JP3621935B2

JP3621935B2 - Remote plant monitoring / diagnosis method and plant monitoring / diagnosis device for remote monitoring / diagnosis

Info

Publication number: JP3621935B2
Application number: JP2002147998A
Authority: JP
Inventors: 賢一森本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-05-22
Filing date: 2002-05-22
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2022-05-22
Also published as: JP2003345425A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠隔からのプラントの監視と診断を可能にする遠隔プラント監視診断方法及びそのプラント監視診断装置に関し、特に、通信費を抑えつつ、プラントの監視・診断方法を遠隔から柔軟に変更可能にする方法及びそれを利用した装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発電所や機械設備などのプラントを遠隔から監視、診断する方法が種々提案されている。プラントの遠隔からの監視・診断方法としては、（１）全プラントデータ送信型、（２）リアルタイム監視型、（３）自己監視・診断型などがある。
【０００３】
（１）全プラントデータ送信型は、プラントのセンサ出力やアクチュエータの状態など全てのデータを、遠隔に設置されている監視拠点に送信し、監視拠点に設置されている監視・診断システムに入力する方法である。この方法は、全てのデータを遠隔の監視拠点に常時送信するので、膨大な通信費を必要とし、コストダウンの観点から好ましくない。
【０００４】
（２）リアルタイム監視型は、遠隔の監視拠点から必要なデータを直接監視する方法であり、監視拠点の監視作業員が監視が必要なデータを指定して、そのデータをプラントから送信し、プラントの監視と診断を行う方法である。この方法は、監視対象のプラントの数が増大すると、それらに対応して監視拠点の監視作業員の数を増やす必要があり、コストの面でメリットが少ない。
【０００５】
（３）自己監視・診断型は、現地のプラントにおいて、ある程度の監視・診断を行い、問題が発生した時に警報を監視拠点に送信したり、定期的に報告書を送信したりする方法である。現地プラントでの監視・診断の方法は、現地に派遣している監視作業員にマニュアルを参照して行わせたり、プラントを設置した段階で簡単な監視・診断プログラムをインストールして、それが作成する報告書を監視拠点で受信したりすることで実現される。この方法では、プラントが稼働開始した後になって各プラントに最適な監視・診断方法に変更しようとすると、各プラント毎にマニュアルを再作成して現地の監視作業員に周知徹底したり、現地プラントに出張してその監視・診断プログラムを変更したりすることが必要になり、動的に監視・診断方法を変更することが困難になる。また、そもそも、現地に監視作業員を常駐させることはコストアップになる。
【０００６】
図１は、上記（３）自己監視・診断型にかかる従来のプラントシステムの構成を示す図である。監視対象のプラント現場１０には、プラント１２内に各種センサ１４及び各種アクチュエータ１６が設けられる。このプラントを制御するシステム２０は、プラントの運転制御を行い、それに必要なセンサなどの監視データを収集する制御コントローラ・データ収集装置２２が設けられる。この制御コントローラ２２は、プラント内のセンサ値を収集し、あらかじめインストールされている制御プログラムに入力して実行し、その実行結果に応じてプラント内のアクチュエータに必要な指令を与える。また、この制御コントローラは、通信装置３２を介して他のシステムと通信可能になっている。
【０００７】
更に、プラント制御システム２０は、内部のネットワーク２４を介して、オペレーションステーション２６と、データ管理装置２８と、通信装置３０とが接続される。オペレーションステーション２６は、中央操作パネルが表示される端末装置であり、現地の保守作業員４０は、このオペレーションステーション２６に常駐して、プラントの運転状態の監視と診断などを行う。また、データ管理装置２８は、収集したプラントの監視データや、プラント運転に伴う運転データなどのログを保管し、報告書作成時に参照される。通信装置３０は、遠隔の監視拠点５０とインターネットなどの公衆通信回線４４を介して接続可能にする。
【０００８】
従来の方法では、現地のプラント保守作業員に監視マニュアルや報告書マニュアル４２が設けられ、保守作業員４０は、このマニュアルに従って、プラントを監視し、毎月の定期的な報告書や異常発生時の非定期の報告書を作成し、通信装置３０を介して、遠隔にある監視拠点にその報告書４６を送信する。遠隔の監視拠点５０では、この報告書を参照して、プラントの運転状態を把握する。
【０００９】
また、他の方法として、定期的に所定のデータを遠隔監視拠点に送信するといった簡単な監視・診断プログラムを制御コントローラ２２にインストールすることも提案されている。しかし、この提案では、データ管理装置２８が収集して蓄積していた所定のデータを定期的に送信するなどの機能しかない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１に示した自己診断型のプラント監視・診断方法によれば、前述のとおり、プラント毎に最適なプラント監視・診断に変更することが事実上困難であり、多くのプラントに対して最適なプラント監視・診断を提供することができないという課題がある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、ある程度の監視・診断を現地のプラントで行い、その報告書を自動的に作成して、遠隔の監視拠点に送信可能にするプラント監視・診断方法及びその装置を提供することにある。
