JP2004258948A - プラント監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プラント監視装置において、過去の制御状態または模擬状態の再確認、異常解析を容易に行うことができるプラント監視制御装置を提供する。
【解決手段】本発明は、プラント２からのプラント情報を入力するプラント情報入力手段８と、プラント情報及び内部記憶情報を格納する制御情報データベース４と、指示を入力するための入力手段７と、入力手段７からの指示及びプラント情報に基づいて、制御情報データベース４に格納されている制御指令を参照し前記プラントへ出力するプラント制御手段８と、プラント情報と内部記憶情報を制御情報として収集する制御情報収集手段５と、収集した制御情報を格納する制御情報収集ファイル６とを備えたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は発電プラント等のプラント監視情報を提供する機能を備えたプラント監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラントの挙動を把握するために、プロセス値のトレンド表示を行うプラント監視装置が、従来より開発されている。特に、近年のプラント監視装置では、プラントにおける運転員の監視効率や監視精度を向上させるために、プロセス量の時系列変化を履歴情報として保存し、運転員の要求に従って履歴情報を出力する機能が取り入れられている。
【０００３】
このようなプラント監視装置においては、表示ポイントの自動切替、予測結果の重ね合せ表示、履歴情報の重ね合せ、警報ポイントの自動表示等を可能とすることにより、効率のよい監視を実現している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２８０９１０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したプラント監視装置においては、プラントの制御に異常が発生した場合、履歴情報をもとに人間系で原因究明を実施している。しかし、プラント監視装置の内部記憶情報（計算機内の内部記憶領域に保存されている情報）は保存されておらず、履歴情報だけでは異常時のプラント監視装置の状態を詳細に知ることができなかった。また、プロセス値をそのまま履歴情報として保存すると、データの保存量が膨大になるため、長期間のデータを保存するのに適さなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、プラント監視装置の内部記憶情報を含む過去の制御状態または模擬状態を必要に応じて保存し、正確かつ迅速に再現することにより、過去の制御状態または模擬状態の再確認、異常解析を容易に行うことができるプラント監視制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明においては、プラントからのプラント情報を入力するプラント情報入力手段と、プラント情報及びプラントを監視制御するために必要な情報である内部記憶情報を格納する制御情報データベースと、指示を入力するための入力手段と、この入力手段からの指示及びプラント情報に基づいて、制御情報データベースに格納されている制御指令を参照しプラントへ出力するプラント制御手段と、プラント情報と内部記憶情報を制御情報として収集する制御情報収集手段と、この収集した制御情報を格納する制御情報収集ファイルとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るプラント監視装置の概略ブロック構成図である。図に示すように、本プラント監視装置１は、プラント２からのプラント情報を入力するプラント情報入力手段３、運転員からの指示を入力する入力手段７、その指示及びプラント情報に従って制御を行うプラント制御手段８、プラント監視に必要な情報である内部記憶情報を格納する制御情報データベース４、プラント情報と制御情報データベース内の内部記憶情報を制御情報として収集する制御情報収集手段５、この制御情報を格納する制御情報収集ファイル６とから構成される。
【０００９】
さらに、制御情報収集ファイルから指定された制御情報を取得する制御情報取得手段９、この取得した制御情報を保存する制御情報保存ファイル１０、制御情報保存ファイル１０の内容を編集する制御情報編集手段１１、制御情報収集ファイルまたは制御情報保存ファイルから指定された時刻を検索する情報検索手段１２、検索した情報に基づいてその制御状態を再現する制御状態再現手段１３とを設けている。
【００１０】
