JP4634958B2 - プラントデータ処理装置とその実現用コンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、プラントの運転支援や故障検出、シミュレータなどのシステムにおいて、各種の演算を行うために幅広く使用されるプラント特性式を、プラントの運転データから求める際に使用されるプラントデータ処理装置に関するものである。

プラントの運転データから、例えば下記（式１）の特性式として定義されるプラント特性モデルを導出する装置について考える。この場合、X１,X2,…Xn,Yは運転データに含まれる既知のデータであり、各変数の係数a１,a2,…,an,b１が求める未知のパラメータである。

ここで対象とする特性式は、入出力Xi,Y（i = １, 2, … , n）を既知とし、パラメータai（i = １, 2, … , n）等が求められれば、（式１）の形に限定されない。例えば、変数Xiについての２乗や３乗などの高次の項、及びXi Xj のような乗算項を含んでも良い。またai sin（Xi）のような非線形関数を含んでいても良い。その他の一般的な式でも良い。

例えば対象機器をコジェネとした場合、X１は燃料流量、Yは発電機出力であり、a１,b１はその特性式を表現するパラメータとなる。この（式１）のようにプラント特性を表す式は、運転支援装置や故障検出装置、シミュレータなどのシステムで各種演算を行うために幅広く用いられるものである。

運転データから（式１）のパラメータを求めるために、従来は一般的に図５のような手順により導出していた。しかしながら、試行錯誤により運転データが増え、対応関係も複雑となるため、データの管理が困難であった。以下、図５に示す従来のプラント特性パラメータ導出手順を説明する。

(1) データチェック（１００）
分析を行う運転データ１０５のチェックを行い、問題があれば計算に支障が無いように修正する。例えば以下の通り。
・数値データが入らず、ブランク（空）になっているデータはないか。
・ある定められた上下限値（通常運用範囲）を超えたデータはないか。

(2) データ抽出１０１
・（式１）のようなプラントの静特性モデルを導出する場合、ある負荷で一定となっているデータ（静特性データ）だけ抜き出す。つまり動特性が含まれているデータは落とす。
・故障やその他の異常により、モデル化に適さない運転となっている期間のデータは削除する
・抽出した結果問題があるようであれば、再度データ抽出をやり直す。

(3) パラメータ計算１０２
・モデル式１０６と、抽出したデータ１０１に基づき、（式１）のパラメータを計算して求める。最小２乗法などを始め、各種の計算手法がある。

(4) パラメータ評価１０３
・求めたパラメータの妥当性を評価する。例えば最小２乗法の場合のＲ２（寄与率）評価や、推定値と実績値の比較、信頼度評価などを行う。
・評価した結果問題があれば、モデル式１０６の式の形（次数）や運転データとして与える変数を見直したり、パラメータ計算に用いる抽出データを再度適したものになるよう修正する。

前記のような図５の作業を行うと、かなり試行錯誤が必要となる。これは以下の理由による。
（1) データチェック１００やデータ抽出１０１が試行錯誤となる。
・体系だったエラーの除去方法やデータの抽出手法がない。
・またデータ抽出については、実際の運転データを対象にしているため、運転データを採取した機器の個別の運転状況に大きく影響される。例えば、機器の不調によりプラント特性の導出に適さないデータが含まれるなど。

・（式１）で表されるプラントの静特性を導出する際に、運転データには動特性も含まれるため、適切なフィルタリングによって動特性は除去しなければならない。例えば一定負荷で安定しているデータだけ切り出す必要がある。ただし、この動特性のフィルタリングは、各機器の動特性に応じて個別にチューニングする必要があり、結果を評価しながら繰り返し実行することとなる。

（2) パラメータ計算１０２が試行錯誤となる
・パラメータ計算１０２を行ったときに仮定したモデル式１０６の構造が、必ずしも正しい物ではなく、やり直す必要が生じる。例えば、モデル式の次数や、どの運転データを変数Xiとして取るか、などである。

上述の理由により、図５に示した作業を行うと、非常に多くのデータや、そのデータを計算したときの条件が作成される。データの数が多いこと、また計算元データと計算結果データとの対応、及び計算条件との対応を合わせて管理しなければならないため、混乱しやすく、かつ管理がかなり大変なものとなる。

例として、図５の手順により、試行Ａ、試行Ｂ、試行Ｃの３回の繰り返し計算を行った場合の計算の流れを、図６に示す。この例では、運転データ１０５に基づきデータチェック１００を行った後、試行Ａとしてデータ抽出１０１(A)、パラメータ計算１０２(A)、パラメータ評価１０３(A)を行う。結果に問題があれば、次に試行Ｂとしてデータ抽出条件を見直し、データ抽出１０１(B)、パラメータ計算１０２(B)、パラメータ評価１０３(B)を行う。再度結果に問題があれば、次に試行Ｃとしてモデル式１０６(C)を見直し、パラメータ計算１０２(C)、パラメータ評価１０３(C)を行う。

