JP3047947B2 - Plant monitoring equipment - Google Patents

Plant monitoring equipment

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JP3047947B2
JP3047947B2 JP4301226A JP30122692A JP3047947B2 JP 3047947 B2 JP3047947 B2 JP 3047947B2 JP 4301226 A JP4301226 A JP 4301226A JP 30122692 A JP30122692 A JP 30122692A JP 3047947 B2 JP3047947 B2 JP 3047947B2
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  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Alarm Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、CRTや液晶表示器な
どの表示装置を備えたプラント監視装置に関し、更に詳
しくは、工場内に存在する各種の制御機器やプラント群
の制御や運転状況の監視を、表示画面を用いて効率的に
行えるようにしたプラント監視装置であって、主として
モデル予測に基づいた早期警報に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plant monitoring apparatus provided with a display device such as a CRT or a liquid crystal display, and more particularly, to the control of various control devices and a group of plants existing in a factory and the operation status of the plant group. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plant monitoring device capable of efficiently performing monitoring using a display screen, and mainly relates to an early warning based on model prediction.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、CRT表示装置を用いて、プ
ラントの制御運転や監視を行う分散型制御装置がある。
これらの装置においては、制御装置内に構成される各種
の内部計器が扱うプロセス量や設定値との偏差、制御出
力等に着目しそれらの値が予め設定された警報値を超え
るような場合、各計器単位にアラームの通報を行うよう
に構成されている。あるアラームが発生したことによる
誘発アラームが多量に発生すると、本当の異常要因を区
別し適切な判断を行うためには相当な経験を必要とする
うえに、処置が遅れるとプラント運転に重要な影響を与
えるなどの問題があった。また制御性の改善のために導
入される予測制御にあっては、プラントを制御するため
に被制御プロセスのモデルを用いてプロセスの動き即ち
制御変数の動きを予測し、その予測結果に基づき次の操
作変数を決定するため、制御変数及び操作変数の予測値
はある監視幅をもって監視する必要があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been a distributed control device for controlling and operating a plant using a CRT display device.
In these devices, the process amount and the deviation from the set value handled by various internal instruments configured in the control device, focus on the control output, and the like, when those values exceed a preset alarm value, It is configured to report an alarm for each instrument unit. When a large number of alarms are triggered due to the occurrence of an alarm, considerable experience is required to distinguish the true cause of the abnormality and make an appropriate decision. There were problems such as giving. In predictive control introduced to improve controllability, a process of a controlled process is predicted using a model of a controlled process in order to control a plant. In order to determine the manipulated variable, the predicted values of the control variable and the manipulated variable need to be monitored with a certain monitoring width.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、プラ
ント内に存在する制御機器やプラント群を所定の範囲毎
にまとめて一単位とし、当該単位毎に制御ユニットを構
成し、その制御ユニット毎にプラントモデルに基づき予
測制御を行って求めた操作変数(制御ユニットに対する
制御の目標値であって制御ユニットは制御変数がこの値
になるように制御の動作をする)及び操作出力につい
て、制御結果である実際の制御変数及び操作出力につい
て求めた予測値との間の偏差が所定の監視幅を超える時
刻を予測し、早期に適切な警報表示を行い、併せてオペ
レータのために処置方法のガイド表示を行い、異常を未
然に防止し、異常が発生した時には速やかに異常要因を
通報し、迅速な処置を可能とすることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to combine control equipment and a plant group existing in a plant into a predetermined range into one unit, configure a control unit for each unit, and control the control unit. Control variables (target values of control for the control unit, and the control unit operates the control so that the control variables become this value) and operation outputs obtained by performing predictive control based on the plant model for each time. Predict the time at which the deviation between the actual control variable and the predicted value obtained for the operation output exceeds the predetermined monitoring width, perform an appropriate alarm display early, and also provide the operator with a treatment method. An object of the present invention is to provide a guide display to prevent an abnormality beforehand, and when an abnormality occurs, promptly report the cause of the abnormality, thereby enabling prompt treatment.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】外乱として発生する変数
と制御変数を入力とし、操作変数及び操作出力の予測値
を出力するプラントのモデル予測制御手段と、プラント
の運転制御の状況を監視するための表示手段とを備えた
プラント監視装置において、 1)表示画面上に、プラント内に存在する各種の制御機
器やプラント群を所定の範囲でまとめて一つの情報処理
の単位とし、当該単位あたりの信号を扱う制御ユニット
に係わるアラーム情報を、制御ユニットの区分毎に識別
できるように表示する表示手段と、
A plant model predictive control means for inputting a variable generated as a disturbance and a control variable and outputting predicted values of an operation variable and an operation output, and for monitoring a state of operation control of the plant. 1) Various control devices and a group of plants existing in the plant are collectively arranged in a predetermined range on a display screen as one information processing unit, and Display means for displaying alarm information related to the control unit handling the signal so that the alarm information can be identified for each control unit division;

