JP4912424B2 - プラント設備の運転システム - Google Patents

Description

この発明は、浄水場や下水処理場の水処理プラント等のプラント設備の運転システムに関するもので、例えば、水処理プラント内に取水している河川が集中豪雨による増水が起因となって水処理プラントに異常事態が発生した際、適切な機器運転制御が可能なプラント設備の運転システムに係るものである。

従来より、水処理プラント設備に重大な異常事態が発生した場合のプラント運転対処法は、周辺社会や環境に及ぼす影響の重要性に鑑みて、プラント運転責任者の判断をもって決定されてきている。そしてプラント運転責任者（以下、責任者と称す）が出張や休日あるいは夜間在宅時などプラントサイトに不在の場合、プラント運転担当員からの電話連絡などにより状況報告がなされ、その報告に基づいて対応すべき処置の指令がなされている。
この従来の方式では、急激な気象変化に伴う集中豪雨により、水処理プラントに流水する河川水量が異常に増加し、水処理プラント各所に異常発生の状況がタイムリーにかつ適確に、責任者に報告することができないという問題点がある。一方近年、従来経験することが少なかった河川の急激な増水現象が各地で数多く発生するに伴い、河川の水を取り入れる水処理プラントを有する全国各自治体から上記のような現象下においても、適切な水処理プラントの運転を可能とするシステムを構築する要求が出て来ている。
このような要求に対する類似の技術として、プラント外の監督者がプラント機器状態を確認でき、対応可能な指示を提供可能なプラント機器遠隔監視システムとして、プラント機器の状態を表すプラント機器状態情報を獲得する計測手段と、このプラント機器状態情報に基づいてプラント機器の状態を表示する現場表示手段とを有する現場端末装置と、通信手段がプラント機器状態情報を逐次的に遠隔情報端末装置に送り、この遠隔情報端末装置は通信手段にて送信されたプラント機器状態情報に基づいて、プラント機器の状態をリアルタイムに表示する遠隔表示手段を備えたものが示されている（例えば、特許文献１）。

特開２００５−０７８２８３号公報

しかしながら、上記特許文献１に示されている技術は、発電所等におけるプラント機器の振動、温度、圧力等の状態を遠隔地の監督者が把握して判断をするものであり、プラント施設全体に関しての情報を取得してプラント運転の適切な処理方法に係る点の技術は示されてなく、従って前述した各地方自治体からの要求には対応できないという問題点がある。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、集中豪雨に伴う河川の異常増水時等、プラントに異常が発生した際、プラントサイトに不在の責任者が適切なプラント運転操作法を指示、発信することができるプラント設備の運転システムを提供することを目的としている。

この発明に係るプラント設備の運転システムは、プラント設備機器の運転を監視、制御する監視制御装置と、前記プラント設備機器の発信する計測情報を処理する現場Ｗｅｂサーバと、データベース装置とが設けられた中央コントロール盤と、この中央コントロール盤から離れた場所に設けられた離隔Ｗｅｂ端末とを備え、データベース装置は、計測量と対応して設定された、プラント運転状態変化の重要度を判定、区分する重要度区分データと、過去において計測値に基づいて対処した運転操作データを記録する履歴データとを有し、
現場Ｗｅｂサーバは、プラント設備機器の発信する計測値情報を受信するプラントデータ受信部と、重要度区分データを参照して受信した計測値情報の重要度を判定し、履歴データを参照して対処すべきプラント設備機器の運転操作プランを作成し、計測情報と運転操作プランを表示するコンテンツ画面を作成するコンテンツ製作部と、コンテンツ画面を離隔Ｗｅｂ端末に送信するコンテンツ配信部と、離隔Ｗｅｂ端末が返信する機器の運転操作指令を受信する指示受付部と、受信した運転操作指令を監視制御装置に発信する指示送信部とを有するものである。

この発明によるプラント設備の運転システムは、上記のような構成を備えたものなので、離隔Ｗｅｂ端末を持った責任者がプラントサイトに不在であっても、適切なプラント運転操作法を指示、発信することができる。

