JP4056032B2 - プラント機器管理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電所のような大規模プラントの運転データとプラント機器の点検履歴データとを記録管理し、これらデータに基づいて機器の劣化状態を評価して最適な点検時期を決定するプラント機器管理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、原子力発電プラントでは、プラントの運転記録は手書きの文書データとして保存され、プロセスデータは計算機で周期的に自動収録された電子データとして保存されている。また、機器の状態監視データは振動や音響信号を周波数解析結果の電子データとして保存され、機器の点検データは手記録のデータを後に計算機に手入力し、計算機で作成した電子データとして保存している。
【０００３】
そして、それぞれのデータは形態が統一されていないので、相互参照されることはほとんどなく、運転中の監視や機器の点検保守は、それぞれ個別のデータに基づいて実施されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、プラント運転中の機器の状態監視結果と定期検査時の機器の点検結果の関係は、相互にデータが参照されることがないので、十分に解明されていない。このため、運転履歴と保守履歴との相関関係を分析して運転継続による機器の経年劣化傾向から適切な点検時期を決定することができない。そこで、予め定めた点検周期に従って定期的に点検を繰り返している。この結果、不要な分解点検作業によって保守コストが増加するだけでなく、却って機器の健全性を損ねる恐れもあった。
【０００５】
本発明の目的は、運転履歴データと保守履歴データとの相関から機器の劣化傾向を把握して適切な点検時期を定めることができるプラント機器管理装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係わるプラント機器管理装置は、プラント機器を管理するための各種データを管理するデータベースシステムと、前記データベースシステムで管理される各種データを記憶するデータ保存部と、前記データ保存部に記憶された各種データに基づいてプラント機器の経年劣化状態を評価する状態評価部と、前記プラント機器の経年劣化の影響を評価する影響評価部と、前記状態評価部での経年劣化状態評価結果と前記影響評価部での影響評価結果に基づいて当該プラント機器の点検時期を判定する判定部と、前記経年劣化状態評価結果、前記影響評価結果および前記点検時期を前記プラント機器ごとにまとめて表示する表示部と、前記経年劣化状態評価結果、前記影響評価結果および前記点検時期を前記プラント機器ごとにまとめて外部の記憶メディアおよびプリンタに出力する出力部とを備え、前記データ保存部が記憶する各種データは、プラント運転データおよびプロセス信号データ、機器の健全性監視データを含む機器運転記録データ、並びに、保守点検履歴データを含む機器点検記録データを含み、前記データベースシステムは、計測した値を計測時刻とともに前記データ保存部に記録し、異なる計測周期のデータおよび不規則な計測周期のデータを同一時間軸上で管理し、前記状態評価部は、前記プラントの運転記録データおよびプロセスデータ、前記プラント機器の運転記録および健全性監視データ、保守点検履歴データから、前記プラント機器の積算運転時間、起動停止回数、運転条件に対応して、振動および異音を含む状態監視結果、摩耗量の点検結果を調べて経年劣化状態を評価することを特徴とする。
【０００７】
請求項１の発明に係わるプラント機器管理装置では、データベースシステムはデータ保存部に保存されたプラント機器を管理するための各種データを管理する。判定部は、状態評価部で評価されたプラント機器の経年劣化状態評価結果と影響評価部で評価されたプラント機器の影響評価結果に基づいて、当該プラント機器の点検時期を判定する。そして、その判定結果である点検時期、経年劣化状態評価結果および影響評価結果は、表示部に表示されるとともに、出力部を介して外部に出力される。
【０００９】
また、請求項１の発明に係わるプラント機器管理装置では、上述の作用に加え、データベースシステムは、計測した値を計測時刻とともにデータ保存部に記録し、異なる計測周期のデータおよび不規則な計測周期のデータを同一時間軸上で管理する。これにより、異なる計測周期のデータおよび不規則な計測周期のデータを、同一時間軸上での比較評価を可能とする。
【００１０】
請求項２の発明に係わるプラント機器管理装置は、請求項１の発明において、前記データベースシステムは、プラント機器を管理するための各種データの各々のファイルにプラントのハードウェア階層構造に従ってタグを設け、プラントの系統機器構成図面やプラントの系統機器構成リストからのデータ検索を可能にすることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明に係わるプラント機器管理装置は、請求項１の発明の作用に加え、データベースシステムは、ファイルに設けられたタグにより、プラントの系統機器構成図面やプラントの系統機器構成リストからのデータ検索を行う。
【００１２】
請求項３の発明に係わるプラント機器管理装置は、請求項１の発明において、前記状態評価部は、比較する複数の信号データを各信号データのフルスケールで規格化して値の範囲を揃え、前記表示部に対して、比較する信号数で縦軸方向の表示エリアを分割し、各信号データの最大振幅が各表示エリア内に収まるように各信号データの縦軸を調整して、各信号データの縦軸の目盛りを規格化前の単位で記述し、各グラフ線が重ならないように比較表示することを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明に係わるプラント機器管理装置は、請求項１の発明の作用に加え、状態評価部は、比較する複数の信号データを各信号データのフルスケールで規格化して値の範囲を揃える。そして、比較する信号数で縦軸方向の表示エリアを分割し、各信号データの最大振幅が各表示エリア内に収まるように各信号データの縦軸を調整して、各信号データの縦軸の目盛りを規格化前の単位で記述し、各グラフ線が重ならないように表示部に比較表示する。
【００１４】
請求項４の発明に係わるプラント機器管理装置は、請求項１の発明において、前記状態評価部は、プラント機器の運転記録から算出した特定の運転条件における積算時間および延べ起動停止回数に基づいて、プラント機器の状態監視データおよび劣化データの経年変化を評価しその評価結果を前記表示部に表示することを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明に係わるプラント機器管理装置では、請求項１の発明の作用に加え、状態評価部は、プラント機器の運転記録から算出した特定の運転条件における積算時間および延べ起動停止回数に基づいて、プラント機器の状態監視データおよび劣化データの経年変化を評価しその評価結果を表示部に表示する。
【００１６】
請求項５の発明に係わるプラント機器管理装置は、請求項１の発明において、前記状態評価部は、複数のプラント機器を含む系統の性能評価およびその系統の個々のプラント機器の入出力信号の妥当性評価を行い、各々のプラント機器の点検結果が他のプラント機器の影響を受けているか否かを判別しその判別結果を前記表示部に表示することを特徴とする。
【００１７】
