JP3468946B2 - プラント機器監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラント機器に関
連するプロセスデータを入力し、プロセスデータの監視
やプラント機器の経年変化の監視を行うプラント機器監
視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラントの監視装置として、プラントの
プロセスデータを入力し特定のプラント機器に関連する
プロセスデータの監視や経年変化の監視を行うプラント
機器監視装置がある。このようなプラント機器監視装置
では、そのプロセスデータの収集にあたっては、監視対
象となるプラント機器が起動や停止し始めプロセスデー
タが安定しないような不整定の状態でも常時データを収
集していた。

【０００３】また、プラント機器の寿命予測について
も、不整定時のプロセスデータや整定時のプロセスデー
タに関係なく、収集したプロセスデータよりオペレータ
が手計算にて寿命予測計算を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラン
ト機器が起動や停止し始めている時は、プロセスデータ
がばらつき、安定してない状態となるものであり、その
ような時の不整定データは本来ならば警報でないはずな
のに警報状態と判定されてしまい不要な警報を発したり
する。また、プラント機器の運転が安定してない不整定
データと、プラント機器の運転が安定している時の整定
データとを区別せずに監視しているため、プラント機器
の的確な経年変化を監視することができなかった。

【０００５】また、ある特定のプロセスデータを抽出し
てプラント機器の寿命を判断したり、プロセスデータの
解析をしたりする場合には、紙に残された整定データ、
不整定データが混在したプロセスデータを基に手計算に
てプラント機器の寿命予測を行っていたため、的確な寿
命予測が行えず、なおかつ多くの労力を必要としてい
た。

【０００６】また、プラント機器の運用方法を変えて、
その運用方法に応じた機器寿命を予測しようとする場
合、そのパターン毎に計算し直さなければならず、そう
した場合、作業効率が悪く、また、間違った予測結果に
よる誤判断のおそれがあった。

【０００７】本発明の目的は、不要な警報を発すること
がなく的確な経年変化の監視を行うことができ、しかも
適正にプラント機器の寿命予測を行うことができるプラ
ント機器監視装置を得ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、プラ
ント機器に関連するプロセスデータを入出力するプロセ
ス入出力手段と、プロセス入出力手段で入力したプロセ
スデータを入力情報テーブルに更新するプロセス入力処
理手段と、プロセスデータが整定したことを予め設定さ
れた整定条件に基づいて判定するデータ整定判定手段
と、プロセスデータが整定したときの整定プロセスデー
タを入力情報テーブルから取り出しその整定プロセスデ
ータの表示処理を行うデータ表示処理手段と、データ表
示処理手段で表示処理された整定プロセスデータの表示
を行うデータ表示装置と、整定プロセスデータが異常な
値を示した場合に異常メッセージの出力処理を行うデー
タ出力処理手段と、異常メッセージを出力するデータ出
力装置と、入力情報テーブルから整定プロセスデータを
収集するためのデータ収集処理手段と、データ収集手段
で収集した整定プロセスデータを保存するためのデータ
保存装置と、データ保存装置に保存されているプロセス
データが整定したときの整定プロセスデータ及び予め設
定された予測条件に基づいてプラント機器の寿命予測を
行う寿命予測処理手段と、寿命予測処理手段の処理結果
をデータ表示装置に表示するための表示処理を行う予測
データ表示手段とを備えたものである。

【０００９】請求項１の発明では、プラント機器の運転
が安定状態に入りプロセスデータのふらつきがなくなっ
たことを、データ整定判定手段で判定し、整定データと
して入力情報テーブルに更新する。そして、整定してい
る時のプロセスデータをデータ収集処理手段で収集し、
その収集したプロセスデータをデータ保存装置に保存
し、保存しておいた過去の整定データをデータ検索処理
手段で取り出し、取りだした過去の整定データを基に寿
命予測処理手段で将来のプラント機器の寿命予測を行
い、寿命予測した結果を予測データ表示手段によりデー
タ表示装置に表示させる。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１の発明に対
し、整定条件の設定変更を行うための判定条件設定手段
を備えたものである。

【００１１】請求項２の発明では、プラントデータが整
定していることの整定条件を、判定基準設定手段により
設定変更する。これによりプラント機器の特性に即した
プロセスデータの監視及び経年変化をとらえる。

【００１２】

【００１３】

【００１４】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、予測条件の設定変更を行うための予測条件設
定手段を備えたものである。

