JP2011253386A - Apparatus, system and program for plant operation monitoring support - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、浄水場プラント等に用いて好適な、プラント運転監視支援装置およびシステムならびにプログラムに関する。 The present invention relates to a plant operation monitoring support apparatus, system, and program suitable for use in a water purification plant or the like.
浄水場施設では、急速ろ過方式を採用する場合、凝集剤等の各種薬品を注入するととともに急速攪拌を実施する混和池と、混和池で生成された凝集体(フロック)を成長させるフロック形成池と、成長したフロックを沈殿除去する沈殿池と、沈殿しきれなかった粒子やフロックを除去するろ過池とが水槽設備として形成される。 In water treatment plant facilities, when a rapid filtration method is adopted, a mixing pond that injects various chemicals such as a flocculant and performs rapid stirring, a floc formation pond that grows aggregates (floc) generated in the mixing pond, and Then, a settling basin that precipitates and removes the grown flocs and a filtration pond that removes particles and flocs that could not be settled are formed as water tank equipment.
浄水場施設の監視現場には、上記した水槽設備の他に、水位センサやバルブ調節器等のプロセス機器、所謂、現場機器が備え付けられており、各現場機器で計測された実測値は、設備毎に割り付けられたDCS(Distributed Control System)等に測定のサンプリング時刻毎にリアルタイムでバッファリングされ、監視される。 In addition to the aquarium equipment described above, process equipment such as water level sensors and valve regulators, so-called on-site equipment, are provided at the monitoring site of the water treatment plant facility, and the actual measured values measured at each on-site equipment are It is buffered and monitored in real time at each sampling time of measurement in a DCS (Distributed Control System) allocated for each.
その後、バッファリングされた測定データは、LAN(Local Area
Network)等を介してネットワーク接続されたDB(Data Base)サーバ等にファイルやデータベースの形式で蓄えられ、中央監視サーバ又はクライアント等の上位システムにより適宜アクセスされる。
Thereafter, the buffered measurement data is transferred to the LAN (Local Area
It is stored in the form of a file or database in a DB (Data Base) server or the like connected to the network via a network or the like, and is appropriately accessed by a host system such as a central monitoring server or client.
上記したプラント監視システムによれば、各現場機器から取得される、例えば、原水水質、混和条件、フロック形成池運転条件、沈殿池水質データ等の実測値が、予め設定された上下限値から外れた場合に「異常」と判定され、異常警報がオペレータに通知される。又、その異常警報に対して原因や対応をガイダンスすることも行われている。 According to the plant monitoring system described above, actual values such as raw water quality, mixing conditions, flock formation pond operating conditions, sedimentation basin water quality data, etc. acquired from each field device deviate from preset upper and lower limit values. If it is detected as “abnormal”, an abnormal alarm is notified to the operator. In addition, guidance is provided for the cause and response to the abnormal alarm.
特許文献1には、収集したデータの瞬時値を含む統計量の少なくとも一方を含む監視対象量と基準値とを比較してプロセス量の変化状態を検知し、この検知データを含む監視情報を画面に表示することにより、プラントの異常をその兆候段階で的確に検知する方法が提案されている。 Patent Document 1 compares a monitoring target amount including at least one of statistics including an instantaneous value of collected data with a reference value to detect a change state of a process amount, and displays monitoring information including the detected data on a screen. A method for accurately detecting an abnormality of a plant at the symptom stage has been proposed.
しかしながら、上記した従来技術によれば、設定値を超えない限り異常警報は発生せず、又、異常警報が発生してから異常対応のガイダンスが表示されても、それは、オペレータに異常の対応の仕方を知らせているだけである。 However, according to the above-described prior art, an abnormality alarm does not occur unless the set value is exceeded, and even if an abnormality response guidance is displayed after the abnormality alarm is generated, It just tells you how.
一方、特許文献1に開示された技術によれば、各種プロセス量の瞬時値データを基に統計処理を行なうことにより統計値データとして蓄積し、監視対象の長期的な傾向からその特性を考慮した基準値を自動生成するため、人手をかけずに監視基準の設定が可能である。しかしながら、異常判定は、依然としてその基準値との比較によりなされるため、基準値を超えない限り異常警報は発生しない。 On the other hand, according to the technique disclosed in Patent Document 1, statistical processing is performed on the basis of instantaneous value data of various process amounts to accumulate statistical data, and the characteristics are taken into consideration from the long-term tendency of the monitoring target. Since the reference value is automatically generated, it is possible to set the monitoring reference without manpower. However, since the abnormality determination is still made by comparison with the reference value, no abnormality alarm is generated unless the reference value is exceeded.
オペレータは、本来、異常の予測、予兆を捉え、事前に操作、対応、監視することでプラントの安定運用をする必要がある。従って、オペレータは、単位操作がプラントに与える影響を事前に確認しておく必要があり、そのためのプラント運転監視支援方法の出現が望まれていた。 The operator originally needs to stably operate the plant by grasping predictions and signs of abnormalities and operating, responding and monitoring in advance. Therefore, the operator needs to confirm in advance the influence of the unit operation on the plant, and the emergence of a plant operation monitoring support method for that purpose has been desired.
そこで、本発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、オペレータが行う単位操作がプラントに与える影響を事前に確認可能であり、運転スキルの低いオペレータであっても熟練オペレータに近い視野でプラントの安定した運用が可能な、プラント運転監視支援装置およびシステムならびにプログラムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to confirm in advance the influence of unit operations performed by the operator on the plant, and even in the case of an operator with low driving skills, the viewpoint is close to that of a skilled operator. An object of the present invention is to provide a plant operation monitoring support device, system, and program capable of stable operation of a plant.