この例の３回の試行でも、多くのデータが作成され、さらにそれらの対応関係まで合わせて管理するのは、容易ではない。ケースバイケースで大きく異なるが、通常このような試行は簡単なものでも５〜１０回、複雑なものでは、それ以上になる。

さらに注意すべきなのは、１つのモデル式を導出するだけでもこれだけ煩雑になるが、一般的には複数のモデル式を導出する必要があるため、作成されるデータ数がさらに何倍にもなるということである。コジェネという機器の特性を表すためには、燃料流量と発電機出力の関係式、燃料流量と蒸気流量の関係式、発電機出力と補機電力の関係式など、複数の式を求める必要がある。さらに一般的にプラントは、複数台の機器から構成されるため、求める式もこの数倍になる。

他のモデル式を導出する場合には、対象とする元の運転データは共通であるが、抽出条件やモデル式の構造など各種条件の見直しが必要となる。こういった繰り返しに近い計算についても、手順は似かよっているが、また別の試行錯誤を行わなければならず、手間が掛かっていた。

こういった多くのデータを管理する試みとして、特許文献１に示すプラント運転制御装置が提案されている。これは、プラントの運転制御装置に対して、人間がマンマシン画面を介して行った操作を自動的に記録・管理し、重要度や類似度の判別をすることで、効率的な管理が行えるように考慮している。

しかしながら、特許文献１に記載の発明は、上述したプラントの特性式を求める場合には適用できない。そのため問題の本質である処理データの効率的な管理手法等については、新しい手法の検討を行う必要がある。
特開２００３−５８２４１号公報

以上述べたように、運転支援や故障検出、シミュレータなどのシステムで、各種演算を行うために幅広く用いられるプラント特性式を、運転データから求める場合に、従来技術においては次の問題がある。

・データ処理が試行錯誤的になるため、作成されるデータの数が非常に多い。また計算元データと計算結果データとの対応、及び計算条件との対応を合わせて管理しなければならない。このため、管理がかなり大変である。

・あるプラント特性式を導出した後、他の特性式を導出する場合に、対象とする元の運転データは共通であるが、各種条件の見直しが必要となる。こういった繰り返しに近い計算についても、手順は似かよっているが、また別の試行錯誤を行わなければならず、手間が掛かっていた。

本発明は前記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであって、その目的は、プラント特性式を得るための数多くの運転データを適切かつ効率良く管理することのできるプラントデータ処理装置を提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明のプラントデータ処理装置は、操作メニューや演算結果をユーザに表示し、またユーザからの操作指令を受け付けるマンマシン表示手段と、マンマシン表示手段が受け付けたユーザからの指令に基づき、データ入出力、データ管理情報の作成及びデータ処理演算の実行を制御する実行制御手段と、実行制御手段からの指令に基づき、外部からデータを読み込んで読み込んだデータを入力データとしてデータ記憶手段に書き込むデータ入力手段と、前記マンマシン表示手段から対象データ及び演算条件データが入力され、前記実行制御手段に出力される毎に、前記実行制御手段からの指令に基づきデータ記憶手段に保存されている前記対象データを演算元データとし、この演算元データに対して入力された演算条件データを適用して演算結果データを算出するデータ処理演算を実行し、演算結果データを再度前記データ記憶手段に保存するデータ処理手段と、前記実行制御手段により、前記データ記憶手段に保存されている各データについて、データ処理を行う際の演算元データと、演算した結果の演算結果データの対応関係、さらにそのデータ処理を行った時の演算条件を指定した演算条件データと演算結果データの対応関係を前記入力データと関連つけたデータ管理情報を作成し、記憶する管理情報記憶手段と、管理情報記憶手段に保存されているデータを表示する管理情報表示手段と、を備えたことを特徴とする。

また、前記のようなプラントデータ処理装置をコンピュータ上に実現するプログラムも本発明の一態様である。

本発明によれば、単に、入力されたデータやそれに基づく演算結果を出力するだけでなく、入力情報や演算結果などに基づいて管理情報を作成し、その管理情報を記憶あるいは表示することで、ユーザがデータや演算結果を容易に理解することが可能となる。その結果、プラント特性式を得るための数多くの運転データを適切かつ効率良く管理することが可能になる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図４及び表１〜表４を参照して説明する。

（１）基本的な構成
図１に示すように、本実施形態のプラントデータ処理装置１は、操作メニューや関連する情報あるいは演算結果を表示するディスプレイやプリンタなどの出力機器、プラントデータ処理装置に対するユーザからの操作指令を受け付けるキーボードやマウス、タッチパネルなどの入力機器と接続されたマンマシンターフェイス（以下、マンマシン表示手段という）１０と、マンマシン表示手段１０が受け付けたユーザからの指令に基づき、データ入出力やデータ管理情報の作成、データ処理演算など、動作全般の管理や制御を行う実行制御手段１１と、実行制御手段１１からの指令に基づき、外部からデータを読み込み、データ記憶手段１２に書き込むデータ入力手段１６とを有する。