【0005】2)モデル予測制御手段の出力である操作
変数を目標設定値(その連続曲線を参照軌道と言う)と
して、制御ユニットが行った制御動作の結果である実際
の制御変数及び操作出力について、その変動傾向から予
測値を求めるトレンド予測演算手段と、 3)上記のモデル予測制御手段が出力する操作変数及び
操作出力の予測値と、上記のトレンド予測演算手段が出
力する制御変数の予測値及び操作出力の予測値(各々の
連続曲線を予測軌道と言う)を夫々比較し、所定の監視
幅を超える時点を予測してアラーム情報を表示手段へ出
力する比較演算手段とを具備したことを特徴とする。
[0005] 2) With the manipulated variables output from the model prediction control means as target set values (the continuous curve thereof is referred to as a reference trajectory), actual control variables and operation outputs as a result of control operations performed by the control unit are described. A trend prediction calculating means for obtaining a predicted value from the fluctuation tendency; 3) a predicted value of the operation variable and the operation output output from the model prediction control means, and a predicted value of the control variable output from the trend prediction calculating means. And a comparison operation means for comparing the predicted value of the operation output (each continuous curve is referred to as a predicted trajectory), predicting a point in time exceeding a predetermined monitoring width, and outputting alarm information to the display means. Features.

【0006】[0006]

【作用】以上の構成をとることにより、プラントを制御
するためにプラントのモデルを用いてプロセスの動き即
ち制御変数の動きを予測し、予測軌道を作成し、その予
測結果に基づき次の操作変数を決定し、参照軌道を作成
する。制御ユニットは予測軌道をこの参照軌道に近づけ
るように制御する。この動作を自動的に繰り返すので、
制御変数及び操作変数の予測値はある監視幅を設けて監
視する必要があったが、次の通り実現したので詳しく説
明する。
With the above configuration, a process model, that is, a motion of a control variable is predicted using a plant model to control the plant, a predicted trajectory is created, and the next manipulated variable is generated based on the predicted result. Is determined, and a reference trajectory is created. The control unit controls the predicted trajectory to approach the reference trajectory. Since this operation is repeated automatically,
The predicted values of the control variables and the manipulated variables had to be monitored with a certain monitoring width, but they have been realized as follows and will be described in detail.

【0007】[0007]