請求項５の発明に係わるプラント機器管理装置では、請求項１の発明の作用に加え、状態評価部は、複数のプラント機器を含む系統の性能評価およびその系統の個々のプラント機器の入出力信号の妥当性評価を行い、各々のプラント機器の点検結果が他のプラント機器の影響を受けているか否かを判別しその判別結果を表示部に表示する。
【００１８】
請求項６の発明に係わるプラント機器管理装置は、請求項１の発明において、前記影響評価部は、前記状態評価部により前記プラント機器の点検結果が正常範囲を逸脱していると判定された場合に、当該判定項目に相当する故障モードの影響を分析したFMEAデータに基づいて、当該故障モードが系統や他のプラント機器へ与える影響を自動的に抽出して評価し、関連情報として前記表示部に表示することを特徴とする。
【００１９】
請求項６の発明に係わるプラント機器管理装置では、請求項１の発明の作用に加え、状態評価部によりプラント機器の点検結果が正常範囲を逸脱していると判定された場合に、影響評価部は、当該判定項目に相当する故障モードの影響を分析したFMEAデータに基づいて、当該故障モードが系統や他のプラント機器へ与える影響を自動的に抽出して評価し、関連情報として表示部に表示する。
【００２０】
請求項７の発明に係わるプラント機器管理装置は、請求項１の発明において、前記影響評価部は、前記状態評価部により前記プラント機器の点検結果が正常範囲を逸脱していると判定された場合に、当該判定項目に相当する故障の原因とその結果の因果関係を記述したフォールトツリーデータに基づいて、当該異常原因が系統や他のプラント機器へ与える結果を自動的に抽出して評価し、関連情報として前記表示部に表示することを特徴とする。
【００２１】
請求項７の発明に係わるプラント機器管理装置では、請求項１の発明の作用に加え、状態評価部によりプラント機器の点検結果が正常範囲を逸脱していると判定された場合に、影響評価部は、当該判定項目に相当する故障の原因とその結果の因果関係を記述したフォールトツリーデータに基づいて、当該異常原因が系統や他のプラント機器へ与える結果を自動的に抽出して評価し、関連情報として表示部に表示する。
【００２２】
請求項８の発明に係わるプラント機器管理装置は、請求項１の発明において、前記判定部は、経年劣化評価結果と故障モードの影響分析データまたは異常原因と結果の因果関係データとから、劣化の進行が進んだ場合にプラントの緊急停止に至る確率を算出し、その緊急停止確率が予め定めたしきい値を越えた場合には次のプラントの定期検査時に当該プラント機器の検査実施の指示を前記表示部に表示することを特徴とする。
【００２３】
請求項８の発明に係わるプラント機器管理装置では、請求項１の発明の作用に加え、経年劣化評価結果と故障モードの影響分析データまたは異常原因と結果の因果関係データとから、判定部は、劣化の進行が進んだ場合にプラントの緊急停止に至る確率を算出し、その緊急停止確率が予め定めたしきい値を越えた場合には次のプラントの定期検査時に当該プラント機器の検査実施の指示を表示部に表示する。
【００２４】
請求項９の発明に係わるプラント機器管理装置は、請求項１の発明において、前記外部の記憶メディアは、磁気ディスク、磁気テープ、CD-R、CD-R/W、DVD-RAM、MOであることを特徴とする。
【００２５】
請求項９の発明に係わるプラント機器管理装置では、請求項１の発明の作用に加え、プラント機器ごとの点検結果に関する一連の情報を、磁気ディスク、磁気テープ、CD-R、CD-R/W、DVD-RAM、MO等の外部記憶メディアに記憶する。
【００２６】
【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は本発明の実施の形態に係わるプラント機器管理装置のブロック構成図である。
【００２７】
図１において、データベースシステム１は、プラント機器を管理するための各種データを入力し管理し、データベースシステム１で管理される各種データはデータ保存部２に記憶される。データ保存部２に記憶されるデータは、プラント運転記録データＤ１およびプロセス信号データＤ２、機器の健全性監視データを含む機器運転記録データＤ３、保守点検履歴データを含む機器点検記録データＤ４、機器の故障モードに応じた影響を分析したFMEAデータおよび機器の劣化の原因とその結果の因果関係を記述したフォールトツリーデータを含むFMEA,FTAデータＤ５、設計仕様データＤ６から構成される。
【００２８】
状態評価部３は、データ保存部２に記憶された各種データに基づいてプラント機器の経年劣化状態を評価し、影響評価部４はプラント機器の経年劣化の影響を評価する。また、判定部５は状態評価部３での経年劣化状態評価結果と影響評価部４での影響評価結果に基づいて当該プラント機器の点検時期を判定する。
【００２９】
これらの経年劣化状態評価結果、影響評価結果および点検時期は、プラント機器ごとにまとめて表示部６に表示され、さらに、出力部７を介して、プラント機器ごとにまとめられて外部の記憶メディア８およびプリンタ９に出力される。外部の記憶メディア８としては、磁気ディスク、磁気テープ、CD-R、CD-R/W、DVD-RAM、MOなどが使用され、点検結果に関する一連の情報が電子データとしてこれら外部の記憶メディア８に出力され記憶される。また、プリンタ９にはドキュメントとして出力される。
【００３０】
新たな機器点検データが得られると、データベースシステム１はデータ保存部２に更新記憶し、状態評価部３ではプラントの運転記録データおよびプロセスデータ、機器運転記録および健全性監視データ、保守点検履歴データに基づいて、当該プラント機器の経年劣化状態を評価する。そして、影響評価部４ではこの結果を受けて、機器の故障モードに応じた影響を分析したFMEAデータまたは機器の劣化の原因とその結果の因果関係を記述したフォールトツリーデータから、当該プラント機器の経年劣化の原因と影響を評価する。
【００３１】
また、判定部５では、経年劣化状態の評価結果と影響評価結果に基づいて当該プラント機器の点検時期を判定する。表示部７は状態評価結果と影響評価結果とを機器ごとにまとめて表示する。出力部は状態評価結果と影響評価結を外部の記憶メディア８に記憶すると共にプリンタ９にドキュメントとして出力する。
【００３２】
次に、プラント機器管理装置の通常の動作の流れを図２に示す。データベースシステム１はプラント機器の新たな機器点検データが入力されたか否かを判定する（Ｓ１）。新たな機器点検データが入力された場合にはデータ保存部２に記憶更新する。また、状態評価部３では当該プラント機器の劣化の状態評価を行う（Ｓ２）。すなわち、プラントの運転記録データおよびプロセスデータ、当該プラント機器の運転記録および健全性監視データ、保守点検履歴データから、当該プラント機器の積算運転時間、起動停止回数、運転条件などに対応して、振動および異音などの状態監視結果、摩耗量などの点検結果を調べて経年劣化状態を評価する。
【００３３】
状態評価部３で劣化が進行して正常範囲を逸脱していると判定された場合には（Ｓ４）、影響評価部４ではプラント機器の故障モードに応じた影響を分析したFMEAデータ、または、機器の劣化の原因とその結果の因果関係を記述したフォールトツリーデータから、劣化の影響チェックに必要な項目を抽出して調べ、他の機器や系統やプラントの運転性能に及ぼしている影響を評価する（Ｓ５）。
【００３４】
