JP5009775B2 - 統合維持管理システム - Google Patents
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Description
次に、この発明の実施の形態1について、図1〜図3を用いて説明する。図1の構成図に示すように、統合維持管理システム1は、ネットワーク8を介して点検システム5、データベース装置6、監視制御装置7に接続されている。データベース装置6と監視制御装置7によってプラント監視制御システム100が構成されている。なお、図1においては、監視制御装置7を1台のみ記載しているが、複数台がネットワーク8に接続される場合もある。
統合維持管理システム1はデータ収集機能2によって、点検システム5から点検データを収集し、点検データは、データベース2aに図2に示すような点検データテーブル(点検データ一覧表)9aの形式で保存される。点検データテーブル9aは、少なくとも機器名称とその機器に対応する点検結果の属性を有している。
統合維持管理システム1の運転計画策定機能3には、機器の運転開始、停止時間に関する情報として図3(a)に示すような運転スケジュール10aが保存されている。
まず、統合維持管理システム1のデータ収集機能2によって点検システム5から収集した点検データを点検データテーブル9aに保存する(ステップ20)。
次に、運転計画策定機能3によって、点検データテーブル9aの点検結果から異常の有無を判別する(ステップ21)。点検データテーブル9aの点検結果の欄に異常(異常振動)の表示があるため、ここではYesの矢印方向となるステップ22に進む。仮に、点検データデーブル9aの点検結果に異常が無い場合、Noの矢印方向へ進み、この動作を終了する。なお、機器がポンプの場合、吐出不可の場合や突発的な異常により運転継続不能である場合は、そのポンプを運転スケジュールに組み込めないため、対象外機器として取り扱う。ここでの「異常」とは、故障の前兆を捉えた段階で、運転状態が良好ではないが運転継続が可能な状態を言う。
ここで、運転スケジュール10aに示すように、この機器の運転は24時間(1日)周期で行われており、同じ機能を持つ複数の機器としてNo1ポンプ〜No4ポンプが備えられており、0時から24時まで、常に1台のポンプが交代で稼動するように運転スケジュール10aが策定されている。運転スケジュール10aでは、No1ポンプの運転時間が0〜6時、No2ポンプの運転時間が6〜12時、No3ポンプの運転時間が12〜18時、No4ポンプの運転時間が18〜24時となっており、各ポンプが6時間ずつ稼動するように計画されていた。
上述の例では、低評価機器が1台であり、運転スケジュール修正対象となる高評価機器が複数台である場合について説明したが、低評価機器が複数台である場合についても同様であり、複数の低評価機器の短縮した運転時間(合計時間)を埋め合わせるように、1台または複数台(一部または全部)の高評価機器の運転時間を延長するように運転スケジュールを修正することが可能である。また、所定の基準値を満たす複数の機器のうち、一部の機器を運転スケジュール修正(運転時間延長)対象となる高評価機器として選定する場合において、評価が良い機器を優先して運転時間を延長させる方が望ましいことは言うまでもない。
なお、この実施の形態1では機器としてポンプを例示したが、これ以外にブロア等に対しても、同じ要領で運転スケジュールを修正することが可能である。
次に、この発明の実施の形態2における統合維持管理システム1について図1、図5〜図7を参照して説明する。先述の実施の形態1では、統合維持管理システム1のデータ収集機能2によってネットワーク8を介して点検システム5から点検データを収集して、運転スケジュールを策定することについて示したが、この実施の形態2では、データ収集機能2によってネットワーク8を介してデータベース装置6のデータベース6aからプラントデータを収集して、運転スケジュールを策定することについて述べる。統合維持管理システム1およびその周囲の構成は図1に示すとおりである。
なお、データ収集機能2が収集し、データベース2aに格納されるプラントデータは、プラント設備を構成する複数の機器を制御するとともに常時機器の状態を監視する監視制御装置7から得られた、機器の運転に用いる情報である。
現在、統合維持管理システム1の運転計画策定機能3には、機器の運転開始、停止時間に関する情報として、図6(a)に示す修正前の運転スケジュール10bが保存されている(運転スケジュール10bは、上述の運転スケジュール10aと同じ内容であるため、説明は省略する。)。
まず、データ収集機能2によってデータベース装置6からプラントデータをデータベース2内のプラントデータテーブル9bに保存する(ステップ30)。