【実施例】ここで用語は次の意味で使用しています。制
御変数とは、プラントの制御運転上直接又は間接的に必
要となる計測量であって、プラントからの情報として、
プラントモデルの作成や警報のための入力としても使用
される変数である。この変数を基に予測演算手段により
求めた連続曲線を予測軌道と言う。外乱として加わる変
数とは、不定な蒸気使用量の変動など予測しにくい制御
変数である。操作変数とは、プラントの制御運転上直接
又は間接的に制御すべき量を示す変数であって、予測制
御手段が出力する二次調節計への目標設定値や目標操作
値(その連続曲線を参照軌道と言う)等が含まれる。操
作出力とは、予測制御手段や調節計が出力する操作量を
決める出力である。
[Example] The terms used here have the following meanings. The control variable is a measurement quantity required directly or indirectly in the control operation of the plant, and as information from the plant,
It is a variable that is also used as input for creating a plant model and for alarming. The continuous curve obtained by the prediction calculation means based on this variable is called a predicted trajectory. The variable added as a disturbance is a control variable that is difficult to predict, such as an uncertain change in the amount of used steam. The operation variable is a variable indicating the amount to be controlled directly or indirectly in the control operation of the plant, and a target set value or a target operation value (a continuous curve thereof) to the secondary controller output by the predictive control means is output. Etc.). The operation output is an output that determines an operation amount output by the prediction control unit or the controller.

【0008】以下図面を用いて本発明を説明する。図1
は本発明の一実施例を示したシステムの構成ブロック図
である。本図において、プラントPLT1は多くの制御
機器や装置群で構成されるプラントの一つを代表的に示
したものであり、ここには各種のセンサーや調節弁が設
置されている。SU1はプラントPLT1を制御するた
めの制御ユニットで、各種のセンサーからの信号を入力
とし、制御のための操作出力を自動調節弁等の操作端に
出力している。制御の動作点を決める目標設定値(S
V)はモデル予測制御手段から与えられる。
The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG.
FIG. 1 is a configuration block diagram of a system showing an embodiment of the present invention. In this figure, a plant PLT1 is a representative example of a plant including a large number of control devices and devices, and various sensors and control valves are installed in the plant PLT1. SU1 is a control unit for controlling the plant PLT1, receives signals from various sensors, and outputs an operation output for control to an operation terminal such as an automatic control valve. The target set value (S
V) is given from the model prediction control means.

【0009】1はアラーム監視装置で、通常、制御運転
や制御状態を監視するためCRT等の表示装置を備えた
オペレータステーションが用いられる。このアラーム監
視装置1は、通信バスを介して各制御ユニットSU1等
に接続されている。11はデータ収集手段であり、アラ
ーム監視装置1が扱う各種のデータをサイクリックに収
集するために、制御ユニットとのインタフェースとし
て、実測した制御変数、操作変数等のデータを収集し一
時保管する。12はアラーム情報表示手段であり、CR
T等の表示画面上に、プラントPLT1内に存在する各
種制御機器やプラント群(制御ユニット内の各種の内部
計器を含む)を所定の範囲でまとめて表示する。
Reference numeral 1 denotes an alarm monitoring device, which usually employs an operator station provided with a display device such as a CRT for monitoring control operation and control status. The alarm monitoring device 1 is connected to each control unit SU1 and the like via a communication bus. Reference numeral 11 denotes a data collection unit, which collects and temporarily stores data of actually measured control variables, operation variables, and the like as an interface with the control unit in order to collect various data handled by the alarm monitoring device 1 cyclically. 12 is an alarm information display means,
On a display screen such as T, various control devices and plant groups (including various internal instruments in the control unit) existing in the plant PLT1 are collectively displayed within a predetermined range.

【0010】13はモデル予測制御手段であり、プラン
トPLT1から通信バスを介して送られてくる、外乱と
なるものを含んだ各種のセンサーからの信号(制御変
数)を入力とし、予め求めておいたプラントモデルに基
づいて予測演算を行い、目標設定値となる操作変数(参
照軌道)を作成し、プラントPLT1を制御している制
御ユニットSU1等への設定値(SV)として出力す
る。又制御ユニットSU1の操作出力の予測値を作成し
出力する。出力はつねに新しい制御変数の入力により更
新する。
Reference numeral 13 denotes a model prediction control means, which receives signals (control variables) from various sensors including disturbances, which are sent from the plant PLT1 via a communication bus, and obtains them in advance. A prediction operation is performed based on the plant model, and an operation variable (reference trajectory) serving as a target set value is created and output as a set value (SV) to the control unit SU1 or the like that controls the plant PLT1. In addition, a predicted value of the operation output of the control unit SU1 is created and output. The output is always updated with new control variable inputs.