判定部５では、経年劣化状態の評価結果と影響評価結果とから、当該プラント機器の劣化による運転性能低下がプラントの緊急停止を引き起こす確率を求め、予め定めたしきい値を越えるか否かを判定し（Ｓ６）、予め定めたしきい値を超える場合には、次回の定期検査で保守を実施するように促す（Ｓ７）。つまり、表示部６には状態評価結果と影響評価結果を当該プラント機器のカルテとしてまとめて表示し（Ｓ８）、出力部７からは状態評価結果と影響評価結を外部の記憶メディア８およびドプリンタ９に出力する（Ｓ９）。
【００３５】
図３は、本発明の実施の形態におけるデータ保存部２に記憶されるデータのうちの時系列データの説明図である。
【００３６】
データベースシステム１は、計測した値を計測時刻とともにデータ保存部２に記録する。そして、異なる計測周期のデータおよび不規則な計測周期のデータを同一時間軸上で管理する。
【００３７】
図３（ａ）において、プラント運転保守に関わる時系列データの形式は、計測時刻とその時点での値とで構成される。時系列データは、プラントの運転記録データおよびプロセス信号データ、機器の運転記録および健全性監視データ、保守点検履歴データ等であり、これらの時系列データについて、各信号値を計測時刻とともに記録する。
【００３８】
データ形式は２次元配列で、行方向に同時計測する信号の並びであり、第１行は計測時刻を記録するものとし、列方向に各時刻における信号値を記録する。計算機などで同時に複数の信号を記録する場合はもちろん、手記録でも同時刻とみなせる場合には同じ行に記録する。このようなデータ形式にすることで、図３（ｂ）に示すように、異なる計測周期のデータや不規則な計測周期のデータのトレンドを同一時間軸上に描くことが可能になり、各信号の時間変化を分析することができる。
【００３９】
図４は、本発明の実施の形態におけるデータ保存部２に記憶されるデータファイルの階層構造の説明図である。データベースシステム１は、プラント機器を管理するための各種データの各々のファイルにプラントのハードウェア階層構造に従って設けられたタグにより、プラントの系統機器構成図面やプラントの系統機器構成リストからのデータ検索を可能にしている。
【００４０】
すなわち、各種データファイルを指し示すファイルのタグを設け、ファイルタグをプラント、系統、機器、といったプラントのハードウェア階層構造にしたがって記録保存する。これにより、系統機器構成図面および系統機器構成リストからのデータ検索を可能にしている。
【００４１】
図５は、本発明の実施の形態における状態評価部３でグラフのスケールを規格化する場合の処理内容の説明図である。
【００４２】
図５において、状態評価部３は、比較する複数の信号データＸ、Ｙ、Ｚを各信号データＸ、Ｙ、Ｚのフルスケールで規格化して値の範囲を揃え、比較する信号数で縦軸方向の表示エリアを分割する。そして、各信号データＸ、Ｙ、Ｚの最大振幅が各表示エリア内に収まるように各信号データの縦軸を調整して、各信号データの縦軸の目盛りを規格化前の単位で記述する。これにより、各グラフ線が重ならないように、表示部６に対して比較表示する。
【００４３】
複数の単位や桁の異なる信号データＸ、Ｙ、Ｚを同じ時間軸で比較する場合、絶対値の大きな信号挙動を表示できるように縦軸のスケールを決めると、絶対値の小さな信号の変化は読みとれなくなる。そこで、各信号データＸ、Ｙ、Ｚの値を各信号データＸ、Ｙ、Ｚのフルスケールで規格化し、絶対値の範囲を揃えた上でグラフにプロットし、縦軸の目盛りは各信号データＸ、Ｙ、Ｚ数分だけ元の値で示すことで、すべての信号挙動が十分に表現できるようにする。
【００４４】
さらに、比較する信号数で縦軸方向の表示エリアを分割し、各信号データＸ、Ｙ、Ｚの最大振幅が各エリア内に収まるように各信号データＸ、Ｙ、Ｚの縦軸を調整して、各信号データＸ、Ｙ、Ｚの縦軸の目盛りを規格化前の単位で記述する。これにより、各グラフ線が重ならないように表示して各信号の変化特性を把握できるようにする。
【００４５】
図６は、本発明の実施の形態における状態評価部３でプラント機器の状態監視データおよび劣化データの経年変化を評価する場合の処理内容の説明図である。
【００４６】
例えば、図６に示すように、ポンプＡを対象とした場合、運転記録データから、起動停止回数、ある特定の値以上の吐出圧力、流量条件における積算運転時間などを算出する。そして、軸振動データの周波数解析のピーク値や軸の摩耗量を縦軸にプロットする。これにより、運転に伴う劣化の進行状況を把握する。
【００４７】
このように、状態評価部３では、プラント機器の運転記録から算出した特定の運転条件における積算時間および延べ起動停止回数に基づいて、プラント機器の状態監視データ（例えば軸振動）および劣化データ（例えば軸の摩耗量）の経年変化を評価し、その評価結果を表示部６に表示する。
【００４８】
すなわち、対象とするプラント機器の運転記録から温度や圧力等の特定の運転条件や、その運転条件における積算運転時間、延べ起動停止回数などを算出して横軸にとり、振動や音響等の状態監視、点検データを縦軸にプロットすることにより、プラント機器の劣化の進行状況を把握するできる。
【００４９】
図７は、本発明の実施の形態における状態評価部で複数のプラント機器を含む系統の性能評価およびその系統の個々のプラント機器の入出力信号の妥当性を評価する場合の処理内容の説明図である。
【００５０】
図７（ａ）において、いま、対象とするプラント機器Ａ２が系統Ａに含まれているとき、プラント機器Ａ２だけでなく、系統Ａ、プラント機器Ａ１、プラント機器Ａ３の入出力の妥当性もチェックする。図７（ｂ）は系統Ａの妥当性のチェック結果、図７（ｃ）はプラント機器Ａ１のチェック結果、図７（ｄ）はプラント機器Ａ２のチェック結果、図７（ｅ）はプラント機器Ａ３のチェック結果である。
【００５１】
これにより、プラント機器Ａ２の点検結果が他のプラント機器Ａ１、Ａ３の影響を受けているか否かを判別することができる。図７に示した一例の場合、系統Ａの応答の異常はプラント機器Ａ１の応答の異常が原因であり、プラント機器Ａ１の出力信号ａ２の値が正常時より低下している。このため、プラント機器Ａ２の出力信号ａ３、プラント機器Ａ３の出力信号ａ４も減少しているが、プラント機器Ａ２およびプラント機器Ａ３単体の応答は正常であることが判る。
【００５２】
このように、状態評価部３は、複数のプラント機器を含む系統の性能評価およびその系統の個々のプラント機器の入出力信号の妥当性評価を行い、各々のプラント機器の点検結果が他のプラント機器の影響を受けているか否かを判別し、その判別結果を表示部６に表示する。従って、プラント機器の点検結果が他のプラント機器の影響を受けているか否かが容易に判別できる。
【００５３】
図８は、本発明の実施の形態における影響評価部４で、当該故障モードが系統や他のプラント機器へ与える影響を自動的に抽出して評価する場合の処理内容の説明図である。
【００５４】
図８において、例えばプラント機器が熱交換器である場合の熱交換器の監視や点検で何らかの異常が見つかった場合を示している。すなわち、影響評価部４では、FMEAに記述された検知可能な振動や漏洩の監視データ、過去の保全内容等のデータを評価し、関連情報として提示する。疲労割れにより内部漏洩が発生した場合には、振動を関連情報として提示し、腐食による外部漏洩の場合にはリークドレン水位を関連情報として提示する。
【００５５】
すなわち、プラント機器の点検結果が正常範囲を逸脱していると、状態評価部３で判定された場合に、影響評価部４は、当該判定項目に相当する故障モードの影響を分析したFMEAデータに基づいて、当該故障モードがプラントや系統や他の機器へ与える影響を自動的に洗い出して評価する。これにより、当該プラント機器の劣化が系統やプラントに与える影響を把握できるようにする。
【００５６】