実施の形態１による水処理プラント設備の運転システムを示す全体構成図である。 実施の形態１による中央コントロール盤、離隔Ｗｅｂ端末の構成要素を示す図である。 実施の形態１による現場Ｗｅｂサーバの画面例を示す図である。 実施の形態１による監視制御装置の画面例を示す図である。 実施の形態２による中央コントロール盤、離隔Ｗｅｂ端末の構成要素を示す図である。 実施の形態２による現場Ｗｅｂサーバの画面例を示す図である。 実施の形態３による中央コントロール盤、離隔Ｗｅｂ端末の構成要素を示す図である。 実施の形態３による報告書画面例を示す図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１は実施の形態１による水処理プラント設備の運転システム１００の全体構成図である。浄水場や下水処理場等に設けられている水処理プラント設備の運転システム１００（以下、運転システムと略す）は、河川からの水を取り入れて処理対象の水処理を行うものである。離隔Ｗｅｂ端末２は、中央コントロール盤１が設置されている水処理プラントサイトから離隔した地点にいるプラント運転責任者の事務所や出張先、自宅に設けられている。後に詳説するようにこの離隔Ｗｅｂ端末２を介して前記責任者の運転指令が広域ネットワーク８を介して発信される。この実施の形態１を含め後述する他の実施の形態の運転システムの最適な運転は、集中豪雨等により取水する河川の異常水量増加に伴い、例えば処理対象の下水、汚水等が処理池からオーバフローしてプラント施設外に流出する等の水処理プラント機能の低下や、浸水による機器の運転停止等の緊急異常事態が発生した際に、プラント運転責任者がサイトに不在であったとしても、現場Ｗｅｂサーバ３がプラント設備機器、例えば、水位計やポンプ、バルブ、流量計等から発信される計測値を基に、過去経験した同様の異常時の計測値とその際に対応した運転操作法を参照して、時々刻々変化する事態に対応した対処すべき運転操作プランを、離隔地に駐在する責任者の離隔Ｗｅｂ端末に発信し、その指令によって機器の運転操作を制御することにある。

このような目的を達成するために、中央コントロール盤１には水処理プラントに設置されている各種機器を監視制御するための複数の監視制御装置５、機器から送信された計測値を評価し、その情報から状態の変化の重要性を判定、区分する重要度区分データや、過去において、受信値計測値を基にして対応処置した運転操作データを記録する履歴データを設けたデータベース装置４、異常内容を集約したコンテンツ画面の作成や、機器から送信される計測値を基に前記データベースの履歴データや重要度区分データを参照して、時々刻々変化する事態に対処すべき最適の運転操作プランを作成し、責任者の駐在するところに設けられた離隔Ｗｅｂ端末２に広域ネットワーク８を介し送信する現場Ｗｅｂサーバ３が設けられている。前記現場Ｗｅｂサーバ３、データベース装置４、監視制御装置５は制御ＬＡＮ６を介して、プロセスコントローラ７に接続されている。このプロセスコントローラ７には図示省略した機器の、例えばポンプ、バルブ、流量計等が設置されている。

次に動作について説明する。
図２は、図１で示した各装置の内部構成要素を示す図である。監視制御装置５に設けられているプラントデータ受信部５ａは、プロセスコントローラ７の発信する通常時や異常時のプラント設備機器の運転データ（計測値）を制御ＬＡＮ６を介して受信し、画面表示部５ｃに表示する。現場運転員はこの監視制御装置５でプラントの運転状態を把握できる。
現場Ｗｅｂサーバ３のプラントデータ受信部３ａは前記監視制御装置５のプラントデータ受信部５ａと同様の運転データ（計測値）を受信する。コンテンツ製作部３ｂは、前記受信した計測値を基に、データベース装置４に記録されている重要度区分データ４ａおよび履歴データ４ｂを参照して、この計測値が例えば急激な河川増水に伴う汚水池のオーバフロー等の重大な異常状態発生時には重要度大と判定するとともに、過去に発生した類似のオーバフロー状態で対処した運転操作法を記録する履歴データ４ｂから取り出し、対処すべき運転操作プランコンテンツを作成するとともに、現場Ｗｅｂサーバ３の画面フォーマット集３ｆから画面フォーマットを入力しコンテンツ画面作成、コンテンツ配信部３ｃ、広域ネットワーク８を介して前記作成対処すべき運転操作プランコンテンツとともに離隔Ｗｅｂ端末２に送信する。

なお、画面フォーマット集３ｆは各種設備機器の異常時の集約画面を予め準備している。一方離隔Ｗｅｂ端末２は現場Ｗｅｂサーバ３が発信する前記コンテンツをコンテンツ受信部２ｂで受信し、画面表示部２ｃで表示する。出張先や休日、夜間在宅中等、サイトから離隔地にいるプラント運転責任者は、その時点における現況、故障区分、過去発生した類似の異常処理内容、対処すべき運転操作プラン等を確認し、異常発生の現況下におけるとるべき最適の運転操作指令を、離隔Ｗｅｂ端末２の指示送信部２ａ、広域ネットワーク８を介し現場Ｗｅｂサーバ３の指示受付部３ｄに送信する。この指令は指示送信部３ｅを経て監視制御装置５に送信される。指示受信部５ｂで受信した責任者の運転操作指令は画面表示部５ｃ上に表示されるとともに、この運転操作指令に従って図示省略した操作部の操作により、各種機器の運転操作、停止等を行う。さらにこの運転操作の実績はデータベース装置４の履歴データ４ｂに記録される。