【0011】14はトレンド予測演算手段であって、モ
デル予測制御手段13により操作変数(SV)が設定さ
れた制御ユニットSU1等から、制御動作の結果得られ
た制御変数のセンサー出力値及び操作出力値を受けてそ
の傾向曲線から所定の演算を行って、制御変数及び操作
出力の予測値を求める。15は比較演算手段であって、
モデル予測制御手段13のプラントモデルから求めた操
作変数及び操作出力の予測値(参照軌道)とトレンド予
測演算手段14から求めた、制御結果による実際の制御
変数及び操作出力の予測値(予測軌道)とを比較し、実
際の制御変数及び操作出力が所定の監視幅を超える時点
を予測し、上述のアラーム情報表示手段12へ出力す
る。
Reference numeral 14 denotes a trend predicting operation means, which outputs a sensor output value and an operation output of a control variable obtained as a result of a control operation from the control unit SU1 or the like in which the operation variable (SV) is set by the model prediction control means 13. Receiving the value, a predetermined calculation is performed from the tendency curve to obtain a predicted value of the control variable and the operation output. 15 is a comparison operation means,
The predicted values (reference trajectory) of the operation variables and the operation output obtained from the plant model of the model prediction control means 13 and the predicted values (the predicted trajectory) of the actual control variables and the operation output based on the control results obtained from the trend prediction calculation means 14 And predicts a point in time at which the actual control variable and the operation output exceed a predetermined monitoring width, and outputs the result to the alarm information display means 12 described above.

【0012】図2はアラーム情報表示手段としてCRT
上に表示されたオーバビュー画面の例を示している。詳
しくは21は一つのプラント又は装置の情報処理を一単
位として表した表示ユニットの集合体である。表示内容
は装置名称,運転の開始と停止,自動と手動を切り換え
る操作スイッチ,及び運転の正常,警告,異常の別等が
表示されている。またタッチスイッチ等を使用し切り換
える。22は重点的に対応を求められる警報要因の表示
ユニットである。詳しくは図3において説明する。
FIG. 2 shows a CRT as an alarm information display means.
An example of the overview screen displayed above is shown. Specifically, reference numeral 21 denotes a set of display units each representing information processing of one plant or apparatus as one unit. The display contents include a device name, an operation switch for switching between start and stop of operation, automatic and manual, and a distinction between normal, warning, and abnormal operation. Switching is performed using a touch switch or the like. Reference numeral 22 denotes a display unit for displaying an alarm factor which is required to be intensively dealt with. Details will be described with reference to FIG.

【0013】23は関連警報の表示ユニットである。付
帯設備等の関連する警報を表示する。図3はオーバービ
ュー画面で指定された詳細画面である。31はオーバー
ビュー画面図2において重点対応ユニット22として表
示した部分の詳細画面であり、警報表示中の表示ユニッ
ト21と併せて表示の指定する。この詳細画面の表示は
自動又は手動が選択できる。32はオーバービュー画面
図2で警報表示があった表示ユニット21と重点対応ユ
ニット22をあわせて指定することによって表示される
詳細画面である。
Reference numeral 23 is a display unit for displaying a related alarm. Displays related alarms for incidental facilities. FIG. 3 is a detailed screen specified on the overview screen. Reference numeral 31 denotes a detailed screen of a portion displayed as the priority corresponding unit 22 in the overview screen FIG. 2, and designates display together with the display unit 21 which is displaying an alarm. The display of this detail screen can be selected automatically or manually. Reference numeral 32 denotes a detailed screen displayed by designating the display unit 21 and the priority corresponding unit 22 for which an alarm is displayed in the overview screen FIG.