上記課題を解決するために、本発明のプラント運転監視支援装置は、プラント運転に係る単位操作がプラントに与える影響を、体系的に階層構造で記述した関係モデルを記憶する操作リスク記憶部と、前記単位操作を契機に、前記操作リスク記憶部を参照し、前記単位操作がプラントに与える影響を階層展開して画面に表示する描画・表示制御部と、前記プラントの実測値を取得し、当該取得した実測値からプラントの運転状況を分析し、前記単位操作を行うことによる前記プラントへの影響に関するリスクの増減方向を診断するリスク診断部と、を備え、前記描画・表示制御部は、前記画面に表示された内容に、前記リスク診断部で診断されたリスクの増減方向をベクトルで重ね合わせ表示することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the plant operation monitoring support device of the present invention, an operation risk storage unit that stores a relational model that systematically describes the influence of unit operations related to plant operation on the plant, in a hierarchical structure; With the unit operation as a trigger, the operation risk storage unit is referred to, the drawing / display control unit that hierarchically expands and displays the influence of the unit operation on the plant, and obtains the measured value of the plant, Analyzing the operation status of the plant from the acquired actual measurement value, and a risk diagnosis unit for diagnosing the increase / decrease direction of the risk related to the influence of the unit operation, the drawing / display control unit, The content displayed on the screen is superimposed and displayed with a vector in the direction of increase or decrease of the risk diagnosed by the risk diagnosis unit.
本発明によれば、リスク診断部は、単位操作を契機にプラントの実測値を取得し、取得した実測値からプラントの運転状況を分析して単位操作を行うことによるプラントへの影響に関するリスクの増減方向を診断する。そして、描画・描画・表示制御部は、リスク診断部で診断されたリスクの増減方向をベクトルで表現し、先に画面表示されているプラントに与える影響に対して重ね合わせ表示する。
このため、オペレータは、これから行おうとする操作に対してプラントに対する影響を視認でき、また、ベクトルにより、その影響の中でどのリスクが高まり、あるいは減少するかを一目見ただけで理解できるため、以降の運転操作に役立たせることができる。従って、プラントの安定運用に寄与することができる。又、画面内容を確認しながらプラントの運転監視が可能になるため、スキルの低いオペレータであっても熟練オペレータに近い視野でプラントの安定した運用が可能になる。
According to the present invention, the risk diagnosis unit obtains an actual measurement value of the plant in response to the unit operation, analyzes the operation state of the plant from the acquired actual measurement value, and performs risk operation relating to the influence on the plant by performing the unit operation. Diagnose the direction of increase or decrease. Then, the drawing / drawing / display control unit expresses the increase / decrease direction of the risk diagnosed by the risk diagnosis unit as a vector, and superimposes and displays the influence on the plant previously displayed on the screen.
For this reason, the operator can visually recognize the effect on the plant for the operation to be performed, and the vector can understand at a glance which risk increases or decreases in the effect. It can be used for subsequent driving operations. Therefore, it can contribute to the stable operation of the plant. In addition, since it is possible to monitor the operation of the plant while checking the contents of the screen, even a low-skilled operator can stably operate the plant with a view close to a skilled operator.
上記発明において、前記操作リスク記憶部は、前記関係モデルに基づき、関係データベース管理システムにより管理されるリレーショナルデータベースであることを特徴とする。本発明によれば、リレーショナルデータベースを構築してプラント運転に係る単位操作がプラントに与える影響を管理するため、単位操作を条件として与えるだけで、複数に跨るプラントへの影響を連結して検索することができる。 In the above invention, the operation risk storage unit is a relational database managed by a relational database management system based on the relational model. According to the present invention, in order to construct a relational database and manage the influence of unit operations related to plant operation on the plant, it is possible to search by concatenating the influence on a plurality of plants only by giving the unit operation as a condition. be able to.
上記発明において、前記プラントは、川からの水を取水し、浄水場に導く着水井と、処理原水へ凝集剤や各種薬品を注入して混和させ、緩速攪拌により処理原水中にフロックを形成させるフロック形成池と、懸濁物質や前記フロックを沈殿させる沈殿池と、沈殿処理水をろ過するろ過池とからなる浄水処理場施設であり、前記リスク診断部は、前記実測値が示す、原水水質と、混和池水質及び運転条件と、フロック形成池水質及び運転条件と、沈殿池水質とろ過池水質と浄水池水質のプラントへの影響の重み付けにより示される目的関数とから、データマイニングにより前記プラントへの影響に関するリスクを定量的に導出し、前記リスクを閾値と比較し、前記リスクの増減方向を診断することを特徴とする。
本発明によれば、リスク診断部は、データマイニングにより、プラントへの影響に関するリスクを定量的に導出してリスクの増減方向を診断する。従って、リスク診断部によりリスク診断された結果をベクトル表示することで、オペレータは、これから行おうとする操作に対してプラントへの影響を認識でき、また、ベクトルにより、その中でどのリスクが高まり、あるいは減少するかを一目見ただけで理解できるため以降の運転操作に反映させることができ、プラントの安定運用に寄与することができる。
In the above invention, the plant takes water from the river, mixes the landing well that leads to the water purification plant, and injects the flocculant and various chemicals into the treated raw water, and forms flocs in the treated raw water by slow stirring. A water purification plant facility comprising a floc formation pond to be suspended, a sedimentation basin for sedimenting suspended solids and the floc, and a filtration basin for filtering the precipitated treated water, wherein the risk diagnosis unit is configured to use raw water From the water quality, the mixing pond water quality and operating conditions, the floc-forming pond water quality and operating conditions, and the objective function indicated by the weighting of the settling pond water quality, the filtration pond water quality and the purified water quality on the plant, the data mining A risk relating to the influence on the plant is quantitatively derived, the risk is compared with a threshold value, and the increase / decrease direction of the risk is diagnosed.