図９は、本発明の実施の形態における影響評価部４で、当該異常原因が系統や他のプラント機器へ与える結果を自動的に抽出して評価する場合の処理内容の説明図である。
【００５７】
図９において、この一例は冷却水ポンプ（Ａ）が故障してプラント緊急停止となったときに、その冷却水ポンプ（Ａ）の特性曲線や制御器の応答を評価し関連情報として提示する場合を示している。
【００５８】
冷却水ポンプ（Ａ）の故障としては、ポンプ吐出側弁故障、ポンプ機能喪失、ポンプ入口側弁故障がその原因として考えられ、ポンプ機能喪失による故障であったとすると、ポンプ機能喪失の原因としては、ポンプ継続運転失敗、ポンプリーク発生が考えられる。そして、ポンプ継続運転失敗の場合には、その原因としてポンプ性能低下、ポンプ制御器故障が考えられる。そこで、ポンプの流量圧力特性曲線や制御器の応答特性を評価し、関連情報として提示する。
【００５９】
すなわち、影響評価部４は、プラント機器の点検結果が正常範囲を逸脱していると判定された場合に、当該判定項目に相当する故障の原因と、その結果の因果関係を記述したフォールトツリーデータに基づいて、当該の異常原因がプラントや系統や他の機器へ与える結果を自動的に洗い出して評価する。これにより、当該プラント機器の劣化が系統やプラントに与える影響を把握できる。
【００６０】
このように、影響評価部４は、ポンプの監視や点検で何らかの異常が見つかった場合、フォールトツリーに記述された起因事象の監視データから、ポンプの特性曲線や制御器の応答を評価する。そして、その関連情報を表示部６に表示する。
【００６１】
図１０は、本発明の実施の形態における判定部５でプラント機器の点検時期を評価する場合の処理内容の説明図である。
【００６２】
判定部５は、経年劣化評価結果と故障モードの影響分析データまたは異常原因と結果の因果関係データとから、劣化の進行が進んだ場合にプラントの緊急停止に至る確率を算出し、その緊急停止確率が予め定めたしきい値を越えた場合には次のプラントの定期検査時に当該プラント機器の検査実施の指示を表示部６に表示出力する。
【００６３】
劣化が進んでプラント機器の機能が喪失した場合にプラントの緊急停止に至る確率を算出し、将来的に緊急停止確率が予め定めた許容値を越える場合には、図１０（ａ）に示すように、次のプラントの定期検査時に当該プラント機器の検査の実施を指示する。
【００６４】
また、系統が冗長化されていて当該プラント機器に予備機が存在し、運転中に隔離が可能な場合には、オンラインメンテナンスを推奨する。このときは、メンテナンス中は待機系がない状態での運転となるため、プラントの緊急停止確率が高くなるので、図１０（ｂ）に示すように、ある一定の許容値内に収まる場合にオンラインメンテナンスを指示する。
【００６５】
ここで、表示部６には、プラント機器の点検データの評価結果、他の機器の影響を受けているかどうかの判定結果、劣化の影響についての関連情報、検査時期の判定結果等が当該プラント機器についてまとめられた一連の情報として表示される。これにより、プラント機器の管理員は適切にプラント機器を管理できる。
【００６６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、プラント機器の運転履歴やプラント機器の状態監視、保守履歴に基づいて、劣化状態の把握や適切な点検時期の決定が可能になる。つまり、プラント機器の運転履歴データと保守履歴データとの相関からプラント機器の劣化傾向を把握して適切な点検時期を定めることができるので、プラント機器の健全性を確保しつつ、保守コストの低減を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わるプラント機器管理装置のブロック構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係わるプラント機器管理装置の通常の処理内容を示すフローチャート。
【図３】本発明の実施の形態におけるデータ保存部に記憶されるデータのうちの時系列データの説明図。
【図４】本発明の実施の形態におけるデータ保存部２に記憶されるデータファイルの階層構造の説明図。
【図５】本発明の実施の形態における状態評価部でグラフのスケールを規格化する場合の処理内容の説明図。
【図６】本発明の実施の形態における状態評価部でプラント機器の状態監視データおよび劣化データの経年変化を評価する場合の処理内容の説明図。
【図７】本発明の実施の形態における状態評価部で複数のプラント機器を含む系統の性能評価およびその系統の個々のプラント機器の入出力信号の妥当性を評価する場合の処理内容の説明図。
【図８】本発明の実施の形態における影響評価部で、当該故障モードが系統や他のプラント機器へ与える影響を自動的に抽出して評価する場合の処理内容の説明図。
【図９】本発明の実施の形態における影響評価部で、当該異常原因が系統や他のプラント機器へ与える結果を自動的に抽出して評価する場合の処理内容の説明図。
【図１０】本発明の実施の形態における判定部でプラント機器の点検時期を評価する場合の処理内容の説明図。
【符号の説明】
１ データベースシステム ２ データ保存部 ３ 状態評価部 ４ 影響評価部 ５ 判定部 ６ 表示部 ７ 出力部 ８ 記憶メディア ９ プリンタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電所のような大規模プラントの運転データとプラント機器の点検履歴データとを記録管理し、これらデータに基づいて機器の劣化状態を評価して最適な点検時期を決定するプラント機器管理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、原子力発電プラントでは、プラントの運転記録は手書きの文書データとして保存され、プロセスデータは計算機で周期的に自動収録された電子データとして保存されている。また、機器の状態監視データは振動や音響信号を周波数解析結果の電子データとして保存され、機器の点検データは手記録のデータを後に計算機に手入力し、計算機で作成した電子データとして保存している。
【０００３】
そして、それぞれのデータは形態が統一されていないので、相互参照されることはほとんどなく、運転中の監視や機器の点検保守は、それぞれ個別のデータに基づいて実施されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、プラント運転中の機器の状態監視結果と定期検査時の機器の点検結果の関係は、相互にデータが参照されることがないので、十分に解明されていない。このため、運転履歴と保守履歴との相関関係を分析して運転継続による機器の経年劣化傾向から適切な点検時期を決定することができない。そこで、予め定めた点検周期に従って定期的に点検を繰り返している。この結果、不要な分解点検作業によって保守コストが増加するだけでなく、却って機器の健全性を損ねる恐れもあった。
【０００５】