【0014】対象とする装置から、予め想定した原因の
入力があった時に、警報の重要度あるいは関連する内容
に従って詳しく通報するように作成された画面である。
制御変数の変動の傾向とプラント運転上の対策案等を表
示している。詳しくは、グラフ画面において、供給水流
量の供給を増加させ続けると、蒸気消費量が減少傾向で
あるため、時点(イ)での予測では時点(ロ)において
ドラム水位は監視幅SD 1を超えるであろう予測を示し
ている。図4は一例として制御変数M1について予測値
を求め、モデルに基づく予測値と比較しアラ‐ム情報を
出力する信号の流れる過程を示している。
From the target device, the cause of the
The importance of the alert or related content when input is made
This is a screen created so as to report in detail according to.
Shows trends in control variable fluctuations and countermeasures for plant operation.
Is shown. For details, on the graph screen,
If the supply of oil continues to increase, steam consumption tends to decrease.
Therefore, at the time point (a), the prediction at the time point (b)
Drum water level is monitoring width SD 1Shows predictions that will exceed
ing. FIG. 4 shows a control variable M as an example.1Forecast for
And compare it with model-based predictions to determine alarm information.
The flow of the output signal is shown.

【0015】図5はモデル予測に基づいて求めた操作変
数の出力(参照軌道)を点線で、監視幅を実線で示し、
又トレンド予測演算手段から求めた制御変数の出力の予
測値(予測軌道)を実線で示し両者を比較し予測軌道が
監視幅を離脱する時点でアラーム情報を出力することを
示している。部分拡大図では予測軌道を求める方法を示
している。時刻T0において参照軌道を作成し、以降予
め定めておいた間隔で時刻t1,t2,t3と制御変数の
サンプリングを進め、t7において求めた予測値はt8
おいて図の値となることを直線近似による予測が示して
いる。図6はプラントの代表例として蒸気発生装置の計
装ブロック図である。供給水が加熱炉で蒸発加熱され蒸
気として消費されることを示している。
FIG. 5 shows the output (reference trajectory) of the manipulated variable obtained based on the model prediction by a dotted line, and the monitoring width by a solid line.
The predicted value (predicted trajectory) of the output of the control variable obtained from the trend prediction calculating means is indicated by a solid line, and the two are compared to indicate that alarm information is output when the predicted trajectory departs from the monitoring width. The partially enlarged view shows a method of obtaining a predicted trajectory. The reference trajectory created at time T 0, advance the sampling of a predetermined time t 1 at intervals had been, t 2, t 3 and the control variable after the predicted value obtained in t 7 is the value of FIG at t 8 That is, the prediction by the linear approximation has shown. FIG. 6 is an instrumentation block diagram of a steam generator as a typical example of a plant. This shows that the feed water is evaporated and heated in the heating furnace and consumed as steam.

【0016】次に本装置の動作を説明する。図5におい
て、制御の目標値となる操作変数(参照軌道)を求める
方法について、プラントモデルに基づいて求める操作変
数を次の函数式で表す。 操作変数 Y1=F1(T−t) 各制御変数毎に求
める。実際に使用するプラントの特性を表すモデル函数
1の求め方は統計的モデル法、シミュレーション法そ
の他従来発表されている手法によるものとする。プラン
トの制御方法はプラントモデルによる予測DDC制御、
又は予測制御に基づき操作変数を求め、制御目標値を指
定するPID制御その他の方法があるが、従来発表され
ている手法を適宜利用する。
Next, the operation of the present apparatus will be described. In FIG. 5, regarding a method for obtaining an operation variable (reference trajectory) serving as a control target value, the operation variable obtained based on a plant model is represented by the following function. Operational variable Y 1 = F 1 (Tt) Obtained for each control variable. Determination of the model function F 1 representing the characteristics of the plant to be actually used are by procedure as statistical model method, a simulation method and other conventional presentation. The plant control method is predictive DDC control using a plant model,
Alternatively, there is a PID control or other method of obtaining an operation variable based on predictive control and designating a control target value, but a conventionally published method is appropriately used.