According to the present invention, the risk diagnosis unit quantitatively derives a risk related to the influence on the plant by data mining, and diagnoses the increase / decrease direction of the risk. Therefore, by displaying the results of the risk diagnosis by the risk diagnosis unit in vector, the operator can recognize the impact on the plant for the operation to be performed, and the vector increases which risk is increased. Or since it can be understood at a glance whether it decreases or not, it can be reflected in subsequent operation operations, and can contribute to stable operation of the plant.
本発明のプラント運転監視支援システムは、川からの水を浄水場に導く着水井と、処理原水へ凝集剤や各種薬品を注入して混和させ、緩速攪拌により処理原水中にフロックを形成させるフロック形成池と、懸濁物質や前記フロックを沈殿させる沈殿池と、処理水をろ過するろ過池とからなる浄水処理設備におけるプラント運転監視支援システムであって、前記浄水処理設備のそれぞれに設けられるセンサを含む現場機器と、前記現場機器を用いたプラント運転に係る単位操作がプラントに与える影響について、体系的に階層構造で記述した関係モデルを記憶する操作リスク記憶部を有し、前記単位操作を契機に、前記操作リスク記憶部を参照して前記単位操作がプラントに与える影響を階層展開して画面に表示し、前記現場機器からプラントの実測値を取得し、当該取得した実測値からプラントの運転状況を分析し、前記単位操作を行うことによる前記プラントへの影響に関するリスクの増減方向を診断して、前記画面に表示された内容に、前記リスクの増減方向をベクトルで重ね合わせ表示するプラント運転監視装置と、を備えたことを特徴とする。 The plant operation monitoring support system according to the present invention is configured to inject a flocculant and various chemicals into an incoming well that guides water from a river to a water purification plant, and to form flocs in the raw raw water by slow stirring. A plant operation monitoring support system in a water purification treatment facility comprising a floc formation pond, a sedimentation basin for sedimenting suspended solids and the floc, and a filtration basin for filtering treated water, provided in each of the water purification treatment facilities An operation risk storage unit that stores a relational model that is systematically described in a hierarchical structure with respect to an influence on a plant by a field operation including a sensor and a unit operation related to a plant operation using the field device, and the unit operation As a result, the operation risk storage unit is referred to and the influence of the unit operation on the plant is hierarchically expanded and displayed on the screen. Acquire actual measurement value, analyze the operation status of the plant from the acquired actual measurement value, diagnose the risk increase / decrease direction related to the impact of the unit operation, and display the content displayed on the screen And a plant operation monitoring apparatus that superimposes and displays the increase / decrease direction of the risk with a vector.
本発明のプラント運転監視支援プログラムは、複数の現場機器が接続され、前記現場機器を用いたプラント運転に係る単位操作がプラントに与える影響について、体系的に階層構造で記述した関係モデルを記憶するデータベースを有するプラント運転監視支援装置のコンピュータ上で実行されるプラント運転監視支援プログラムであって、前記単位操作を契機に、前記データベースを参照して前記単位操作がプラントに与える影響を階層展開して画面に表示する処理と、前記現場機器からプラントの実測値を取得する処理と、前記取得した実測値からプラントの運転状況を分析し、前記単位操作を行うことによる前記プラントへの影響に関するリスクの増減方向を診断する処理と、前記画面に表示された内容に、前記リスクの増減方向をベクトルで重ね合わせ表示する処理と、を実行させることを特徴とする。 The plant operation monitoring support program of the present invention stores a relational model in which a plurality of field devices are connected, and systematic descriptions of the effects of unit operations related to plant operation using the field devices on the plant in a hierarchical structure. A plant operation monitoring support program that is executed on a computer of a plant operation monitoring support device having a database, wherein, with the unit operation as a trigger, the influence of the unit operation on the plant is hierarchically expanded with reference to the database The process of displaying on the screen, the process of acquiring the actual measured value of the plant from the field device, analyzing the operation status of the plant from the acquired actual measured value, and the risk regarding the impact on the plant by performing the unit operation The process of diagnosing the direction of increase / decrease and the content displayed on the screen indicate the increase / decrease direction of the risk. Characterized in that to execute a process of displaying superimposed Le, a.
本発明によれば、オペレータが行う単位操作がプラントに与える影響を事前に確認可能であり、スキルの低いオペレータであっても熟練オペレータに近い視野でプラントの安定した運用が可能な、プラント運転監視支援装置およびシステムならびにプログラムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to confirm in advance the influence of unit operations performed by an operator on a plant, and even if an operator is low in skill, it is possible to stably operate the plant with a view close to an experienced operator. Support devices and systems and programs can be provided.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態(以下、実施形態)について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the same number is assigned to the same element throughout the description of the embodiment.
(実施形態の構成)
図1は、本発明の実施形態に係るプラント運転監視支援システムの構成を浄水場施設と関連付けて示した図である。
(Configuration of the embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a plant operation monitoring support system according to an embodiment of the present invention in association with a water purification plant facility.
