JP2014174669A - Plant operation monitoring device, operation monitoring method, and operation monitoring program thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plant operation monitoring technique capable of easily comprehending operational status of a plant recognizable from many measured values and capable of presenting corrective measures for the operational status.SOLUTION: A plant operation monitoring device 10 includes: a measured value acquisition unit 12 that acquires measured values A (A, A, ... A) indicated by plural sensors S (S, S, ... S) disposed in a plant 11; a process value calculation unit 13 that calculates a process value X and a process value Y representing operational status of the plant 11 on the basis of the acquired plural measured values A (A, A, ... A); and a display section 20 that displays a plot based on process values X and process values Y in a coordinate region classified based on appropriate levels of the operational status.

Description

本発明は、プラントの運転監視技術に関する。   The present invention relates to a plant operation monitoring technique.

原子力発電所をはじめとするプラントには、圧力、流量、温度、ｐＨといった物理量をプロセスデータとして計測するセンサが多数設けられている。
そして、このプラントに設置された運転監視装置では、これら多数のセンサが示す計測値を、系統図にリアルタイム表示したり、トレンドグラフにその経時的変化を時系列表示したりする。 Many plants including nuclear power plants are provided with sensors that measure physical quantities such as pressure, flow rate, temperature, and pH as process data.
In the operation monitoring apparatus installed in this plant, the measurement values indicated by these many sensors are displayed in real time on the system diagram, or the changes over time are displayed in time series on the trend graph.

このように、センサから送信される計測値に基づいて、運転員は、プラントの運転状態を把握し、この運転状態が最適となるように、プラントを操作する。
一方において、計測値のトレンドパターンを、予め登録した不具合発生時のパターンに比較して、不具合の兆候を早期に察知し、その発生を未然に防止する技術が知られている（例えば、特許文献１）。 Thus, based on the measurement value transmitted from the sensor, the operator grasps the operating state of the plant and operates the plant so that this operating state is optimal.
On the other hand, a technique is known in which a trend pattern of measured values is compared with a pre-registered pattern at the time of occurrence of a defect to detect signs of the failure at an early stage and prevent the occurrence (see, for example, Patent Literature) 1).

特開２００５−１０７６８７号公報JP-A-2005-107687

従来のプラント運転監視装置においては、多数のセンサから示される計測値を個別に瞬時表示したりトレンド表示したりするにすぎなかった。
このために、大量に情報表示される計測値から、プラントの運転状態を正確に把握し、不具合を察知して正常な運転状態に修正する操作を実行するには、運転員に相当の経験と能力が求められる課題がある。
また、予め登録したトレンドパターンにより不具合の発生を察知した場合であっても、運転状態を正常に修正する操作は、運転員の経験と能力に頼ることになる課題がある。 In the conventional plant operation monitoring device, the measured values indicated by a large number of sensors are merely instantaneously displayed or trended individually.
For this reason, in order to accurately understand the operating state of the plant from the measurement values displayed in large quantities and detect the malfunction and correct it to the normal operating state, the operator must have considerable experience. There are issues that require ability.
Further, even when the occurrence of a malfunction is detected by a pre-registered trend pattern, there is a problem that an operation for correcting the driving state normally depends on the experience and ability of the operator.

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、多数の計測値から認識されるプラントの運転状態を容易に把握でき、さらにこの運転状態を修正する操作が提示されるプラントの運転監視技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, and can easily grasp the operation state of the plant recognized from a large number of measurement values, and further provide an operation monitoring of the plant in which an operation for correcting this operation state is presented. The purpose is to provide technology.

本発明に係るプラントの運転監視装置において、プラントに配置された複数のセンサが示す計測値を取得する計測値取得部と、前記取得された複数の計測値に基づいて前記プラントの運転状態を示すプロセス値Ｘ及びプロセス値Ｙを演算するプロセス値演算部と、前記運転状態の適正度別に区分けした座標領域に前記プロセス値Ｘ及びプロセス値Ｙに基づくプロットを表示する表示部とを、備えることを特徴とする。   In the operation monitoring apparatus for a plant according to the present invention, a measurement value acquisition unit that acquires measurement values indicated by a plurality of sensors arranged in the plant, and indicates an operation state of the plant based on the plurality of acquired measurement values. A process value calculation unit that calculates the process value X and the process value Y, and a display unit that displays a plot based on the process value X and the process value Y in a coordinate area divided according to the appropriateness of the operation state. Features.