次に、プラントデータテーブル9bの故障発生頻度データから故障発生頻度を判別し、プラントデータテーブル9bの故障発生頻度の欄に「高」の評価が有る場合は、Yesの矢印方向に進み、複数の機器の評価が「低」のみである場合は、Noの矢印方向に進む(ステップ31)。本例の場合は、「高」の評価が有るためYes方向のステップ32に進む。機器の評価に「低」のみしかない場合は、この動作フローを終了し、運転スケジュールの修正は必要ないと見なす。
次に、故障発生頻度の高い機器(低評価機器)としてNo4ポンプを抽出する(ステップ32)。No1〜No3ポンプは故障発生頻度が低いため高評価機器とすることができる。この実施の形態2では、No1〜No3ポンプの全てをスケジュール修正対象となる高評価機器とした場合について説明する。
運転スケジュール10bに故障発生頻度の高い機器が存在するかどうかを判別し(ステップ33)、故障発生頻度の高い機器が存在する場合はYesの矢印方向に進み、運転スケジュール10b内に該当する機器が無い場合は、Noの矢印方向に進み、別の運転スケジュール内で該当する機器の有無を判別し、全ての運転スケジュールの修正が終了している場合は動作を終了する。
次に、この発明の実施の形態3による統合維持管理システム1について説明する。統合維持管理システム1の構成については、上述の実施の形態1〜2において示したとおりである。この実施の形態3では、データ収集機能2が収集するデータは、プラントデータであり、運転計画策定機能3において、プラントデータから複数の機器について、個別に、所定の期間における累計運転時間を算出し、累計運転時間が所定値を超える機器を低評価機器とするように、低評価機器の運転スケジュール内の運転時間を短縮し、この短縮した運転時間を埋め合わせるように、高評価機器の運転時間を延長するように運転スケジュールを修正する。
まず、データ収集機能2は、データベース装置6から収集したプラントデータを、データベース2a内のプラントデータテーブル9cに保存する(ステップ40)。次に、運転計画策定機能3において、修正前の運転スケジュール10cにおける各機器(No1ポンプ〜No4ポンプ)の運転時間を比較し、運転時間が長い機器を抽出する(ステップ41)。ここで運転時間が長いかどうかの判別は、運転スケジュールを構成する機器の運転時間平均からの乖離率が予め設定した値を超過した機器、または予め設定した運転時間基準値を超過した機器について運転時間が長いと見做す。
なお、この例では一運転周期となる24時間を運転時間を累計する期間としているが、プラント設備によって機器の運転方法が異なるため、操作係員の経験から累計する期間を変更する場合がある。
次に、この発明の実施の形態4による統合維持管理システム1について説明する。統合維持管理システム1の構成については、上述の実施の形態1〜3において示したとおりである。この実施の形態4では、データ収集機能2が収集するデータは、点検データであり、運転計画策定機能3において、点検データから複数の機器について、個別に、仕様値に対する計測値の比率を示す処理能力値を算出し、処理能力値が所定の設定値を下回る機器を低評価機器、処理能力値が所定の設定値以上である機器を高評価機器とするように、低評価機器の運転時間を短縮し、この短縮した運転時間を埋め合わせるように高評価機器の運転時間を延長するように運転スケジュールを修正する。
図11は、データ収集機能2のデータベース2aに記録された点検データテーブル9dである。点検データテーブル9dは、少なくとも機器名称とその機器に対応する処理能力を示すデータ(ポンプの吐出圧など)の仕様(仕様値)及び点検時における計測値の属性を有する。図11の例では、複数の機器であるNo1ポンプ〜No4ポンプの吐出圧(仕様値)が120である場合において、吐出圧(計測値)は、No1ポンプが120、No2ポンプが100、No3ポンプが100、No4ポンプが80として記録されている。
図13は、統合維持管理システム1の動作を示すフローチャートであり、ステップ50からステップ54の処理で構成される。
データ収集機能2では、点検システム5から収集した点検データをデータベース2a内の点検データテーブル9dに保存する(ステップ50)。
ここで処理能力が低いかどうかの判別は、点検データテーブル9dから処理能力を示すデータである仕様値と計測値の比率(=計測値/仕様値)を処理能力値として算出し、処理能力値が予め設定した基準値(所定の設定値)に満たない場合、処理能力が低い機器(低評価機器)と見做す。処理能力が低いと判断された機器は、処理能力が高く、かつ運転時間が低評価機器よりも長い機器(高評価機器)のスケジュールと入れ替えることで、その運転時間を短縮し、高評価機器の運転時間を短縮した運転時間分だけ延長する(ステップ52)。
