JP2507542B2 - プラント監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、プラント異常に対応した操作ガイダンスメ
ッセージを表示するプラント監視装置に関する。

（従来の技術） 発電プラントなどの工業プラントでは、プラントに異
常が発生したことを監視し、異常発生を検出すると、そ
の異常に対処した運転操作などを行なうための操作ガイ
ダンスメッセージを表示している。

第８図は、このようなプラント監視装置の従来例を示
している。

同図において、プラント１から出力されるプロセスデ
ータは、プロセス入力装置２により適宜なタイミングで
入力され、状態変化検出装置３に出力される。

状態変化検出装置３は、プロセスデータの状態変化を
検出するものであり、状態変化を検出すると、状態変化
検出を異常状態判断手段４に通知するとともに、そのと
きに入力したプロセスデータを異常状態判断手段４に出
力する。

記憶装置５には、おのおののプロセスデータについ
て、そのプロセスデータが異常状態になっていることを
判定するための基準値情報、および、異常状態になって
いるプロセスデータの組合せと異常現象との関係をあら
わす情報が記憶されているとともに、異常発生時、発生
した異常に対処するための操作内容等を通知する操作ガ
イダンスメッセージが記憶されている。

異常状態判断手段４は、状態変化検出装置３より状態
変化検出が通知されると、そのときに状態変化検出装置
３より入力したおのおののプロセスデータを、記憶装置
５に記憶されているプロセスデータの基準値情報とそれ
ぞれ比較して、異常となっているプロセスデータ、およ
び、それらの組合せによる異常現象を判定するものであ
り、その判定結果をガイダンスメッセージ表示手段６に
出力する。また、異常状態判断手段４は、異常検出時、
標準時計７から読み出した時刻情報を、異常発生時刻情
報としてガイダンスメッセージ表示手段６に出力する。

ガイダンスメッセージ表示手段６は、異常状態判断手
段４より通知された全ての異常に対処するための操作ガ
イダンスメッセージを記憶装置５より全て読み出し、そ
の読み出した操作ガイダンスメッセージを、異常内容と
ともに表示装置８に表示出力する。また、異常状態判断
手段４より入力した異常発生時刻情報の内容も表示装置
８に表示出力する。

このようにして、プラント１になんらかの異常が発生
したとき、その異常が異常状態判断手段４で判断され、
ガイダンスメッセージ表示手段６により、全ての異常に
ついて、その異常の内容、異常に対処するための操作ガ
イダンスメッセージ、および、異常発生時刻が表示装置
８に表示される。

これにより、監視員は、表示装置８の表示内容からプ
ラント１に発生した異常、および、それに対処するため
の操作内容を知ることができる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、このような従来装置では、異常状態判断手
段４が判定した全ての異常について、操作ガイダンスメ
ッセージを表示出力しているため、その時点でのプラン
ト１の状態に適合しない内容もあり、不要な操作ガイダ
ンスメッセージを判定して除去する手間がかかってい
た。

また、表示された操作ガイダンスメッセージのなかに
は、その時点で即操作可能な操作内容を示すものと、プ
ラント１が停止している状態で操作可能な操作内容を示
すものがあり、後者の操作ガイダンスメッセージについ
ては、後日の定期点検時などに作業を行なえるように、
監視員が運転記録／日誌などに記録する必要があり、手
間がかかるという不都合を生じていた。

そこで、本発明は、かかる従来技術の課題を解決し、
プラントに発生した異常の原因を判定して、その原因に
対処する操作メッセージのみを表示するとともに、後日
必要となる操作メッセージを履歴情報として記憶し、あ
とで検索できるようにしたプラント監視装置を提供する
ことを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、それぞれの異常に対処するガイダンスメッ
セージを、プラント運転時に応急的に行なう操作をあら
わす応急対策ガイダンスメッセージと、プラント停止時
に行なう操作をあらわす恒久対策ガイダンスメッセージ
に分類して記憶しておき、異常検出時における異常状態
プロセスデータをあらかじめ記憶した異常原因−判定要
素相関情報に基づいて異常の原因を判定し、その判定結
果に対応した応急対策ガイダンスメッセージを表示する
一方、その判定結果に対応した恒久対策ガイダンスメッ
セージをガイダンスメッセージ履歴情報として記憶して
おき、その記憶したガイダンスメッセージ履歴情報を検
索できるようにしたものである。