本発明によれば、多数の計測値から認識されるプラントの運転状態を容易に把握でき、さらにこの運転状態を修正する操作が提示されるプラントの運転監視技術が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the operation monitoring technique of the plant by which operation state of the plant recognized from many measured values can be grasped | ascertained easily and operation for correcting this operation state is shown is provided.

本発明に係るプラントの運転監視装置の実施形態を示すブロック図。The block diagram which shows embodiment of the operation monitoring apparatus of the plant which concerns on this invention. プラントの運転状態をプロセス値Ｘ及びプロセス値Ｙを用いて二次元座標上に表示したグラフ。The graph which displayed the operation state of the plant on the two-dimensional coordinate using the process value X and the process value Y. 履歴テーブルの実施形態を示す図。The figure which shows embodiment of a log | history table.

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、プラントの運転監視装置１０は、プラント１１に配置された複数のセンサＳ（Ｓ1，Ｓ2，…Ｓn）が示す計測値Ａ（Ａ1，Ａ2，…Ａn）を取得する計測値取得部１２と、取得された複数の計測値Ａ（Ａ1，Ａ2，…Ａn）に基づいてプラント１１の運転状態を示すプロセス値Ｘ及びプロセス値Ｙを演算するプロセス値演算部１３と、この運転状態の適正度別に区分けした座標領域（図２）にプロセス値Ｘ及びプロセス値Ｙに基づくプロットＭ（図２）を表示する表示部２０とを、備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the plant operation monitoring device 10 includes measured values A (A 1 , A 2 ,... A) indicated by a plurality of sensors S (S 1 , S 2 ,... S n ) arranged in the plant 11. n ) and a process value X and a process value Y indicating the operation state of the plant 11 based on the plurality of acquired measurement values A (A 1 , A 2 ,... A n ). And a display unit 20 for displaying a plot M (FIG. 2) based on the process value X and the process value Y in a coordinate area (FIG. 2) divided according to the appropriateness of the operating state. Yes.

化学反応を扱うプラント１１に配置されるセンサＳ（Ｓ1，Ｓ2，…Ｓn）としては、圧力、流量、温度、ｐＨといった物理量を計測するものが挙げられる。
これらセンサＳ（Ｓ1，Ｓ2，…Ｓn）の各々は、プラント１１の運転状態を反映した計測値Ａ（Ａ1，Ａ2，…Ａn）を連続的に出力している。 Sensors S (S 1 , S 2 ,... S n ) arranged in the plant 11 that handles chemical reactions include those that measure physical quantities such as pressure, flow rate, temperature, and pH.
Each of these sensors S (S 1 , S 2 ,... S n ) continuously outputs measured values A (A 1 , A 2 ,... An ) reflecting the operation state of the plant 11.

計測値取得部１２は、連続的に出力されている複数の計測値Ａ（Ａ1，Ａ2，…Ａn）を、所定の時間間隔で離散的に取得するか、もしくは所望のタイミングで取得する。
そして、同じタイミングで取得された計測値Ａ（Ａ1，Ａ2，…Ａn）の群は、この群のまとまりを単位として、プロセス値演算部１３に送信されるとともに、表示部２０に表示される。 The measurement value acquisition unit 12 acquires a plurality of measurement values A (A 1 , A 2 ,... A n ) that are continuously output discretely at predetermined time intervals, or acquired at a desired timing. To do.
Then, the group of measurement values A (A 1 , A 2 ,... An ) acquired at the same timing is transmitted to the process value calculation unit 13 and displayed on the display unit 20 with this group of units as a unit. Is done.

プロセス値演算部１３は、取得された複数の計測値Ａ（Ａ1，Ａ2，…Ａn）の中から選択される所定の計測値Ａを所定の第１演算式に代入してプロセス値Ｘを演算する。さらに、選択が異なる所定の計測値Ａを所定の第２演算式に代入してプロセス値Ｙを演算する。
ここで、選択される所定の計測値は、複数又は単数である場合も含み、これらとプロセス値との関係は、化学反応の反応効率や安全性等の観点から、経験もしくはシミュレーションに基づき予め導き出されている。
また、選択される所定の計測値とプロセス値とは、前記した演算式で関係付けられる場合の他に、対応テーブル１９により関係付けられている場合もある。 The process value calculation unit 13 assigns a predetermined measurement value A selected from the plurality of acquired measurement values A (A 1 , A 2 ,... A n ) to a predetermined first calculation expression, thereby obtaining a process value. X is calculated. Further, the process value Y is calculated by substituting a predetermined measurement value A with a different selection into a predetermined second arithmetic expression.
Here, the predetermined measurement value selected includes plural or singular values, and the relationship between these and the process value is derived in advance based on experience or simulation from the viewpoint of the reaction efficiency and safety of the chemical reaction. It is.
Further, the predetermined measurement value and the process value to be selected may be related by the correspondence table 19 in addition to the case where they are related by the above-described arithmetic expression.