プラント情報入力手段３は、プラント２から様々なプラント情報を取り込み、制御情報データベース４を更新する。また、プロセス値については、プロセス量毎にあらかじめ設定された設定値と比較して現在のプロセス値が逸脱しているか否かを判定し、その結果（設定値状態として２値化した情報）を制御情報データベース４に保存、更新する。
【００１１】
入力手段７は、運転員からの指示を入力する。例えば、プラントの制御モードや自動制御の進行許可等の指示や、制御情報データベース４または制御情報収集ファイル６の中から検索する情報の指定を入力する。
【００１２】
プラント制御手段８は、入力手段７を介して指示された制御モードおよびプラントから入力されたプラント情報に従い、プラントの制御を行う。
【００１３】
制御情報データベース４は、プラントを監視制御するために必要な情報を格納するもので、例えば以下の（ａ）〜（ｆ）に示す情報を格納する。
（ａ）プラントから入力するプロセス値に関する固定情報（プロセス値の名称、設定値など）。
（ｂ）プラントから入力する現在のプロセス値あるいは現在の設定値状態（可変情報、アナログの連続値で２値化されていないデータも含む）。
（ｃ）入力するプロセス値及び運転員の操作に基づくプラントの制御ロジック（固定情報）。
（ｄ）制御ロジックにおける現在の制御状態を内部的に記憶している情報（可変情報）。
（ｅ）計算機内部の状態を２値で記憶している情報（可変情報）。
（ｆ）計算機内部で計算または作成した擬似的なアナログデータ（可変情報）。
【００１４】
ここで、（ａ）〜（ｆ）の情報のうち、（ｂ）のプロセス値及び設定値状態や（ｄ）〜（ｆ）のような計算機内部記憶領域に記憶している情報（内部記憶情報）のすべての情報に一意の識別子を付したものをＬＩＤと呼び、各ＬＩＤはＬＩＤ番号を付すことにより区別される。本実施の形態では、ＬＩＤは８バイトの１６進数で表すが、この限りではなく、サイズを変更することも可能である。
【００１５】
そして、制御情報収集手段５は、制御情報データベース４に格納されているＬＩＤについて、変化があった場合に、変化のあった時刻、変化したＬＩＤ番号及び変化後の状態などの情報を制御情報収集ファイル６へ保存する。これより、制御情報収集ファイル６には、制御情報データベース４から必要な情報のみを格納することができる。
ここで、制御情報データベース４を参照する場合は現在値のみで、制御収集ファイル６を参照する場合は履歴データ（例えば、２時間前〜４時間前のデータ）となる。
【００１６】
また、制御情報収集ファイル６は固定サイズの複数ファイルから成ると想定する。例えば、制御情報収集ファイル６を３つと想定し、それぞれの制御情報収集ファイルを６ａ，６ｂ，６ｃとすると、６ａが一杯になったら６ｂに収集、次に６ｃに収集し、全て一杯になったら一番古いデータを格納している６ａをクリアして６ａに収集、６ａが一杯になったらその時点で一番古いデータを格納している６ｂをクリアして６ｂに収集する。このように、限られた数の制御情報収集ファイルを順番に繰り返し使用する。
【００１７】
次に、本実施の形態の動作を説明する。
まず、制御情報収集手段５の動作を図２のフローチャートを参照して説明する。制御情報収集手段５は、制御情報データベース４より全ＬＩＤを読込み（ステップＳ０）、保存先の制御情報収集ファイル６の残り空きエリアに応じて、ファイルが切替えのタイミングかどうかを判定する（ステップＳ１）。最新のデータを格納している制御情報収集ファイル６の残り空きエリアが０になった場合に切替えタイミングと判断し、ステップＳ２に進む。そして、制御情報収集ファイル６のうち一番古いデータを格納しているファイルの内容をクリアし、そのファイルに読み込んだ全ＬＩＤを保存する（ステップＳ２）。切替えタイミングではない場合、ステップＳ３へ進む。
【００１８】
ここで、読み込んだ全ＬＩＤについて、状態が変化したかどうかを判定する（ステップＳ３）。制御情報収集手段５では、読み込んだ全ＬＩＤの前回の値を制御情報収集手段５内部に常に保持しており、この前回の値と現在値とを比較し、状態の変化を判断する。すなわち、ＬＩＤの現在値が前回の値と異なる場合に、状態が変化したと判定し、ステップＳ４へ進む。
【００１９】
そして、変化したＬＩＤについて、制御情報収集ファイル６へ保存する（ステップＳ４）。このとき保存する情報は、例えば図３に示すとおり、状態が変化した時刻、変化したＬＩＤ番号、変化後の状態である。このように、制御情報データベース４内のプラント情報、内部記憶情報を保存するとともに、保存情報の限定、稠密化を図ることにより、制御情報収集ファイルを効率よく使用することができ、従来より長期間の情報を保存することができる。
【００２０】
ここで、上述したように、制御情報収集ファイル６は固定サイズであり、ファイル内のデータのクリア、保存を繰り返し行っているため、必要なデータをいつまでも保存しておくことができない。そこで、プラントで異常が発生した場合など残しておきたいデータについては、別ファイルに保存する必要がある。