プラントとして、浄水場施設を例示すると、川からの水を取水ポンプで取水して浄水場に導く着水井(以下、水槽設備1という)と、原水へ凝集剤や各種薬品を注入して急速攪拌する混和池(水槽設備1−1)と、緩速攪拌により処理原水中にフロックを形成させるフロック形成池(以下、水槽設備2という)と、懸濁物質やフロックを沈殿させる沈殿池と、沈殿処理水をろ過するろ過池とからなる。尚、他に、浄水池、排水池もあるが、ここではその説明を省略する。 As an example of a plant, a water purification plant facility takes in water from a river with a water pump and leads it to a water purification plant (hereinafter referred to as an aquarium facility 1), and agitation agents and various chemicals are injected into raw water and rapidly stirred. Mixing tank (water tank equipment 1-1), floc formation pond (hereinafter referred to as water tank equipment 2) that forms flocs in the raw raw water by slow agitation, sedimentation tank that precipitates suspended solids and flocs, and sedimentation It consists of a filtration pond that filters treated water. In addition, although there are also a water purification pond and a drainage pond, the description is abbreviate | omitted here.
各水槽設備1、2、…には、水位センサ等のセンサ類、水質計測器、バルブ調整器等、いわゆる現場機器3、4…が備え付けられ、各現場機器3、4…での実測値は、設備1、2、…毎に割り当てられ設置されるDCS5、6…に、測定のサンプリング時刻毎リアルタイムでバッファリングされる。そのバッファリングされた測定データは、LAN等によりネットワーク接続される不図示のDBサーバに、ファイル又はデータベースの形式で蓄積され、中央監視サーバ7又はクライアント8、9によりLAN経由で適宜アクセスされる。
Each
中央監視サーバ13は、現場機器3、4…を用いたプラント運転に係る単位操作がプラントに与える影響について、体系的に階層構造で記述した関係モデルを記憶する操作リスク記憶部(後述する操作リスクDB)を有し、単位操作を契機に、操作リスク記憶部を参照して単位操作がプラントに与える影響を階層展開して画面に表示し、現場機器3、4…からプラントの実測値を取得し、当該取得した実測値からプラントの運転状況を分析し、単位操作を行うことによるプラントへの影響に関するリスクの増減方向を診断してベクトルで画面表示するプラント運転監視装置が実装される。詳細は後述する。
The central monitoring server 13 is an operation risk storage unit (operation risk described later) that stores a relational model systematically described in a hierarchical structure with respect to the influence of unit operations related to plant operation using the
図2は、本発明の実施形態に係るプラント運転監視支援装置の構成を示すブロック図である
図2に示されるように、本発明のプラント運転監視支援装置としての機能を実現する中央監視サーバ7は、制御部70と、操作部71と、表示部72と、記憶部73と、により構成される。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the plant operation monitoring support apparatus according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the
操作部71は、例えば、電源キー、通話キー、数字キー、文字キー、方向キー、決定キー、ファンクションキーなど、各種の機能が割り当てられたキー、あるいはマウス等のポインティングデバイスを有しており、これらキー、あるいはマウスがユーザによって操作された場合に、その操作内容に対応する信号を発生し、これをユーザの指示として制御部70に出力する。
The
表示部72は、多数の画素(複数色の発光素子の組み合わせ)を縦横に配して構成される、例えばLCD(Liquid Crystal Display Device)や有機EL(Electro-Luminescence)を用いて構成される。表示部72は、制御部70により生成され、制御部70が内蔵する、又は外付けされるメモリの所定の領域(VRAM領域)に描画された表示対象データに応じた画像を表示する。
The
記憶部73には、操作リスク記憶部(操作リスクDB730)が割り付けられ記憶される。操作リスクDB730は、プラント運転に係る単位操作がプラントに与える影響を、体系的に階層構造で記述した関係モデルである。
具体的には、図3にそのデータ構造の一例が示されるように、単位操作によりプラントに与える影響が互いに関係付けられ記憶されている。例えば、単位操作として「PAC(凝集剤)注入」が選択されると、水槽設備1−1(混和池)において、原水水質が変化していない状態で「PAC注入率増加」がなされた場合、プロセスに与える影響として、水槽設備2(フロック形成池)では、「アルカリ度が減少」し、その結果、「良質な水酸化アルミニウムフロックが形成されない」ことに繋がる。
In the
Specifically, as shown in FIG. 3 as an example of the data structure, the influence on the plant by the unit operation is associated with each other and stored. For example, when “PAC (flocculating agent) injection” is selected as the unit operation, in the case where the raw water quality is not changed in the water tank facility 1-1 (mixing pond), “PAC injection rate increase” is performed. As an influence on the process, in the aquarium facility 2 (floc formation pond), “alkalinity decreases”, and as a result, “a good quality aluminum hydroxide floc is not formed”.
