JP2004127095A

JP2004127095A - ガス化プラント運転支援装置および方法

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Publication number: JP2004127095A
Application number: JP2002292575A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Yokohama; 横濱　克彦; Tomonori Koyama; 小山　智規; Soken Takase; 高瀬　創研
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】ガス化プラントにおいて、プラント内の作業員と中央制御装置とで情報を確実に伝達し、プラント内の作業員の安全を図り、また中央制御装置が、制御できない現場情報を把握できるガス化プラント運転支援装置を提供する。
【解決手段】プラント２内の携帯端末２２は、携帯端末２２を持つ作業員の位置を検出し、位置情報を通信部３に送信する。中央制御装置１は作業員に、その位置に適したプラント２内の状態、作業情報、危険区域情報、危険操作情報、異常時作業情報、避難経路情報を提示する。また、携帯端末２２は、中央制御装置１では制御できないプラント２内の現場情報や、作業員の生体情報を、通信部３を介して中央制御装置１に送信する。また、作業員が携帯端末２２にバルブの開閉操作情報を入力し、通信部３を介して中央制御装置１に送信する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭ガス化複合発電プラントなどのガス化プラントにおいて用いられるガス化プラント運転支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石油ガス化複合発電プラントのようなガス化プラントでは、燃料を不完全燃焼させるプロセス（ガス化）を有する為、可燃性がありかつＣＯ、Ｈ_２Ｓ等の有毒ガスがプロセス内部を流通する。またこのようなプロセスは高温かつ高圧で処理される為、設備が破損した場合作業員が危険にさらされる。
ガス化プラントの運転は、中央制御室の係員とプラント内の現場作業員との情報のやり取りで安全を確保して行っている。
【０００３】
従来の技術では、現在行うべき作業情報をプラント内の作業員それぞれの携帯端末に表示し、作業員毎に有効な運転支援情報を与え、作業員にとってより効果的な作業支援を行うものもある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２１３６９３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
プラントの運転状態はプラント内である程度取得できるが、大部分は中央制御室で監視している。プラント内では現場作業員が温度や圧力などのプラントの状態を直接監視することができないために、運転状態の情報が極端に少なく、また現場作業員の五感だけではプラント内の異常を察知できない場合が多い。そのため、非常時では迅速な判断、行動が制限されてしまう。
また、現場作業員への運転状態の情報は、中央制御室からの音声による伝達が主であり、作業員が聞き逃してしまう可能性もある。また、中央制御室内の運転員のヒューマンエラーにより、情報が適切に伝達されない場合もある。
この発明はこのような点を鑑みてなされたもので、プラント内の作業員と中央制御室とで情報を確実に伝達し、プラント内の作業員の安全を図り、また中央制御室が制御できない、現場情報やバルブの手動操作など、プラント内部の情報を把握できるガス化プラント運転支援装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１記載のガス化プラント運転支援装置は、プラント内に設けられ、プラント内の状態を検出する検出手段と、前記プラント内に設けられ、プラント内の作業員に情報を報知する第１の報知手段と、前記プラント外に設けられ、前記検出手段の出力が入力される制御手段と、前記プラント外に設けられ、前記検出手段の出力が記憶される記憶手段と、を具備し、前記制御手段は、前記検出手段の出力を前記記憶手段内に記憶するとともに、記憶したデータを前記第１の報知手段へ出力することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、プラント外の制御手段が、プラント内の検出手段で検出したプラント内の状態を記憶手段により記憶させるとともに、記憶したデータをプラント内の作業員に報知する。