【００２１】
そこで、制御情報取得手段９では、運転員が指定した制御情報を取得し、その情報について、サイズ制限のない制御情報保存ファイル１０へ別に保存するようにする。
【００２２】
まず、制御情報取得手段９は、入力手段７を介して運転員により指定された期間について、制御情報収集ファイル６を指定期間の開始時刻直前まで検索し、全ＬＩＤの状態を時系列に制御情報取得手段９内部に記憶、更新する。指定期間の開始時刻直前の全ＬＩＤの状態を制御情報保存ファイル１０へ保存する。その後、指定期間の開始時刻から終了時刻までの制御情報収集ファイル６に保存されている内容を制御情報保存ファイル１０の続きへ保存する。
【００２３】
また、制御情報編集手段１１を設けることにより、制御情報保存ファイル１０に保存されている任意のＬＩＤについて、ＬＩＤの状態変化の追加、タイミングの変更、削除などの編集を行うこともできる。
【００２４】
このように、必要な情報を制御情報保存ファイル１０へ別に保存し、またその情報を編集可能とすることにより、希望どおりのデータを保存しておくことができる。
【００２５】
また、これらの保存情報をファイルから検索し、再現する手段として、情報検索手段１２、制御状態再現手段１３を用いる。
【００２６】
情報検索手段１２の動作を図４のフローチャートを参照して説明する。まず、運転員より入力手段７を介して検索先ファイル及び検索時刻が指定される（ステップＳ１０）。検索先ファイルとは制御情報収集ファイル６または制御情報保存ファイル１０のいずれかのことであり、運転員の入力操作は、図５に示すような対話画面を用いて行われる。次に、指定された検索先ファイルから全ＬＩＤの状態を読み込み、指定時刻までの制御状態を検索し、抽出する（ステップＳ１１）。この抽出したデータは制御情報再現手段１３へ通知され（ステップＳ１２）、制御情報再現手段１３でその制御状態が再現される。
【００２７】
以上より、過去の任意の時刻の制御状態を再現することが可能となり、制御状態の確認、異常解析を容易に行うことができる。
【００２８】
さらに、制御情報収集手段５は、図６のフローチャートに示す処理を行うことによって、制御情報データベース４に格納されている制御情報のうち、制御ロジックに関わる制御情報のみを選別して収集することもできる。
【００２９】
まず、制御情報データベース４より全ＬＩＤを読込む（ステップＳ２０）。次に、読み込んだ全ＬＩＤについて、制御ロジックに使用されているかどうかを検索し判断する（ステップＳ２１）。その結果、制御ロジックに使用されていないＬＩＤは収集対象からはずし、制御ロジックに使用されているＬＩＤのみを収集対象とする（ステップＳ２２）。
【００３０】
次に、保存先の制御情報収集ファイル６が切替えタイミングかどうかを判定する（ステップＳ２３）。ファイルの切替えタイミングと判断した場合、制御情報収集ファイル６のうち１番古いデータを格納しているファイルの内容をクリアし、そこにステップＳ２２で収集対象としたＬＩＤの現在状態を保存する（ステップＳ２４）。
【００３１】
この保存したＬＩＤについて状態が変化したかどうかを判定し（ステップＳ２５）、状態が変化したＬＩＤについては、状態の変化時刻、変化したＬＩＤ番号、変化後の状態を制御情報収集ファイル６へ保存する（ステップＳ２６）。
【００３２】
このように、制御ロジックに使用しているＬＩＤのみを選別して制御情報保存ファイルに保存することにより、さらに効率よく長期間の情報を保存することができる。
【００３３】
図７は、本発明の第２の実施の形態を示すプラント監視装置の構成図である。なお、図１に示す構成と同一または相当部分には、同一符号を付してその説明は省略する。図７に示す構成が図１に示す構成と異なる点は、イベント登録手段１６と、イベント状態登録テーブル１７を新たに設けた点である。
【００３４】
イベント状態登録手段１６は、イベント名称とイベントに対応するＬＩＤ番号及びＬＩＤの状態を、図８に示す状態テーブルとして登録する。例えば、火力発電ではプラントの起動、停止の際に、「点火」、「通気」、「並列」、「解列」等のイベントがある。これらのイベントはあらかじめ設定することができる。
【００３５】
イベント登録手段１６、情報検索手段１２の動作を図９、図１０を参照して説明する。
【００３６】
イベント登録手段１６では、運転員より入力手段７を介してイベント名称が入力される（ステップＳ３０）。その後、イベント名称に対応するＬＩＤ番号とＬＩＤの状態が入力される（ステップＳ３１）。入力されたイベント名称、ＬＩＤ番号およびＬＩＤの状態を、図８に示すようなイベント状態登録テーブル１７に保存する（ステップＳ３２）。
【００３７】
