JP2004054418A - プラントの能力診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プラント施設の現状能力が、部分的に新旧の設備が混在している場合であっても、各設備および施設全体の能力を、元来要求されている能力に対してどの程度の能力を維持しているかを診断する。
【解決手段】プラント運転中の現状データを管理蓄積するデータロガー２３のデータと、プラントの設計当初に要求された理論的な能力特性に、設定した運転条件１３を加えて模擬的に演算するシミュレーション装置１により時間的に変化する情報を蓄積し出力されるシミュレーションデータ１７を蓄積するデータロガー１８とをそなえ、現状データとシミュレーションデータを能力診断プロセス３に取り込んで比較し、どの程度設計当初の計画能力を維持しているかを評価して診断結果表示プロセス４に表示および蓄積する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道施設など各種プラントの運転能力を診断する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラント施設とくに水道施設の稼働においては、プラントを構成する個々の設備の能力評価、たとえば特定のポンプの効率や、水使用量などの実績データあるいはシミュレーションにより算出したデータと、現在の運転状態をリアルタイムにトレンドグラフやグラフィック画面で表示したデータとを比較して、それぞれの運転能力をオペレータが判断している。
【０００３】
図２は、このような従来の診断方法を示すブロック図で、プラントを稼働させた新設当時のデータや過去の運転における実績データ１０と、施設の各部から得られる現状データ２０とをデータ取り込みモジュール３０に取り込んで、診断プロセス４０で比較し、データの時間変化を作表したり、ディスプレイ５０に画面表示してオペレータが判断している。
【０００４】
また、特開２０００−１０６２０３号では、このような過去の実績データやシミュレーションデータにより算出した予測データと、現在運転中のトレンドグラフにおける時間遅れを除くようにシフトさせて表示することにより、画面の時間遅れを取り除いて比較を容易にした装置が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、実際の施設ではプラントを構成する各部の設備が総合的な関連をもち、とくに修理等により新しい設備と、従来からの設備が混在して複雑化している状態では、過去のデータの信頼性がなくなることもあり、時々刻々に変化する施設全体の能力診断を行うためには、連続的な状態の変化を取り込む必要があるが、オペレータの机上計算による判断では、代表的な時刻における状態でしか判断できず、すべての時間帯で連続的に変化する施設全体の能力診断はできなかった。
【０００６】
また、稼働状態を模擬的に確認するシミュレーション装置においても、画面上でリアルタイムに観察を行うだけで、その結果を診断に活用するデータとして蓄積することは行われていなかった。
【０００７】
さらに、能力診断において現在のデータと比較する過去の蓄積データとして、従来は新設時や以前の診断時など過去の実績データやその後の時間経過による老朽化や経年変化を加味したシミュレーションによる算出値を用いており、その結果、過去のデータに対する能力の変化を診断しているに過ぎず、施設に元来要求されている本来の能力に対する診断とは異なった値になっている。
本発明は、プラント施設が要求されている能力に対して、現状の能力がどのようになっているかを判断する能力診断方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、電子計算機を用いて、比較対象となるデータロガーの帳票データを全設備および全時刻について取り込み、一方で、設計当初の要求によって計画された理論値を算出するために、設備仕様、運転条件、制御方法、スケジュールなどを取り込んでおり、運転条件を加えて施設全体について連続的なシミュレーションを行う演算値を蓄積するようにしている。
能力診断に当たっては、設計当初の理論値に対して、圧力の損失割合、流量の最大要求量に対する追従の程度、運転効率や電力消費量、あるいは連続的な稼働状態での時間平均量との割合などが評価対象となり、すべての評価対象についてオペレータの診断要求に対して、帳票データとシミュレーションの演算値とを使った評価結果を数値とグラフに出力させるようにしている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を示す図１について説明する。
１は計算機を使用したシミュレーション装置で、設計当初の要求される仕様特性に基づいて対象設備仕様設定作業１１を行い、設備仕様設定表１２に蓄積してある。また、運転条件の入力作業１３により、スケジュール設定などを運転条件設定モジュール１４に設定している。リアルタイムシミュレーション実行モジュール１５に前記の設備仕様設定表１２と運転条件設定モジュール１４のデータを取り込んで、シミュレーションデータ結果出力モジュール１６からシミュレーションデータ１７を出力する。このシミュレーションデータはデータロガー１８に蓄積され、シミュレーション表示モジュール１９を介してディスプレイ２０に画面表示される。
【００１０】
一方、実際のプラント２１で稼働している各設備から計測器２２で得られる値をデータロガー２３に蓄積し、そのデータは帳票データ２４で日報印刷などが行われる。２５はデータ取り込みモジュールで、データロガー２３のデータを帳票データ２４から取り込むとともに、シミュレーションデータ１７のデータをデータロガー１８から同時に取り込んで比較演算し、トレンドグラフ表示モジュール２６によってトレンドグラフ表示画面２７に表示し、視覚的に両者のデータの比較や相互の設備の関係を確認できる。
【００１１】
また、前記のデータ取り込みモジュール２５の演算結果を能力診断プロセス３に送り、設備毎の能力評価のため、任意設備能力上下限値設定３１で設定された能力範囲と、任意設備能力診断モジュール３２で比較して自動的に各設備の能力診断を行う。また、データ取り込みモジュール２５のデータを、施設能力診断モジュール３４で、施設能力上下限値設定３３で設定された能力範囲と比較させて施設全体の能力診断を行う。
これらの能力診断プロセス３の診断結果は、診断結果表示プロセス４の数値表示画面４１で各設備、時間単位、一日の時間変化として表示し、あるいは施設全体に対する数値を表示する。またグラフ表示画面４２に時間経過とともに視覚的に診断結果が表示される。
【００１２】
任意設備能力診断モジュール３２や施設能力診断モジュール３４の診断を、たとえば、任意設備の電力原単位を基に診断を行う場合について説明する。
電力原単位の基本式は
【数１】