（作用） したがって、異常発生時、その異常原因に対応する応
急対策ガイダンスメッセージのみが表示されるので、監
視員にその時点で適切なガイダンスメッセージのみを表
示できる。また、その異常原因に対する恒久対策ガイダ
ンスメッセージを履歴情報として記憶し、後日検索でき
るようにしているので、定期点検時などで必要となった
ときに、それまでに発生している異常に対処するための
操作ガイダンスを簡単に知ることができる。

（実施例） 以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳
細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例にかかるプラント監視装
置を示している。なお、同図において、第８図と同一部
分、および、相当する部分には、同一符号を付してい
る。

同図において、異常状態判断手段４は、状態変化検出
装置３より状態変化検出が通知されると、そのときに状
態変化検出装置３より入力したおのおののプロセスデー
タを記憶装置10に記憶されているプロセスデータの基準
値情報と比較し、異常となっているプロセスデータ、お
よび、それらの組合せによる異常現象を判定するもので
あり、その判定結果を全てガイダンスメッセージ判定手
段11に出力する。また、異常状態判断手段４は、異常検
出時、標準時計７から読み出した時刻情報を、異常発生
時刻情報としてガイダンスメッセージ判定手段11に出力
する。

記憶装置10は、異常状態判断手段４が異常判定のため
に参照する情報や、異常原因に対する運転ガイド情報を
記憶するものである。

ガイダンスメッセージ判定手段11は、異常状態判断手
段４より入力した異常現象の原因を判定し、その判定結
果に基づいて、必要なガイダンスメッセージに対応した
運転ガイド種別をメッセージ管理手段12に通知して必要
なガイダンスメッセージを記憶装置10より読み出すとと
もに、その読み出したガイダンスメッセージのうち、応
急対策メッセージ（後述）をガイダンスメッセージ表示
手段13に出力し、恒久対策メッセージ（後述）をガイダ
ンスメッセージ記憶手段14に出力する。

また、ガイダンスメッセージ判定手段11は、異常状態
判断手段４から入力した異常発生時刻情報もガイダンス
メッセージ表示手段13およびガイダンスメッセージ記憶
手段14に出力する。

ガイダンスメッセージ表示手段13は、ガイダンスメッ
セージ判定手段11より入力した応急対策メッセージおよ
び異常発生時刻情報、あるいは、メッセージ管理手段12
より入力したガイダンス履歴情報（後述）に対応した表
示情報を形成し、その表示情報を表示装置８に出力する
ものである。

これにより、表示装置８には、異常発生時の応急対策
メッセージ、および、検索要求時（後述）のガイダンス
履歴情報が、それぞれ表示される。

ガイダンスメッセージ記憶手段14は、ガイダンスメッ
セージ判定手段11から入力した恒久対策メッセージと異
常発生時刻に基づいて所定の形式のガイダンス履歴情報
を形成し、そのガイダンス履歴情報を記憶装置10に記憶
するものである。

入力装置15は、記憶装置10に記憶されているガイダン
ス履歴情報の表示要求を入力するためのものであり、ガ
イダンス履歴表示要求手段16は、入力装置15からのガイ
ダンス履歴情報表示要求をメッセージ管理手段12に通知
するためのものである。

メッセージ管理手段12は、ガイダンスメッセージ判定
手段11より運転ガイド種別が通知されると、その運転ガ
イド種別に対応したガイダンスメッセージの検索指令を
検索手段17に出力し、ガイダンス履歴表示要求手段16よ
りガイダンス履歴情報表示要求を入力したときには、そ
のガイダンス履歴情報入力要求に対応したガイダンス履
歴情報の検索指令を検索手段17に出力する。

検索手段17は、メッセージ管理手段12からの検索指令
に対応したガイダンスメッセージおよびガイダンス履歴
情報を記憶装置10より読み出し、その読み出したガイダ
ンスメッセージおよびガイダンス履歴情報をメッセージ
管理手段12に出力する。