これにより、プラント内の状態をプラント外の制御手段が詳細に把握することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のガス化プラント運転支援装置において、前記制御手段から出力されるデータを無線信号に変換して前記プラント内へ送信する送信手段と、前記プラント内の作業員によって所持される携帯端末であって、前記送信手段から送信された無線信号を受信する受信手段と、前記受信手段によって受信されたデータを前記作業員に報知する第２の報知手段とを有する携帯端末をさらに設けたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、前記制御手段から出力されるデータをプラント内の作業員が所持する携帯端末へ送信し、作業員に報知するので、プラント内の作業員が現場で直接監視できない温度や圧力などのプラント内の状態を、外部にある制御手段から情報送信されることで把握することができる。また、プラント外部と内部とで情報を確実に伝達でき、危険防止に役立つことができる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のガス化プラント運転支援装置において、前記検出手段は、前記プラントの配管内の液体または気体の流量、温度および圧力あるいは、配管や圧力容器、バルブの材料肉厚、振動数、振幅を測定するセンサであることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、前記検出手段はプラントの配管内の液体または気体の流量、温度および圧力あるいは、配管や圧力容器、バルブの材料肉厚、振動数、振幅を測定するセンサであるので、配管内の温度及び圧力の状態を知ることができ、異常時に即座に対応することができる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求１または２記載のガス化プラント運転支援装置において、前記検出手段は、前記プラント内の設備へ供給される電源の電圧、電流および電力を測定する測定手段であることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、前記検出手段は、前記プラント内の設備へ供給される電源の電圧、電流および電力を測定する測定手段であるので、プラント外からでもプラント内の電源電圧、電流および電力を測定でき、異常時に即座に対応することができる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１から４いずれかに記載のガス化プラント運転支援装置において、前記第１の報知手段は、表示装置およびスピーカであることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、プラント内の表示装置およびスピーカで作業員に情報を表示するので、作業員がプラント内で即座に情報を知ることができる。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項２記載のガス化プラント運転支援装置において、前記第２の報知手段は、表示装置およびスピーカであることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、携帯端末の表示装置およびスピーカで作業員に情報を表示するので、作業員自身の携帯端末に情報を直接報知することができる。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項２記載のガス化プラント運転支援装置において、前記携帯端末は自分の位置を検出する位置検出器を具備し、該位置検出器によって検出した位置を示す位置データを前記制御手段へ送信し、前記制御手段は前記位置データを受け、前記記憶手段内に予め設定されている危険区域と前記位置データとを比較し、その比較結果に基づいて前記携帯端末へ警報信号を出力することを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、携帯端末が位置検出器によって位置データを検出し、前記位置データと前記記憶手段内に予め設定されている危険区域を比較し、比較結果に基づいて前記携帯端末へ警報信号を出力する。これにより、プラント外部から作業員の位置を取得することができ、作業員が危険区域へ立ち入ることを防止することができる。
【００２０】