【００１２】
更に、本発明の別の目的は、現地プラントでの監視・診断の方法を、遠隔の監視拠点から柔軟に変更することができるプラント監視・診断方法及びその装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の一つの側面は、遠隔の監視拠点からのプラント監視・診断を可能にする方法において、前記監視拠点にて作成され、プラント制御言語と同一言語で記述され、更に前記プラント制御プログラムと連携する監視・診断プログラムを受信し、プラントの制御コントローラにインストールする工程と、プラントから計測データを収集して前記プラント制御プログラムを実行する工程と、前記プラント制御プログラムと共に前記監視・診断プログラムを実行する工程と、前記監視・診断プログラムの実行により生成される監視・診断データを前記監視拠点に送信する工程とを有し、前記監視拠点に送信する工程は、前記プラント制御プログラムの実行により、前記プラントから収集した計測データに従って、所定の制御出力を生成し、前記監視・診断プログラムの実行により、前記収集された計測データを前記監視・診断データとして、所定のタイミングで前記監視拠点に送信する工程であるプラント監視・診断方法である。
また、前記監視拠点に送信する工程は、前記監視・診断プログラムの実行により、前記プラント制御プログラムの実行により起こるイベントのタイミングで、前記監視・診断データを前記監視拠点に送信する工程である。
また、前記監視拠点に送信する工程は、前記監視・診断プログラムの実行により、前記収集された計測データ若しくは前記プラント制御プログラムにより生成された制御データから、所定の推定データを生成し、前記監視・診断データとして前記監視拠点に送信する工程である。
さらに、本発明のプラント監視・診断装置は、監視拠点からのプラントの監視・診断を可能にするプラント監視・診断装置において、プラント制御プログラムを実行して前記プラントの運転制御を行う制御コントローラを有し、前記監視拠点にて作成され、プラント制御プログラムと同一の制御記述言語で記述され、更に前記プラント制御プログラムと連携する監視・診断プログラムの受信に応答して、当該監視・診断プログラムを前記制御コントローラにインストールし、前記制御コントローラが、前記プラントから計測データを収集して前記プラント制御プログラムを実行し、前記制御コントローラが、前記プラント制御プログラムと共に前記監視・診断プログラムを実行し、前記監視・診断プログラムの実行により生成される監視・診断データを前記監視・診断プログラムの実行により、前記プラント制御プログラムの実行により起こるイベントのタイミングで、前記監視拠点に送信することを特徴とする。
【００１４】
上記発明の側面によれば、プラント制御プログラムと連携する監視・診断プログラムが、遠隔の監視拠点から現地プラントの制御コントローラに送信され、インストールされる。従って、プラント制御プログラムの実行に伴い生成されるデータが所定の条件になるタイミングや、プラント制御プログラムの実行に伴い発生するイベントのタイミングや、プラント制御プログラムの実行に伴い生成されるデータを更に加工した監視用データが所定の条件になるタイミングで、収集されたデータ若しくは上記監視用データなどを、遠隔の監視拠点に送信することができる。
【００１５】
この監視・診断プログラムは、プラント制御プログラムと同一言語で記述されるので、プラント制御プログラムに付加的に当該監視・診断プログラムを作成して、現地プラントの制御コントローラに送信してインストールすることができ、各プラントに最適な監視・診断を実行させることができる。従って、監視拠点のノウハウに基づくプラント監視・診断を各プラントに対して簡単に提供することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を説明する。しかしながら、本発明の技術的範囲は、かかる実施の形態例に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶ。
【００１７】
図２は、本実施の形態におけるプラントシステムの構成を示す図である。このプラントシステムにおいて、監視対象のプラント１０の構成は、図１と同じであり、プラント１２内に複数のセンサ１４とアクチュエータ１６とが設けられる。このプラントを制御するプラント制御システム２０の構成も、図１と同様に、プラントからセンサ値などのデータを収集し、プラント制御プログラムを実行して、必要なアクチュエータ１６への制御を行う制御コントローラ・データ収集装置２２と、中央操作パネルを提供するオペレーションステーション２６と、収集したデータを管理するデータ管理装置２８と、通信装置３０と、それらを接続する内部ネットワーク２４とを有する。データ管理装置２８は、収集したデータや、制御プログラム５８の実行に伴い生成されるデータや、監視・診断プログラム６０の実行により生成されるデータなどを、監視データ２９として蓄積する。
【００１８】
プラント制御システム２０は、通信装置３０、公衆または専用ネットワーク４４を介して、遠隔の監視拠点５０内のシステムと接続される。監視拠点５０には、プラント制御システム２０内のオペレーションステーション２６と同様の監視環境を実現可能なオペレーションステーション５４と、通信装置５２と、監視・診断プログラム作成手段５６とが設けられる。監視拠点５０内のオペレーションステーション５４は、必要に応じて設けられ、本実施の形態における監視・診断方法には必須の構成ではない。
【００１９】
プラント制御システム２０において、制御コントローラ２２は、収集されるプラントからのデータを入力し、制御プログラム５８を実行して、アクチュエータ類１６に対して必要な制御を行う。特に、プラントに異常が発生しない限り、制御コントローラ２２がプラント制御プログラム５８を実行することで、プラント１２が正常に運転される。また、必要に応じて、プラント現地に常駐する作業員が、オペレーションステーション２６を介して、プラントの監視と必要な操作を行うこともできる。
【００２０】