又、「PAC注入率増加」であれば、フロック形成池で「pH低下」により、同じく「良質な水酸化アルミニウムブロックが形成されない」ことに繋がる。沈殿池では、フロック形成池(設備2)で良質な水酸化アルミニウムブロックが形成されない」結果、「反応しなかったPACのアルミニウム分が白濁する」ことに繋がり、更に、ろ過池では、「ろ過水濁度上昇」に繋がる。又、水槽設備1−1(混和池)において、原水濁度が上昇して「PAC注入率増加」がなされた場合、沈殿池において、「固形物の増加」に繋がり、結果、ろ過池において「ろ過池閉鎖」に繋がる。更に、水槽設備1−1(混和池)において、「PAC注入率増加」がなされた場合、適正な沈殿処理ができていない沈殿池において、「アルミニウム除去不足」となる。 Moreover, if the “PAC injection rate is increased”, “pH reduction” in the flock formation pond will also lead to “a good quality aluminum hydroxide block is not formed”. In the sedimentation pond, a good quality aluminum hydroxide block is not formed in the floc formation pond (equipment 2). As a result, "the aluminum content of the unreacted PAC becomes cloudy." It leads to “turbidity rise”. In addition, when the raw water turbidity rises and “PAC injection rate increases” in the water tank facility 1-1 (mixing pond), it leads to “increase in solids” in the sedimentation basin. This will lead to the closure of the filtration pond. Furthermore, when “PAC injection rate increase” is performed in the water tank facility 1-1 (mixing pond), “aluminum removal is insufficient” in the sedimentation basin where proper precipitation treatment is not performed.
このように、単位操作によりプラントに与える影響は、熟練したオペレータのノウハウに基づき、体系的に階層構造で記述した関係モデルで作成される。この関係モデルは、後述するRDBMS(Relational Data Base Management System)によって管理されるデータベースである。 In this way, the influence of the unit operation on the plant is created by a relational model systematically described in a hierarchical structure based on the know-how of a skilled operator. This relational model is a database managed by an RDBMS (Relational Data Base Management System) described later.
記憶部73は、例えば、不揮発性の記憶デバイス(不揮発性半導体メモリ、ハードディスク装置、光ディスク装置など)やランダムアクセス可能な記憶デバイス(例えばSRAM、DRAM)などによって構成される。
The
説明を図1に戻す。制御部70は、例えば、メモリを内蔵し、あるいは外付けのメモリを有するマイクロプロセッサにより構成される。このメモリには、本発明のプラント監視支援プログラムが記憶されており、単位操作を契機に操作リスクDB730を参照し、単位操作がプラントに与える影響を階層展開して表示部72に表示し、現場機器3、4からプラントの実測値を取得し、当該取得した実測値からプラントの運転状況を分析し、単位操作を行うことによるプラントへの影響に関するリスクの増減方向を診断してベクトルで画面表示する機能を有する。
Returning to FIG. For example, the
このため、制御部70は、実行するプラント運転監視支援プログラムの構造が機能展開され示されているように、主制御部700と、操作情報取得部701と、RDBMS702と、描画・表示制御部703と、通信インタフェース部704と、リスク診断部705と、を含み構成される。
For this reason, the
操作情報取得部701は、操作部71により操作された情報、例えば、オペレータによる「PAC注入」等、単位操作に係る情報を解読して、RDBMS702、およびリスク診断部705に出力する。
RDBMS702は、操作情報取得部により取得される単位操作を条件に、記憶部73に構築された操作リスクDB730を検索し、当該検索結果を描画・描画・表示制御部703に出力する。
The operation
The
描画・描画・表示制御部703は、RDBMS702から出力される操作リスクDB730の検索結果から画面情報を生成して不図示のVRAM領域に描画すると共に、VRAM領域に描画された画面情報を、表示部72の表示タイミングに同期して読み出し、表示部72に表示する。描画・表示制御部703は、更に、画面に表示された内容に、後述するリスク診断部で診断されたリスクの増減方向をベクトルで重ね合わせ表示する。
The drawing / drawing /
通信インタフェース部704は、直接、もしくは間接的に接続される現場機器3、4との間で、現場機器3、4により計測されるプラントの実測値を取得するための通信を行い、リスク診断部705に出力する。通信インタフェース部704は、現場機器3、4が直接接続される場合はRS435(Recommended Standard 435)、DCS5、6からLAN経由で間接的に接続される場合は、TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)のそれぞれの通信規格に従う通信を行う。
The
リスク診断部705は、通信インタフェース部704を介し通信により取得されるプラントの実測値が示す、例えば、原水水質と、混和池水質及び運転条件と、フロック形成池運転条件と、沈殿池水質、ろ過水水質、浄水水質データと、予め定義されるか、操作部71を操作することにより動的に設定される、プラントに与える影響の重み付け情報により示される目的関数とから、データマイニングを行い、プラントへの影響に関するリスクを定量的に導出する。そして、導出されたリスクと閾値とを比較することによってリスクの増減方向を診断する。そして、描画・描画・表示制御部703にその結果を引き渡す。このとき描画・表示制御部703は、リスクの増減方向を矢印等のベクトル表現に変換し、先に描画された表示情報である、単位操作がプラントに与える影響データに重ね合わせてVRAM領域に描画する。
The
尚、主制御部700は、制御部70が、オペレータによる単位操作を契機に操作リスクDB730を参照し、当該単位操作がプラントに与える影響を階層展開して表示部72に表示し、現場機器3、4からプラントの実測値を取得し、当該取得した実測値からプラントの運転状況を分析し、単位操作を行うことによるプラントへの影響に関するリスクの増減方向を診断してベクトルで画面表示する機能を実現するために、上記した、操作情報取得部701、RDBMS702、描画・表示制御部703、通信インタフェース部704、リスク診断部705のシーケンス制御を行う。
The
(実施形態の動作)
図4は、本発明の実施形態に係るプラント監視支援装置の動作を示すフローチャートである。又、図5は、本発明の実施形態に係るプラント監視支援装置の画面構成の一例を示した図である。
(Operation of the embodiment)
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the plant monitoring support apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing an example of a screen configuration of the plant monitoring support apparatus according to the embodiment of the present invention.