【００１５】請求項３の発明では、寿命予測計算を行う
ための予測条件を予測条件設定手段で設定変更する。こ
れにより、プラント機器の運用条件を変えて柔軟な寿命
予測が行う。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は、本発明の第１の実施の形態を示すブロッ
ク構成図である。

【００１７】この第１の実施の形態によるプラント機器
監視装置は、プラントから入力されてくるプラント機器
に関連するプロセスデータを常時監視するのではなく、
プラント機器の運転が安定し始めプロセスデータが整定
している時だけプロセスデータを監視する。そのために
予め整定条件を定める。これにより、プラント機器の運
転が安定してないプロセスデータの不整定時に発生する
不要な警報を抑制すると共に、整定時のプロセスデータ
を用いて、より的確なプラント機器の経年変化の監視を
行う。

【００１８】図１において、第１の実施の形態によるプ
ラント機器監視装置は、プラントからの計測機器に応じ
て、監視対象であるプラント機器に関連する計測量を読
みとるプロセス入出力手段１と、読み取った計測量をプ
ラント機器監視装置内にて処理可能な形式に変換し入力
情報テーブル３に更新記憶するプロセス入力処理手段２
と、プラントの運転状態が安定していることを示すデー
タ整定条件に基づきプラント運転の安定状態の条件判定
を行いその判定結果を入力情報テーブル３に更新記憶す
るデータ整定判定手段４と、プロセスデータ及び整定判
定結果が記憶されている入力処理情報テーブル３より表
示に必要な情報を取り出して警報状態チェック後にその
情報をデータ表示装置１０に表示するデータ表示処理手
段９と、プロセスデータ及び整定判定結果が記憶されて
いる入力情報テーブル３より監視対象のプロセスデータ
に対する警報状態チェックを行い、警報発生や警報復帰
の状態変化記録をデータ出力装置８に出力するデータ出
力処理手段７とから構成されている。

【００１９】次に、第１の実施の形態におけるプラント
機器監視装置の動作を説明する。プロセス入出力手段１
は、プラントの各所に設置された計測器からのプロセス
信号を周期的に読み込む。プロセス入力処理手段２は、
読み込んだプロセスデータやプラント状態をプラント機
器監視装置にて処理可能な形式、例えば工学単位変換や
浮動小数点の形式に変換し、入力情報テーブル３に更新
記憶する。データ整定判定手段４は、入力情報テーブル
３に更新されたプロセスデータやプラント状態を読み込
み、予めプラント運転状態が安定していることを示す整
定条件に代入し、整定条件を判定する。ここで、データ
整定判定手段４の説明図を図２に示す。

【００２０】図２は、データ整定判定手段４の説明図で
ある。データ整定判定手段４は、整定条件が成立してい
るか否かを判定するための条件ロジック１６と、整定条
件が設定されている条件テーブル１７とを有している。
図２では、プラント機器として、ＬＮＧ（液化天然ガ
ス）設備のタンク内圧力調整機器であるＢＯＧ圧縮機の
場合を示しており、整定条件として、ＢＯＧ圧縮機の圧
縮部位（ライダーリング）の摩耗監視用ＢＯＧ整定条件
を示している。

【００２１】データ整定判定手段４は、条件テーブル１
７に予め設定されている整定条件の判定に必要な入力情
報１０１〜１０３を、入力情報テーブル３より読み込
み、条件ロジック１６に代入し、代入して得られたロジ
ック判定結果を整定判定結果とする。整定判定結果は、
条件テーブル１７に設定されている整定判定結果の更新
先情報１０４に基づき、該当する入力情報テーブル３の
エリアに更新記憶される。データ整定判定手段４は、以
上の処理を周期的に実施する。

【００２２】データ表示手段９は、表示に必要なプロセ
スデータ及び整定判定結果を入力情報テーブル３より読
み込む。そして、プロセスデータの警報判定は、プラン
ト運転状態が安定した場合（整定判定結果が整定中）の
み実施し、不必要な警報の抑制を行う。また、グラフに
てトレンド表示する場合は、整定中のデータのみをトレ
ンドし、プラントの運転状態を意識せずに監視可能とす
る。データ表示手段９は、これらの処理を実施した後の
プロセスデータをデータ表示装置１０に表示する。ま
た、データ表示手段９は、この処理を周期的に行う。

