JP2013222316A - プラント監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同時に多数のプラントパラメータの傾向監視を可能とするプラント監視装置を得る。
【解決手段】プロセスデータ入力手段１に入力されたプラントパラメータの増加傾向、安定状態、下降傾向のいずれかの傾向をデータ傾向判定手段３によって判定し、数値データ表示手段２によって、プラント監視画面の中のプラント機器の近傍に設けられた各プラントパラメータ表示部に、入力されたプラントパラメータの数値を表示するとともに、この表示したプラントパラメータの数値の近傍にプラントパラメータの傾向を示す矢印を表示して、プラント監視画面中で多数のプラントパラメータの傾向を表示する。
【選択図】図１

Description

この発明は、プラントパラメータの傾向監視機能を有するプラント監視装置に関するものである。

従来のプラントのプロセスデータを計算機で処理して、表示装置上にパラメータを数値情報として表示して監視するプラント監視装置において、プラントパラメータの傾向監視は、数値が表示されている表示画面とは別に傾向監視用の画面もしくはウィンドウにトレンドグラフを表示して、傾向監視を行っていた。（例えば、特許文献１参照。）

特開平１−１４００１９号公報（第３〜７頁、図１）

従来のプラント監視装置は、プラントパラメータの傾向監視をトレンドグラフにより監視しており、トレンドグラフを表示する専用画面を設けるか、マルチウィンドウ表示により表示していた。
このような構成では、多数のプラントパラメータの傾向を同時に監視する場合は、トレンドグラフの表示を切り替えるか、縮小表示するなどの対応を行う必要があった。
また、縮小表示した場合でも、監視可能なパラメータの数は画面の表示エリアに依存する問題があり、同時に多数のパラメータの傾向を監視することができないという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、同時に多数のプラントパラメータの傾向監視を可能とするプラント監視装置を得ることを目的とする。

この発明に係わるプラント監視装置においては、プラントの状態を示すプラントパラメータを表示するプラント監視画面を有するプラント監視装置であって、プラントパラメータの増加傾向、安定状態、下降傾向のいずれかの傾向を判定する傾向判定手段、及びプラント監視画面の中のプラントパラメータ表示部に、プラントパラメータの数値を表示するとともに、この表示された数値の近傍に、傾向判定手段により判定されたプラントパラメータの傾向を表示するプラントパラメータ表示手段を備えたものである。

この発明によれば、プラントの状態を示すプラントパラメータを表示するプラント監視画面を有するプラント監視装置であって、プラントパラメータの増加傾向、安定状態、下降傾向のいずれかの傾向を判定する傾向判定手段、及びプラント監視画面の中のプラントパラメータ表示部に、プラントパラメータの数値を表示するとともに、この表示された数値の近傍に、傾向判定手段により判定されたプラントパラメータの傾向を表示するプラントパラメータ表示手段を備えたので、同時に多数のプラントパラメータの傾向監視を行うことができる。

この発明の実施の形態１によるプラント監視装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１によるプラント監視装置のプラント監視画面を示す図である。 この発明の実施の形態１によるプラント監視装置の数値データ表示部の表示例を示す図である。 この発明の実施の形態２によるプラント監視装置の短期傾向と長期傾向を説明するためのトレンドグラフを示す図である。 この発明の実施の形態２によるプラント監視装置の数値データ表示部の表示例を示す図である。 この発明の実施の形態３によるプラント監視装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態３によるプラント監視装置の運転状態総括表示手段の表示例を示す図である。 この発明の実施の形態４によるプラント監視装置の数値データ表示手段の表示例を示す図である。 この発明の実施の形態５によるプラント監視装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態５によるプラント監視装置の警報設定値を説明するためのトレンドグラフを示す図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１によるプラント監視装置の構成を示すブロック図である。
図１において、プロセスデータ入力手段１は、プラント状態を監視する計測器の情報（プラントパラメータ）を定期的に数値化し、計算機に数値データとして取り込む。数値データ表示手段２（プラントパラメータ表示手段）は、プロセスデータ入力手段１から送付されたデータを即値データとして表示する。データ傾向判定手段３（傾向判定手段）は、例えば単純に一定時間過去の値を保存しておき、過去の値と現在の値を比較して、一定の閾値以上増減しているかどうかで、増加傾向なのか減少傾向なのかを判定し、判定結果を数値データ表示手段２に通知し、傾向を表示させる。
プロセスデータ蓄積手段４は、プロセスデータを一定時間蓄積する。トレンドグラフ表示手段５は、プロセスデータ蓄積手段４に蓄積されたデータを用いて、トレンドグラフを表示する。