帳票データを基にした任意時刻の電力原単位は
【数２】

帳票データを基にした一日の電力原単位は
【数３】

シミュレーションデータによる任意時刻の電力原単位は
【数４】

また、シミュレーションデータによる一日の電力原単位は
【数５】

で表されるから、任意設備、任意時刻の能力は
【数６】

任意設備の一日の能力は
【数７】

で診断することができ、その値が、任意設備能力上下限値設定３１で設定された能力範囲の上下限の範囲内であれば正常と判断し、外れていれば能力異常と判断されて警告を表示する。
【００１３】
同様に、施設全体の総合的な能力診断は、
帳票データを基にした施設全体の任意時刻の電力原単位は
【数８】

帳票データを基にした一日の施設全体の電力原単位は
【数９】

シミュレーションデータによる施設全体の任意時刻の電力原単位は
【数１０】

また、シミュレーションデータによる施設全体の一日の電力原単位は
【数１１】

で表され、施設全体の任意時刻の能力は
【数１２】

施設全体の一日の能力は
【数１３】

で診断することができ、その値が、施設能力診断モジュール３４で、施設能力上下限値設定３３で設定された能力範囲の上下限の範囲内であれば正常と判断し、外れていれば能力異常と判断されて警告を表示する。
【００１４】
このように、帳票データ２４と施設の設計当初の仕様に基づくシミュレーションデータ１７を取り込んだ能力診断プロセス３で、任意の各設備あるいは施設全体について能力診断し、診断結果表示プロセス４に定量的、定性的に結果を表示することで、プラント施設が本来有すべき仕様能力に対して、どの程度の能力を維持しているかの評価を行うことができる。
【００１５】
【発明の効果】
このように本発明は、各設備について蓄積されている現状データと、プラントの設計当初に計画された論理的な能力特性に、設定した運転条件を加えて本来の稼働状態を模擬的に演算したシミュレーションデータとを自動的に取り込んで、オペレータが設定する診断方法に基づいて能力評価を行うので、従来困難であった時間的に連続して運転される任意の設備や、新旧の設備が混在し相互に関係し合う施設全体の能力を、施設が本来有しているべき能力に対して評価を行うことができ、これを視覚的に画面表示することでプラント施設の維持、管理に活用できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す処理フロー図である。
【図２】従来の方法を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
１　　シミュレーション装置
１１　対象設備仕様設定作業
１２　設備仕様設定表
１３　運転条件入力作業
１４　運転条件設定モジュール
１５　リアルタイムシミュレーション実行モジュール
１６　シミュレーション結果出力モジュール
１７　シミュレーションデータ
１８　データロガー
１９　シミュレーション表示モジュール
２０　ディスプレイ
２１　プラント
２２　計測器
２３　データロガー
２４　帳票データ
２５　データ取り込みモジュール
２６　トレンドグラフ表示モジュール
２７　トレンドグラフ表示画面
３　　能力診断プロセス
３１　任意設備能力上下限値設定
３２　任意設備能力診断モジュール
３３　施設能力上下限値設定
３４　施設能力診断モジュール
４　　診断結果表示プロセス
４１　数値表示画面
４２　グラフ表示画面

Claims (4)

1. プラント運転中の現状データを管理蓄積するデータロガー装置と、プラントの設計当初に要求された能力特性に、設定した運転条件を加えて模擬的に演算するシミュレータ装置により時間的に変化するシミュレーションデータを蓄積し、出力させるデータロガー装置とをそなえ、前記現状データとシミュレーションデータとを比較して、どの程度設計当初の能力を維持しているかの評価を行うことを特徴とするプラントの能力診断方法。
2. 前記プラントの施設全体の評価と、それぞれに関連して運転するプラント設備の評価を行う請求項１のプラントの能力診断方法。
3. 実際に稼働している運転状態と、設計当初の仕様に基づいて設定された運転条件により出力される理論的稼働状態とを、帳票データとして蓄積し、前記実際の運転状態と理論的稼働状態とを比較できるようにした請求項１のプラントの能力診断方法。
4. データロガーの現状データと、時々変化するシミュレーションデータを、トレンドグラフに表示し、時間的状態変化を視覚的に比較できるようにした請求項１のプラントの能力診断方法。

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