以下、図4、図5を参照しながら、図2、図3に示す本発明の実施形態に係るプラント監視支援装置の動作について詳細に説明する。 Hereinafter, the operation of the plant monitoring support apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIGS. 2 and 3 will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.
中央監視サーバ7の制御部70は、操作部71による操作入力を常時監視している。操作部71から操作入力があると(ステップS101“YES”)、制御部70は、操作情報取得部710がその操作情報を取り込んで、RDBMS702、及びリスク診断部705へ出力する。ここで、単位操作とは、例えば、「PAC注入」、「硫酸注入」、「苛性注入」、「次亜注入」、「炭注入」等、一連の水処理運転操作入力のうちの薬剤注入操作の他、ポンプ等の機器操作をいうものとする。ここでは、「PAC注入」を例示して説明する。
The
操作部71により「PAC注入」が選択操作されると(ステップS102“YES”)、RDBMS702は、PAC注入を検索条件として操作リスクDB730を検索する(ステップS103)。PAC注入率については、注入率過剰、増加、減少、不足等のケースがあり、それぞれに応じて異なる検索結果が、描画・表示制御部703に出力される。
When “PAC injection” is selected and operated by the operation unit 71 (step S102 “YES”), the
PAC注入率増加(ステップS104“YES”)を例示すると、描画・表示制御部703は、図3に示す操作リスクDB730に格納されたデータに従い、プロセスに与える影響を表示情報として生成してVRAM領域に描画する。又、描画・表示制御部703は、表示部72の表示タイミングに同期してVRAM領域からその表示情報を読み出して表示部72に画面表示する(ステップS105)。
In the case of increasing the PAC injection rate (step S104 “YES”), the drawing /
一方、リスク診断部705は、通信インタフェース部704を介して現場機器3、4から、直接又は間接的にプラントの実測値データを取得しており(ステップS106“YES”)、操作情報取得部701が操作部71から単位操作を取り込んだことを契機に、データマイニングによるリスク導出処理が開始される(ステップS107)。
On the other hand, the
通信インタフェース部704を介して取得される実測値は、原水Tb、原水pH、原水色度、原水アルカリ度、原水水温等の原水水質と、攪拌強度GR、攪拌時間TRからなる混和池運転条件と、薬品注入した処理水の水質と、攪拌強度GS、攪拌時間TSからなるフロック形成池運転条件と、表面負荷率と沈殿水水質(Tb、pH)等からなる沈殿池水質データと、ろ過池水質、浄水水質データとを含む。また、プラントに与える影響の重み付けにより示される目的関数が操作情報取得部701を介して操作部71により入力される。尚、目的関数についてはシステム固有の値として予め定義されたものを使用しても良い。
The actual measurement values obtained via the
リスク診断部705は、上記の大量で多次元的な入力データからデータマイニングによる分析を行い、この分析結果を、例えば、実測値と理論計算値との比較結果、および過去データと実測値との比較結果に適応させ、プラントへの影響度と、実測値の理論計算値や過去実績との乖離度との関係により規定される「リスク表示マトリクス」を参照してリスクの増減方向を決定し、描画・表示制御部703へ出力する(ステップS108)。
The
これをうけて描画・表示制御部703は、リスク増減方向を矢印等のベクトルに変換し、先に描画された、単位操作がプロセスに与える影響に関する表示データ上に重ね合わせて表示するようにVRAM領域に描画する。そして、描画・表示制御部703は、表示部72の表示タイミングに同期してその重ね合わせた表示情報を読み出して表示部72に表示する(ステップS109)。
In response to this, the drawing /
このとき、描画・表示制御部703により生成される表示情報、および画面構成の一例が図5に示されている。図5に示されるように、「PAC注入率増加」を示すブロックから、「アルカリ度減少」を示すブロックへの経路上に矢印マークが上方向斜め45度を向いて表示されている。これは、原水水質のアルカリ度が低い場合に、PAC注入率を増加させることでアルカリ度が減少するリスク発生確度が上昇することを示している。又、「PAC注入率増加」を示すブロックから、「アルミニウム除去不足ブロック」へ向かう経路上に矢印マークが下方向斜め45度を向いて表示されている。これは、PAC注入率が増加し、沈殿処理が適正に行われなかった場合に、アルミニウム除去不足となるリスク発生確度が低減することを示している。
At this time, an example of display information generated by the drawing /
尚、図4のフローチャートにおいて、ステップS102の「PAC注入選択操作判定処理」においてNO判定された場合の処理ルーチンAは、PAC注入操作以外の、「PAC注入」、「硫酸注入」、「苛性注入」、「次亜注入」、「炭注入」等の単位操作がなされた場合の処理であり、又、ステップS104の「PAC注入率増加判定処理」においてNO判定された場合の処理ルーチンBは、PAC注入率が、過剰、増加、減少、不足等のケースにおけるそれぞれの処理ルーチンであり、これらの具体的な処理についての説明は省略した。
(実施形態の効果)
上記した本発明の実施形態に係るプラント運転監視支援装置によれば、オペレータは、これから行おうとする操作に対してプラントに対する影響を視認でき、また、ベクトルにより、その影響の中でどのリスクが高まり、あるいは減少するかを一目見ただけで理解できるため、以降の運転操作に役立たせることができる。従って、プラントの安定運用に寄与することができる。又、画面内容を確認しながらプラントの運転監視が可能になるため、スキルの低いオペレータであっても熟練オペレータに近い視野でプラントの安定した運用が可能になる。
In the flowchart of FIG. 4, the processing routine A in the case where NO is determined in the “PAC injection selection operation determination process” in step S102 is “PAC injection”, “sulfuric acid injection”, “caustic injection” other than the PAC injection operation. ”,“ Hypoinjection ”,“ charcoal injection ”, etc., when the unit operation is performed, and processing routine B when NO is determined in“ PAC injection rate increase determination processing ”in step S104, This is a processing routine for cases where the PAC injection rate is excessive, increased, decreased, insufficient, etc., and a description of these specific processes is omitted.