また、実行制御手段１１からの指令に基づき、データ記憶手段１２からデータを読み込み、外部へデータを出力するデータ出力手段１７と、入力されたデータや、演算結果を記憶するデータ記憶手段１２と、実行制御手段１１からの指令とデータ記憶手段１２のデータに基づきデータ処理演算を実行し、演算結果を再度データ記憶手段１２に保存するデータ処理手段１３と、実行制御手段１１により、データ記憶手段１２に保存されているデータの管理情報を作成し、記憶する管理情報記憶手段１４と、管理情報記憶手段１４に保存されているデータを表示する管理情報表示手段１５とを有する。

（２）基本的な作用
前記のような本実施形態のプラント出た処理装置により、実際に図５のプラント特性パラメータ導出を行った場合の動作を説明する。

(a) 運転データ１０５の読み込み。
マンマシン表示手段１０に表示されたメニューから、運転データ１０５の読み込みを選択する。その操作は操作信号４０として実行制御手段１１へ出力される。実行制御手段１１は、データ入力信号４１としてデータ入力手段１６の制御を行い、運転データ１０５を入力データ２０として読み込み、入力データ２１としてデータ記憶手段１２へ保存する。

(b) 次に前記図５の［プラント特性パラメータ導出手順］にて示した各種演算の実行を行う。データチェック１００や、データ抽出１０１、パラメータ計算１０２、パラメータ評価１０３などである。演算する場合のアルゴリズムや対象データはそれぞれ異なるが、図１の構成に一般化して示すことができる。その動作は次のとおりである。

(c) マンマシン表示手段１０では各種操作メニューの表示を行う。ユーザは、そのメニューから操作する内容と対象データを選択し、処理する際の条件データも入力する。それらのデータは操作信号４０として実行制御手段１１へ出力される。

(d) 実行制御手段１１はその信号に基づき、データ処理信号４２を出力してデータ処理手段１３の実行制御を行う。処理する際の条件データは、書込データ２２としてデータ記憶手段１２へ保存する。または、図１のデータ処理信号４２として、データ処理手段１３へ直接処理する際の条件データを渡しても良い。

(e) データ処理手段１３は、データ記憶手段１２から必要なデータを処理前データ２８として読み出し、指定された条件で指定された演算を行って、演算結果を処理後データ２９としてデータ記憶手段１２へ保存する。

(f) データ処理手段１３の処理完了後、実行制御手段１１はデータ記憶手段１２より読出データ２３として、演算結果のデータを読み出し、表示データ２４としてマンマシン表示手段１０に出力する。
(g) マンマシン表示手段１０では、演算結果が表示される。

（３）各データの対応関係
次に、管理情報記憶手段１４と管理情報表示手段１５の働きを、図６を例に取り説明する。前記図６に示した、試行Ａ、試行Ｂ、試行Ｃの３つの処理を行った場合のプラント特性パラメータの導出例では、図２に示すとおり各データの対応関係を整理することができる。各導出作業において、元データ、条件データ、結果データの３種類にデータを区別すると、それぞれ表１のとおりとなる。

この表１から分かるように、図６のデータチェック１００を行った場合には、図２において、元データ＝運転データ(1)、条件データ＝チェック条件(1)より、結果データ＝チェックデータ(1)が求められる。

一方、図６のデータ抽出１０１(A)を行った場合には、図２において、元データ＝チェックデータ(1)、条件データ＝抽出条件(A)より、結果データ＝抽出データ(A)が求められる。さらに、図６のパラメータ計算１０２(A)及びパラメータ評価１０３(A)では、図２において元データ＝抽出データ(A)、条件データ＝モデル式(A)より、結果データ＝パラメータ(A)、及び評価結果(A)が求められる。

管理情報記憶手段１４は、データ処理を行う際の演算元データと、演算した結果の演算結果データの対応関係、さらにそのデータ処理を行った時の演算条件を指定した演算条件データと演算結果データの対応関係を管理情報として記憶する。

図６の作業時の表１に示したような対応関係は、例えば表２のように整理して記憶することができる。表２では、上流工程の結果データ＝下流工程の元データとなることに着目して、重複する項目は１つにまとめ、左から右の列方向に、「元データ、条件データ、結果データ（＝元データ）、条件データ、・・・」の順に並べたものである。

（４）管理情報記憶手段１４の動作
次に、管理情報記憶手段１４の動作について説明する。
マンマシン表示手段１０でデータの処理操作が操作信号４０として指定されたときに、実行制御手段１１では、管理情報記憶手段１４に関連する情報（元データ、条件データ、結果データなど）を管理情報信号２５として出力する。

この実行制御手段１１においてこの管理情報信号２５を作成し、表２に示したデータを管理情報記憶手段１４に記憶するもので、以下、そのアルゴリズムを図２，図３，表２により説明する。表２は全てブランクで、中身は新規に作成されるものとして説明する。