【0017】予測軌道を求める方法について制御ユニッ
トSU1の制御動作の結果から演算で求める予測値を次
式で表す。 予測制御変数 Y3=K3*F' 3(T−t,M)+A F3(T−t,M)は時刻T−tにおいて制御変数Mの
値をもつ函数を表すものとしている。
Regarding a method of obtaining a predicted trajectory A predicted value obtained by calculation from the result of the control operation of the control unit SU1 is expressed by the following equation. The predicted control variable Y 3 = K 3 * F 3 (Tt, M) + AF3 (Tt, M) represents a function having the value of the control variable M at time Tt.

【0018】Tはモデルを作成した時刻,tはその後の
制御変数のサンプリング時間である。t7,t8等で示し
ている。F' 3(T−t,M)は時刻T−tにおいて、当
該制御ユニットの示している制御変数について求めた時
間微分係数である。K3は主としてプラントの特性や運
転条件等に起因して補正するゲイン定数である。Aは時
刻t7における時間微分係数を求めた時の制御変数を表
す初期値である。
T is the time at which the model was created, and t is the sampling time of the control variables thereafter. It is shown by t 7, t 8 and the like. F 3 (Tt, M) is a time derivative obtained for the control variable indicated by the control unit at the time Tt. K 3 is a gain constant which mainly corrected due to the plant characteristics and operating conditions. A is the initial value representing the control variable when the calculated time differential coefficient at time t 7.

【0019】以上の定義に基づいて、図5は制御ユニッ
トSU1の制御動作の結果から求められた制御変数M1
について、トレンド予測演算手段14によって求めた予
測値(予測軌道)Y3が、モデル予測に基づいて求めた
操作変数(参照軌道)Y1を中心とした監視幅SD1か
ら離脱する時点を示し、この参照軌道上の予測値Y1
から所定の監視幅SD1を超えると予知される時、即ち
3−Y1≧SD1となる時刻t8を求め、警報として予告
することを示している。尚制御ユニットについての操作
出力からの予測軌道も同様にして求める。
Based on the above definitions, FIG. 5 shows a control variable M 1 obtained from the result of the control operation of the control unit SU1.
For, the predicted value obtained by the trend prediction calculation means 14 (predicted orbit) Y 3, shows the time of leaving the manipulated variable (see trajectory) Y 1 calculated based on the model predictions from the monitoring width SD1 centered, this The predicted value Y 1 on the reference orbit,
When foreseen to exceed predetermined monitoring width SD 1 from, that determine the Y 3 -Y 1 ≧ SD 1 become time t 8, shows that the prior notice as a warning. The predicted trajectory from the operation output of the control unit is obtained in the same manner.

【0020】グラフは何れも時点T0時(グラフの起
点)において求めたt時間後の変動の予測値を示してい
る。制御ユニットSU1のたどった実際の制御の結果は
現在時刻までの実線の通りで、現時点t7における制御
変数の変動傾向からトレンド予測演算手段の演算出力は
8において領域監視幅を超えることを予測しておりア
ラームが発せられる。
Each of the graphs shows a predicted value of the fluctuation after the time t obtained at the time point T 0 (the starting point of the graph). Results of actual control traversing the control unit SU1 is as solid lines to the current time, the operation output of the trend prediction calculation means from the variation trend of the control variable at the current time t 7 is predicted to exceed the area monitoring width at t 8 The alarm is issued.

【0021】また、監視幅を超える予知回数のカウンタ
−16を設けて、規定回数以上の予知警報が発生した場
合にのみアラームを出力することも可能とする。
Further, a counter 16 for the number of predictions exceeding the monitoring width is provided so that an alarm can be output only when a prediction warning has occurred more than a specified number of times.