図３に大雨時における離隔Ｗｅｂ端末２に表示される画面例、図４は監視制御装置５に表示される画面例を示す。
以上のように、この実施の形態１によれば水処理プラントの設備の故障や異常発生時に責任者が離隔地に駐在している場合であっても時々刻々変化する取るべき最適の運転操作指令が責任者の判断によって現場運転員のいる中央コントロール盤１に発信、表示され、かつその指令が過去の履歴データを参照してなされるので、最適の運転操作が可能となる。

なお、この実施の形態１では、水処理プラント設備の運転システムを例として説明したが、水処理プラント設備に限定されることなく、例えば、火力、原子力等の発電プラント設備や、鉄鋼プラント設備等に適用可能である。

実施の形態２．
次に、実施の形態２を図に基づいて説明する。
図５は、前述した実施の形態１の図２で示した監視制御装置５の指示受信部５ｂに代替して、指示受信／返信部５ｄを設けたものであり、それ以外は図２と同様である。
図６は、監視制御装置５の画面表示部５ｃ上に表示される画面例を示し、実行ボタン５ｅにて責任者の指示内容に従った運転操作が行われる。この実行ボタン５ｅの操作が責任者からの指示事項に対しての現場運転員が受信したという返信機能も有する。
このようにこの実施の形態２によれば、離隔Ｗｅｂ端末２からの責任者の指示事項に対して指示通り対応したことが現場Ｗｅｂサーバ３、広域ネットワーク８を介して離隔Ｗｅｂ端末２に返信され、責任者が確認することが可能となる。

実施の形態３．
次に、実施の形態３を図に基づいて説明する。
図７は、図２で示した現場Ｗｅｂサーバ３に異常時対応実行した後の報告書作成格納部３ｇを加えて設けたものであり、それ以外は図２と同様である。
この報告書作成格納部３ｇは、コンテンツ製作部３ｂにて前述した実施の形態１で説明したコンテンツ、運転操作プラン、離隔Ｗｅｂ端末２から受信した運転操作指令、それを受けて実施した運転結果を報告する報告書を作成、格納する。その報告書の例を図８に示す。
このように実施の形態３によれば異常時対応の報告書が容易に作成でき、別途報告書作成の手間が省ける。なおこの報告書の内容は、現場Ｗｅｂサーバ３から監視制御装置５に送信され、画面表示部５ｃ上に表示されることにより、その内容を確認することが可能となる。

１ 中央コントロール盤、２ 離隔Ｗｅｂ端末、３ 現場Ｗｅｂサーバ、
３ｂ コンテンツ製作部、３ｇ 報告書作成格納部、４ データベース装置、
４ａ 重要度区分データ、４ｂ 履歴データ、５ 監視制御装置、
８ 広域ネットワーク、１００ 水処理プラント設備運転システム。

Claims (6)

1. プラント設備機器の運転を監視、制御する監視制御装置と、前記プラント設備機器の発信する計測情報を処理する現場Ｗｅｂサーバと、データベース装置とが設けられた中央コントロール盤と、
   この中央コントロール盤から離れた場所に設けられた離隔Ｗｅｂ端末とを備えたプラント設備の運転システムであって、
   前記データベース装置は、
   計測量と対応して設定された、プラント運転状態変化の重要度を判定、区分する重要度区分データと、
   過去において計測値に基づいて対処した運転操作データを記録する履歴データとを有し、
   前記現場Ｗｅｂサーバは、
   前記プラント設備機器の発信する計測値情報を受信するプラントデータ受信部と、
   前記重要度区分データを参照して受信した前記計測値情報の重要度を判定し、前記履歴データを参照して対処すべき前記プラント設備機器の運転操作プランを作成し、前記計測情報と前記運転操作プランを表示するコンテンツ画面を作成するコンテンツ製作部と、
   前記コンテンツ画面を前記離隔Ｗｅｂ端末に送信するコンテンツ配信部と、
   前記離隔Ｗｅｂ端末が返信する機器の運転操作指令を受信する指示受付部と、
   受信した前記運転操作指令を前記監視制御装置に発信する指示送信部とを有することを特徴とするプラント設備の運転システム。
2. 前記中央コントロール盤と離隔Ｗｅｂ端末とは、広域ネットワークで接続されていることを特徴とする請求項１に記載のプラント設備の運転システム。
3. 前記機器の運転制御実行の内容は、前記データベース装置の履歴データに記録されることを特徴とする請求項１に記載のプラント設備の運転システム。
4. 前記監視制御装置には、前記運転制御の実行を前記離隔Ｗｅｂ端末に発信する手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプラント設備の運転システム。
5. 前記現場Ｗｅｂサーバには、前記コンテンツと前記運転操作指令、前記機器の運転制御の実行の内容を基に、報告書を作成格納する手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプラント設備の運転システム。
6. 前記報告書の内容が、前記監視制御装置に画面表示されることを特徴とする請求項５に記載のプラント設備の運転システム。

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