図２において、「運転データ(1)に対してチェック条件(1)の条件でデータチェック１００を行い、その結果データをチェックデータ(1)」とした場合、まず図３のアルゴリズムで、開始２００から判断２０１に進む。判断２０１では、元データとして運転データが指定されているかどうか判断する。この場合、Ｙｅｓであるので処理２０２に進み、表２の新しい行（No１）の「運転データ、チェック条件、チェックデータ」の列にそれぞれ「運転データ(1)、チェック条件(1)、チェックデータ(1)」を書き込み、この操作は終了する。

さらに図２において、「チェックデータ(1)に対して抽出条件(A)の条件でデータ抽出１０１を行い、その結果データを抽出データ(A)」とした場合、まず図３のアルゴリズムで、同様に開始２００から判断２０１に進む。今度は元データが運転データではなく、チェックデータ(1)であるため、処理２０３に進む。表２の中から元データであるチェックデータ(1)を検索し、No１の行のチェックデータの列に該当するものがあるので、判断２０４から判断２０５に進む。

元データの右側は、この操作までではブランクのため処理２０７に進み、元データに続けてこのNo１の行の「抽出条件、抽出データ」の列に、操作対象である「抽出条件(A)、抽出データ(A)」を書き込む。元データが運転データでない場合には、これまでの操作の中で、必ず該当する元データが作られており、表２を検索することで見つかるはずなので、もし見つからない場合には判断２０４から処理２０８に進みエラー処理をして終了する。

さらに図２において、「抽出データ(A)に対してモデル式(A)の条件でパラメータ計算１０２とパラメータ評価１０３を行い、その結果データをパラメータ(A)と評価結果(A)」とした場合、図３のアルゴリズムで開始２００から判断２０１を経て、処理２０３に進む。表２の中から元データである抽出データ(A)を検索し、No１の行の抽出データの列に該当するものがあるので、判断２０４〜判断２０５〜処理２０７と進み、元データに続けてこのNo１の行の「モデル式、パラメータ計算結果、評価結果」の列に、操作対象である「モデル式(A)、パラメータ(A)、評価結果(A)」を書き込む。
これで図２の試行Ａ（１１０）の操作に対応して、表２のNo１の行が作成される。

次に図２の試行Ｂ（１１１）の操作を行った場合である。図２において、「チェックデータ(1)に対して抽出条件(B)の条件でデータ抽出１０１を行い、その結果データを抽出データ(B)」とした場合、元データ＝チェックデータ(1)であるため、図３のアルゴリズムで開始２００から判断２０１を経て、処理２０３に進む。

表２の中から元データであるチェックデータ(1)を検索すると、No１の行のチェックデータ列に該当する物が見つかるが、その右の列にすでにデータが埋められているため、判断２０４〜判断２０５〜処理２０６と進み、No１の行の運転データ(1)から元データのチェックデータ(1)までの３列を丸ごとコピーし、新しい行No2として保存する。

次に処理２０７として、No2の行のチェックデータ(1)以降の「抽出条件、抽出データ」の列に、操作対象である「抽出条件(B)、抽出データ(B)」を書き込む。その後、上述したのと同様にして試行Ｂ（１１１）により、表２のNo2の行が作成される。

次に図２の試行Ｃ（１１２）の操作を行った場合である。図２において、「抽出データ(B)に対してモデル式(C)の条件でパラメータ計算１０２とパラメータ評価１０３を行い、その結果データをパラメータ(C)と評価結果(C)」とした場合、元データ＝抽出データ(B)であるため、図３のアルゴリズムで開始２００から判断２０１を経て、処理２０３に進む。

表２の中から元データである抽出データ(B)を検索すると、No2の行の抽出データ列に該当する物が見つかるが、その右の列にすでにデータが埋められているため、判断２０４〜判断２０５〜処理２０６と進み、No2の行の運転データ(1)から元データの抽出データ(B)までの５列を丸ごとコピーし、新しい行No3として保存する。

次に処理２０７として、No3の行の抽出データ(B)以降の「モデル式、パラメータ計算結果、評価結果」の列に、操作対象である「モデル式(B)、パラメータ(B)、評価結果(B)」を書き込む。結果として、試行Ｃ（１１２）により、表２のNo3の行が作成される。

この様にして作成された、管理情報記憶手段１４のデータである表２は、管理データ２６として実行制御手段１１から読み出しを行い、管理データ２７として管理情報表示手段１５へ出力する。これにより、管理情報表示手段１５において、試行錯誤を行ったときの各データの対応関係を表２のような形で確認することができる。

（５）管理情報記憶手段１４による表示形式
本実施形態において、表示する形式は、表２の形式だけに限定されず他の形式でも良い。また機能上、管理情報表示手段１５とマンマシン表示手段１０を分けて説明したが、実際にはプログラムの画面が２つの領域に分けられ、この２つの表示が行われても良いし、同じ領域を適宜切り替えて両方表示しても良い。