図２は、この発明の実施の形態１によるプラント監視装置のプラント監視画面を示す図である。
図２において、プラント監視画面１０は、次のものを表示する。
構成要素１１は、プラントの主要な構成要素を示すポンプやタンクを示す記号である。接続関係１２は、水や蒸気を通す配管といったプラントの構成要素１１の接続関係を示している。数値データ表示部１３は、プラントの構成要素１１の状態や配管を流れる水や蒸気の流量や圧力を数値で監視するためのプラントパラメータを表示する。

図３は、この発明の実施の形態１によるプラント監視装置の数値データ表示部の表示例を示す図である。
図３において、数値データ表示部１３は、プラントパラメータである数値データの傾向を表示する傾向表示部１３ａと、数値そのものを表示する数値表示部１３ｂとで構成される。

次に、動作について説明する。
図１を基にして、実施の形態１のプラントパラメータの数値データが、プラント監視画面１に表示されるまでのデータの流れについて説明する。
プロセスデータ入力手段１で、プラント状態を監視する計測器の情報を定期的にデジタル数値化し、計算機に数値データとして取り込む。プロセスデータ入力手段１でデジタル数値化されたデータは、数値データ表示手段２、データ傾向判定手段３、プロセスデータ蓄積手段４に送られる。
数値データ表示手段２にプロセスデータ入力手段１から送付されたデータは、プラント監視画面１上のこのデータに対応するプラントの構成要素１１の近辺に配置された数値データ表示部１３の数値表示部１３ｂに、即値データとして表示される。

データ傾向判定手段３は、例えば単純に一定時間過去のデータの値を保存しておき、過去の値と現在の値を比較して一定の閾値以上増減しているかどうかで、増加傾向なのか減少傾向なのかを判定し、判定結果を数値データ表示手段２に通知し、数値データ表示手段２によって傾向表示部１３ａに傾向を表示させる。
この傾向を判定する手段は、プラントパラメータの種類により判定するアルゴリズムを選択でき、最小２乗法等の手法を用いて線形近似を行い、その傾きによって傾向を判定することもできる。
一方、プロセスデータ蓄積手段４では、プロセスデータ入力手段１から送付されたデータを一定時間蓄積し、必要に応じて、詳細なトレンドグラフ（図４参照）を表示することを可能とする。

実施の形態１によれば、プラントの構成要素が表示されたプラント監視画面上で、構成要素の近辺に数値データを表示するとともに、この数値データの傾向をも同時に表示するようにしたので、多数のプラントパラメータについて数値データ及びその傾向を表示することができ、傾向把握がし易くなる。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２によるプラント監視装置の短期傾向と長期傾向を説明するためのトレンドグラフを示す図である。
図４において、時刻ｔ１から時刻ｔ０（現在）までの時間Ｔ１を含む、時刻ｔ２から時刻ｔ０までの時間Ｔ２のトレンドグラフが表示されている。
時間Ｔ１は、短期傾向を監視するためにデータを収集する時間であり、時間Ｔ２は、長期傾向を監視するためにデータを収集する時間である。
なお、この図４のトレンドグラフは、短期傾向を監視する時間と長期傾向を監視する時間の説明のために用いている。

図５は、この発明の実施の形態２によるプラント監視装置の数値データ表示部の表示例を示す図である。
図５において、数値データ表示部１３は、数値データの短期傾向を表示する短期傾向表示部１３ｃと、数値データの長期傾向を表示する長期傾向表示部１３ｄと、数値データそのものを表示する数値表示部１３ｂとで構成される。

実施の形態１では、プラントパラメータに対して１種類の傾向を表示する方法について述べたが、プラントパラメータの種類や運転状態によって、長期間の傾向と合わせて至近の短期間の双方を監視する必要がある場合があり、このため、実施の形態２は、図５に示すように、傾向を監視する期間を複数設定可能とし、短期傾向表示部１３ｃ、長期傾向表示部１３ｄを設け、複数の傾向を表示できるようにすることで、短期間と長期間それぞれのプロセスデータの傾向を同時に監視するようにした。

次に、動作について説明する。
図４は、従来からプラントパラメータの傾向監視に適用されていたトレンドグラフである。図４で、時間Ｔ１は、短期傾向を監視するためにデータを収集する時間である。時間Ｔ２は、長期傾向を監視するためにデータを収集する時間である。
図１のデータ傾向判定手段３にて、短期傾向、長期傾向のため、それぞれ時刻ｔ１からｔ０、ｔ２からｔ０までの間のデータを収集し、傾向を判定する。
この判定結果は、定周期で図５に示す、短期傾向表示部１３ｃ、長期傾向表示部１３ｄにそれぞれ表示される。
短期傾向を監視する時間Ｔ１、長期傾向を監視する時間Ｔ２は、パラメータごとに設定可能で、データ傾向判定手段３内に保存されている。