本発明の目的は、運転履歴データと保守履歴データとの相関から機器の劣化傾向を把握して適切な点検時期を定めることができるプラント機器管理装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係わるプラント機器管理装置は、プラント機器を管理するための各種データを管理するデータベースシステムと、前記データベースシステムで管理される各種データを記憶するデータ保存部と、前記データ保存部に記憶された各種データに基づいてプラント機器の経年劣化状態を評価する状態評価部と、前記プラント機器の経年劣化の影響を評価する影響評価部と、前記状態評価部での経年劣化状態評価結果と前記影響評価部での影響評価結果に基づいて当該プラント機器の点検時期を判定する判定部と、前記経年劣化状態評価結果、前記影響評価結果および前記点検時期を前記プラント機器ごとにまとめて表示する表示部と、前記経年劣化状態評価結果、前記影響評価結果および前記点検時期を前記プラント機器ごとにまとめて外部の記憶メディアおよびプリンタに出力する出力部とを備え、前記データ保存部が記憶する各種データは、プラント運転データおよびプロセス信号データ、機器の健全性監視データを含む機器運転記録データ、並びに、保守点検履歴データを含む機器点検記録データを含み、前記データベースシステムは、計測した値を計測時刻とともに前記データ保存部に記録し、異なる計測周期のデータおよび不規則な計測周期のデータを同一時間軸上で管理し、前記状態評価部は、前記プラントの運転記録データおよびプロセスデータ、前記プラント機器の運転記録および健全性監視データ、保守点検履歴データから、前記プラント機器の積算運転時間、起動停止回数、運転条件に対応して、振動および異音を含む状態監視結果、摩耗量の点検結果を調べて経年劣化状態を評価することを特徴とする。
【０００７】
請求項１の発明に係わるプラント機器管理装置では、データベースシステムはデータ保存部に保存されたプラント機器を管理するための各種データを管理する。判定部は、状態評価部で評価されたプラント機器の経年劣化状態評価結果と影響評価部で評価されたプラント機器の影響評価結果に基づいて、当該プラント機器の点検時期を判定する。そして、その判定結果である点検時期、経年劣化状態評価結果および影響評価結果は、表示部に表示されるとともに、出力部を介して外部に出力される。
【０００９】
また、請求項１の発明に係わるプラント機器管理装置では、上述の作用に加え、データベースシステムは、計測した値を計測時刻とともにデータ保存部に記録し、異なる計測周期のデータおよび不規則な計測周期のデータを同一時間軸上で管理する。これにより、異なる計測周期のデータおよび不規則な計測周期のデータを、同一時間軸上での比較評価を可能とする。
【００１０】
請求項２の発明に係わるプラント機器管理装置は、請求項１の発明において、前記データベースシステムは、プラント機器を管理するための各種データの各々のファイルにプラントのハードウェア階層構造に従ってタグを設け、プラントの系統機器構成図面やプラントの系統機器構成リストからのデータ検索を可能にすることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明に係わるプラント機器管理装置は、請求項１の発明の作用に加え、データベースシステムは、ファイルに設けられたタグにより、プラントの系統機器構成図面やプラントの系統機器構成リストからのデータ検索を行う。
【００１２】
請求項３の発明に係わるプラント機器管理装置は、請求項１の発明において、前記状態評価部は、比較する複数の信号データを各信号データのフルスケールで規格化して値の範囲を揃え、前記表示部に対して、比較する信号数で縦軸方向の表示エリアを分割し、各信号データの最大振幅が各表示エリア内に収まるように各信号データの縦軸を調整して、各信号データの縦軸の目盛りを規格化前の単位で記述し、各グラフ線が重ならないように比較表示することを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明に係わるプラント機器管理装置は、請求項１の発明の作用に加え、状態評価部は、比較する複数の信号データを各信号データのフルスケールで規格化して値の範囲を揃える。そして、比較する信号数で縦軸方向の表示エリアを分割し、各信号データの最大振幅が各表示エリア内に収まるように各信号データの縦軸を調整して、各信号データの縦軸の目盛りを規格化前の単位で記述し、各グラフ線が重ならないように表示部に比較表示する。
【００１４】
請求項４の発明に係わるプラント機器管理装置は、請求項１の発明において、前記状態評価部は、プラント機器の運転記録から算出した特定の運転条件における積算時間および延べ起動停止回数に基づいて、プラント機器の状態監視データおよび劣化データの経年変化を評価しその評価結果を前記表示部に表示することを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明に係わるプラント機器管理装置では、請求項１の発明の作用に加え、状態評価部は、プラント機器の運転記録から算出した特定の運転条件における積算時間および延べ起動停止回数に基づいて、プラント機器の状態監視データおよび劣化データの経年変化を評価しその評価結果を表示部に表示する。
【００１６】
請求項５の発明に係わるプラント機器管理装置は、請求項１の発明において、前記状態評価部は、複数のプラント機器を含む系統の性能評価およびその系統の個々のプラント機器の入出力信号の妥当性評価を行い、各々のプラント機器の点検結果が他のプラント機器の影響を受けているか否かを判別しその判別結果を前記表示部に表示することを特徴とする。
【００１７】
請求項５の発明に係わるプラント機器管理装置では、請求項１の発明の作用に加え、状態評価部は、複数のプラント機器を含む系統の性能評価およびその系統の個々のプラント機器の入出力信号の妥当性評価を行い、各々のプラント機器の点検結果が他のプラント機器の影響を受けているか否かを判別しその判別結果を表示部に表示する。
【００１８】
請求項６の発明に係わるプラント機器管理装置は、請求項１の発明において、前記影響評価部は、前記状態評価部により前記プラント機器の点検結果が正常範囲を逸脱していると判定された場合に、当該判定項目に相当する故障モードの影響を分析したFMEAデータに基づいて、当該故障モードが系統や他のプラント機器へ与える影響を自動的に抽出して評価し、関連情報として前記表示部に表示することを特徴とする。
【００１９】
請求項６の発明に係わるプラント機器管理装置では、請求項１の発明の作用に加え、状態評価部によりプラント機器の点検結果が正常範囲を逸脱していると判定された場合に、影響評価部は、当該判定項目に相当する故障モードの影響を分析したFMEAデータに基づいて、当該故障モードが系統や他のプラント機器へ与える影響を自動的に抽出して評価し、関連情報として表示部に表示する。
【００２０】
請求項７の発明に係わるプラント機器管理装置は、請求項１の発明において、前記影響評価部は、前記状態評価部により前記プラント機器の点検結果が正常範囲を逸脱していると判定された場合に、当該判定項目に相当する故障の原因とその結果の因果関係を記述したフォールトツリーデータに基づいて、当該異常原因が系統や他のプラント機器へ与える結果を自動的に抽出して評価し、関連情報として前記表示部に表示することを特徴とする。
【００２１】
請求項７の発明に係わるプラント機器管理装置では、請求項１の発明の作用に加え、状態評価部によりプラント機器の点検結果が正常範囲を逸脱していると判定された場合に、影響評価部は、当該判定項目に相当する故障の原因とその結果の因果関係を記述したフォールトツリーデータに基づいて、当該異常原因が系統や他のプラント機器へ与える結果を自動的に抽出して評価し、関連情報として表示部に表示する。
【００２２】
請求項８の発明に係わるプラント機器管理装置は、請求項１の発明において、前記判定部は、経年劣化評価結果と故障モードの影響分析データまたは異常原因と結果の因果関係データとから、劣化の進行が進んだ場合にプラントの緊急停止に至る確率を算出し、その緊急停止確率が予め定めたしきい値を越えた場合には次のプラントの定期検査時に当該プラント機器の検査実施の指示を前記表示部に表示することを特徴とする。