情報検索手段１２では、運転員より入力手段７を介してイベントの検索先ファイル及びイベント名称が選択されると（ステップＳ４０）、イベント状態登録テーブル１７から選択されたイベント名称に対応するＬＩＤ番号とＬＩＤの状態を取得する（ステップＳ４１）。次に、指定された検索先ファイルから取り出したＬＩＤ番号とＬＩＤの状態に合致する制御状態を検索し、その全ＬＩＤの状態を取得する（ステップＳ４２）。これらの情報は、制御状態再現手段１３に通知され（ステップＳ４３）、制御情報再現手段１３で制御状態が再現される。
【００３８】
これより、過去の任意のイベントにおける制御状態を再現することができ、制御状態の確認と異常解析が可能となる。
【００３９】
また、再現期間を指定して制御状態を再現することもできる。制御状態を再現する期間は、時刻またはイベント名称、及び検索先ファイルによって指定され、情報検索手段１２へ通知される。イベント名称が入力された場合、図１０に示す処理によりイベントの開始時刻、終了時刻を検索する。情報検索手段１２は、その開始時刻を検索先ファイルから検索し指定された期間内について再現要求を行う。制御状態再現手段１３では、検索先ファイルに保存されている制御状態の変化にしたがって制御状態が再現される。
【００４０】
以上により、過去の任意の期間を指定し、その制御状態を再現することが可能となり、しかも制御状態の変化毎に再現することで効率よく異常解析、制御状態の確認が可能となる。
【００４１】
図１１は、本発明の第３の実施の形態を示すプラント監視装置の構成図である。なお、図７に示す構成と同一または相当部分には、同一符号を付してその説明は省略する。図１１に示す構成が図７に示す構成と異なる点は、制御情報変化検索手段１８と、制御情報出力手段１４と出力手段１５を新たに設けた点である。
【００４２】
制御情報変化検索手段１８は、状態変化に関する制御情報を制御情報データベース４から検索し、制御情報出力手段１４はこの検索した制御情報を出力装置１５に表示させる。
【００４３】
制御情報変化検索手段１８の動作を図１２を参照して説明する。まず、状態変化のあったＬＩＤ番号、ＬＩＤの状態が制御状態再現手段１３から通知されると（ステップＳ５０）、そのＬＩＤを使用している制御ロジックを制御情報データベース４から検索し、その制御情報を取得する（ステップＳ５１）。そして、取得した制御情報は制御情報出力手段１４へ通知され、出力装置１５へ出力される（ステップＳ５３）。ここで、通知された制御情報が複数ある場合には、まず１つの制御情報を出力装置へ出力し、その他の制御情報については、運転員の要求によりメニュー等で選択し、出力するようにしてもよい。
【００４４】
これより、再現した制御状態について、制御状態の変化に関する制御情報を出力することが可能となり、異常が発生した個所を早急に特定し、原因究明することができる。
【００４５】
また、制御情報出力手段１４は、図１３のフローチャートに示す処理を行うことによって、連続値で表されるプロセス値を２値化した情報を、プロセス値として再現することもできる。
【００４６】
運転員からの要求または制御状態再現手段１３の自動出力要求により、連続値で表されるプロセス量の出力要求がされた場合、まずこのプロセス量の全設定値を制御情報データベース４から検索する（ステップＳ６０）。次に、検索した設定値に対応する設定値の状態を制御情報再現手段１３から取得する（ステップＳ６１）。これらの設定値と設定値状態を基に、出力要求されたプロセス量を特定の設定値の間にある値として復元する（ステップＳ６２）。要求された時刻、期間のすべてのデータについて、プロセス量を復元し、出力装置１５へ出力する（ステップＳ６３）。
【００４７】
これより、連続値で表されるプロセス量を２値化した場合にもその連続値を再現できるようになる。これより、プロセス値の変化傾向を表示し、過去のプラント状態の確認、異常状態の把握、解析等を効率的に行うことができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のプラント監視装置においては、プラント監視装置の内部記憶情報を含む過去の制御状態または模擬状態を、正確かつ迅速に再現することにより、過去の制御状態や模擬状態の確認、異常解析を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプラント監視装置のブロック構成図
【図２】図１に示すプラント監視装置における制御情報収集手段の処理フローチャート
【図３】図１に示すプラント監視装置における制御情報収集ファイルの一例を示す図
【図４】図１に示すプラント監視装置における情報検索手段の処理フローチャート
【図５】図１に示すプラント監視装置における検索先ファイルを入力する際の対話画面例を示す図
【図６】図１に示すプラント監視装置における他の実施例の制御情報収集手段の処理フローチャート