【００２３】同様に、データ出力処理手段７は、プロセ
スデータ及び整定判定結果を入力情報テーブル３より読
み込む。そして、プロセスデータの警報判定をプラント
状態が安定した場合（整定判定結果が整定中）のみ実施
し、不必要な警報の抑制を行う。警報判定結果にて、警
報発生又は警報復帰等の状態変化があった際は、データ
出力装置８に状態変化発生の入力点及びプロセスデータ
を出力する。

【００２４】以上述べたように本発明の第１の実施の形
態によれば、プロセスデータの監視をプラント運転状態
が安定した場合（プラント整定時）のみ監視処理するこ
とから、プラントの運転状態が過渡的である未整定時の
不必要な警報をプラント状態を意識することなく抑制す
ることができる。

【００２５】すなわち、プラント機器が起動や停止し始
めにおける不整定時のデータの監視は行わないように
し、データのふらつきがなくなり整定している場合のみ
監視及び警報状態のチェックを行うので、的確な経年変
化の監視及び不必要な警報を抑制することが可能とな
る。

【００２６】次に、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。図３は本発明の第２の実施の形態を示すブロック構
成図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第
１の実施の形態に対し、プラントの整定条件を設定変更
を行う判定条件設定手段５を追加して設け、プラント機
器の運転が安定し始めプロセスデータが整定していると
いう整定条件を、オペレータが任意に設定変更可能とし
たものである。これにより、プラント機器の特性に合わ
せて柔軟なプロセスデータの監視及び経年変化の監視が
行える。

【００２７】判定条件設定手段５は、オペレータの要求
によりプラント運転状態が安定したことを示す整定条件
式を条件テーブル１７より取り出し、図４に示すように
データ表示装置１０の対話画面に表示する。そして、オ
ペレータが対話画面にて設定変更した整定条件を条件テ
ーブル１７に対して更新記憶する。

【００２８】図４は、ＬＮＧ設備のタンク内圧力調整機
器であるＢＯＧ圧縮機の圧縮部位（ライダーリング）の
摩耗監視用ＢＯＧ整定条件を変更するための対話画面例
である。図４の対話画面上に現在設定されている整定条
件の条件ロジック１６が表示され、オペレータはそれを
参照しながら設定変更を加えていくことになる。

【００２９】例えば、図２に示した条件ロジック１６を
変更する場合、対話画面上に表示された条件入力エリア
１８に変更内容を追加し修正入力を行う。仮に、「起動
完了後２分経過」という条件を「起動完了後３分」とす
る場合は、条件入力エリア１８のTMR=2minを=3minに変
えることにより、入力した内容が条件テーブル１７に反
映され、条件ロジック１６が変更される。

【００３０】データ整定判定手段４は更新された条件テ
ーブル１７に基づき必要な条件入力情報を入力情報テー
ブル３より読み込み、更新された条件ロジック１６に代
入して新たな整定判定結果とする。整定判定結果は条件
テーブル１７に設定されている整定判定結果の更新先に
基づき該当する入力情報テーブル３のエリアに更新記憶
する。

【００３１】以上述べたように、この第２の実施の形態
によれば、プロセスデータの整定条件を任意に変更でき
るので、プラント機器の特性や運用状態に合わせてプロ
セスデータの監視を行え、また、プラント機器の特性に
合わせた経年変化監視が行える。すなわち、プラント機
器の特性に即してプロセスデータが整定していることの
判定基準を変えることができるので、プラント機器の特
性に合わせたプロセスデータの監視を行え、また経年変
化をとらえることが可能となる。

【００３２】次に、本発明の第３の実施の形態を説明す
る。図５は、第３の実施の形態のブロック構成図であ
る。この第３の実施の形態は、プロセスデータの収集後
にプラント機器の寿命予測を行おうとする場合、整定デ
ータのみを保存しておき、その保存した整定データを引
き出して予め設定しておいた寿命予測計算にてプラント
機器の寿命予測させるようにしたものである。これによ
り、的確な寿命予測ができる。

【００３３】図５において、第３の実施の形態によるプ
ラント機器監視装置は、図３に示した第２の実施の形態
に対し、入力情報テーブル３に更新された整定条件に基
づく整定判定結果の整定データ（整定中のデータ）を収
集する収集処理手段６と、収集した整定データをデータ
保存装置１２に保存するデータ保存処理手段１１と、整
定データが保存されているデータ保存装置１２からオペ
レータの要求により整定データを取り出すデータ検索処
理手段１３と、取り出した整定データを基に機器の寿命
予測計算を行う寿命予測処理手段１４と寿命予測処理を
行った結果をデータ表示装置１０に表示する予測データ
表示手段１５を付加して構成される。