図３〜図８は、オペレーションステーション２６の表示装置に表示される画像例を示す図である。図３は、グラフィック（系統図表示）画像例であり、プラント全体若しくは部分的なプラント内の系統図を表示し、プロセス状態及びプロセス値をデジタル表示、バーグラフ、色変化などの表現方法で、プラントの状態をリアルタイムで表示する。図４は、トレンドグラフ画像例であり、横軸に時間、縦軸にプロセス値を対応させ、プロセスの時間変化をグラフ表示する。図５は、コントロールループプレート画像例であり、この画像を介してアナログ制御ループの設定値操作、電動機器の起動停止操作を行うことができる。
【００２１】
図６は、リスト的情報表示画像例であり、プラント内のセンサ値の変化が数値で逐一示される。図７は、処理フロー的表現画像例であり、プラント制御プログラム５８により記述されたプラントの制御ロジック回路における各ステージの値の変化を逐一示し、プラント運転の制御コントローラ２２を監視するために利用される。更に、図８はイベントリスト表示画像例であり、時刻とイベントメッセージとが示される。
【００２２】
上記のようなプラント監視画像は、プラントからの監視データを収集してそれらを画像に変換することで生成され、作業員はこれらの監視画像をオペレーションステーション２６にて適宜参照することでプラントの監視、制御を行う。また、遠隔の監視拠点５０に設けられたオペレーションステーション５４においても、インターネットによる通信制御手段を利用して、同様の画像を監視することが可能になる。
【００２３】
図９は、本実施の形態における制御プログラムと監視・診断プログラムの一例を示す図である。このプログラムは、制御記述言語の一つであるファンクション・ブロック・ダイヤグラム（ＦＢＤ）により記述されている。制御記述言語には、ＦＢＤ以外に、ラダー、スクリプト、シーケンシャル・ファンクション・コントローラ（ＳＦＣ）などが利用可能である。但し、制御プログラムと監視・診断プログラムとが連携することができるように、両プログラムが同じ制御記述言語で記述されることが好ましい。
【００２４】
図９の制御プログラム５８は、プラント内の圧力計７０の計測データＳ０の入力に対して、圧力バルブ７２の弁開度を制御する制御データＳ３を出力する制御機能を有する。そのため、制御プログラムによれば、圧力計の計測データＳ０がアナログインプットＡＩに供給され、その入力されたデータＳ１が変換関数ＦＸにより正規化され、目標値として設定された固定値ＳＧとの差分計算Δが行われ、差分値に対して比例積分計算ＰＩされ、その計算結果Ｓ２が、指定されたアドレスのアナログメモリに格納され（ＡＭ）、その計算結果Ｓ２が、逆変換関数ＦＸにより実際の制御データに逆変換され、アナログ値Ｓ３として出力（ＡＯ：アナログアウトプット）される。
【００２５】
また、比例積分値Ｓ２により自動制御される一方で、スイッチ群７４を操作することで、スイッチ入力Ｄ３により自動から手動への切換信号Ｓ８がアナログメモリＡＭ（１）に与えられ、その後は、スイッチ入力Ｄ１、Ｄ２にて、その比例積分値Ｓ２の増加（増加信号Ｓ６による）と、減少（減少信号Ｓ７による）とを行うことができる。更に、圧力計７０の計測データＳ０，Ｓ１が、所定の閾値Ｈを越える場合に、それを知らせる信号Ｓ４に応答して、警報出力手段Ａにより警報が出力される。
【００２６】
以上が制御プログラム５８の一例であり、ＡＩ，ＦＸ，ＰＩなどの要素ブロックからなる制御回路を記述することで、プログラムが生成される。この制御プログラム５８が、制御コントローラ２２にインストールされ、通常のプラント制御がこの制御プログラム５８の実行結果に従って行われる。
【００２７】
図９には、プラント制御プログラム５８に連携し、同一の制御記述言語（ＦＢＤ）で記述された監視・診断プログラム６０の一例が示される。この監視・診断プログラム６０は、制御プログラム５８に連携して、どのようなデータ形式や通信方法により、どのデータを、報告書４６として遠隔の監視拠点に送信するかを記述する。また、必要に応じて、監視・診断プログラムは、制御プログラム６０が生成した制御データを利用して推定データを作成し、その推定データをどのようにして送信するかを記述する。
【００２８】
図９に示された監視・診断プログラム６０の例では、警報出力信号Ｓ４を、どのようなデータ形式や通信方法で、どのタイミングで送信するかを記述した第１のプログラム６０２を有する。この第１のプログラム６０２は、警報出力信号Ｓ４を入力とするメール出力ＭＬＯという要素により記述される。ブロック要素であるメール出力ＭＬＯには、その設定パラメータとして、どのようなデータ形式や通信方法で、どのタイミングで送信するかが定義されている。
【００２９】
更に、監視・診断プログラム６０の例には、制御プログラム５８で生成された制御データを更に加工して、ある推定データを生成し、監視拠点に送信する第２のプログラム６０４を有する。この第２のプログラム６０４では、比例積分値Ｓ２に対して、関数変換（ＦＸ）し、所定の固定値ＳＧやあるアナログ入力ＡＩとの差分計算を行い（Δ）、アナログメモリに蓄積し（ＡＩ（２））、所定のメール手段ＭＬＯで送信する。
【００３０】
図２に戻り、上記のように、制御プログラム５８に、同じ制御記述言語で記述し、制御プログラムと連携する監視・診断プログラム６０が、遠隔にある監視拠点（センタ）５０の監視・診断プログラム生成手段５６により生成される。この生成手段は、ＦＢＤによるプログラム作成ツールであり、制御プログラムを作成するツールを兼用することができる。そして、制御プログラムに必要な各種要素に加えて、監視・診断プログラムに必要な要素（例えばメール出力要素ＭＬＯなど）を準備することで、制御プログラムを作成するのと同様の操作性で、監視・診断プログラムを容易に作成することが可能になる。
【００３１】
監視・診断プログラム６０は、制御プログラム５８と連携させることで、（１）プラントから収集し蓄積したデータを、所定のデータ形式、所定の通信方法で、また、所定のタイミングで、報告書４６として遠隔監視拠点５０に送信する機能、（２）制御プログラムにより制御されるイベントのタイミングで、遠隔監視拠点５０に、そのイベントが発生したことやそれに関連するデータを、所定のデータ形式、所定の通信方法で、報告書４６として送信する機能、（３）制御プログラムが収集若しくは生成するデータを更に加工して推定データとして、所定のデータ形式、所定の通信方法で、所定のタイミングで、報告書４６として遠隔監視拠点５０に送信する機能、などを実現することができる。