実施の形態２によれば、プラントパラメータについて、短期傾向と長期傾向を同時に表示することができ、傾向の把握がより便利になる。

実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３によるプラント監視装置の構成を示すブロック図である。
図６において、１〜３は図１におけるものと同一のものである。データ傾向組合せ判定手段６（運転モード遷移通知手段）は、複数のプロセスデータの傾向状態からプラントの運転状態を判定する。運転状態総括表示手段７（運転モード遷移パラメータ表示手段）は、プラント監視画面１０に、後述する運転モード総括監視画面８４及び運転モードパラメータ監視画面８５を表示する。

図７は、この発明の実施の形態３によるプラント監視装置の運転状態総括表示手段の表示例を示す図である。
図７において、プラント監視画面１０には、次のエリアまたは画面が表示される。
機能選択エリア８１は、プラント監視機能を選択するためのボタンを表示する。ボタン８２は、運転モード総括監視画面８４を表示するためのボタンであり、機能選択エリア８１内に配置されている。画面選択エリア８３は、監視操作内容によって関連画面を選択するためのボタンを表示する。
運転モード総括監視画面８４は、どの運転モード遷移条件が成立したのかを運転員が確認するための画面で、運転モードごとに遷移が成立、不成立を表示している。運転モードパラメータ監視画面８５は、運転モード遷移条件に関連するパラメータの値を表示する。

実施の形態１では、単独のプロセスデータに対して、数値データの傾向を表示するものであるが、実施の形態３は、図６に示すように、複数のプロセスデータの傾向状態からプラントの運転状態を判定するデータ傾向組合せ判定手段６と運転状態総括表示手段７を設けることにより、運転員に対してプラントの運転モードの遷移を促すようにしている。

次に、動作について説明する。
通常運転時や事故時の運転モード遷移は、通常、自動で切り替わるが、特に事故時のような特殊なケースでは、運転要領書等に基づいた運転員の判断が必要な場合がある。
運転モードの遷移を行うには、複数のプラントパラメータがある一定の条件を満たす必要がある。それらのパラメータの条件の中には、「安定状態」「増加傾向」「減少傾向」等の条件が含まれている。
運転モード毎のモード遷移のパラメータ条件を、図６のデータ傾向組合せ判定手段６に予め登録し、データ傾向判定手段３の判定結果に基づいて、データ傾向組合せ判定手段６が判定する。

データ傾向組合せ判定手段６の判定結果は、運転状態総括表示手段７によって、運転モード総括監視画面８４にて表示される。
例えば、少なくとも一つの運転モード遷移状態が成立した場合は、ボタン８２をフリッカ表示させ、運転員にモード遷移状態が成立していることを通知する。運転員がボタン８２を押下すると、運転モード総括監視画面８４が表示されるようになっている。
運転モード総括監視画面８４は、どの運転モード遷移条件が成立したのかを運転員が確認するための画面であり、運転モードごとに遷移が成立、不成立を表示している。
運転モード総括監視画面８４中に表示された運転モード遷移条件は、ボタンになっており、このボタンを押下することにより、運転モード遷移条件に関連するパラメータの値を運転モードパラメータ監視画面８５にて一覧監視することが可能である。

実施の形態３によれば、運転モードの遷移条件の成立、不成立を知らせる運転モード総括監視画面を表示するようにしたので、運転員は運転モードの遷移条件が成立したことを把握するとともに、関連するパラメータを表示させることができる。

実施の形態４．
図８は、この発明の実施の形態４によるプラント監視装置の数値データ表示手段の表示例を示す図である。
図８において、１０、８２、８３は図７におけるものと同一のものである。パラメータ監視画面９１（第二のプラント監視画面）は、数値データ表示手段２によって図２の画面（第一のプラント監視画面）と切替え表示されるようになっており、運転モード中で継続監視が必要なパラメータ（予め定義されたパラメータ）を一つの画面に集約表示し、それぞれの数値表示には傾向表示が合わせて行われる。

実施の形態４は、例えば、図８に示すように、運転モードに係らず、継続監視が必要なプラントパラメータを、一つのパラメータ監視画面９１に集約表示し、それぞれの数値表示に加えて傾向表示をも行わせる。

実施の形態４によれば、これにより、異常な傾向にあるプラントパラメータを検出可能となり、運転モードの遷移の必要性をこの画面でも判断できるようになる。

実施の形態５．
図９は、この発明の実施の形態５によるプラント監視装置の構成を示すブロック図である。
図９において、１〜３は図１におけるものと同一のものである。警報判定処理手段８は、プロセスデータを監視し、異常な値に達した場合に、警報表示手段９により、警報表示して運転員に通知する。