【００２３】
請求項８の発明に係わるプラント機器管理装置では、請求項１の発明の作用に加え、経年劣化評価結果と故障モードの影響分析データまたは異常原因と結果の因果関係データとから、判定部は、劣化の進行が進んだ場合にプラントの緊急停止に至る確率を算出し、その緊急停止確率が予め定めたしきい値を越えた場合には次のプラントの定期検査時に当該プラント機器の検査実施の指示を表示部に表示する。
【００２４】
請求項９の発明に係わるプラント機器管理装置は、請求項１の発明において、前記外部の記憶メディアは、磁気ディスク、磁気テープ、CD-R、CD-R/W、DVD-RAM、MOであることを特徴とする。
【００２５】
請求項９の発明に係わるプラント機器管理装置では、請求項１の発明の作用に加え、プラント機器ごとの点検結果に関する一連の情報を、磁気ディスク、磁気テープ、CD-R、CD-R/W、DVD-RAM、MO等の外部記憶メディアに記憶する。
【００２６】
【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は本発明の実施の形態に係わるプラント機器管理装置のブロック構成図である。
【００２７】
図１において、データベースシステム１は、プラント機器を管理するための各種データを入力し管理し、データベースシステム１で管理される各種データはデータ保存部２に記憶される。データ保存部２に記憶されるデータは、プラント運転記録データＤ１およびプロセス信号データＤ２、機器の健全性監視データを含む機器運転記録データＤ３、保守点検履歴データを含む機器点検記録データＤ４、機器の故障モードに応じた影響を分析したFMEAデータおよび機器の劣化の原因とその結果の因果関係を記述したフォールトツリーデータを含むFMEA,FTAデータＤ５、設計仕様データＤ６から構成される。
【００２８】
状態評価部３は、データ保存部２に記憶された各種データに基づいてプラント機器の経年劣化状態を評価し、影響評価部４はプラント機器の経年劣化の影響を評価する。また、判定部５は状態評価部３での経年劣化状態評価結果と影響評価部４での影響評価結果に基づいて当該プラント機器の点検時期を判定する。
【００２９】
これらの経年劣化状態評価結果、影響評価結果および点検時期は、プラント機器ごとにまとめて表示部６に表示され、さらに、出力部７を介して、プラント機器ごとにまとめられて外部の記憶メディア８およびプリンタ９に出力される。外部の記憶メディア８としては、磁気ディスク、磁気テープ、CD-R、CD-R/W、DVD-RAM、MOなどが使用され、点検結果に関する一連の情報が電子データとしてこれら外部の記憶メディア８に出力され記憶される。また、プリンタ９にはドキュメントとして出力される。
【００３０】
新たな機器点検データが得られると、データベースシステム１はデータ保存部２に更新記憶し、状態評価部３ではプラントの運転記録データおよびプロセスデータ、機器運転記録および健全性監視データ、保守点検履歴データに基づいて、当該プラント機器の経年劣化状態を評価する。そして、影響評価部４ではこの結果を受けて、機器の故障モードに応じた影響を分析したFMEAデータまたは機器の劣化の原因とその結果の因果関係を記述したフォールトツリーデータから、当該プラント機器の経年劣化の原因と影響を評価する。
【００３１】
また、判定部５では、経年劣化状態の評価結果と影響評価結果に基づいて当該プラント機器の点検時期を判定する。表示部７は状態評価結果と影響評価結果とを機器ごとにまとめて表示する。出力部は状態評価結果と影響評価結を外部の記憶メディア８に記憶すると共にプリンタ９にドキュメントとして出力する。
【００３２】
次に、プラント機器管理装置の通常の動作の流れを図２に示す。データベースシステム１はプラント機器の新たな機器点検データが入力されたか否かを判定する（Ｓ１）。新たな機器点検データが入力された場合にはデータ保存部２に記憶更新する。また、状態評価部３では当該プラント機器の劣化の状態評価を行う（Ｓ２）。すなわち、プラントの運転記録データおよびプロセスデータ、当該プラント機器の運転記録および健全性監視データ、保守点検履歴データから、当該プラント機器の積算運転時間、起動停止回数、運転条件などに対応して、振動および異音などの状態監視結果、摩耗量などの点検結果を調べて経年劣化状態を評価する。
【００３３】
状態評価部３で劣化が進行して正常範囲を逸脱していると判定された場合には（Ｓ４）、影響評価部４ではプラント機器の故障モードに応じた影響を分析したFMEAデータ、または、機器の劣化の原因とその結果の因果関係を記述したフォールトツリーデータから、劣化の影響チェックに必要な項目を抽出して調べ、他の機器や系統やプラントの運転性能に及ぼしている影響を評価する（Ｓ５）。
【００３４】
判定部５では、経年劣化状態の評価結果と影響評価結果とから、当該プラント機器の劣化による運転性能低下がプラントの緊急停止を引き起こす確率を求め、予め定めたしきい値を越えるか否かを判定し（Ｓ６）、予め定めたしきい値を超える場合には、次回の定期検査で保守を実施するように促す（Ｓ７）。つまり、表示部６には状態評価結果と影響評価結果を当該プラント機器のカルテとしてまとめて表示し（Ｓ８）、出力部７からは状態評価結果と影響評価結を外部の記憶メディア８およびドプリンタ９に出力する（Ｓ９）。
【００３５】
図３は、本発明の実施の形態におけるデータ保存部２に記憶されるデータのうちの時系列データの説明図である。
【００３６】
データベースシステム１は、計測した値を計測時刻とともにデータ保存部２に記録する。そして、異なる計測周期のデータおよび不規則な計測周期のデータを同一時間軸上で管理する。
【００３７】
図３（ａ）において、プラント運転保守に関わる時系列データの形式は、計測時刻とその時点での値とで構成される。時系列データは、プラントの運転記録データおよびプロセス信号データ、機器の運転記録および健全性監視データ、保守点検履歴データ等であり、これらの時系列データについて、各信号値を計測時刻とともに記録する。
【００３８】
データ形式は２次元配列で、行方向に同時計測する信号の並びであり、第１行は計測時刻を記録するものとし、列方向に各時刻における信号値を記録する。計算機などで同時に複数の信号を記録する場合はもちろん、手記録でも同時刻とみなせる場合には同じ行に記録する。このようなデータ形式にすることで、図３（ｂ）に示すように、異なる計測周期のデータや不規則な計測周期のデータのトレンドを同一時間軸上に描くことが可能になり、各信号の時間変化を分析することができる。
【００３９】
図４は、本発明の実施の形態におけるデータ保存部２に記憶されるデータファイルの階層構造の説明図である。データベースシステム１は、プラント機器を管理するための各種データの各々のファイルにプラントのハードウェア階層構造に従って設けられたタグにより、プラントの系統機器構成図面やプラントの系統機器構成リストからのデータ検索を可能にしている。
【００４０】
すなわち、各種データファイルを指し示すファイルのタグを設け、ファイルタグをプラント、系統、機器、といったプラントのハードウェア階層構造にしたがって記録保存する。これにより、系統機器構成図面および系統機器構成リストからのデータ検索を可能にしている。
【００４１】
図５は、本発明の実施の形態における状態評価部３でグラフのスケールを規格化する場合の処理内容の説明図である。