【0022】図7は先に説明したプラントPLT1、蒸
気発生器の計器装備の例で、図1の制御変数及び操作変
数とに夫々対応している。このモデル予測制御の目標は
蒸気流量が需要によって変動するにも係わらず制御変数
としての蒸気の圧力、温度及びドラムの水位を所定の値
に保って良質の蒸気を供給することである。この過程で
他の操作変数の操作による影響や外乱要素を予測して最
適の制御結果が得られるよう予測制御により参照軌道を
修正してゆく。
FIG. 7 shows an example of instrumentation of the plant PLT1 and the steam generator described above, and corresponds to the control variables and the operation variables of FIG. 1, respectively. The goal of this model predictive control is to supply high-quality steam while maintaining the steam pressure, temperature and drum water level as control variables at predetermined values despite the steam flow rate fluctuating due to demand. In this process, the reference trajectory is corrected by predictive control so as to obtain the optimal control result by predicting the influence of other operation variables and disturbance factors.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明によれば、制御結果に基づいて求
めた、刻々と変わる予測値曲線が、プラントモデルに基
づいて求めた制御変数曲線(参照軌道)の持つ許容幅か
ら、離脱する時刻を予測して、前もって信号を発生する
ので、早期の警報表示に併せて、オペレータのために処
置操作についてガイド表示を行うことができるので、プ
ラントを運転する上で異常を未然に防止し、もし異常が
発生した時にも、異常要因の予報があるので、迅速な処
置を行うことができる顕著な効果がある。また、予測値
は初期の入出力応答モデルから計算されるため、長い期
間に徐々に生じるドリフト等として現れる入出力機器の
劣化故障も検出することができる。
According to the present invention, the instantaneously changing predicted value curve obtained based on the control result departs from the allowable width of the control variable curve (reference trajectory) obtained based on the plant model. And a signal is generated in advance, so that a guide display can be provided for the operator's treatment operation together with the early warning display, so that abnormalities can be prevented before operating the plant. Even when an abnormality occurs, there is a notice of the cause of the abnormality, so that there is a remarkable effect that prompt treatment can be performed. Further, since the predicted value is calculated from the initial input / output response model, it is possible to detect a deterioration failure of the input / output device that appears as a drift or the like that gradually occurs over a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示したシステムの構成ブロ
ック図面である。
FIG. 1 is a configuration block diagram of a system showing an embodiment of the present invention.

【図2】表示ユニット等を配列したオーバービュー画面
の図面である。
FIG. 2 is a drawing of an overview screen in which display units and the like are arranged.

【図3】重点対応ユニットを選択した結果表示される詳
しい警報、操作ガイドの図面である。
FIG. 3 is a drawing of a detailed alarm and operation guide displayed as a result of selecting a priority corresponding unit.

【図4】プラントモデルに基づく操作変数、制御ユニッ
トの制御結果について求めた制御変数の予測値を求め、
双方を比較し監視幅SD1を超える時点を予測しアラー
ム情報を出力することを示している図面である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an operation variable based on a plant model and a predicted value of a control variable obtained for a control result of a control unit;
Predicting a time when comparing both exceeds monitoring width SD 1 is a diagram showing that outputs the alarm information.

【図5】モデル予測制御手段による出力である操作変数
(参照軌道)からトレンド演算により求めた制御変数に
ついての予測値(予測軌道)が一定の監視幅だけ離脱す
る時刻を予測をすることを示す図面である。制御変数を
例にして予測軌道を求める方法を併せて示している。
FIG. 5 shows that a prediction value (prediction trajectory) of a control variable obtained by a trend calculation from an operation variable (reference trajectory) output from a model prediction control unit predicts a time at which the prediction variable deviates by a certain monitoring width. It is a drawing. A method of obtaining a predicted trajectory using control variables as an example is also shown.