管理情報記憶手段１４のデータの形式としては、表３に示す形式でも良い。

この表３においては、表２とは異なり、No１,No2,No3等の各行が２段になっている。各行の上段は各データの名称で、ユーザが定義したものや、プログラムで自動的につけた名称である。各行の下段は、そのデータの実体へのリンク情報である。各データが１つずつファイルとして独立している場合には、表３に示すとおり、データファイルの名称でも良い（拡張子ｄａｔをつけている）。

各データが１つずつファイルとして分かれていない場合には、そのデータが記述されている開始アドレスと終了アドレスのようなものでも良い。

マンマシン画面には各データの名称を表示して、ユーザによりその名称が選択された場合には、表３に記憶されたデータの名称と実体データへのリンク情報の対応関係をたどり、最終的にマンマシン画面に実体データを表示することができる。

管理情報記憶手段１４のデータについては、さらに階層的な分類情報を記憶しても良い。例えば表４に示すとおり、各データ３１０に対してそれらの分類情報の記憶領域を、各データの階層的な分類情報３１１として持つ。

表４において、プラント特性導出の例では、「プラント名称→機器名称→モデル式名称→条件名称」のような分類情報を持たせることができる。プラント名称は、△△工場や○○発電所など工場としての名称である。機器名称は、その工場を構成する機器一つ一つの名称であり、コジェネや冷凍機、ボイラなどの種別と号機番号である。モデル式名称は、例えばコジェネのプラント特性は、通常複数の特性式で表現されるため、それらの分類である。燃料流量−発電機出力特性や、燃料流量−補機電力特性などがある。

条件名称は、１つの特性式を導出するために、通常何回かの試行錯誤を行うため、その試行錯誤の管理名称（番号などでも良い）である。ここでは、東京地区プラントのコジェネ１の燃料−発電機特性を導出するために、試行Ａ、Ｂ、Ｃの３回の計算を行っている。

上述した、東京地区プラント→コジェネ１→燃料−発電機特性→試行Ａの計算に対応するデータがNo１であり、東京地区プラント→コジェネ１→燃料−発電機特性→試行Ｂの計算に対応するデータがNo2である。

このように、管理情報記憶手段１４において、プラント特性式導出の際に作成される各種データの対応関係を表す管理情報（表３や表４など）を記憶し、必要によりその内容を管理情報表示手段１５へ表示し、一覧に示されているデータの名称から、データの内容を確認することもできる。各試行錯誤の計算条件や対象データファイルを容易にチェックすることができ、間違いの防止になる。

これにより、試行錯誤により作成される数多くのデータを容易に、かつきちんと体系立てて管理することができ、プラント特性式導出作業を効率よく行うことができる。

（６）マンマシン表示手段１０及び管理情報表示手段１５
マンマシン表示手段１０、及び管理情報表示手段１５の例を図４に示す。この例では、マンマシン表示手段１０の横長長方形の表示画面が複数の表示領域に分割され、そのうち左下部分が管理情報表示手段１５である。ただし、データ表示４０２を管理情報表示手段１５として切り替えて使用しても良い。

操作メニュー４００では、図５に示したデータチェック１００、データ抽出１０１、パラメータ計算１０２及びパラメータ評価１０３に対応したメニューボタンを備え、このボタンを押すことで、データ表示４０２に条件入力画面が表示され、条件入力後計算が実行される。ファイルボタンは運転データ１０５の読み込みを行う。

管理情報記憶手段１４のデータとして、表４のような階層的な分類情報３１１を記憶させ、この分類に従って、管理情報表示手段１５のように、データを分類して表示しても良い。表４に示したデータの分類方法により、表４の表形式そのままの表示の他、ツリー構造での表示を行うことができる。このツリー構造に従って、管理情報記憶手段１４の各データ３１０を表示する。

管理情報表示手段１５の操作と、データ表示４０２の表示内容の連携方法は、例えば次のようなものでよい。管理情報表示手段１５の階層構造の中で、「東京地区プラント」が選択（マウスでクリックされて強調表示状態となるなど）された場合、管理データ操作信号３３としてこの選択状態を実行制御手段１１へ伝え、管理情報記憶手段１４の表４のデータを読み出し、プラント名称に「東京地区プラント」を持つ各データ３１０のみを、データ表示４０２に表示する。

この場合、表４のNo1〜No5の各データ３１０が表示され、データ表示４０２は、管理情報表示手段１５の機能を兼ねていることになる。例えば、「東京地区プラントのコジェネ１」が選択された場合、表４のNo1〜No3の各データ３１０が表示される。さらに詳細に、「東京地区プラントのコジェネ１の燃料−発電機特性の試行Ａ」が選択された場合、表４のNo1の各データ３１０が表示される。