【００３２】
このような監視・診断プログラムは、現地のプラントの制御コントローラに代理人（エージェント）として監視・診断させる一種のレシピに該当する。つまり、遠隔の監視拠点５０で、監視・診断のレシピを、監視・診断プログラムの形式で生成して、通信回線４４を介して、例えばインターネットメールの添付ファイルとしてプラントに送信し、制御コントローラ２２にインストールする。このプログラム作成、送信、インストールは、制御プログラムについても同様に行うことができる。
【００３３】
制御コントローラ２２は、代理人機能（エージェント機能）を実現できるように、オペレーティングシステム（ＯＳ）上で複数のスレッドが常時実行される構成になっている。そして、制御プログラムや監視・診断プログラムなどの指示書（レシピ）が与えられた時に、その指示書を、マルチスレッドにより実行する。このような代理人機能を利用すれば、遠隔の監視拠点から指示書（レシピ）として監視・診断プログラムを送信することで、遠隔の監視拠点のノウハウに基づくプラント監視・診断を、現地のプラントで行わせることができる。更に、適宜必要に応じて、その指示書を変更して、プラント毎に最適な監視・診断を実行させることができる。
【００３４】
図１０は、本実施の形態における監視・診断のフローチャート図である。本実施の形態での監視・診断方法は、プラントから遠隔にある監視拠点で、制御プログラム５８と、それに連携（またはリンク）する監視・診断プログラム６０とが、同じ制御記述言語により作成され、電子メールの添付ファイルとしてプラントの制御システムに送信され、制御コントローラ２２にインストールされる（Ｓ１０）。
【００３５】
その結果、制御コントローラ２２は、制御プログラム５８を実行することで、プラントの自動運転を制御すると共に、監視・診断プログラム６０も同時に実行し、そこに定義された報告書４６を作成し、所定のタイミングで監視拠点５０に送信する。監視拠点５０では、この送信された報告書４６を参照して、プラントの監視と診断を行う（Ｓ１２）。この報告書による監視・診断工程Ｓ１２が、常時繰り返される。
【００３６】
プラントが運転開始した後に、別のプラントにてある異常が発生するなどして、監視・診断方法に変更が必要になると（Ｓ１４のＹＥＳ）、監視拠点では、変更に伴う監視・診断プログラム６０を作成し、プラント制御システム２０に電子メールの添付ファイルとして送信し、制御コントローラ２２にインストールする（Ｓ１６）。これにより、プラントでは、変更された監視・診断プログラムを実行して、報告書４６を所定のタイミングで作成し、遠隔の監視拠点５０に送信する（Ｓ１２）。
【００３７】
このように、監視拠点側がプラント毎に最適な監視・診断のレシピ（監視・診断プログラム）を作成し、必要に応じて変更し、プラント制御システムに送信し、インストールする。従って、プラントの運転開始後において、柔軟にその監視・診断方法を変更設定することができ、最適な監視・診断を提供することができる。しかも、プラントからは所定のタイミングで報告書を監視拠点に送信するのみであるので、それに伴う通信費は、それほど大きくはならない。
【００３８】
尚、監視・診断プログラムにより生成される報告書を、例えばＸＭＬなどのマークアップ言語で作成することで、監視拠点５０では、パソコンのブラウザや携帯情報端末や携帯電話などにより、その報告書を逐一参照することが可能になる。
【００３９】
更に、上記実施の形態では、監視拠点５０をプラントから遠隔にある拠点として説明したが、必ずしも距離的に遠隔に位置する必要はなく、ネットワークを介して通信可能な拠点であれば良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、プラント毎に最適な監視・診断を、遠隔の監視拠点から低コストで行うことが可能になると共に、遠隔の監視拠点から監視・診断方法を柔軟に変更することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のプラントシステムの構成を示す図である。
【図２】本実施の形態におけるプラントシステムの構成を示す図である。
【図３】オペレーションステーションに表示される画像例を示す図である。
【図４】オペレーションステーションに表示される画像例を示す図である。
【図５】オペレーションステーションに表示される画像例を示す図である。
【図６】オペレーションステーションに表示される画像例を示す図である。
【図７】オペレーションステーションに表示される画像例を示す図である。
【図８】オペレーションステーションに表示される画像例を示す図である。
【図９】本実施の形態における制御プログラムと監視・診断プログラムの一例を示す図である。
【図１０】本実施の形態における監視・診断のフローチャート図である。
【符号の説明】
１０監視対象プラント
２２制御コントローラ・データ収集装置
４４通信回線、ネットワーク
４６報告書
５０監視拠点
５６監視・診断プログラム作成手段
５８制御プログラム
６０監視・診断プログラム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a remote plant monitoring / diagnostic method and a plant monitoring / diagnosis apparatus for monitoring and diagnosing a plant from a remote location. In particular, the plant monitoring / diagnostic method can be flexibly changed from a remote location while reducing communication costs. And a device using the method.