【００４２】
図５において、状態評価部３は、比較する複数の信号データＸ、Ｙ、Ｚを各信号データＸ、Ｙ、Ｚのフルスケールで規格化して値の範囲を揃え、比較する信号数で縦軸方向の表示エリアを分割する。そして、各信号データＸ、Ｙ、Ｚの最大振幅が各表示エリア内に収まるように各信号データの縦軸を調整して、各信号データの縦軸の目盛りを規格化前の単位で記述する。これにより、各グラフ線が重ならないように、表示部６に対して比較表示する。
【００４３】
複数の単位や桁の異なる信号データＸ、Ｙ、Ｚを同じ時間軸で比較する場合、絶対値の大きな信号挙動を表示できるように縦軸のスケールを決めると、絶対値の小さな信号の変化は読みとれなくなる。そこで、各信号データＸ、Ｙ、Ｚの値を各信号データＸ、Ｙ、Ｚのフルスケールで規格化し、絶対値の範囲を揃えた上でグラフにプロットし、縦軸の目盛りは各信号データＸ、Ｙ、Ｚ数分だけ元の値で示すことで、すべての信号挙動が十分に表現できるようにする。
【００４４】
さらに、比較する信号数で縦軸方向の表示エリアを分割し、各信号データＸ、Ｙ、Ｚの最大振幅が各エリア内に収まるように各信号データＸ、Ｙ、Ｚの縦軸を調整して、各信号データＸ、Ｙ、Ｚの縦軸の目盛りを規格化前の単位で記述する。これにより、各グラフ線が重ならないように表示して各信号の変化特性を把握できるようにする。
【００４５】
図６は、本発明の実施の形態における状態評価部３でプラント機器の状態監視データおよび劣化データの経年変化を評価する場合の処理内容の説明図である。
【００４６】
例えば、図６に示すように、ポンプＡを対象とした場合、運転記録データから、起動停止回数、ある特定の値以上の吐出圧力、流量条件における積算運転時間などを算出する。そして、軸振動データの周波数解析のピーク値や軸の摩耗量を縦軸にプロットする。これにより、運転に伴う劣化の進行状況を把握する。
【００４７】
このように、状態評価部３では、プラント機器の運転記録から算出した特定の運転条件における積算時間および延べ起動停止回数に基づいて、プラント機器の状態監視データ（例えば軸振動）および劣化データ（例えば軸の摩耗量）の経年変化を評価し、その評価結果を表示部６に表示する。
【００４８】
すなわち、対象とするプラント機器の運転記録から温度や圧力等の特定の運転条件や、その運転条件における積算運転時間、延べ起動停止回数などを算出して横軸にとり、振動や音響等の状態監視、点検データを縦軸にプロットすることにより、プラント機器の劣化の進行状況を把握するできる。
【００４９】
図７は、本発明の実施の形態における状態評価部で複数のプラント機器を含む系統の性能評価およびその系統の個々のプラント機器の入出力信号の妥当性を評価する場合の処理内容の説明図である。
【００５０】
図７（ａ）において、いま、対象とするプラント機器Ａ２が系統Ａに含まれているとき、プラント機器Ａ２だけでなく、系統Ａ、プラント機器Ａ１、プラント機器Ａ３の入出力の妥当性もチェックする。図７（ｂ）は系統Ａの妥当性のチェック結果、図７（ｃ）はプラント機器Ａ１のチェック結果、図７（ｄ）はプラント機器Ａ２のチェック結果、図７（ｅ）はプラント機器Ａ３のチェック結果である。
【００５１】
これにより、プラント機器Ａ２の点検結果が他のプラント機器Ａ１、Ａ３の影響を受けているか否かを判別することができる。図７に示した一例の場合、系統Ａの応答の異常はプラント機器Ａ１の応答の異常が原因であり、プラント機器Ａ１の出力信号ａ２の値が正常時より低下している。このため、プラント機器Ａ２の出力信号ａ３、プラント機器Ａ３の出力信号ａ４も減少しているが、プラント機器Ａ２およびプラント機器Ａ３単体の応答は正常であることが判る。
【００５２】
このように、状態評価部３は、複数のプラント機器を含む系統の性能評価およびその系統の個々のプラント機器の入出力信号の妥当性評価を行い、各々のプラント機器の点検結果が他のプラント機器の影響を受けているか否かを判別し、その判別結果を表示部６に表示する。従って、プラント機器の点検結果が他のプラント機器の影響を受けているか否かが容易に判別できる。
【００５３】
図８は、本発明の実施の形態における影響評価部４で、当該故障モードが系統や他のプラント機器へ与える影響を自動的に抽出して評価する場合の処理内容の説明図である。
【００５４】
図８において、例えばプラント機器が熱交換器である場合の熱交換器の監視や点検で何らかの異常が見つかった場合を示している。すなわち、影響評価部４では、FMEAに記述された検知可能な振動や漏洩の監視データ、過去の保全内容等のデータを評価し、関連情報として提示する。疲労割れにより内部漏洩が発生した場合には、振動を関連情報として提示し、腐食による外部漏洩の場合にはリークドレン水位を関連情報として提示する。
【００５５】
すなわち、プラント機器の点検結果が正常範囲を逸脱していると、状態評価部３で判定された場合に、影響評価部４は、当該判定項目に相当する故障モードの影響を分析したFMEAデータに基づいて、当該故障モードがプラントや系統や他の機器へ与える影響を自動的に洗い出して評価する。これにより、当該プラント機器の劣化が系統やプラントに与える影響を把握できるようにする。
【００５６】
図９は、本発明の実施の形態における影響評価部４で、当該異常原因が系統や他のプラント機器へ与える結果を自動的に抽出して評価する場合の処理内容の説明図である。
【００５７】
図９において、この一例は冷却水ポンプ（Ａ）が故障してプラント緊急停止となったときに、その冷却水ポンプ（Ａ）の特性曲線や制御器の応答を評価し関連情報として提示する場合を示している。
【００５８】
冷却水ポンプ（Ａ）の故障としては、ポンプ吐出側弁故障、ポンプ機能喪失、ポンプ入口側弁故障がその原因として考えられ、ポンプ機能喪失による故障であったとすると、ポンプ機能喪失の原因としては、ポンプ継続運転失敗、ポンプリーク発生が考えられる。そして、ポンプ継続運転失敗の場合には、その原因としてポンプ性能低下、ポンプ制御器故障が考えられる。そこで、ポンプの流量圧力特性曲線や制御器の応答特性を評価し、関連情報として提示する。
【００５９】
すなわち、影響評価部４は、プラント機器の点検結果が正常範囲を逸脱していると判定された場合に、当該判定項目に相当する故障の原因と、その結果の因果関係を記述したフォールトツリーデータに基づいて、当該の異常原因がプラントや系統や他の機器へ与える結果を自動的に洗い出して評価する。これにより、当該プラント機器の劣化が系統やプラントに与える影響を把握できる。
【００６０】
このように、影響評価部４は、ポンプの監視や点検で何らかの異常が見つかった場合、フォールトツリーに記述された起因事象の監視データから、ポンプの特性曲線や制御器の応答を評価する。そして、その関連情報を表示部６に表示する。
【００６１】
図１０は、本発明の実施の形態における判定部５でプラント機器の点検時期を評価する場合の処理内容の説明図である。
【００６２】
判定部５は、経年劣化評価結果と故障モードの影響分析データまたは異常原因と結果の因果関係データとから、劣化の進行が進んだ場合にプラントの緊急停止に至る確率を算出し、その緊急停止確率が予め定めたしきい値を越えた場合には次のプラントの定期検査時に当該プラント機器の検査実施の指示を表示部６に表示出力する。
【００６３】
劣化が進んでプラント機器の機能が喪失した場合にプラントの緊急停止に至る確率を算出し、将来的に緊急停止確率が予め定めた許容値を越える場合には、図１０（ａ）に示すように、次のプラントの定期検査時に当該プラント機器の検査の実施を指示する。