この様にして表示された各データ３１０は、運転データ〜評価結果までのデータの一覧となっているが、表３と表４の記憶方式を組み合わせることで、表示された一覧のうち、特定のデータ内容を表示することができる。例えば、「東京地区プラントのコジェネ１の燃料−発電機特性の試行Ａ」が選択された場合、表４のNo1の各データ３１０（運転データ〜評価結果まで）が一覧として表示されるが、このうちチェックデータ(1)を選択すると、図２に示したチェックデータの内容をデータ表示４０２に表示することができる

さらに管理情報表示手段１５のツリー構造にコピー＆ペースト、カットのような操作を行い、この操作と表４のデータ操作を１対１に対応づけて編集することができる。例えば、表４のNo1〜No5の行まで作成されていたときに、No1，No2をコピーして、No6，No7としてペーストを行い、東京地区プラントを関西地区プラントと名称変更することで、新たなデータを作成することができる。

この場合、管理情報表示手段１５よりこの操作に関する情報が管理データ操作信号３３として実行制御手段１１に伝わり、実行制御手段１１により表４の一覧データの編集を行う他に、データ記憶手段１２に記憶されている実体のデータも１対１に編集する。

操作メニュー４００には、自動実行ボタンを備えており、表２〜表４のとおり記憶しているデータ一覧（各データの対応関係）に基づいて、演算を自動実行させることができる。図２に示した試行Ａを例にとり説明する。

手動操作の場合には、データチェックボタン４００ｂを押し、データ表示４０２から運転データ(1)を選択して、チェック条件(1)を入力して計算実行をかけ、チェックデータ(1)を作成する。次にデータ抽出ボタン４００ｃを押し、先ほど作成したチェックデータ(1)を選択して、抽出条件(A)を入力して計算実行をかけ、抽出データ(A)を作成する。

さらに抽出データ(A)を選択して、モデル式(A)を入力して計算実行をかけ、パラメータ(A)と評価結果(A)を作成する。このように手動操作の場合には、各操作に対応するボタンを押し、表１の対応関係で説明した元データと条件データを逐次手入力して、計算を進める。

自動実行ボタン４００ｅを押された場合には、表２〜表４に記憶されているデータ一覧を読み出し、ユーザにどの計算を実行させるのか（例えば表４では、No1〜No7のいずれか）選択させるだけで、元データや条件データ結果データについては、表４にデータ一覧として示されているものを対象として計算を行うことができる。この場合、チェック条件や、抽出条件、モデル式、のデータファイルの中身は予め入力されている必要がある。

また、すでに計算されているものを全く同じ条件で再計算させても同じ結果が出るだけで余り意味がないが、先ほどの例で示したとおり、東京地区プラントの試行Ａの計算条件No1を元に、運転データ(1)を関西地区プラントのもの（運転データ(2)）に変更して、チェック条件や、抽出条件、モデル式は東京地区プラントのものと共通のままで自動計算を実行すると、新たにNo6のチェックデータ(2)、抽出データ(A2)、パラメータ(A2)、評価結果(A2)が計算される。

運転データ等の元データが変更されるばかりでなく、No1のデータを元に抽出条件(A)を抽出条件(B)に変更しておき、No2の計算を自動実行させるようなこともできる。

このように、管理情報記憶手段１４において階層的な分類関係を記憶し、この分類に従って管理情報表示手段１５にデータを分類して表示することで、試行錯誤により作られる非常に多くのデータファイルを、階層的な構造で視覚的にも容易に管理することができる。

さらに図４に示したとおり、管理情報表示手段１５へのコピー＆ペースト、カットのような操作に基づき、管理情報記憶手段１４に記憶される表４のデータを操作することで、新たな試行錯誤を行うときのベースとなる計算条件、対象データ等のテンプレートが作成され、これをカスタマイズして使用することで、試行錯誤が容易になる。さらに自動実行ボタンにより、作成した計算条件、対応データ等での計算を自動実行することで、さらに省力化が図られる。

（７）データ処理手段１３
次にデータ処理手段１３における比較演算機能について説明する。
これまでに説明したとおり、運転データ１０５には（式１）に示したプラント特性式の入力データＸｉ（ｉ=１，２，…，ｎ）と、出力データＹが含まれる。判別を明確にするために、実機データの方をＸｉ，Ｙ（ｉ=１，２，…，ｎ）とし、（式１）の演算の入出力とする方をＸ^ｉ，Ｙ^（ｉ=１，２，…，ｎ）とする。

この時、実機運転データのＸｉをＸ^ｉに代入して、これまでに説明した方法により予め求めたａ１，ａ２，…，ａｎ，ｂ１を用いて（式１）の演算を行うと、その結果としてＹ^が求まる。ここで、（式１）を関数ｆ（）と表し、比較の関係をまとめると、以下のとおりとなる。