[0002]
[Prior art]
Various methods have been proposed for remotely monitoring and diagnosing plants such as power plants and mechanical equipment. As remote plant monitoring / diagnosis methods, there are (1) all plant data transmission type, (2) real-time monitoring type, and (3) self-monitoring / diagnosis type.
[0003]
(1) All plant data transmission type transmits all data such as plant sensor output and actuator status to a remotely installed monitoring base and inputs them to a monitoring / diagnostic system installed at the monitoring base. Is the method. Since this method always transmits all data to a remote monitoring base, it requires enormous communication costs and is not preferable from the viewpoint of cost reduction.
[0004]
(2) The real-time monitoring type is a method in which necessary data is directly monitored from a remote monitoring base. A monitoring worker at the monitoring base designates data that needs to be monitored and transmits the data from the plant. It is a method of monitoring and diagnosing. When the number of plants to be monitored increases, this method needs to increase the number of monitoring workers at the monitoring base corresponding to them, and there is little merit in terms of cost.
[0005]
(3) The self-monitoring / diagnosis type is a method that performs some monitoring / diagnosis at the local plant and sends an alarm to the monitoring base when a problem occurs or sends a report periodically. . The monitoring / diagnosis method at the local plant is prepared by installing a simple monitoring / diagnostic program at the stage of installation of the plant by having the monitoring workers dispatched to the site refer to the manual. This is realized by receiving a report at the monitoring base. In this method, after changing the plant to the most suitable monitoring / diagnosis method for each plant, a manual is recreated for each plant and is thoroughly communicated to local monitoring workers. It is necessary to change the monitoring / diagnosis program on a business trip and change the monitoring / diagnosis method dynamically. In the first place, having a monitoring worker stationed locally increases costs.
[0006]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a conventional plant system according to the above (3) self-monitoring / diagnosis type. In the plant site 10 to be monitored, various sensors 14 and various actuators 16 are provided in the plant 12. The system 20 for controlling the plant is provided with a control controller / data collection device 22 that performs operation control of the plant and collects monitoring data such as sensors necessary for the plant. The controller 22 collects sensor values in the plant, inputs them into a previously installed control program and executes them, and gives necessary commands to the actuators in the plant according to the execution results. In addition, the control controller can communicate with other systems via the communication device 32.
[0007]
Furthermore, the plant control system 20 is connected to an operation station 26, a data management device 28, and a communication device 30 via an internal network 24. The operation station 26 is a terminal device on which a central operation panel is displayed. A local maintenance worker 40 is resident in the operation station 26 to monitor and diagnose the operation state of the plant. Further, the data management device 28 stores logs such as collected plant monitoring data and operation data associated with plant operation, and is referred to when creating a report. The communication device 30 can be connected to a remote monitoring base 50 via a public communication line 44 such as the Internet.
[0008]
In the conventional method, the local plant maintenance worker is provided with a monitoring manual and a report manual 42, and the maintenance worker 40 monitors the plant according to this manual, and performs a monthly report and an abnormality occurrence. An irregular report is created, and the report 46 is transmitted to a remote monitoring base via the communication device 30. The remote monitoring base 50 refers to this report and grasps the operation state of the plant.
[0009]
As another method, it has also been proposed to install a simple monitoring / diagnostic program in the controller 22 such as periodically transmitting predetermined data to a remote monitoring base. However, this proposal has only a function of periodically transmitting predetermined data collected and accumulated by the data management device 28.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the self-diagnosis type plant monitoring / diagnosis method shown in FIG. 1, it is practically difficult to change to the optimum plant monitoring / diagnosis for each plant as described above. There is a problem that optimal plant monitoring and diagnosis cannot be provided.
[0011]
Therefore, an object of the present invention is to provide a plant monitoring / diagnostic method and apparatus for performing a certain degree of monitoring / diagnosis at a local plant, automatically creating a report thereof, and enabling transmission to a remote monitoring base. There is to do.
[0012]
Furthermore, another object of the present invention is to provide a plant monitoring / diagnosis method and apparatus capable of flexibly changing the monitoring / diagnosis method at the local plant from a remote monitoring base.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, one aspect of the present invention is a method for enabling plant monitoring / diagnosis from a remote monitoring base, which is created at the monitoring base and described in the same language as the plant control language. A step of receiving a monitoring / diagnostic program linked with the plant control program and installing the monitoring / diagnostic program in a plant controller; a step of collecting measurement data from the plant and executing the plant control program; and the plant control program. step wherein possess and performing a monitoring and diagnostics, and sending a monitoring diagnostic data generated by the execution of the monitoring diagnostic program on the monitoring site, transmitted to the monitoring site with, the According to the measurement data collected from the plant by executing the plant control program, And of generating a control output, the execution of the monitoring diagnostic program, the measurement data the collected as the monitoring and diagnostic data, in step der Ru plant monitoring and diagnosing method to be transmitted to the monitoring site at a predetermined timing is there.