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るプラント監視装置のブロック構成図
【図８】図７に示すプラント監視装置におけるイベントと状態登録テーブルの一例を示す図
【図９】図７に示すプラント監視装置におけるイベント状態登録手段の処理フローチャート
【図１０】図７に示すプラント監視装置における情報検索手段の処理フローチャート
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係るプラント監視装置のブロック構成図
【図１２】図１１に示すプラント監視装置における制御情報変化検索手段の処理フローチャート
【図１３】図１１に示すプラント監視装置における制御情報出力手段の処理フローチャート
【符号の説明】
１…プラント監視装置、
２…プラント、
３…プラント情報入力手段、
４…制御情報データベース、
５…制御情報収集手段、
６…制御情報収集ファイル、
７…入力手段、
８…プラント制御手段、
９…制御情報取得手段、
１０…制御情報保存ファイル、
１１…制御情報編集手段、
１２…情報検索手段、
１３…制御情報再現手段、
１４…制御情報出力手段、
１５…出力装置、
１６…イベント登録手段、
１７…イベント状態登録テーブル、
１８…制御情報変化検索手段、
１０１…プラント情報保存手段、
１０２…プラント情報保存データ、
１０３…プラント情報保存データ検索手段、
１０４…プラント監視情報出力手段、
１０５…プラント情報入力模擬データ、
１０６…プラント情報入力模擬手段

Claims (8)

1. プラントからのプラント情報を入力するプラント情報入力手段と、前記プラント情報及び前記プラントを監視制御するために必要な情報である内部記憶情報を格納する制御情報データベースと、指示を入力するための入力手段と、この入力手段からの指示及び前記プラント情報に基づいて、前記制御情報データベースに格納されている制御指令を参照し前記プラントへ出力するプラント制御手段と、前記プラント情報と前記内部記憶情報を制御情報として収集する制御情報収集手段と、この収集した制御情報を格納する制御情報収集ファイルとを備えたことを特徴とするプラント監視装置。
2. 請求項１記載のプラント監視装置において、前記制御情報収集手段は前記制御情報データベース内に格納されている制御情報のうち制御ロジックに使用している制御情報のみを選別して収集するようにしたことを特徴とするプラント監視装置。
3. 請求項１または２記載のプラント監視装置において、前記入力手段を介して指定された制御情報を前記制御情報収集ファイルから取得する制御情報取得手段と、この取得した制御情報を保存する制御情報保存ファイルと、この制御情報保存ファイルに保存されている内容を変更する制御情報編集手段を設けたことを特徴とするプラント監視装置。
4. 請求項３記載のプラント監視装置において、前記入力手段を介して検索先ファイルである前記制御情報収集ファイルまたは前記制御情報保存ファイルのいずれか一方のファイルと検索時刻が指定された場合に、この指定された検索先ファイルから指定された時刻を検索する情報検索手段と、検索した情報に基づいてその制御状態を再現する制御状態再現手段を設けたことを特徴とするプラント監視装置。
5. 請求項４記載のプラント監視装置において、前記プラントのイベントを登録するイベント登録手段と、登録されたイベントを格納しておくイベント状態登録テーブルとを設け、前記入力手段を介して検索先ファイル及びイベントが指定された場合に、前記情報検索手段は指定された前記検索先ファイルから指定された前記イベントを検索し、前記制御状態再現手段はこの検索したイベントに対応する制御情報に基づいて制御状態を再現することを特徴とするプラント監視装置。
6. 請求項５記載のプラント監視装置において、前記入力手段を介して再現期間が指定された場合に、前記情報検索手段は前記検索先ファイルから再現期間の起点となる時刻を検索して、この起点となる時刻から終点となる時刻までの制御情報を前記制御状態再現手段へ通知し、前記制御状態再現手段は通知された制御情報に基づいて指定期間内の制御状態を再現することを特徴とするプラント監視装置。
7. 請求項６記載のプラント監視装置において、前記制御状態再現手段より通知される制御状態の変化に関連する制御情報を前記制御情報データベースから検索する制御情報変化検索手段と、検索された制御情報を出力手段へ出力する制御情報出力手段とを設けたことを特徴とするプラント監視装置。
8. 請求項４ないし７記載のプラント監視装置において、前記制御情報再現手段は、連続的に変化するプロセス量について設定値に対する制御状態を検索し、再現する機能を持つことを特徴とするプラント監視装置。

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