また、メッセージ管理手段12は、検索手段17より入力
したガイダンスメッセージをガイダンスメッセージ判定
手段11に出力し、検索手段17より入力したガイダンス履
歴情報をガイダンスメッセージ表示手段13に出力する。

第２図は、記憶装置10の記憶領域の分割状態を示して
いる。

記憶装置10の記憶領域は、異常状態判断手段４が異常
判定のために参照する異常判定情報を記憶した異常判定
情報領域BAR、それぞれの異常に対処するガイダンスメ
ッセージを記憶した運転ガイド領域GAR、および、ガイ
ダンス履歴情報を記憶するためのガイダンスメッセージ
履歴領域HARに分割されている。

また、運転ガイド領域GARに記憶されているガイダン
スメッセージは、第３図に示すように、おのおののガイ
ダンスメッセージの種別をあらわす種別情報DAS、プラ
ント運転中に行なう操作（作業）内容をあらわす応急対
策メッセージADM、および、プラント停止時に行なう作
業内容をあらわす恒久対策メッセージRDMからなる。ま
た、応急対策メッセージADMおよび恒久対策メッセージR
DMの先頭には、それぞれのガイダンスメッセージの属性
を示す識別情報IDA,IDRが付設されている。

次に、ガイダンスメッセージ判定手段11が実行する異
常原因の判定処理について説明する。

例えば、プラント１が火力発電プラントにおけるター
ビンの異常振動の原因には、ラビング、アライメント劣
化、オイルホワール、オイルポイップ、および、給油量
不足の５つの種別がある。

また、発生している異常振動の特徴と、おのおのの振
動原因種別との関係を第４図に示す。

例えば、ラビングが原因となる異常振動の場合、その
振動の周波数については、タービンの回転に同期し、固
有値をとり、その固有値の分数調波および２倍調波を伴
う。また、負荷依存性があり、タービン回転数が昇速す
る起動時に発生する。

このように、それぞれの振動原因種別が原因となって
発生した異常振動には、おのおのの顕著な特徴がある。

したがって、異常振動を検出したとき、発生している
振動の特徴を分析することで、その異常振動の振動原因
種別として判定することができる。

さて、プラント１に発生している異常現象の影響は、
その異常現象の特徴に対応したプロセス量にあらわれ
る。

そこで、異常振動が発生している状態でプロセス量を
調べると、異常状態になっているプロセス量と振動原因
種別の間には、一定の相関関係があることがわかった。

第５図は、異常振動を検出したときに異常状態になっ
ているプロセスデータ（判定要素）と振動原因種別との
間の相関関係を示している。なお、同図で、○を付した
判定要素には弱い相関関係があり、◎を付した判定要素
には強い相関関係がある。

例えば、異常振動が発生しているときに、回転数、負
荷、蒸気温度、復水器真空度、排気室温度、伸び・伸び
差、および、発電機ガス温度が異常状態で、過渡運転状
態であれば、その振動原因は、ラビングであると判定で
きる。

ガイダンスメッセージ判定手段11は、おのおのの異常
現象について、この第５図のような異常原因−判定要素
相関情報をエキスパート・システムの知識データベース
として備えており、この異常原因−判定要素相関情報を
用いて異常原因を判定する処理要素をエキスパート・シ
ステムの推論エンジンとして備えている。

ここで、推論エンジンは、相関関係にある全ての判定
要素が異常状態になっていなくとも、一致する要素があ
る程度あった場合には、その異常振動の振動原因種別を
判定することができる。

第６図は、振動原因種別と出力すべき運転ガイド種別
の関係を示している。これらの関係は、発生する全ての
異常現象について、ガイダンスメッセージ判定手段11に
記憶されている。

第７図は、ガイダンスメッセージ判定手段11の処理例
を示す。

ガイダンスメッセージ判定手段11は、異常状態判断手
段４より異常発生を入力すると（処理101）、そのとき
に通知された異常現象および異常となっているプロセス
データに基づいてその異常現象の原因を判定し（処理10
2）、処理102の判定結果に基づいて、要求する運転ガイ
ド種別を判定する（処理103）。