The step of transmitting to the monitoring base is a step of transmitting the monitoring / diagnosis data to the monitoring base at the timing of an event that occurs due to the execution of the plant control program by executing the monitoring / diagnostic program.
The step of transmitting to the monitoring base generates predetermined estimation data from the collected measurement data or the control data generated by the plant control program by executing the monitoring / diagnostic program. This is a step of transmitting as diagnostic data to the monitoring base.
Furthermore, the plant monitoring / diagnosis device of the present invention is a plant monitoring / diagnosis device that enables monitoring / diagnosis of a plant from a monitoring base, and has a control controller that executes a plant control program to control the operation of the plant. In response to reception of a monitoring / diagnostic program that is created at the monitoring site, described in the same control description language as the plant control program, and linked to the plant control program, the control / diagnostic program is controlled. Installed in a controller, the control controller collects measurement data from the plant and executes the plant control program, the control controller executes the monitoring / diagnosis program together with the plant control program, and the monitoring / diagnosis Monitoring and diagnosis generated by program execution By the execution of the monitoring diagnostic program data, at the timing of events caused by the execution of the plant control program, and transmits to the monitoring site.
[0014]
According to the above aspect of the invention, the monitoring / diagnosis program linked with the plant control program is transmitted from the remote monitoring base to the control controller of the local plant and installed. Therefore, the data generated with the execution of the plant control program becomes a predetermined condition, the timing of the event that occurs with the execution of the plant control program, and the data generated with the execution of the plant control program are further processed. The collected data, the monitoring data, or the like can be transmitted to a remote monitoring base at a timing at which the monitoring data is in a predetermined condition.
[0015]
Since this monitoring / diagnostic program is written in the same language as the plant control program, the monitoring / diagnostic program can be created in addition to the plant control program and sent to the local plant controller for installation. The optimum monitoring / diagnosis can be executed for each plant. Therefore, plant monitoring / diagnosis based on the know-how of the monitoring base can be easily provided to each plant.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to such embodiments, but extends to the invention described in the claims and equivalents thereof.
[0017]
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the plant system in the present embodiment. In this plant system, the configuration of the plant 10 to be monitored is the same as that in FIG. 1, and a plurality of sensors 14 and actuators 16 are provided in the plant 12. As in FIG. 1, the configuration of the plant control system 20 that controls the plant also collects data such as sensor values from the plant, executes the plant control program, and controls the necessary actuators 16. It has a data collection device 22, an operation station 26 that provides a central operation panel, a data management device 28 that manages collected data, a communication device 30, and an internal network 24 that connects them. The data management device 28 accumulates collected data, data generated in accordance with the execution of the control program 58, data generated by the execution of the monitoring / diagnostic program 60, and the like as the monitoring data 29.
[0018]
The plant control system 20 is connected to a system in the remote monitoring base 50 via the communication device 30 and the public or dedicated network 44. The monitoring base 50 is provided with an operation station 54 capable of realizing the same monitoring environment as the operation station 26 in the plant control system 20, a communication device 52, and a monitoring / diagnosis program creating means 56. The operation station 54 in the monitoring base 50 is provided as necessary, and is not an essential component for the monitoring / diagnostic method in the present embodiment.
[0019]
In the plant control system 20, the control controller 22 inputs data collected from the plant, executes the control program 58, and performs necessary control on the actuators 16. In particular, as long as no abnormality occurs in the plant, the control controller 22 executes the plant control program 58 so that the plant 12 is normally operated. In addition, if necessary, a worker resident in the plant site can monitor the plant and perform necessary operations via the operation station 26.
[0020]
3 to 8 are diagrams showing examples of images displayed on the display device of the operation station 26. FIG. FIG. 3 is an example of a graphic (system diagram display) image, displaying a system diagram of the entire plant or a partial plant, and expressing the process state and process value in digital display, bar graph, color change, etc. Displays plant status in real time. FIG. 4 is an example of a trend graph image, in which time is plotted on the horizontal axis and process values are plotted on the vertical axis, and the process time change is displayed in a graph. FIG. 5 is an example of a control loop plate image, and an analog control loop set value operation and an electric device start / stop operation can be performed via this image.
[0021]
FIG. 6 is an example of a list-like information display image, in which changes in sensor values in the plant are shown numerically one by one. FIG. 7 is an example of a processing flow expression image, which is used for monitoring the control controller 22 of the plant operation, showing the change of each stage value in the plant control logic circuit described by the plant control program 58 one by one. The Further, FIG. 8 shows an example of an event list display image, in which time and an event message are shown.
[0022]
The plant monitoring image as described above is generated by collecting monitoring data from the plant and converting them into an image, and the worker refers to these monitoring images at the operation station 26 as necessary to monitor the plant. Control. Further, the operation station 54 provided at the remote monitoring base 50 can also monitor the same image by using communication control means using the Internet.
[0023]
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a control program and a monitoring / diagnostic program according to the present embodiment. This program is described by a function block diagram (FBD) which is one of control description languages. In addition to FBD, ladder, script, sequential function controller (SFC), etc. can be used as the control description language. However, it is preferable that both programs are described in the same control description language so that the control program and the monitoring / diagnostic program can be linked.