図２に示す二次元座標グラフは、プロセス値Ｘ及びプロセス値Ｙを互いに直交する座標軸に設定したものである。
この二次元座標グラフの座標領域は、プラント１１の運転状態の適正度別に後述する閾値曲線により区分けされており、同じタイミングで取得された計測値Ａの群に基づくプロセス値Ｘ及びプロセス値ＹのプロットＭ（Ｍ１，Ｍ１ｂ，Ｍ１ａ）が表示されている。 The two-dimensional coordinate graph shown in FIG. 2 is obtained by setting the process value X and the process value Y to coordinate axes that are orthogonal to each other.
The coordinate area of the two-dimensional coordinate graph is divided by a threshold curve described later according to the appropriateness of the operation state of the plant 11, and the process value X and the process value Y based on the group of the measurement values A acquired at the same timing. A plot M (M1, M1b, M1a) is displayed.

図２において、プロットＭ１は、現在の段階で取得された計測値Ａの群に基づくものであり、プロットＭ１ｂ及びプロットＭ１ａは、それぞれ過去の段階で取得された計測値Ａの群に基づくものを示している。
これにより、現在のプラントの運転状態が効率的であるか、又は最適運転状態に到達するまでの差分がどの程度であるかといった情報を容易に把握することができる。 In FIG. 2, the plot M1 is based on the group of measured values A acquired at the current stage, and the plot M1b and the plot M1a are respectively based on the group of measured values A acquired at the past stage. Show.
Thereby, it is possible to easily grasp information such as whether the current operation state of the plant is efficient or the difference until reaching the optimum operation state.

そして、プロットＭ２は、次の段階で期待されるプラントの運転状態を示すものである。この次の段階のプロットＭ２の座標領域における位置は、これまでのプロットの推移（Ｍ１ａ→Ｍ１ｂ→Ｍ１）から自動的に指定される場合もあり、運転員によりマニュアルで指定される場合もある。   And the plot M2 shows the operation state of the plant expected in the next stage. The position in the coordinate area of the plot M2 at the next stage may be automatically specified from the transition of the previous plot (M1a → M1b → M1) or may be manually specified by the operator.

目標値判定部１４は、指定したプロット位置Ｍ２のプロセス値Ｘ及びプロセス値Ｙに対応して示されるセンサの目標値Ｂ（Ｂ1，Ｂ2，…Ｂn）を判定する。
この判定は、対応テーブル１９における関係付けを参照して実行することができる。 The target value determination unit 14 determines a target value B (B 1 , B 2 ,... B n ) of the sensor indicated corresponding to the process value X and the process value Y at the designated plot position M2.
This determination can be performed with reference to the association in the correspondence table 19.

操作量導出部１５は、計測値Ａと目標値Ｂとの差分値Ｃに基づいてプラントの操作端Ｔ（Ｔ1，Ｔ2，…Ｔm）の操作量Ｄ（Ｄ1，Ｄ2，…Ｄm）を導出する。
ここで、操作端Ｔの操作量Ｄとは、配管の開閉弁の開度、設定温度の設定値、機器の操作時間等が挙げられるが、これらに限定されることはなく、プラント１１の操業状態を変更する操作条件であれば適宜該当する。 The manipulated variable derivation unit 15 operates the manipulated variable D (D 1 , D 2 ,...) At the operation end T (T 1 , T 2 ,... T m ) of the plant based on the difference value C between the measured value A and the target value B. D m ) is derived.
Here, the operation amount D of the operation end T includes the opening of the on-off valve of the pipe, the set value of the set temperature, the operation time of the equipment, etc., but is not limited thereto, and the operation of the plant 11 is not limited thereto. Any operation condition that changes the state is appropriate.

なお、それぞれのセンサＳに対応する差分値Ｃの集合と、これら差分値Ｃをゼロに収束させるのに必要な操作との関係は、演算式で関係付けられる場合の他に、対応テーブル１９により関係付けられている場合もある。
また、差分値Ｃに関係付けされた操作は、一つの操作端Ｔの操作量Ｄで規定される場合の他に、複数の操作端Ｔの操作順番及びそれらの操作量Ｄで規定される場合もある。 Note that the relationship between the set of difference values C corresponding to each sensor S and the operation necessary to converge these difference values C to zero is based on the correspondence table 19 in addition to the case where they are related by an arithmetic expression. Sometimes it is related.
In addition to the case where the operation related to the difference value C is defined by the operation amount D of one operation end T, the operation order of the plurality of operation ends T and the operation amount D are specified. There is also.