(Effect of embodiment)
According to the plant operation monitoring support device according to the above-described embodiment of the present invention, the operator can visually recognize the influence on the plant with respect to the operation to be performed, and the risk increases in the influence by the vector. Or it can be understood at a glance whether it decreases or not, so that it can be used for subsequent driving operations. Therefore, it can contribute to the stable operation of the plant. In addition, since it is possible to monitor the operation of the plant while checking the contents of the screen, even a low-skilled operator can stably operate the plant with a view close to a skilled operator.
尚、本発明のプラント運転監視支援プログラムは、例えば、図2において、複数の現場機器3、4が接続され、前記現場機器を用いたプラント運転に係る単位操作がプラントに与える影響について、体系的に階層構造で記述した関係モデルを記憶するデータベース730を有するプラント運転監視支援装置(例えば、中央監視サーバ7)のコンピュータ上で実行されるプラント運転監視支援プログラムであって、例えば、図4のフローチャートにおいて、前記単位操作を契機に、前記データベースを参照して前記単位操作がプラントに与える影響を階層展開して画面に表示する処理(ステップS101〜S108)と、前記現場機器からプラントの実測値を取得する処理と(ステップS109)、前記取得した実測値からプラントの運転状況を分析し、前記単位操作を行うことによる前記プラントへの影響に関するリスクの増減方向を診断する処理(ステップS110、S111)と、前記画面に表示された内容に、前記リスクの増減方向をベクトルで重ね合わせ表示する処理(ステップS112)と、を実行させるものである。
Note that the plant operation monitoring support program of the present invention is systematically related to the influence of unit operations related to plant operation using the on-site equipment on the plant, for example, in FIG. FIG. 4 is a plant operation monitoring support program executed on a computer of a plant operation monitoring support apparatus (for example, the central monitoring server 7) having a
本発明のプラント運転監視支援プログラムによれば、当該プログラムをプラント運転監視支援装置のコンピュータ上で実行させることにより、単位操作がプラントに与える影響、及びそのリスクの増減方向が画面に表示されるため、オペレータは、これから行おうとする操作に対してプラントに対する影響を視認でき、また、ベクトルにより、その影響の中でどのリスクが高まり、あるいは減少するかを一目見ただけで理解できるため、以降の運転操作に役立たせることができる。従って、プラントの安定運用に寄与することができる。又、画面内容を確認しながらプラントの運転監視が可能になるため、スキルの低いオペレータであっても熟練オペレータに近い視野でプラントの安定した運用が可能になる。 According to the plant operation monitoring support program of the present invention, since the program is executed on the computer of the plant operation monitoring support device, the influence of the unit operation on the plant and the increase / decrease direction of the risk are displayed on the screen. The operator can see the impact on the plant for the operation to be performed, and the vector can understand at a glance which risk increases or decreases in the impact. It can be used for driving operations. Therefore, it can contribute to the stable operation of the plant. In addition, since it is possible to monitor the operation of the plant while checking the contents of the screen, even a low-skilled operator can stably operate the plant with a view close to a skilled operator.
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態では、本発明を浄水プロセスに適用した場合について説明したが、本発明を下水プロセスに適用することもできる。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, it cannot be overemphasized that the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Although the case where the present invention is applied to a water purification process has been described in the above embodiment, the present invention can also be applied to a sewage process. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiments. Further, it is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
1、2 水槽設備
3、4 現場機器
5、6 DCS
7 中央監視サーバ(プラント運転監視支援装置)
8、9 クライアント
10 プラント運転監視支援システム
70 制御部
71 操作部
72 表示部
73 記憶部
700 主制御部
701 操作情報取得部
702 RDBMS
703 描画・表示制御部
704 通信インタフェース部
705 リスク診断部
730 操作リスクDB(操作リスク記憶部)
1, 2
7 Central monitoring server (plant operation monitoring support device)
8, 9 Client 10 Plant operation
703 Drawing /
Claims (5)
前記単位操作を契機に、前記操作リスク記憶部を参照し、前記単位操作がプラントに与える影響を階層展開して画面に表示する描画・表示制御部と、
前記プラントの実測値を取得し、当該取得した実測値からプラントの運転状況を分析し、前記単位操作を行うことによる前記プラントへの影響に関するリスクの増減方向を診断するリスク診断部と、を備え、
前記描画・表示制御部は、
前記画面に表示された内容に、前記リスク診断部で診断されたリスクの増減方向をベクトルで重ね合わせ表示することを特徴とするプラント運転監視支援装置。 An operation risk storage unit that stores a relational model that systematically describes the influence of unit operations related to plant operation on the plant in a hierarchical structure;
With the unit operation as a trigger, referring to the operation risk storage unit, a drawing / display control unit that hierarchically expands and displays the influence of the unit operation on the plant,
A risk diagnosing unit that acquires an actual measurement value of the plant, analyzes an operation state of the plant from the acquired actual measurement value, and diagnoses an increase / decrease direction of a risk related to an influence on the plant by performing the unit operation; ,
The drawing / display control unit
A plant operation monitoring support apparatus, wherein the contents displayed on the screen are displayed by superimposing and displaying the increase / decrease direction of the risk diagnosed by the risk diagnosis unit as a vector.