請求項８記載の発明は、請求項２記載のガス化プラント運転支援装置において、前記携帯端末は、作業員の心拍数、血圧、体温を測定する測定手段を具備し、該測定手段の測定データを前記制御手段へ送信し、前記制御手段は、前記測定データを前記記憶手段内に予め設定されている基準データと比較し、その比較結果に基づいて前記携帯端末へ警報信号を出力することを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、携帯端末で作業員の心拍数、血圧、体温を測定し、前記記憶手段内に予め設定されている基準データと比較する。そして、比較結果に基づいて携帯端末へ警報信号を出す。これにより、作業員の健康状態でプラント内の異常を知ることができ、異常がある場合は作業員に報知することができる。
【００２２】
請求項９記載の発明は、請求項１から８いずれかに記載のガス化プラント運転支援装置において、前記制御手段は、前記プラントに事故が発生した場合、前記記憶手段に予め設定されている異常時の作業情報や避難経路情報を、前記第１の報知手段へ出力することを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、プラントに事故が発生した場合、前記記憶手段に予め設定されている異常時の作業情報や避難経路を第１の報知手段に出力することができるので、事故時の適切な処理や二次災害の防止につながる。
【００２４】
請求項１０記載のガス化プラント運転支援方法は、プラント内にプラント内の状態を検出する検出手段と、プラント内の作業員に情報を報知する報知手段とを設け、前記プラント外に前記検出手段の出力が入力される制御手段を設けてなるガス化プラント運転支援装置における運転支援方法において、前記制御手段は、前記検出手段の出力を前記記憶手段内に記憶し、記憶したデータを前記報知手段へ出力することを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るガス化プラント運転支援装置の概略構成を示すブロック図である。中央制御装置１はプラント２の外部の中央制御室内に設置されており、プラント２内の装置各部を制御する。プラント２の内部には、配管内のガスの圧力を検知する圧力センサ２０１、配管内のガスの温度を検知する温度センサ２０２、配管内のガスの成分組成を検知する組成センサ２０３、空気中の有害ガスを検知するガスセンサ２０４、プラント２内の音を検知する音響センサ２０５、各設備で消費される電源を測定する電圧計２０６、電流計２０７、および電力計２０８、配管を開閉するバルブに設置され、バルブの操作を検出するバルブセンサ２０９が各々設けられている。また、プラント２の壁面には、作業員に情報を伝達するためのモニタ２３およびスピーカ２４が設けられている。また、各作業員は携帯端末２２を所持している。
通信部３はプラント２の外部にあって、中央制御装置１に接続されており、プラント２内の携帯端末２２と無線で通信を行う。
記憶部４はプラント２の外部にあって、各種センサ２０１〜２０５、２０９と測定器２０６〜２０８で検知したプラント２内の状態を記憶する検知情報データベース４１、作業員の行う作業を記憶する作業情報データベース４２、どのバルブの開閉操作がされたのかを記憶する操作情報データベース４３、携帯端末２２のセンサで検知したプラント２内の現場状態を記憶する現場情報データベース４４、携帯端末２２で測定した作業員の生体情報を記憶する生体情報データベース４５、作業場の危険区域を記憶した危険区域情報データベース４６、操作許可のあるバルブの情報を記憶する操作許可情報データベース４７、異常時における作業を記憶した異常時作業情報データベース４８、避難経路を記憶した避難経路情報データベース４９を有する。
【００２６】
図２は携帯端末２２の構成を示すブロック図である。この図において、符号２２０は各部を制御する制御部である。２２１は携帯端末２２の位置を検出する位置検出器であり、ＧＰＳを用いて構成されている。２２２はプラント２の配管や設備の温度を非接触で測定する赤外線センサである。２２３は作業員の心拍数を検出する心拍計、２２４は作業員の血圧を測定する血圧計、２２５は作業員の体温を測定する体温計であり、これらはいずれも作業員の体に直接取り付けられ、各測定器の出力データが制御部２２０に入力される。２２８はモニタによる表示部、２２９はスピーカ、２２７はテンキーおよびファンクションキーからなる操作部である。２２６は携帯通信部であり、制御部２２０から出力されたデータを高周波の搬送波に乗せて、プラント外部の通信部３へ送信し、また、通信部３から送信された高周波信号を復調し、復調によって得られたデータを制御部２２０へ出力する。
