、過去の実績値と運
転ガイダンスに従った将来値(10:40に50%設定
)を示し、同様に、予測制御量2のトレンドグラフ30
6も実績値と将来予測値(10 : 50に90%設定
)を示す。即ち,実線のトレンドグラフでは、運転ガイ
ダンスに従った操作による予測シミュレーション結果を
示す。定常時は、運転ガイダンスと予測シミュレーショ
ングラフで運転支援可能であるが、非定常時等実績値が
予測値と異なっできた場合、運転判断に途惑うケースが
あり、運転支援情報として不充分である。このため、必
要時には,過去の好適な運転実績類似データを同時に重
ねて表示することにより,運転ガイダンスをバックアッ
プ可能とする。類似データトレンドグラフ307〜31
0は,各項目に対し実績値・予測値と同一色で、破線で
表示する。同一色で破線表示することにより、同一時刻
に同じ値を示す場合は、実績値・予測値のみが表示され
、異なる値を示す場合のみ表示され、運転指標として容
易に認識できる.第3図の例では、類似ケースにおいて
、プロセス値1のグラフ307が予測シミュレーション
グラフ303と将来大きく異なり、制御量1(グラフ3
09)をそのタイミングで低下させたことがわかり,運
転ガイダンスを支援する情報となっている。The trend graph 305 for the control amount 1 shows the past actual value and the future value (set at 50% at 10:40) according to the driving guidance.Similarly, the trend graph 305 for the predicted control amount 2
6 also shows actual values and future predicted values (90% set at 10:50). That is, the solid line trend graph shows the predicted simulation results obtained by operations according to the driving guidance. During normal conditions, driving guidance and predictive simulation graphs can provide driving support, but if actual values differ from predicted values during non-steady conditions, driving decisions may be confused and the information is insufficient as driving support information. . Therefore, when necessary, driving guidance can be backed up by displaying similar data from past favorable driving results at the same time. Similar data trend graphs 307-31
0 is displayed with a broken line in the same color as the actual value/predicted value for each item. By displaying dashed lines in the same color, when the same value is shown at the same time, only the actual value/predicted value is displayed, and only when the value is different, it is displayed, making it easy to recognize it as a driving index. In the example of FIG. 3, in a similar case, the graph 307 for process value 1 will be significantly different from the predicted simulation graph 303 in the future, and the control amount 1 (graph 3
09) was lowered at that timing, which is information that supports driving guidance.
トレンドグラフ表示部302の左下には、類似表示・類
似消去のアイコンを置き、マウス207を操作して、指
示・ビック操作により、実績類似データ307〜310
の表示・消去をワンタッチで可能としている.
第4図は、時系列プロセスデータのベクトル系列への展
開を示す。プロセス量Pの時刻tでの変化傾向をベクト
ルで示す。第5図は、このベクトルのベクトル値変換を
示す。例えば、第5Jm(1)〜(7)のベクトルの大
きさを、ベクトル値3〜−3に対応づけ,各ベクトルに
対し、近似ベクトル値に変換する.第4図の例では、O
−1−0・1・l・0・O・−1・−2の数値列となる
.第1図の特徴抽出部110では、この数値列への変換
にてプロセスデータの特徴を数値列として抽出する.実
績データベース112は、過去の実績プロセスデータと
共に、特徴を示す数値列も格納しており、類似例検索処
理部111は、この数値列を比較し類似例を索引する.
*状のプロセスデータと過去実績データの数値列の差の
大きさを累計゜し、この値が小さい実績データを類似例
の候補として選び、プロセス量Pのデータ値の偏差比較
により類似例を選択する.運転支援を必要とするプラン
ト状態は、定常時ではなく異常時などのプロセス量変化
の大きい場合であり,時系列ベクトルに着目した特徴抽
出で、効率良い類似例検索が可能である.
[発明の効果]
本発明によれば、運転ガイダンスに従った運転において
、実績値が予測シミュレーション結果と異なってきた場
合には、過去の好適な運転実績データから類似例を索引
し、現在値トレンドグラフに重ねて表示することにより
、運転指標として容易に参照することが可能となり,有
益な運転支援情報がオペレータに提供できる。At the bottom left of the trend graph display area 302, place similar display/similarity deletion icons, and use the mouse 207 to display similar performance data 307 to 310 by command/bic operation.
It is possible to display and delete with one touch. FIG. 4 shows the development of time series process data into a vector series. The tendency of change in process amount P at time t is shown as a vector. FIG. 5 shows the vector value conversion of this vector. For example, the magnitudes of vectors 5th Jm(1) to (7) are associated with vector values 3 to -3, and each vector is converted to an approximate vector value. In the example in Figure 4, O
The numerical sequence is -1-0, 1, l, 0, O, -1, -2. The feature extraction unit 110 in FIG. 1 extracts the features of the process data as a numerical string by converting it into a numerical string. The performance database 112 stores past performance process data as well as numerical strings indicating characteristics, and the similar example search processing unit 111 compares the numerical strings and indexes similar examples.
Accumulate the size of the difference between the numerical strings of process data marked with * and past performance data, select performance data with a small value as a candidate for a similar example, and select a similar example by comparing the deviation of the data value of process amount P. do. Plant conditions that require operational support are not steady states but those with large changes in process quantities such as abnormal times, and feature extraction focusing on time-series vectors allows for efficient similar example searches. [Effects of the Invention] According to the present invention, when the actual value differs from the predicted simulation result in driving according to the driving guidance, similar examples are indexed from past suitable driving performance data and the current value trend is calculated. By displaying it over the graph, it can be easily referred to as a driving index, and useful driving support information can be provided to the operator.