前記関係モデルに基づき、関係データベース管理システムにより管理されるリレーショナルデータベースであることを特徴とする請求項1記載のプラント運転監視支援装置。 The operation risk storage unit is
2. The plant operation monitoring support device according to claim 1, wherein the plant operation monitoring support device is a relational database managed by a relational database management system based on the relational model.
川からの水を取水し浄水場へ導く着水井と、原水へ凝集剤や各種薬品を注入して急速攪拌させる混和池と、緩速攪拌により処理原水中にフロックを形成させるフロック形成池と、懸濁物質や前記フロックを沈殿させる沈殿池と、処理水をろ過するろ過池とからなる浄水処理場施設であり、
前記リスク診断部は、
前記実測値が示す、原水水質と、混和池水質及び運転条件と、フロック形成池水質及び運転条件と、沈殿池水質データと、前記プラントに与える影響の重み付けにより示される目的関数とから、データマイニングにより前記プラントへの影響に関するリスクを定量的に導出し、前記リスクを閾値と比較し、前記リスクの増減方向を診断することを特徴とする請求項1記載のプラント運転監視支援装置。 The plant is
A landing well that takes water from the river and leads it to the water purification plant, a mixing pond that injects flocculant and various chemicals into the raw water and rapidly stirs, a floc formation pond that forms flocs in the treated raw water by slow stirring, A water treatment plant facility comprising a sedimentation basin for sedimenting suspended solids and the floc and a filtration basin for filtering treated water,
The risk diagnosis unit
From the raw water quality, the mixing pond water quality and operating conditions, the floc-forming pond water quality and operating conditions, the sedimentation pond water quality data, and the objective function indicated by the weighting of the influence on the plant, the data mining is indicated by the actual measurement value. The plant operation monitoring support apparatus according to claim 1, wherein a risk relating to an influence on the plant is quantitatively derived by comparing the risk with a threshold value and diagnosing the increase / decrease direction of the risk.
前記浄水処理設備のそれぞれに設けられるセンサを含む現場機器と、
前記現場機器を用いたプラント運転に係る単位操作がプラントに与える影響について、体系的に階層構造で記述した関係モデルを記憶する操作リスク記憶部を有し、前記単位操作を契機に、前記操作リスク記憶部を参照して前記単位操作がプラントに与える影響を階層展開して画面に表示し、前記現場機器からプラントの実測値を取得し、当該取得した実測値からプラントの運転状況を分析し、前記単位操作を行うことによる前記プラントへの影響に関するリスクの増減方向を診断して、前記画面に表示された内容に、前記リスクの増減方向をベクトルで重ね合わせ表示するブラント運転監視装置と、
を備えたことを特徴とするプラント運転監視支援システム。 A landing well that takes water from the river and leads it to the water purification plant, a mixing pond that injects flocculant and various chemicals into the raw water and rapidly stirs, a floc formation pond that forms flocs in the treated raw water by slow stirring, A plant operation monitoring support system in a water treatment facility comprising a sedimentation basin for sedimenting suspended matter and the floc and a filtration basin for filtering treated water,
Field equipment including sensors provided in each of the water purification treatment facilities,
An operation risk storage unit that stores a relational model systematically described in a hierarchical structure with respect to the influence of unit operations related to plant operation using the field equipment on the plant, and the operation risk is triggered by the unit operations. Referring to the storage unit, the influence of the unit operation on the plant is hierarchically expanded and displayed on the screen, the actual measurement value of the plant is acquired from the field device, and the operation status of the plant is analyzed from the acquired actual measurement value, The blunt operation monitoring device that diagnoses the increase / decrease direction of the risk related to the influence on the plant by performing the unit operation, and overlays and displays the increase / decrease direction of the risk as a vector on the content displayed on the screen,
A plant operation monitoring support system characterized by comprising:
前記単位操作を契機に、前記データベースを参照して前記単位操作がプラントに与える影響を階層展開して画面に表示する処理と、
前記現場機器からプラントの実測値を取得する処理と、
前記取得した実測値からプラントの運転状況を分析し、前記単位操作を行うことによる前記プラントへの影響に関するリスクの増減方向を診断する処理と、
前記画面に表示された内容に、前記リスクの増減方向をベクトルで重ね合わせ表示する処理と、
を実行させることを特徴とするプラント運転監視プログラム。 A computer of a plant operation monitoring support apparatus having a database in which a plurality of field devices are connected, and which stores a relational model systematically described in a hierarchical structure with respect to the influence of unit operations related to plant operations using the field devices on the plant A plant operation monitoring support program executed above,
With the unit operation as a trigger, referring to the database, the effect of the unit operation on the plant is hierarchically expanded and displayed on the screen,
Processing to obtain the measured value of the plant from the field equipment;
Analyzing the operation status of the plant from the obtained actual measurement value, and diagnosing the increase / decrease direction of the risk regarding the impact on the plant by performing the unit operation;
A process of overlaying and displaying the risk increase / decrease direction with a vector on the content displayed on the screen;
A plant operation monitoring program characterized in that
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