スケジュールの入れ替えは、まず、処理能力が最高かつ入れ替え対象となる機器よりも運転時間が短い機器と、処理能力が最低の機器を入れ替え、次に、2番目に処理能力が高く、かつ入れ替え対象となる機器よりも運転時間が短い機器と2番目に処理能力が低い機器を入れ替え、3番目以降も同様の要領で入れ替えを繰り返し、処理能力が低いと判断された機器が無くなった時点で運転スケジュール10dについては処理を終了する。
全ての運転スケジュールについて修正完了かどうか判別し(ステップ54)、完了ならば処理を停止し、未完了ならばステップ51に戻る。
処理停止後、運転時刻設定機能4によって、修正後の運転スケジュール11dを参照し監視制御装置7の運転スケジュール設定を変更する。
次に、この発明の実施の形態5による統合維持管理システム1について説明する。統合維持管理システム1の構成については、上述の実施の形態1〜4において示したとおりである。この実施の形態5では、データ収集機能2が収集するデータは、プラントデータであり、プラントデータから複数の機器について、個別に、定格出力に対する消費電力量の比率を示す消費電力量比率を算出し、消費電力量比率が所定の設定値よりも高い機器を低評価機器、設定値以下の消費電力量比率である機器を高評価機器とするように、低評価機器の運転時間を短縮し、短縮した運転時間を埋め合わせるうように高評価機器の運転時間を延長して運転スケジュールを修正する。
以下の例では、最も消費電力量比率が大きい機器を第一の(優先的に運転時間を短縮する)低評価機器とし、設定値以下の消費電力量比率である機器のうち、運転スケジュール内での運転時間が最短である機器を選択して第一の(優先的に運転時間を延長する)高評価機器とし、両者の運転スケジュールを入れ替えることで、スケジュール修正を行う方法について詳細に説明する。
図14は、データ収集機能2のデータベース2aに記録されたプラントデータテーブル9eである。プラントデータテーブル9eは、少なくとも機器名称とその機器に対応する定格出力と消費電力量の属性を有する。図14の例では、複数の機器であるNo1ポンプ〜No4ポンプの定格出力が120である場合において、消費電力量は、No1ポンプが120、No2ポンプが118、No3ポンプが125、No4ポンプが140であることが記録されている。
図16は、統合維持管理システム1の動作を示すフローチャートであり、ステップ60からステップ64の処理で構成される。
データ収集機能2は、データベース装置6から収集したプラントデータをプラントデータテーブル9eに保存する(ステップ60)。
次に、消費電力量が大きい機器と小さい機器の運転スケジュールを入れ替えるが、消費電力量が小さい機器の中から、運転時間が最短の機器をスケジュール修正対象の高評価機器として選ぶ必要がある。ここでは、基準値を1として考え、No1ポンプとNo2ポンプが消費電力量比率が小さいと判断される。さらに、No2ポンプよりもNo1ポンプの方が運転時間が短いため、高評価機器としてはNo1ポンプが選ばれる。図15(b)に示すように、消費電力量が大きいと判断された機器(低評価機器であるNo4ポンプ)と、消費電力量が設定値以下であり、かつ運転時間が最短の機器(高評価機器であるNo1ポンプ)の運転スケジュールを入れ替える(ステップ62)。
次に運転スケジュール11eに修正後のスケジュールを設定する(ステップ63)。
全ての運転スケジュールについて修正完了かどうか判別し(ステップ64)、完了ならば処理を停止し、未完了ならばステップ61に戻る。
処理停止後、運転時刻設定機能4によって、修正後の運転スケジュール11eを参照し監視制御装置7の運転スケジュール設定を変更する。
なお、上述の例では、一つのステップで、消費電力量比率によって評価された1台の低評価機器と1台の高評価機器の運転スケジュールを入れ替える場合について説明したが、実施の形態3において述べたように、低評価機器が1台または複数台、高評価機器が1台または複数台のいかなる組み合わせであっても、低評価機器の短縮した運転時間分だけ、高評価機器側で運転時間を延長させるようにスケジュールを修正することが可能であることは言うまでもない。
上述の実施の形態1〜5においては、統合維持管理システム1は、修正後の運転スケジュールを監視制御装置7に設定するための機能として運転時刻設定機能4を備えていたが、この実施の形態6では、運転時刻を入力して機器をスケジュール運転させるのではなく、プラントデータ中の所定の運転制御データを定めて、この運転制御データが所定の閾値(制御閾値)よりも大きいか小さいかで運転期間を決める。そのため、図17の統合維持管理システム1およびその周囲の構成を示す構成図にあるように、運転時刻設定機能4に代えて運転制御閾値設定機能4aを備えている。例えばポンプ井に備えられた複数のポンプを稼動させるための運転制御データとして、水位が設定されている場合がある。