履歴生成部１６は、計測値取得部１２が取得した計測値Ａ、目標値判定部１４により判定された目標値Ｂ及び操作量導出部１５により導出された操作端Ｔの操作量Ｄを関連付けて時系列に記録した履歴テーブル１７を生成する。
この履歴テーブル１７は、図３に示すように、更新された計測値Ａとすでに判定されている目標値Ｂとの差分値Ｃも併せて表示部２０に表示することができる。
これにより運転員は、導出された操作端Ｔの操作を実行した後に、差分値Ｃがゼロに収束していく様子から運転状態の推移を確認することができる。 The history generation unit 16 associates the measurement value A acquired by the measurement value acquisition unit 12, the target value B determined by the target value determination unit 14, and the operation amount D of the operation end T derived by the operation amount deriving unit 15. A history table 17 recorded in time series is generated.
As shown in FIG. 3, the history table 17 can also display the difference value C between the updated measurement value A and the already determined target value B on the display unit 20.
Thereby, the operator can confirm the transition of the driving state from the state in which the difference value C converges to zero after executing the operation of the derived operation end T.

操作量抽出部１８は、操作量導出部１５によりの導出された操作量Ｄ（Ｄ1，Ｄ2，…Ｄm）とは別に、取得した計測値Ａと判定された目標値Ｂとの関係に基づいて履歴テーブル１７から操作量Ｄを抽出する。
このように、別々の方式に基づいて二種類の操作端Ｔの操作量Ｄが導かれるので、運転員にとって、実際に実施する操作端Ｔの操作量Ｄを決定するのに必要な判断材料が多様化する。 The manipulated variable extracting unit 18 has a relationship between the acquired measured value A and the determined target value B separately from the manipulated variable D (D 1 , D 2 ,... D m ) derived by the manipulated variable deriving unit 15. The operation amount D is extracted from the history table 17 based on the above.
In this way, since the operation amount D of the two types of operation ends T is derived based on different methods, the judgment material necessary for the operator to determine the operation amount D of the operation end T to be actually performed is provided. Diversify.

領域設定部２１は、座標領域（図２）を区分けする閾値曲線を設定する。
この閾値曲線は、解析的に導かれた曲線で、運転範囲のガイドとして表示されている。
この閾値曲線は、入力部２２により、数式に基づいて作成される場合の他、実際の運転結果にフィッティングするように調整される。 The area setting unit 21 sets a threshold curve for dividing the coordinate area (FIG. 2).
This threshold curve is an analytically derived curve and is displayed as a guide for the operating range.
The threshold curve is adjusted by the input unit 22 so as to fit to the actual driving result in addition to the case where it is created based on the mathematical expression.

以上述べた実施形態のプラントの運転監視装置によれば、プロセス値Ｘ及びプロセス値Ｙによりプラントの運転状態を二次元座標表示することにより、プラントの運転状態を容易に把握でき、さらにこの運転状態の修正操作が容易となる。   According to the plant operation monitoring apparatus of the embodiment described above, the operation state of the plant can be easily grasped by displaying the operation state of the plant by the process value X and the process value Y, and further, this operation state The correction operation becomes easy.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
また、プラントの運転監視装置の構成要素は、コンピュータのプロセッサで実現することも可能であり、プラントの運転監視プログラムにより動作させることが可能である。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
The components of the plant operation monitoring apparatus can be realized by a processor of a computer, and can be operated by a plant operation monitoring program.

１０…運転監視装置、１１…プラント、１２…計測値取得部、１３…プロセス値演算部、１４…目標値判定部、１５…操作量導出部、１６…履歴生成部、１７…履歴テーブル、１８…操作量抽出部、１９…対応テーブル、２０…表示部、Ｓ（Ｓ1，Ｓ2，…Ｓn）…センサ、Ａ（Ａ1，Ａ2，…Ａn）…計測値、Ｂ（Ｂ1，Ｂ2，…Ｂn）…目標値、Ｄ（Ｄ1，Ｄ2，…Ｄm）…操作量、Ｔ（Ｔ1，Ｔ2，…Ｔm）…操作端、Ｍ（Ｍ１，Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ，Ｍ２）…プロット。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Operation | movement monitoring apparatus, 11 ... Plant, 12 ... Measurement value acquisition part, 13 ... Process value calculating part, 14 ... Target value determination part, 15 ... Manipulation amount derivation part, 16 ... History generation part, 17 ... History table, 18 ... manipulated variable extraction section, 19 ... correspondence table, 20 ... display section, S (S 1 , S 2 , ... Sn ) ... sensor, A (A 1 , A 2 , ... An ) ... measured value, B (B 1 , B 2 ,... B n ) ... target value, D (D 1 , D 2 ,... D m ) ... manipulated variable, T (T 1 , T 2 ,... T m ) ... operating end, M (M 1, M 1 a , M1b, M2)... Plot.