【００３４】データ収集処理手段６は、入力情報テーブ
ル３に更新記憶されたプロセスデータにおいて、プラン
ト運転状態が安定している場合のプロセスデータである
整定データを周期的に収集する。そして、その収集した
整定データをデータ保存処理手段１１によりデータ保存
装置１２に保存する。

【００３５】図６はデータ保存装置１２に整定データを
保存する際の整定データ保存フォーマットを示してい
る。定期的に収集した整定データは、日単位でデータ保
存装置１２に保存を行う。データ検索処理手段１３は、
オペレータの寿命予測計算の要求により、該当する整定
データをデータ保存装置１２より引き出す。寿命予測処
理手段１４は、予め設定されている寿命予測条件と予測
計算方法に従い、寿命予測計算を行う。

【００３６】ここで、寿命予測は、そのプラント機器の
寿命到達時間と寿命到達日で表される。ＢＯＧ圧縮機の
圧縮部位の場合、寿命到達時間は定検日以降の運転時間
に対する定検日以降圧縮部位が摩耗した値より、運転時
間一時間当たりに摩耗する値を求め、その値で摩耗限界
値を割ることにより寿命到達時間を割り出す。寿命到達
日は定検日以降の運転時間より１日当たりの稼働率を求
め、１日２４時間に稼働率を掛けることにより１日の稼
働時間を割り出し、その値で寿命到達時間を割ることに
より割り出す。

【００３７】図７は、寿命予測処理手段１４の説明図で
ある。図７では、ＬＮＧ（液化天然ガス）設備のタンク
内圧力調整機器であるＢＯＧ圧縮機の圧縮部位（ライダ
ーリング）の寿命計算を行う場合の寿命予測計算手段１
９と、寿命予測計算テーブル２０とを示したものであ
る。

【００３８】寿命予測処理手段１４は、プラント（ＢＯ
Ｇ圧縮機）が安定している場合のプロセスデータをデー
タ保存装置１２より取り出し、データ保存装置１２より
取り出した定検日以降の摩耗値より、定検日からの圧縮
部位の摩耗した値を算出する。また、定検日以降の運転
時間より、定検日以降の運転時間の積算値を算出する。
そして、その算出した定検日からの圧縮部位の摩耗値及
び定検日以降の運転時間の積算値を寿命予測計算テーブ
ル２０に更新記憶する。

【００３９】また、寿命予測処理手段１４は、定検日以
降の運転時間より稼働率を割り出し、同じく寿命予測計
算テーブル２０に更新する。摩耗限界値とこれらの寿命
予測計算テーブル２０に更新された値を、寿命予測計算
手段１９での計算式にあてはめる、圧縮部位の寿命到達
時間及び寿命到達日を割り出す。

【００４０】そして、予測データ表示手段１５は、寿命
予測処理手段１４が割り出した寿命到達時間及び寿命到
達日のデータをデータ表示装置１０に表示する。

【００４１】以上述べたように、この第３の実施の形態
によれば、プラント機器の寿命予測を行うにあたり、プ
ラント運転状態が過渡的な場合のばらつきのあるプロセ
スデータを排除して行うので、オペレータに対し正確で
迅速なデータ提供を行うことができる。すなわち、整定
データを基に予め設定しておいた寿命予測計算方法にて
寿命予測を行い、オペレータに的確で迅速なデータの提
供を行うことが可能となる。

【００４２】次に、本発明の第４の実施の形態を説明す
る。図８は、第４の実施の形態を示すブロック構成図で
ある。この第４の実施の形態は、図５に示した第３の実
施の形態に対し、寿命予測計算を行う上での予測条件を
対話形式にて設定変更するための予測条件設定手段１６
を追加して設け、寿命予測計算にあたって、その計算式
の予測条件をオペレータが任意に設定することにより、
将来のプラント機器の運用パターンにあった寿命予測が
柔軟に行えるようにしたものである。

【００４３】予測条件設定手段１６は、寿命予測処理手
段１４の寿命予測計算テーブル２０に設定されている稼
働率及び摩耗限界値に対し対話形式にて変更を加えるも
のである。図９は、その場合の予測条件設定変更画面を
示しており、この予測条件設定変更画面にて変更する稼
働率及び摩耗限界値の変更を行う。これにより、寿命予
測計算テーブル２０の値が変更され、寿命予測処理手段
１４は変更した稼働率及び摩耗限界値を基に寿命予測再
計算を行う。そして、寿命到達時間及び寿命到達日を割
り出し、その割り出した寿命到達時間及び寿命到達日を
予測データ表示手段１５にてデータ表示装置１０に表示
する。