[0024]
The control program 58 of FIG. 9 has a control function of outputting control data S3 for controlling the valve opening degree of the pressure valve 72 in response to the input of the measurement data S0 of the pressure gauge 70 in the plant. Therefore, according to the control program, the pressure gauge measurement data S0 is supplied to the analog input AI, the input data S1 is normalized by the conversion function FX, and the difference calculation with the fixed value SG set as the target value is performed. Δ is performed, proportional integral calculation PI is performed on the difference value, the calculation result S2 is stored in the analog memory of the designated address (AM), and the calculation result S2 is actually controlled by the inverse transformation function FX. The data is inversely converted and output as an analog value S3 (AO: analog output).
[0025]
Further, while being automatically controlled by the proportional integral value S2, by operating the switch group 74, the switch signal D8 from automatic to manual is given to the analog memory AM (1) by the switch input D3, and thereafter the switch At the inputs D1 and D2, the proportional integral value S2 can be increased (by the increase signal S6) and decreased (by the decrease signal S7). Further, when the measurement data S0, S1 of the pressure gauge 70 exceeds a predetermined threshold value H, an alarm is output by the alarm output means A in response to a signal S4 notifying that.
[0026]
The above is an example of the control program 58, and a program is generated by describing a control circuit including element blocks such as AI, FX, and PI. This control program 58 is installed in the control controller 22, and normal plant control is performed according to the execution result of this control program 58.
[0027]
FIG. 9 shows an example of a monitoring / diagnostic program 60 described in the same control description language (FBD) in cooperation with the plant control program 58. This monitoring / diagnostic program 60 describes what data is transmitted as a report 46 to a remote monitoring base by using what data format and communication method in cooperation with the control program 58. Further, if necessary, the monitoring / diagnostic program creates estimated data using the control data generated by the control program 60 and describes how to transmit the estimated data.
[0028]
The example of the monitoring / diagnosis program 60 shown in FIG. 9 includes a first program 602 that describes in what data format and communication method and at what timing the alarm output signal S4 is transmitted. The first program 602 is described by an element called mail output MLO that receives the alarm output signal S4. The mail output MLO, which is a block element, defines, as its setting parameter, what data format and communication method are used for transmission.
[0029]
Furthermore, the example of the monitoring / diagnostic program 60 includes a second program 604 that further processes the control data generated by the control program 58 to generate certain estimated data and transmits it to the monitoring base. In the second program 604, function conversion (FX) is performed on the proportional integral value S2, a difference calculation with a predetermined fixed value SG or an analog input AI is performed (Δ), and the result is stored in the analog memory (AI (2)), it transmits by predetermined mail means MLO.
[0030]
Returning to FIG. 2, as described above, the monitoring / diagnostic program 60 described in the same control description language in the control program 58 and linked with the control program generates the monitoring / diagnostic program of the remote monitoring base (center) 50. Generated by means 56. This generation means is a program creation tool by FBD, and can also be used as a tool for creating a control program. In addition to the various elements necessary for the control program, the necessary elements for the monitoring / diagnostic program (for example, mail output element MLO) are prepared. A diagnostic program can be easily created.
[0031]
The monitoring / diagnostic program 60 is linked with the control program 58, so that (1) the data collected and accumulated from the plant is used as a report 46 in a predetermined data format, a predetermined communication method, and at a predetermined timing. A function of transmitting to the remote monitoring base 50, and (2) the occurrence of the event at the remote monitoring base 50 at the timing of the event controlled by the control program and data related thereto in a predetermined data format and predetermined communication (3) The data to be transmitted as the report 46 by the method, (3) The data 46 collected or generated by the control program is further processed to obtain the estimated data as the estimated data in the predetermined data format and the predetermined communication method at the predetermined timing. The function of transmitting to the remote monitoring base 50 can be realized.
[0032]
Such a monitoring / diagnosis program corresponds to a kind of recipe that allows a local plant controller to monitor / diagnose as an agent. That is, a remote monitoring base 50 generates a monitoring / diagnosis recipe in the form of a monitoring / diagnosis program, and transmits it to the plant via the communication line 44 as, for example, an Internet mail attachment. install. This program creation, transmission, and installation can be similarly performed for the control program.
[0033]
The control controller 22 is configured to always execute a plurality of threads on the operating system (OS) so as to realize an agent function (agent function). When an instruction (recipe) such as a control program or a monitoring / diagnostic program is given, the instruction is executed by multithreading. By using such an agent function, a monitoring / diagnosis program can be sent from a remote monitoring base as an instruction (recipe), so that plant monitoring / diagnosis based on the know-how of the remote monitoring base can be performed at the local plant. Can be done. Furthermore, it is possible to appropriately monitor and diagnose each plant by changing the instructions as necessary.
[0034]
FIG. 10 is a flowchart of monitoring / diagnosis in the present embodiment. In the monitoring / diagnostic method according to the present embodiment, a control program 58 and a monitoring / diagnostic program 60 linked (or linked) to the control program 58 are created in the same control description language at a monitoring base remote from the plant. It is transmitted to the plant control system as an email attachment and installed in the controller 22 (S10).