これにより、プラントの現状の運転状態Ｘ１，…，Ｘｎがあったときに、予め求めたプラント特性式（過去データから係数導出）により推定されるＹ^と、現在のプラント特性Ｙの比較を行うことができる。

過去のプラント特性と現在のプラント特性に変化がない場合は両者（Ｙ^とＹ）が一致するが、変化があると両者は異なる値となる。この値を比較することで、機器の故障や経年劣化によるプラント特性変化があるかどうか評価することができる。

データ処理手段１３では、さらに過去のプラント特性による推定値Ｙ^と現在のプラントの値Ｙの差を次のように求めることができる。

図４に示したとおり、グラフ表示手段４０３とグラフ表示項目選択メニュー４０４により、データ記憶手段１２に記憶されるデータをグラフとして表示することができる。グラフ表示項目選択メニュー４０４により、Ｘ軸、Ｙ軸等を選択すると、対応するグラフが、グラフ表示４０３に表示される。これにより数値データをグラフとして表示することで、値や傾向の確認をし易くなる。

前述の特性比較の例では、複数の入力データのうち１つをＸ軸としておき、Ｙ軸に過去のプラント特性による推定値Ｙ^と現在のプラントの値Ｙを表示すると、グラフで特性の違いが容易に比較できる。

また実行制御手段１１において、一定周期で自動的に各プログラムの実行を行う機能を備えることで、例えば１ヶ月に１度、指定された手順でのプラント特性導出を自動的に行うことができる。

具体的には、実行制御手段１１において時計を定期的にチェックし、ある決められた時間になったときに、すでに述べた自動実行機能を開始すればよい。つまり人間が自動実行ボタンを押す代わりに、プログラムが時間をチェックしてこの自動実行ボタンをプログラム的に押すような仕組みでよい。

演算結果については、データ出力手段１７を備えることで、データ記憶手段１２に記憶された各種の演算結果を他のシステムや計算機に対して出力することができる。データ処理手段１３の処理後データ２９を、直接データ出力手段１７から出力する方式でも良い。

例えば、他の運転支援装置やシミュレータなどへ、（式１）のプラント特性式の係数を出力することで、従来は人間が試行錯誤を行って求めていた係数を、本プラントデータ処理装置により容易に求めることができる。またプラントからの運転データの入力やそれに対する演算処理及びその結果の出力を一定周期で自動的に実行させることも可能である。

（８）実施形態の効果
以上の結果から明らかなであるが、本実施形態による効果をまとめると次のとおりである。
(1) プラント特性式の係数導出を行った場合、データ処理が試行錯誤的になるため、作成されるデータの数が非常に多くなるが、本発明によりこれら多くのデータを間違いなく、また効率良く管理することができる。

(2) 数多くのデータを混乱せず適切に処理することができ、定型のデータ処理は自動的に実行することもできるので、作業が効率化する。
従来と現在のプラント特性の比較が容易にできるため、故障や異常状態の検知を的確に行うことができる

(3) 他の運転支援装置やシミュレータなどへ、求めたプラント特性式の係数を出力することで、従来は人間が試行錯誤を行って求めていた係数を、本プラントデータ処理装置により容易に求めることができる。

本発明のプラントデータ処理装置の一実施形態を示すブロック図。 図１の実施形態における作成されるデータとその対応関係を示す図。 図１の実施形態における実行制御手段の管理情報作成アルゴリズムを示すフローチャート。 図１の実施形態におけるマンマシン表示手段の例を示す図。 従来のプラント特性パラメータ導出手順を示すフローチャート。 プラント特性パラメータ導出手順（３回の試行）を示すフローチャート。

符号の説明

１…プラントデータ処理装置
１０…マンマシン表示手段
１１…実行制御手段
１２…データ記憶手段
１３…データ処理手段
１４…管理情報記憶手段
１５…管理情報表示手段
１６…データ入力手段
１７…データ出力手段
２０，２１…入力データ
２２…書込データ
２３…読出データ
２４…表示データ
２５…管理情報信号
２６，２７…管理データ
２８…処理前データ
２９…処理後データ
３０，３１…出力データ
４０…操作信号
４１…データ入力信号
４２…データ処理信号
４３…データ出力信号
１０５…運転データ
１０６…モデル式
３００…各データの名称
３０１…データ自体へのリンク情報
３１０…各データ
３１１…各データの階層的な分類情報
４００…操作メニュー
４０２…データ表示
４０３…グラフ表示
４０４…グラフ表示項目選択メニュー

Claims (11)