データ収集機能3は、データベース装置6から収集したプラントデータをプラントデータテーブル9fに保存する(ステップ70)。
次に、運転順序設定11fに修正後の運転順序(つまり、運転開始、終了となる制御閾値となる水位。)を設定する(ステップ73)。
全ての運転順序設定について修正完了かどうか判別し(ステップ74)、完了ならば処理を停止し、未完了ならばステップ71に戻る。
処理停止後、運転制御閾値設定機能4aによって、修正した運転順序設定11fを参照し監視制御装置7の運転順序設定を変更する。
なお、機器の運転状態を判断する指標としては、消費電力量比率のほか機器故障の前兆を示すデータの発生頻度や、機器の故障発生頻度、機器の累計運転時間、機器の処理能力等を用いることができる。
2a、5a、6a データベース 3 運転計画策定機能、
4 運転時刻設定機能 4a 運転制御閾値設定機能、
5 点検システム 6 データベース装置
7 監視制御装置 8 ネットワーク、
9a、9d 点検データテーブル 10a〜10e 運転スケジュール
11a〜11e 運転スケジュール(修正後)、
10f 運転順序設定 11f 運転順序設定(修正後)、
100 プラント監視制御システム。
Claims (7)
- 複数の機器から収集したデータを保存するデータ収集機能、上記データに基づいて複数の上記機器の一運転周期内の運転時間帯を定めた運転スケジュールを作成する運転計画策定機能、複数の上記機器の各々について、上記運転スケジュールに基づいて運転の開始及び終了時刻を設定する運転時刻設定機能を備え、上記運転計画策定機能において、上記データから、複数の上記機器の運転状態を評価し、複数の上記機器のうち、運転は可能であるが運転状態は所定基準を満たさない上記機器を低評価機器とし、上記低評価機器の運転時間を短縮し、この短縮した運転時間を埋め合わせるように、複数の上記機器のうち、運転状態が所定基準を満たす高評価機器の運転時間を延長するように、上記運転スケジュールを修正することを特徴とする統合維持管理システム。
- 上記データは、複数の上記機器を定期的に点検して得られた点検データであり、上記運転計画策定機能において、上記点検データから複数の上記機器について、個別に、正常または異常の評価を行い、異常と評価された上記機器を上記低評価機器とするようにしたことを特徴とする請求項1記載の統合維持管理システム。
- 上記データは、複数の上記機器を制御するとともに上記機器の状態を監視する監視制御装置から得られた、上記機器の運転に用いる情報であるプラントデータであり、上記運転計画策定機能において、上記プラントデータから複数の上記機器について、個別に、単位時間当たりの故障発生数を表す故障発生頻度を算出し、上記故障発生頻度が所定値を超える上記機器を上記低評価機器とするようにしたことを特徴とする請求項1記載の統合維持管理システム。
- 上記データは、複数の上記機器を制御するとともに上記機器の状態を監視する監視制御装置から得られた、上記機器の運転に用いる情報であるプラントデータであり、上記運転計画策定機能において、上記プラントデータから複数の上記機器について、個別に、所定の期間における累計運転時間を算出し、上記累計運転時間が所定値を超える上記機器を上記低評価機器とするようにしたことを特徴とする請求項1記載の統合維持管理システム。
- 上記データは、複数の上記機器を定期的に点検して得られた点検データであり、上記運転計画策定機能において、上記点検データから複数の上記機器について、個別に、仕様値に対する計測値の比率を示す処理能力値を算出し、上記処理能力値が所定値よりも小さい上記機器を上記低評価機器とするようにしたことを特徴とする請求項1記載の統合維持管理システム。
- 上記データは、複数の上記機器を制御するとともに上記機器の状態を監視する監視制御装置から得られた、上記機器の運転に用いる情報であるプラントデータであり、上記運転計画策定機能において、上記プラントデータから複数の上記機器について、個別に、定格出力に対する消費電力量の比率を示す消費電力量比率を算出し、上記消費電力量比率が所定値を超える上記機器を上記低評価機器とするようにしたことを特徴とする請求項1記載の統合維持管理システム。
- 上記運転スケジュールの修正は、上記低評価機器の上記運転スケジュールと、上記低評価機器よりも運転時間が短い上記高評価機器の上記運転スケジュールの入れ替えによってなされることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の統合維持管理システム。
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