[0035]
As a result, the control controller 22 executes the control program 58 to control the automatic operation of the plant and simultaneously executes the monitoring / diagnostic program 60 to create a report 46 defined therein, It transmits to the monitoring base 50 at timing. The monitoring base 50 refers to the transmitted report 46 and performs plant monitoring and diagnosis (S12). The monitoring / diagnosis step S12 based on this report is always repeated.
[0036]
If the monitoring / diagnostic method needs to be changed after a plant has started operation, such as when an abnormality occurs in another plant (YES in S14), the monitoring base will run the monitoring / diagnostic program 60 associated with the change. It is created, transmitted to the plant control system 20 as an email attachment, and installed in the control controller 22 (S16). As a result, the plant executes the changed monitoring / diagnostic program, creates the report 46 at a predetermined timing, and transmits it to the remote monitoring base 50 (S12).
[0037]
In this way, the monitoring base side creates an optimum monitoring / diagnosis recipe (monitoring / diagnostic program) for each plant, changes it as necessary, transmits it to the plant control system, and installs it. Therefore, the monitoring / diagnosis method can be flexibly changed and set after the plant operation is started, and optimal monitoring / diagnosis can be provided. Moreover, since the report is only transmitted from the plant to the monitoring base at a predetermined timing, the communication cost associated therewith is not so high.
[0038]
In addition, by creating a report generated by the monitoring / diagnostic program in a markup language such as XML, for example, the monitoring base 50 can execute the reports one by one using a personal computer browser, personal digital assistant, mobile phone, or the like. It becomes possible to refer.
[0039]
Furthermore, in the above-described embodiment, the monitoring base 50 has been described as a base remote from the plant.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to perform optimum monitoring / diagnosis for each plant at a low cost from a remote monitoring base, and to flexibly change the monitoring / diagnostic method from a remote monitoring base. It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a conventional plant system.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a plant system in the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing an example of an image displayed on an operation station.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an image displayed on an operation station.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an image displayed on an operation station.
FIG. 6 is a diagram showing an example of an image displayed on an operation station.
FIG. 7 is a diagram showing an example of an image displayed on the operation station.
FIG. 8 is a diagram showing an example of an image displayed on the operation station.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a control program and a monitoring / diagnostic program according to the present embodiment.
FIG. 10 is a flowchart of monitoring / diagnosis in the present embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Monitoring target plant 22 Control controller and data collection device 44 Communication line, network 46 Report 50 Monitoring base 56 Monitoring / diagnosis program creation means 58 Control program 60 Monitoring / diagnosis program

Claims

In a method that enables monitoring and diagnosis of a plant from a monitoring base,
Created at the monitoring base, described in the same control description language as the plant control program, and further receiving a monitoring / diagnostic program linked to the plant control program,
Installing in the plant controller;
Collecting measurement data from the plant and executing the plant control program;
Executing the monitoring / diagnostic program together with the plant control program;
Possess and sending a monitoring diagnostic data generated by the execution of the monitoring diagnostic program to the monitoring locations,
The step of transmitting to the monitoring base includes
By executing the plant control program, according to the measurement data collected from the plant, a predetermined control output is generated,
Wherein the execution of the monitoring diagnostic program, the measurement data the collected as the monitoring and diagnostic data, the plant monitoring and diagnosing method it is a step of transmitting to said monitoring locations at a predetermined timing.

In a method that enables monitoring and diagnosis of a plant from a monitoring base,
Created at the monitoring base, described in the same control description language as the plant control program, and further receiving a monitoring / diagnostic program linked to the plant control program,
Installing in the plant controller;
Collecting measurement data from the plant and executing the plant control program;
Executing the monitoring / diagnostic program together with the plant control program;
A step of transmitting monitoring / diagnosis data generated by execution of the monitoring / diagnostic program to the monitoring base,
The step of transmitting to the monitoring base includes
A plant monitoring / diagnostic method, which is a step of transmitting the monitoring / diagnosis data to the monitoring base at an event timing caused by execution of the plant control program by execution of the monitoring / diagnosis program.

In a method that enables monitoring and diagnosis of a plant from a monitoring base,
Created at the monitoring base, described in the same control description language as the plant control program, and further receiving a monitoring / diagnostic program linked to the plant control program,
Installing in the plant controller;
Collecting measurement data from the plant and executing the plant control program;
Executing the monitoring / diagnostic program together with the plant control program;
A step of transmitting monitoring / diagnosis data generated by execution of the monitoring / diagnostic program to the monitoring base,
The step of transmitting to the monitoring base includes
By executing said monitoring-diagnostic program, transmitted from more generated control data to the collected measurement data or the plant control program, generates a predetermined estimation data, said monitor base as the monitoring diagnostic data We plant monitoring and diagnosing method which is a process.

In plant monitoring / diagnosis equipment that enables monitoring / diagnosis of plants from monitoring bases,
A control controller that executes a plant control program to control the operation of the plant;
In response to reception of a monitoring / diagnostic program created at the monitoring base and described in the same control description language as the plant control program and linked to the plant control program, the monitoring / diagnostic program is transferred to the control controller. Install and
The controller collects measurement data from the plant and executes the plant control program ;
The controller is, by executing the plant control program said running monitoring diagnostic program with the monitoring diagnostic program the monitoring diagnostic program monitoring and diagnostic data generated by the execution of the execution of the plant control program A plant monitoring / diagnostic device , which transmits to the monitoring base at the timing of an event caused by .