【００４４】以上のように、この第４の実施の形態によ
れば、プラント機器の運用方法に合わせて、プラント機
器の稼働率を変更することが可能となり、今後の寿命予
測に反映することが可能となる。また、定検（定期検
査）によって交換された圧縮部位は、交換部品によって
若干異なってくるので、摩耗限界値も変わってくる。従
って、この摩耗限界値を変更することで、そのプラント
機器にあった寿命予測が可能となる。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、不
要な警報を発することがなく、的確な経年変化の監視を
行うことができる。また、適正にプラント機器の寿命予
測を行うことができる。

【００４６】すなわち、プラント機器が整定している時
のプロセスデータを収集して保存しておき、予め設定し
ておいた寿命予測計算方法にて寿命予測を行うので、オ
ペレータに対し正確で迅速なデータ提供を行うことがで
き、オペレータの作業効率を上げることができる。

【００４７】

【００４８】

【００４９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック構成
図。

【図２】本発明の第１の実施の形態におけるデータ整定
判定手段の説明図。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示すブロック構成
図。

【図４】本発明の第２の実施の形態における整定条件を
変更するための対話画面の説明図。

【図５】本発明の第３の実施の形態を示すブロック構成
図。

【図６】本発明の第３の実施の形態におけるデータ保存
装置での整定データ保存フォーマットの説明図。

【図７】本発明の第３の実施の形態における寿命予測処
理手段の説明図。

【図８】本発明の第４の実施の形態を示すブロック構成
図。

【図９】本発明の第４の実施の形態における予測条件の
設定変更画面の説明図。

【符号の説明】

１ プロセス入出力手段 ２ プロセス入力処理手段 ３ 入力情報テーブル ４ データ整定判定手段 ５ 判定条件設定手段 ６ データ収集手段 ７ データ出力処理手段 ８ データ出力装置 ９ データ表示処理手段 １０ データ表示装置 １１ データ保存処理手段 １２ データ保存装置 １３ データ検索処理手段 １４ 寿命予測処理手段 １５ 予測データ表示手段 １６ 条件ロジック １７ 条件テーブル １８ 条件入力エリア １９ 寿命予測計算手段 ２０ 寿命予測計算テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０５Ｂ 23/02 Ｇ０５Ｂ 23/02 ３０１Ｘ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 23/00 - 23/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラント機器に関連するプロセスデータ
   を入出力するプロセス入出力手段と、 前記プロセス入出力手段で入力したプロセスデータを入
   力情報テーブルに更新するプロセス入力処理手段と、 前記プロセスデータが整定したことを予め設定された整
   定条件に基づいて判定するデータ整定判定手段と、 前記プロセスデータが整定したときの整定プロセスデー
   タを前記入力情報テーブルから取り出しその整定プロセ
   スデータの表示処理を行うデータ表示処理手段と、 前記データ表示処理手段で表示処理された前記整定プロ
   セスデータの表示を行うデータ表示装置と、 前記整定プロセスデータが異常な値を示した場合に異常
   メッセージの出力処理を行うデータ出力処理手段と、 前記異常メッセージを出力するデータ出力装置と、前記入力情報テーブルから前記整定プロセスデータを収
   集するためのデータ収集処理手段と、 前記データ収集手段で収集した整定プロセスデータを保
   存するためのデータ保存装置と、 前記データ保存装置に保存されている前記プロセスデー
   タが整定したときの整定プロセスデータ及び予め設定さ
   れた予測条件に基づいて前記プラント機器の寿命予測を
   行う寿命予測処理手段と、 前記寿命予測処理手段の処理結果を前記データ表示装置
   に表示するための表示処理を行う予測データ表示手段と
   を備えたことを特徴とするプラント機器監視装置。
2. 【請求項２】 前記整定条件の設定変更を行うための判
   定条件設定手段を備えたことを特徴とする請求項１に記
   載のプラント機器監視装置。
3. 【請求項３】 前記予測条件の設定変更を行うための予
   測条件設定手段を備えたことを特徴とする請求項１また
   は２に記載のプラント機器監視装置。