【００２７】
次に、図１、図２を用いて通常時の動作を説明する。
圧力センサ２０１、温度センサ２０２、組成センサ２０３、ガスセンサ２０４、音響センサ２０５は、それぞれ圧力、温度、組成、ガス、音を検知し、電圧計２０６、電流計２０７、電力計２０８はそれぞれ電圧、電流、電力を測定する。これら検知データまたは測定データは中央制御装置１に送られる。中央制御装置１はこれらのデータを記憶部４の検知情報データベース４１に記憶させる。
また、携帯端末２２の位置検出部２２１は、作業員（携帯端末２２）の位置をＧＰＳで検出し、制御部２２０に送る。制御部２２０は携帯通信部２２６を用いて、通信部３に位置情報を送信する。
中央制御装置１は、通信部３に送信された位置情報に適したプラント内の情報、あるいはその位置における作業情報を検知情報データベース４１と作業情報データベース４２から選択し、作業員のいる位置近郊のモニタ２３やスピーカ２４に情報を送りプラント２内の作業員に提示する。また、通信部３を用いて、携帯端末２２の携帯通信部２２６に情報を送信する。制御部２２０は携帯通信部２２６に送信された情報を表示器２２８を用いて表示し、情報を作業員に提示する。
【００２８】
また、作業員は携帯端末２２の赤外線センサ２２２を用いて、プラント２内の現場をセンシングし、プラント２外部の中央制御装置１で制御できない装置の異常があるか調べる。そして制御部２２０はその結果（現場情報）を、位置検出部２２１で検出した位置情報とともに携帯通信部２２６を用いて通信部３に送信する。中央制御装置１は、通信部３に送信されたその位置での現場情報を、現場情報データベース４４に記憶させる。
【００２９】
また、作業員は自らの心拍数、血圧、体温を、それぞれ携帯端末２２の心拍計２２３、血圧計２２４、体温計２２５で測定する。制御部２２０は、測定したその情報（生体情報）を、位置検出部２２１で検出した位置情報とともに携帯通信部２２６を用いて通信部３に送信する。中央制御装置１は、通信部３に送信されたその位置での作業員の生体情報を、生体情報データベース４５に記憶させる。これは、作業員の健康状態によりプラント２内での異常が判るからである。
【００３０】
また、プラント２内のバルブは現場の作業員が手動で開閉するものである。プラント２外部の中央制御装置１から動作制御できないものであるので、バルブの開閉を操作した際に操作情報を中央制御装置１に送信する必要がある。
作業員は携帯端末２２の操作部２２７を用いて、どのバルブが開閉操作されたかバルブの操作情報を入力する。制御部２２０は、操作情報を、位置検出部２２１で検出した位置情報とともに携帯通信部２２６を用いて通信部３に送信する。中央制御装置１は、通信部３に送信されたその位置でのバルブの操作情報を、操作情報データベース４３に記憶させる。
【００３１】
次に、図１、図２を用いて異常時の動作について説明する。
中央制御装置１は、携帯端末２２から通信部３に送信された位置情報と、記憶部４の危険区域情報データベース４６とを照らし合わせる。その位置が危険区域であれば、通信部３を用いて危険区域である旨を携帯通信部２２６に送信する。制御部２２０は、携帯通信部２２６に送信された危険区域情報を表示部２２８に表示し、その位置が危険区域であることを作業員に報知する。また、作業員のいる位置近郊のモニタ２３やスピーカ２４にも危険区域情報を送り、作業員に提示する。
【００３２】
また、作業員がバルブを操作しようとバルブに触れると、バルブセンサ２０９が中央制御装置１に、バルブに接触した情報を送る。中央制御装置１はこの情報と、操作許可情報データベース４７と照らし合わせる。作業員が操作しようとしたバルブが操作許可されていない場合、中央制御装置１は通信部３を用いて操作許可されていない旨を携帯通信部２２６に送信する。制御部２２０は、携帯通信部２２６に送信されたその情報を表示部２２８に表示し、そのバルブが操作許可されていないことを作業員に報知する。また、作業員のいる位置近郊のモニタ２３やスピーカ２４にも情報を送り、作業員に提示する。
【００３３】
中央制御装置１の制御異常や各センサからの検知情報などで、中央制御装置１がプラント２内の事故発生やプロセスの異常を認識すると、中央制御装置１は、異常時作業情報データベース４８と避難経路情報データベース４９からそれぞれ異常時における作業情報と避難経路情報を読み出し、モニタ２３やスピーカ２４に情報を送り、作業員に提示する。