そして、判定した１つ以上の運転ガイド種別をメッセ
ージ管理手段12に出力して、それらの運転ガイド種別に
対応するガイダンスメッセージを読み込む（処理10
4）。

この読み込んだガイダンスメッセージのうち、応急対
策メッセージADMと異常発生時刻情報をガイダンスメッ
セージ表示手段13に出力して表示装置８に表示させ（処
理105）、恒久対策メッセージRDMと異常発生時刻情報を
ガイダンスメッセージ記憶手段14に出力して記憶装置10
にガイダンス履歴情報として記憶させる（処理106）。

以上の構成で、状態変化検出装置３が状態変化を検出
したときに、異常状態判断手段４が異常発生を検出する
と、異常状態判断手段４は、その発生した異常現象の種
別、および、そのときに異常状態になっている全てのプ
ロセスデータをガイダンスメッセージ判定手段11に出力
する。

これにより、ガイダンスメッセージ判定手段11は、異
常状態判断手段４より入力した異常現象の原因を判定
し、その判定結果に基づいて、必要なガイダンスメッセ
ージに対応した運転ガイド種別をメッセージ管理手段12
に通知する。

メッセージ管理手段12は、ガイダンスメッセージ判定
手段10より運転ガイド種別が通知されると、検索領域を
運転ガイド領域GARに、検索目標を通知された運転ガイ
ド種別にそれぞれ設定した状態で、検索手段13に検索指
令を出力する。

これにより、検索手段13は、メッセージ管理手段12か
ら指定された検索領域内で、指定された運転ガイド種別
のガイダンスメッセージを全て読み出して、そのガイダ
ンスメッセージをメッセージ管理手段12に出力し、メッ
セージ管理手段12は、検索手段13が読み出したガイダン
スメッセージをガイダンスメッセージ判定手段11に出力
する。

これにより、ガイダンスメッセージ判定手段11は、メ
ッセージ管理手段12より入力したガイダンスメッセージ
のうち、応急対策メッセージADMをガイダンスメッセー
ジ表示手段14に出力し、恒久対策メッセージRDMをガイ
ダンスメッセージ記憶手段15に出力する。

それによって、発生した異常現象の原因に対する応急
対策メッセージADMが表示装置８に表示されるととも
に、その異常原因に対応した恒久対策メッセージRDMに
対応したガイダンス履歴情報が記憶装置10のガイダンス
メッセージ履歴領域HARに記憶される。

このようにして、プラント１に異常現象が発生する
と、その異常原因に対する応急対策メッセージADMが表
示装置８に表示されるので、監視員は、その表示内容に
基づいて適切な操作を行なうことができる。また、異常
現象が発生するたびに、その異常原因に対する恒久対策
メッセージRDMが記憶装置10に逐次蓄積されていく。

したがって、例えば、プラント１の定期点検時など
で、監視員が、入力装置15よりガイダンス履歴情報表示
要求を操作入力すると、そのガイダンス履歴情報表示要
求は、ガイダンス履歴表示要求手段16よりメッセージ管
理手段12に通知される。

これにより、メッセージ管理手段12は、検索領域をガ
イダンスメッセージ履歴領域HARに、検索目標をガイダ
ンス履歴情報表示要求内容に基づく項目にそれぞれ設定
した状態で、検索手段13に検索指令を出力する。

したがって、検索手段13は、記憶装置10のガイダンス
メッセージ履歴領域HARから指定された項目をもつガイ
ダンス履歴情報を検索し、その内容をメッセージ管理手
段12に出力する。

それによって、メッセージ管理手段12は、検索手段13
から読み出されたガイダンス履歴情報に含まれている恒
久対策メッセージRDM、および、異常発生時刻情報をガ
イダンスメッセージ表示手段14に出力する。

その結果、表示装置８に、監視員が要求した過去のガ
イダンスメッセージの内容、および、そのガイダンスメ
ッセージが記憶された時刻が表示される。

このようにして、過去に出力された恒久対策メッセー
ジRDMを、入力装置15の操作により適宜に読み出すこと
ができるので、プラント１の定期点検などの作業時の手
間が大幅に削減される。