第1図は、本発明の一実施例のプラント運転支援システ
ムの機能ブロック構成図,第2図は,プラント運転支援
システムのハードウェア構成図、第3図は、運転支援C
RT画面例図、第4図は、時系列プロセスデータのベク
トル系列への展開図、第5図は、ベクトル値への変換図
である.101・・・プラント,102・・・プロセス
データ入力部、103・・・プロセスデータベース、1
04・・・知識ベース、105・・・推論処理部、10
6・・・運転ガイダンス、107・・・予測処理部,l
08・・・制御モデル、109・・・予測シミュレーシ
ョンデータ,110・・・特徴抽出部、111・・・類
似例検索処理部、112・・・実績データベース、11
3・・・類似例データ,114・・・表示編集部、11
5・・・CRTディスプレイ装置、201・・・CPU
.202・・・メインメモリ、203・・・ファイル装
置、204・・・プロセス入力装置、205・・・CR
T制御装置、206・・・キーボード、207・・・マ
ウス、301・・・運転ガイダンス表示部、302・・
・トレンドグラフ表示部.FIG. 1 is a functional block configuration diagram of a plant operation support system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a hardware configuration diagram of the plant operation support system, and FIG. 3 is an operation support C
An example of the RT screen, FIG. 4 is a diagram showing how time-series process data is developed into a vector series, and FIG. 5 is a diagram showing how it is converted into a vector value. 101...Plant, 102...Process data input section, 103...Process database, 1
04...Knowledge base, 105...Inference processing unit, 10
6... Driving guidance, 107... Prediction processing unit, l
08... Control model, 109... Prediction simulation data, 110... Feature extraction section, 111... Similar example search processing section, 112... Performance database, 11
3... Similar example data, 114... Display editing department, 11
5...CRT display device, 201...CPU
.. 202... Main memory, 203... File device, 204... Process input device, 205... CR
T control device, 206...Keyboard, 207...Mouse, 301...Driving guidance display section, 302...
・Trend graph display section.
Claims (1)
るプラント運転支援方法において、 定常時には、現在迄の運転実績と、運転ガイダンスによ
るプラントの予測シミュレーション結果とを表示画面に
表示し、 非定常時には、上記表示の他に現在迄の運転データから
検索された類似運転実績例をも同一表示画面上に併せて
表示し、 てなるプラント運転支援方法。 2、定常時の運転実績及び非定常時の類似運転実績例と
は、プラントへの制御量及びプラントからのプロセス値
とする請求項1のプラント運転支援方法。 3、プラントからのプロセスデータを取込む入力部と、
該入力部からのプロセスデータを実績データとして格納
するプロセスデータベース部と、推論機構によって運転
ガイダンスを生成する第1の手段と、該運転ガイダンス
に従ってプラント運転させた場合のシミュレーション結
果を得る第2の手段と、過去のプラント実績例を格納す
る実績データベース部と、定常時には、上記プロセスデ
ータベース部からの現在迄の運転実績と、上記第2の手
段からのシミュレーション結果とを表示し、非定常時に
は、該表示の他に現在迄の運転データにて検索された上
記実績データベース部の類似運転実績例をも併せて表示
する表示部と、より成るプラント運転支援装置。 4、上記検索キーは、現在迄の運転データをベクトル形
式化した特徴抽出要素とする請求項3のプラント運転支
援装置。 5、定常時の運転実績及び非定常時の類似運転実績例と
は、プラントへの制御量及びプラントからのプロセス値
とする請求項4のプラント運転支援装置。 6、上記非定常時の表示に際しては、プラントへの制御
量相互は互いに近接して表示し、プラントからのプロセ
ス値相互は互いに近接して表示してなる請求項5のプラ
ント運転支援装置。[Scope of Claims] 1. In a plant operation support method for operating a plant according to the contents displayed on a display screen, during steady state, the display screen displays the operating results up to the present and the predicted simulation results of the plant based on the operation guidance. However, during unsteady conditions, in addition to the above display, examples of similar operation results retrieved from the operation data up to the present are also displayed on the same display screen. 2. The plant operation support method according to claim 1, wherein the operation results in a steady state and the similar operation results in an unsteady state are control amounts to the plant and process values from the plant. 3. An input unit that takes in process data from the plant;
a process database section that stores process data from the input section as performance data; a first means that generates operation guidance by an inference mechanism; and a second means that obtains simulation results when the plant is operated according to the operation guidance. and an actual performance database section that stores past plant performance examples, and during steady state, displays the operating performance up to the present from the process database section and the simulation results from the second means, and during non-steady state, displays the corresponding A plant operation support device comprising: a display section that also displays similar operation performance examples from the performance database section, which are searched using operational data up to the present, in addition to the display; 4. The plant operation support system according to claim 3, wherein the search key is a feature extraction element obtained by converting operational data up to the present into a vector format. 5. The plant operation support system according to claim 4, wherein the operation results in steady state and the similar operation results in unsteady state are control amounts to the plant and process values from the plant. 6. The plant operation support system according to claim 5, wherein when displaying the unsteady state, control amounts to the plant are displayed close to each other, and process values from the plant are displayed close to each other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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