【００６４】
また、系統が冗長化されていて当該プラント機器に予備機が存在し、運転中に隔離が可能な場合には、オンラインメンテナンスを推奨する。このときは、メンテナンス中は待機系がない状態での運転となるため、プラントの緊急停止確率が高くなるので、図１０（ｂ）に示すように、ある一定の許容値内に収まる場合にオンラインメンテナンスを指示する。
【００６５】
ここで、表示部６には、プラント機器の点検データの評価結果、他の機器の影響を受けているかどうかの判定結果、劣化の影響についての関連情報、検査時期の判定結果等が当該プラント機器についてまとめられた一連の情報として表示される。これにより、プラント機器の管理員は適切にプラント機器を管理できる。
【００６６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、プラント機器の運転履歴やプラント機器の状態監視、保守履歴に基づいて、劣化状態の把握や適切な点検時期の決定が可能になる。つまり、プラント機器の運転履歴データと保守履歴データとの相関からプラント機器の劣化傾向を把握して適切な点検時期を定めることができるので、プラント機器の健全性を確保しつつ、保守コストの低減を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わるプラント機器管理装置のブロック構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係わるプラント機器管理装置の通常の処理内容を示すフローチャート。
【図３】本発明の実施の形態におけるデータ保存部に記憶されるデータのうちの時系列データの説明図。
【図４】本発明の実施の形態におけるデータ保存部２に記憶されるデータファイルの階層構造の説明図。
【図５】本発明の実施の形態における状態評価部でグラフのスケールを規格化する場合の処理内容の説明図。
【図６】本発明の実施の形態における状態評価部でプラント機器の状態監視データおよび劣化データの経年変化を評価する場合の処理内容の説明図。
【図７】本発明の実施の形態における状態評価部で複数のプラント機器を含む系統の性能評価およびその系統の個々のプラント機器の入出力信号の妥当性を評価する場合の処理内容の説明図。
【図８】本発明の実施の形態における影響評価部で、当該故障モードが系統や他のプラント機器へ与える影響を自動的に抽出して評価する場合の処理内容の説明図。
【図９】本発明の実施の形態における影響評価部で、当該異常原因が系統や他のプラント機器へ与える結果を自動的に抽出して評価する場合の処理内容の説明図。
【図１０】本発明の実施の形態における判定部でプラント機器の点検時期を評価する場合の処理内容の説明図。
【符号の説明】
１ データベースシステム ２ データ保存部 ３ 状態評価部 ４ 影響評価部 ５ 判定部 ６ 表示部 ７ 出力部 ８ 記憶メディア ９ プリンタ
Claims (9)
- プラント機器を管理するための各種データを管理するデータベースシステムと、前記データベースシステムで管理される各種データを記憶するデータ保存部と、前記データ保存部に記憶された各種データに基づいてプラント機器の経年劣化状態を評価する状態評価部と、前記プラント機器の経年劣化の影響を評価する影響評価部と、前記状態評価部での経年劣化状態評価結果と前記影響評価部での影響評価結果に基づいて当該プラント機器の点検時期を判定する判定部と、前記経年劣化状態評価結果、前記影響評価結果および前記点検時期を前記プラント機器ごとにまとめて表示する表示部と、前記経年劣化状態評価結果、前記影響評価結果および前記点検時期を前記プラント機器ごとにまとめて外部の記憶メディアおよびプリンタに出力する出力部とを備え、前記データ保存部が記憶する各種データは、プラント運転データおよびプロセス信号データ、機器の健全性監視データを含む機器運転記録データ、並びに、保守点検履歴データを含む機器点検記録データを含み、前記データベースシステムは、計測した値を計測時刻とともに前記データ保存部に記録し、異なる計測周期のデータおよび不規則な計測周期のデータを同一時間軸上で管理し、前記状態評価部は、前記プラントの運転記録データおよびプロセスデータ、前記プラント機器の運転記録および健全性監視データ、保守点検履歴データから、前記プラント機器の積算運転時間、起動停止回数、運転条件に対応して、振動および異音を含む状態監視結果、摩耗量の点検結果を調べて経年劣化状態を評価することを特徴とするプラント機器管理装置。
- 前記データベースシステムは、プラント機器を管理するための各種データの各々のファイルにプラントのハードウェア階層構造に従ってタグを設け、プラントの系統機器構成図面やプラントの系統機器構成リストからのデータ検索を可能にすることを特徴とする請求項１に記載のプラント機器管理装置。
- 前記状態評価部は、比較する複数の信号データを各信号データのフルスケールで規格化して値の範囲を揃え、前記表示部に対して、比較する信号数で縦軸方向の表示エリアを分割し、各信号データの最大振幅が各表示エリア内に収まるように各信号データの縦軸を調整して、各信号データの縦軸の目盛りを規格化前の単位で記述し、各グラフ線が重ならないように比較表示することを特徴とする請求項１に記載のプラント機器管理装置。
- 前記状態評価部は、プラント機器の運転記録から算出した特定の運転条件における積算時間および延べ起動停止回数に基づいて、プラント機器の状態監視データおよび劣化データの経年変化を評価しその評価結果を前記表示部に表示することを特徴とする請求項１に記載のプラント機器管理装置。
- 前記状態評価部は、複数のプラント機器を含む系統の性能評価およびその系統の個々のプラント機器の入出力信号の妥当性評価を行い、各々のプラント機器の点検結果が他のプラント機器の影響を受けているか否かを判別しその判別結果を前記表示部に表示することを特徴とする請求項１に記載のプラント機器管理装置。
- 前記影響評価部は、前記状態評価部により前記プラント機器の点検結果が正常範囲を逸脱していると判定された場合に、当該判定項目に相当する故障モードの影響を分析したＦＭＥＡデータに基づいて、当該故障モードが系統や他のプラント機器へ与える影響を自動的に抽出して評価し、関連情報として前記表示部に表示することを特徴とする請求項１に記載のプラント機器管理装置。
- 前記影響評価部は、前記状態評価部により前記プラント機器の点検結果が正常範囲を逸脱していると判定された場合に、当該判定項目に相当する故障の原因とその結果の因果関係を記述したフォールトツリーデータに基づいて、当該異常原因が系統や他のプラント機器へ与える結果を自動的に抽出して評価し、関連情報として前記表示部に表示することを特徴とする請求項１に記載のプラント機器管理装置。
- 前記判定部は、経年劣化評価結果と故障モードの影響分析データまたは異常原因と結果の因果関係データとから、劣化の進行が進んだ場合にプラントの緊急停止に至る確率を算出し、その緊急停止確率が予め定めたしきい値を越えた場合には次のプラントの定期検査時に当該プラント機器の検査実施の指示を前記表示部に表示することを特徴とする請求項１に記載のプラント機器管理装置。
- 前記外部の記憶メディアは、磁気ディスク、磁気テープ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＭＯであることを特徴とする請求項１に記載のプラント機器管理装置。
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