以上のように、本実施例によれば、プラント１に異常
現象が発生したとき、その異常原因が判定されて、その
判定結果に対応した緊急対策メッセージが表示出力され
るので、監視員は、適切な応急処置をとることができ
る。

また、異常現象が発生するたびに、その異常原因に対
する恒久対策メッセージが履歴として残るので、例え
ば、定期点検時などで行なうべき作業を適宜に取り出す
ことができるので、かかる作業を円滑に行なうことがで
きる。

なお、上述した実施例では、火力発電プラントのター
ビン振動異常について具体例を上げて説明したが、それ
以外のプラントについても本発明を適用でき、また、タ
ービン振動異常以外の現象についても、その原因を判定
することができる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、それぞれの異常に対
処するガイダンスメッセージを、プラント運転時に応急
的に行なう操作をあらわす応急対策ガイダンスメッセー
ジと、プラント停止時に行なう操作をあらわす恒久対策
ガイダンスメッセージに分類して記憶しておき、異常検
出時における異常状態プロセスデータと、あらかじめ記
憶した異常原因−判定要素相関情報に基づいて異常の原
因を判定し、その判定結果に対応した応急対策ガイダン
スメッセージを表示する一方、その判定結果に対応した
恒久対策ガイダンスメッセージをガイダンスメッセージ
履歴情報として記憶しておき、その記憶したガイダンス
メッセージ履歴情報を検索できるようにしたものであ
る。したがって、異常発生時、その異常原因に対する応
急対策ガイダンスメッセージのみが表示されるので、監
視員にその時点で適切なガイダンスメッセージのみを表
示できる。また、その異常原因に対する恒久対策ガイダ
ンスメッセージを履歴情報として記憶し、後日検索でき
るようにしているので、定期点検時などで必要となった
ときに、それまでに発生している異常に対処するための
操作ガイダンスを簡単に知ることができるという効果を
得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかるプラント監視装置を
示すブロック図、第２図は記憶装置の記憶領域の分割状
態を示す概略図、第３図はガイダンスメッセージの形式
の一例を示す概略図、第４図は振動原因種別と振動特徴
との関係の一例を示す概略図、第５図は振動原因種別と
判定要素との間の相関関係の一例を示す概略図、第６図
は振動原因種別と運転ガイド種別との関係の一例を示す
概略図、第７図はガイダンスメッセージ判定手段の処理
例を示すフローチャート、第８図はプラント監視装置の
従来例を示すブロック図である。 ４……異常状態判断手段、８……表示装置、10……記憶
装置、11……ガイダンスメッセージ判定手段、12……メ
ッセージ管理手段、13……ガイダンスメッセージ表示手
段、14……ガイダンスメッセージ記憶手段、15……入力
装置、16……ガイダンス履歴表示要求手段、18……検索
手段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラントから入力したプロセスデータに基
   づいて異常検出し、その検出した異常に対処するための
   ガイダンスメッセージを表示するプラント監視装置にお
   いて、それぞれの異常に対処するガイダンスメッセージ
   を、プラント運転時に応急的に行なう操作をあらわす応
   急対策ガイダンスメッセージと、プラント停止時に行な
   う操作をあらわす恒久対策ガイダンスメッセージに分類
   して記憶したガイダンスメッセージ記憶手段と、その時
   点におけるプロセスデータの異常状態およびあらかじめ
   記憶した異常原因−判定要素相関情報に基づいて検出し
   た異常の原因を判定し、その判定結果に対応した応急対
   策ガイダンスメッセージおよび恒久対策ガイダンスメッ
   セージを前記ガイダンスメッセージ記憶手段より読み出
   し、応急対策ガイダンスメッセージを表示するととも
   に、恒久対策ガイダンスメッセージをガイダンスメッセ
   ージ履歴情報として前記ガイダンスメッセージ記憶手段
   に登録するガイダンスメッセージ判定手段と、前記ガイ
   ダンスメッセージ記憶手段に記憶したガイダンスメッセ
   ージ履歴情報を検索して表示するガイダンスメッセージ
   検索手段を備えたことを特徴とするプラント監視装置。