図１０は、この発明の実施の形態５によるプラント監視装置の警報設定値を説明するためのトレンドグラフを示す図である。
図１０において、上限値１０１は、トレンドグラフで監視しているパラメータに設定されている上側の警報設定値である。下限値１０２は、トレンドグラフで監視しているパラメータに設定されている下側の警報設定値である。
なお、この図１０は、上限値１０１と下限値１０２の説明のために用いている。

実施の形態１では、プロセスデータそのものの傾向について表示する方法について述べたが、実施の形態５は、図９に示すように、プロセスデータが異常な値に達した場合に運転員に通知する警報判定処理手段８から、データ傾向判定手段３が、プロセスパラメータごとの警報設定値を入手し、上限値、下限値の警報設定値（図１０参照）と、現在値との差分データの傾向を表示するようにした。この表示は、数値データ表示手段２によって、例えば図２または図８の画面上に表示される。
これにより運転員は、プロセスデータが警報設定値に近づきつつあることを容易に認識可能となる。

次に、動作について説明する。
実施の形態５は、図１０に示す警報の上限値１０１と下限値１０２により、プラントデータの監視を行う。すなわち、現在値と上限値１０１との差分Ｖｕと、現在値と下限値１０２との差分Ｖｌを傾向監視時間Ｔ１の間サンプリングし、データ傾向判定手段３にて、それぞれの傾向を判定し、Ｖｕが減少傾向であれば、上向き表示、Ｖｌが減少傾向であれば下向き表示することにより、上下限それぞれの警報設定値に近づく傾向にあるのを判定することができる。

実施の形態５によれば、警報の上限値と下限値に現在値が近づく傾向にあるのを表示することができ、プロセスデータが警報設定値に近づきつつあることを容易に認識可能となる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ プロセスデータ入力手段
２ 数値データ表示手段
３ データ傾向判定手段
４ プロセスデータ蓄積手段
５ トレンドグラフ表示手段
６ データ傾向組合判定手段
７ 運転状態総括表示手段
８ 警報判定処理手段
９ 警報表示手段
１０ プラント監視画面
１１ 構成要素
１２ 接続関係
１３ 数値データ表示部
１３ａ 傾向表示部
１３ｂ 数値表示部
１３ｃ 短期傾向表示部
１３ｄ 長期傾向表示部
８１ 機能選択エリア
８２ ボタン
８３ 画面選択エリア
８４ 運転モード総括監視画面
８５ 運転モードパラメータ監視画面
９１ パラメータ監視画面
１０１ 上限値
１０２ 下限値

Claims (5)

1. プラントの状態を示すプラントパラメータを表示するプラント監視画面を有するプラント監視装置であって、
   上記プラントパラメータの増加傾向、安定状態、下降傾向のいずれかの傾向を判定する傾向判定手段、
   及び上記プラント監視画面の中のプラントパラメータ表示部に、上記プラントパラメータの数値を表示するとともに、この表示された数値の近傍に、上記傾向判定手段により判定された上記プラントパラメータの傾向を表示するプラントパラメータ表示手段を備えたことを特徴とするプラント監視装置。
2. 上記傾向判定手段により判定される上記プラントパラメータの傾向は、短期間のプラントパラメータの傾向と、長期間のプラントパラメータの傾向であり、
   上記プラントパラメータ表示手段は、短期間のプラントパラメータの傾向と、長期間のプラントパラメータの傾向を同時に表示することを特徴とする請求項１記載のプラント監視装置。
3. 特定のプラントパラメータの傾向の組合せによって、上記プラントの運転モードを遷移させるための条件が成立したことを通知する運転モード遷移通知手段、
   及びこの運転モード遷移通知手段により、上記運転モードを遷移させるための条件が成立した場合の上記特定のプラントパラメータを表示する運転モード遷移パラメータ表示手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のプラント監視装置。
4. 上記プラントパラメータ表示手段は、プラント機器とともに上記プラントパラメータを表示する第一のプラント監視画面と、上記プラントの運転中に監視が必要となる、予め定義されたプラントパラメータの一覧を表示する第二のプラント監視画面とを切替え表示するように構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記載のプラント監視装置。
5. 上記プラントパラメータの警報設定値を有し、上記プラントパラメータが上記警報設定値に達したかどうかを判定する警報判定処理手段を備え、
   上記傾向判定手段は、この警報判定処理手段の上記警報設定値と当該プラントパラメータの現在値との差分の値に対して、増加傾向、安定状態、下降傾向のいずれかの傾向を判定し、
   上記プラントパラメータ表示手段は、上記プラントパラメータとともに上記傾向判定手段により判定された上記差分の値に対する傾向を表示することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項記載のプラント監視装置。

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