1. 操作メニューや演算結果をユーザに表示し、またユーザからの操作指令を受け付けるマンマシン表示手段と、
   マンマシン表示手段が受け付けたユーザからの指令に基づき、データ入出力、データ管理情報の作成及びデータ処理演算の実行を制御する実行制御手段と、
   実行制御手段からの指令に基づき、外部からデータを読み込んで読み込んだデータを入力データとしてデータ記憶手段に書き込むデータ入力手段と、
   前記マンマシン表示手段から対象データ及び演算条件データが入力され、前記実行制御手段に出力される毎に、前記実行制御手段からの指令に基づきデータ記憶手段に保存されている前記対象データを演算元データとし、この演算元データに対して入力された演算条件データを適用して演算結果データを算出するデータ処理演算を実行し、演算結果データを再度前記データ記憶手段に保存するデータ処理手段と、
   前記実行制御手段により、前記データ記憶手段に保存されている各データについて、データ処理を行う際の演算元データと、演算した結果の演算結果データの対応関係、さらにそのデータ処理を行った時の演算条件を指定した演算条件データと演算結果データの対応関係を前記入力データと関連つけたデータ管理情報を作成し、記憶する管理情報記憶手段と、
   管理情報記憶手段に保存されているデータを表示する管理情報表示手段と、を備えたことを特徴とするプラントデータ処理装置。
2. 前記管理情報記憶手段は、データ処理の演算元データ、結果データ、及び演算条件データの名前と実際のデータの対応関係も合わせて記憶し、管理情報表示手段は、データ処理の演算元データ、結果データ、及び演算条件データの名前の一覧を表示し、その名前一覧のうち選択されたデータの内容をマンマシン表示手段に表示する、ことを特徴とする請求項１に記載のプラントデータ処理装置。
3. 前記管理情報記憶手段は、各データの階層的な分類情報を記憶し、前記管理情報表示手段は、前記管理情報記憶手段に記憶されている各データの階層的な分類情報に基づき分類した各データの一覧を表示する、ことを特徴とする請求項１に記載のプラントデータ処理装置。
4. 前記管理情報表示手段は、階層的な分類情報に基づき分類した各データの一覧表示に対して、前記マンマシン表示手段を介してコピー、ペースト、カットを含む編集操作を行うものであり、前記実行制御手段では、管理情報表示手段への編集操作と対応づけて、管理情報記憶手段のデータの操作及びデータ記憶手段のデータの操作を行う、ことを特徴とする請求項３に記載のプラントデータ処理装置。
5. 前記実行制御手段は、管理情報記憶手段の各データの管理情報に基づき、データ記憶手段のデータを読み書きして、自動的に演算を実行する、ことを特徴とする請求項１に記載のプラントデータ処理装置。
6. 前記マンマシン表示手段は、データ記憶手段に記憶されているデータをグラフとして描画するためのグラフ表示項目選択手段と、グラフ表示手段を持つ、ことを特徴とする請求項１に記載のプラントデータ処理装置。
7. 前記データ処理手段は、入力されたデータに基づき、定められたプラント特性式の演算を行って出力値を求めることを特徴とする請求項１に記載のプラントデータ処理装置。
8. 前記データ処理手段は、外部から入力されたデータのうち、その一部のデータを用いて、定められたプラント特性式の演算を行って出力値を求め、この出力値と他のデータとの差を求めることを特徴とする請求項１に記載のプラントデータ処理装置。
9. 前記実行制御手段は、予め定められた一定周期毎に演算を行うことを特徴とする請求項５に記載のプラントデータ処理装置。
10. 前記データ処理手段により求められた演算結果を他のシステム又は計算機に対して出力するデータ出力手段をさらに備えることを特徴とする請求項１、７、８のいずれか１つに記載のプラントデータ処理装置。
11. 操作メニューや演算結果をユーザに表示しまたユーザからの操作指令を受け付けるマンマシン表示手段、データ記憶手段及び演算手段を備えたコンピュータ上で実行されることにより、コンピュータ上にプラントデータ処理装置を実現させるためのコンピュータプログラムにおいて、
    コンピュータに対して、
    マンマシン表示手段が受け付けたユーザからの指令に基づき、データ入出力、データ管理情報の作成及びデータ処理演算の実行を制御する実行制御処理と、
    実行制御処理における指令に基づき、外部からデータを読み込んで読み込んだデータを入力データとしてデータ記憶手段に書き込むデータ入力処理と、
    前記マンマシン表示手段から対象データ及び演算条件データが入力され、前記実行制御処理によりに出力される毎に、前記実行制御処理における指令に基づきデータ記憶手段に保存されている前記対象データを演算元データとし、この演算元データに対して入力された演算条件データを適用して演算結果データを算出するデータ処理演算を実行し、演算結果データを再度前記データ記憶手段に保存するデータ記憶処理と、
    前記実行制御処理により、前記データ記憶手段に保存されている各データについて、データ処理を行う際の演算元データと、演算した結果の演算結果データの対応関係、さらにそのデータ処理を行った時の演算条件を指定した演算条件データと演算結果データの対応関係を前記入力データと関連つけたデータ管理情報を作成し、データ記憶手段に記憶する管理情報記憶処理と、
    データ記憶手段に保存されているデータを表示する管理情報表示処理と、を
    実行させることを特徴とするプラントデータ処理装置実現用のコンピュータプログラム。