また、通信部３を用いて、携帯端末２２の携帯通信部２２６にその情報を送信する。制御部２２０は携帯通信部２２６に送信された情報を、表示器２２８を用いて表示する。作業員は、これらの情報を見て適切な対処や避難を行う。
【００３４】
したがって、本実施形態によれば、ＣＰＵとプラント内の作業員とで情報を確実に伝達でき、ヒューマンエラーによる事故や、現場が知らなかったために事故の被害が拡大することを防ぐことができる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、プラント外の制御手段が、プラント内の検出手段で検出したプラント内の状態を記憶手段により記憶させ、記憶したデータをプラント内の作業員に報知する。これにより、プラント内の状態をプラント外の制御手段が詳細に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るガス化プラント運転支援装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態における、携帯端末２２の構成図である。
【符号の説明】
１…中央制御装置、２…プラント、３…通信部、４…記憶部、２２…携帯端末、２３…モニタ、２４…スピーカ

Claims

プラント内に設けられ、プラント内の状態を検出する検出手段と、
前記プラント内に設けられ、プラント内の作業員に情報を報知する第１の報知手段と、
前記プラント外に設けられ、前記検出手段の出力が入力される制御手段と、
前記プラント外に設けられ、前記検出手段の出力が記憶される記憶手段と、
を具備し、
前記制御手段は、前記検出手段の出力を前記記憶手段内に記憶するとともに、記憶したデータを前記第１の報知手段へ出力する
ことを特徴とするガス化プラント運転支援装置。
前記制御手段から出力されるデータを無線信号に変換して前記プラント内へ送信する送信手段と、
前記プラント内の作業員によって所持される携帯端末であって、前記送信手段から送信された無線信号を受信する受信手段と、前記受信手段によって受信されたデータを前記作業員に報知する第２の報知手段とを有する携帯端末をさらに設けた
ことを特徴とする請求項１記載のガス化プラント運転支援装置。
前記検出手段は、前記プラントの配管内の液体または気体の流量、温度および圧力あるいは、配管や圧力容器、バルブの材料肉厚、振動数、振幅を測定するセンサである
ことを特徴とする請求項１または２記載のガス化プラント運転支援装置。
前記検出手段は、前記プラント内の設備へ供給される電源の電圧、電流および電力を測定する測定手段である
ことを特徴とする請求項１または２記載のガス化プラント運転支援装置。
前記第１の報知手段は、表示装置およびスピーカである
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のガス化プラント運転支援装置。
前記第２の報知手段は、表示装置およびスピーカである
ことを特徴とする請求項２記載のガス化プラント運転支援装置。
前記携帯端末は自分の位置を検出する位置検出器を具備し、
該位置検出器によって検出した位置を示す位置データを前記制御手段へ送信し、
前記制御手段は前記位置データを受け、前記記憶手段内に予め設定されている危険区域と前記位置データとを比較し、その比較結果に基づいて前記携帯端末へ警報信号を出力する
ことを特徴とする請求項２記載のガス化プラント運転支援装置。
前記携帯端末は、作業員の心拍数、血圧、体温を測定する測定手段を具備し、該測定手段の測定データを前記制御手段へ送信し、
前記制御手段は、前記測定データを前記記憶手段内に予め設定されている基準データと比較し、その比較結果に基づいて前記携帯端末へ警報信号を出力する
ことを特徴とする請求項２記載のガス化プラント運転支援装置。
前記制御手段は、前記プラントに事故が発生したと判断した場合、前記記憶手段に予め設定されている異常時の作業情報や避難経路情報を、前記第１の報知手段へ出力する
ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のガス化プラント運転支援装置。
プラント内にプラント内の状態を検出する検出手段と、プラント内の作業員に情報を報知する報知手段とを設け、前記プラント外に前記検出手段の出力が入力される制御手段を設けてなるガス化プラント運転支援装置における運転支援方法において、
前記制御手段は、前記検出手段の出力を前記記憶手段内に記憶し、
記憶したデータを前記報知手段へ出力する
ことを特徴とするガス化プラント運転支援方法。