【図6】蒸気発生プラントと制御変数、操作変数を示す
図面である。
FIG. 6 is a diagram showing a steam generation plant, control variables, and operation variables.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

SU1 プラントPL1の信号を扱う制御ユニット PC 圧力調節要素 FIC 流量指示調節要素 LIC 水位調節要素 M1〜M7 制御変数(測定値) SD1,SD2 制御変数の監視幅 SV2,SV3,SV5 操作変数(設定値) (MV2),(MV4) 操作出力(弁開度)予測値 Y1 モデル予測手段から求めた操作変数を示す函数 Y3 制御変数の予測値を示す函数 1 アラーム監視装置 11 データ収集手段 12 アラーム情報表示手段 13 モデル予測制御手段 14 トレンド予測演算手段 15 比較演算手段 16 カウンタ 17 流量計その他のセンサー 18 自動調節弁等の操作端 21 表示ユニット 22 最重点対応ユニット 23 関連管理ユニット 31 オーバービュー画面上の重点対応ユニットを詳細
画面 32 重点対応ユニットを指定し導かれる警報要因、対
策等を示す画面
SU1 control unit PC pressure regulator elements FIC flow indicator control elements LIC level adjustment element M 1 ~M 7 control variable (measured value) that handles signal plant PL1 SD 1, SD 2 control monitoring width variable SV 2, SV 3, SV 5 Manipulated variable (set value) (MV 2 ), (MV 4 ) Predicted value of manipulated output (valve opening) Y 1 Function indicating manipulated variable obtained from model predicting means Y 3 Function indicating predicted value of control variable 1 Alarm Monitoring device 11 Data collection means 12 Alarm information display means 13 Model prediction control means 14 Trend prediction calculation means 15 Comparison calculation means 16 Counter 17 Flow meter and other sensors 18 Operating terminals such as automatic control valves 21 Display unit 22 Highest priority unit 23 Related management unit 31 Detail screen for the priority corresponding unit on the overview screen 32 Designation of the priority corresponding unit A screen showing the alarm factors to be led, countermeasures, etc.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】外乱として発生する変数と制御変数を入力
とし、制御ユニットの制御の目標値となる操作変数及び
操作出力の予測値を出力するプラントのモデル予測制御
手段と、 プラントの運転制御の状況を監視するための表示手段と
を備えたプラント監視装置において、 1)上記表示手段の表示画面上に、プラント内に存在す
る各種の制御機器や装置群を所定の範囲でまとめて一つ
の情報処理の単位とし、当該単位あたりの信号を扱う制
御ユニットに関するアラーム情報を、制御ユニットの区
分毎に識別できるように表示する表示手段と、 2)制御ユニットによる制御結果である実際の制御変数
及び操作出力についてその変動傾向から予測値を求める
トレンド予測演算手段と、 3)上記のモデル予測制御手段が出力する操作変数及び
操作出力の予測値と、上記のトレンド予測演算手段が出
力する制御変数の予測値及び操作出力の予測値を夫々比
較し、所定の監視幅を超える時点を予測してアラーム情
報を表示手段へ出力する比較演算手段とを具備したこと
を特徴としたプラント監視装置。
1. A plant model predictive control means for inputting a variable generated as a disturbance and a control variable and outputting a predicted value of an operation variable and a control output as a target value of control of a control unit; A plant monitoring apparatus comprising: a display unit for monitoring a situation; 1) on a display screen of the display unit, various types of control devices and device groups existing in the plant are grouped within a predetermined range to form one information Display means for displaying, as a unit of processing, alarm information relating to a control unit which handles signals per unit so as to be identifiable for each control unit division; 2) actual control variables and operations as control results by the control unit A trend prediction operation means for obtaining a predicted value from the fluctuation tendency of the output; and 3) an operation variable and an operation output output from the model prediction control means. The predicted value of the force is compared with the predicted value of the control variable and the predicted value of the operation output output by the trend prediction calculating means, respectively, to predict the time point exceeding a predetermined monitoring width, and to output alarm information to the display means. A plant monitoring device comprising: a comparison operation means.
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