Claims (6)

プラントに配置された複数のセンサが示す計測値を取得する計測値取得部と、
前記取得された複数の計測値に基づいて前記プラントの運転状態を示すプロセス値Ｘ及びプロセス値Ｙを演算するプロセス値演算部と、
前記運転状態の適正度別に区分けした座標領域に前記プロセス値Ｘ及びプロセス値Ｙに基づくプロットを表示する表示部とを、備えることを特徴とするプラントの運転監視装置。 A measurement value acquisition unit that acquires measurement values indicated by a plurality of sensors arranged in the plant;
A process value calculation unit for calculating a process value X and a process value Y indicating the operation state of the plant based on the plurality of acquired measurement values;
A plant operation monitoring apparatus, comprising: a display unit configured to display a plot based on the process value X and the process value Y in a coordinate region divided according to the appropriateness of the operation state. 指定したプロット位置のプロセス値Ｘ及びプロセス値Ｙに対応して示される前記センサの目標値を判定する目標値判定部と、
前記計測値と前記目標値との差分値に基づいて前記プラントの操作端の操作量を導出する操作量導出部とを、さらに備える請求項１に記載のプラントの運転監視装置。 A target value determination unit for determining a target value of the sensor indicated corresponding to the process value X and the process value Y at the specified plot position;
The plant operation monitoring apparatus according to claim 1, further comprising: an operation amount deriving unit that derives an operation amount at an operation end of the plant based on a difference value between the measurement value and the target value. 前記計測値、前記目標値及び前記操作量を関連付けて記録した履歴テーブルを生成する履歴生成部と、
取得した前記計測値と判定された前記目標値との関係に基づいて前記履歴テーブルから前記操作量を抽出する操作量抽出部とを、さらに備える請求項１又は請求項２に記載のプラントの運転監視装置。 A history generation unit that generates a history table in which the measurement value, the target value, and the operation amount are recorded in association with each other;
The operation of the plant according to claim 1, further comprising: an operation amount extraction unit that extracts the operation amount from the history table based on a relationship between the acquired measurement value and the determined target value. Monitoring device. 前記座標領域を区分けする閾値曲線を設定する領域設定部を、さらに備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプラントの運転監視装置。   The plant operation monitoring apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising an area setting unit that sets a threshold curve for dividing the coordinate area. プラントに配置された複数のセンサが示す計測値を取得するステップと、
前記取得された複数の計測値に基づいて前記プラントの運転状態を示すプロセス値Ｘ及びプロセス値Ｙを演算するステップと、
前記運転状態の適正度別に区分けした座標領域に前記プロセス値Ｘ及びプロセス値Ｙに基づくプロットを表示するステップとを、含むことを特徴とするプラントの運転監視方法。 Obtaining measured values indicated by a plurality of sensors arranged in the plant;
Calculating a process value X and a process value Y indicating an operating state of the plant based on the plurality of acquired measurement values;
And a step of displaying a plot based on the process value X and the process value Y in a coordinate area divided according to the degree of appropriateness of the operating state. コンピュータに、
プラントに配置された複数のセンサが示す計測値を取得するステップ、
前記取得された複数の計測値に基づいて前記プラントの運転状態を示すプロセス値Ｘ及びプロセス値Ｙを演算するステップ、
前記運転状態の適正度別に区分けした座標領域に前記プロセス値Ｘ及びプロセス値Ｙに基づくプロットを表示するステップを、実行させることを特徴とするプラントの運転監視プログラム。 On the computer,
Obtaining measured values indicated by a plurality of sensors arranged in the plant;
Calculating a process value X and a process value Y indicating an operating state of the plant based on the plurality of acquired measurement values;
An operation monitoring program for a plant, wherein a step of displaying a plot based on the process value X and the process value Y in a coordinate area divided according to the appropriateness of the operation state is executed.
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