JP5401174B2 - プラント運転監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、保存したプラント履歴データベースからデータを読み出し、運転監視画面を用いたプラントの運転解析や故障解析を行うプレイバック再生を行うのに好適なプラント運転監視装置に関する。

化学プラントや上下水プラントなどのプラント設備を運転監視するシステムでは、運転監視中のプラントデータを保存し、プラント運転監視画面を用いて、後日に運転解析や障害解析が行われる。この際、運転員はプラントの事故や製品の障害などが発生した特定の期間のプラント履歴データベースを基にして、プラント運転監視画面での再現確認により、詳細な解析作業を行っている。

このような解析作業では、解析対象の期間から問題を特定することは、非常に長い時間を要する。また、解析作業は複数回行われることがあり、その都度操作を行う必要があり煩雑であるという問題がある。

〔特許文献１〕の従来の技術では、操業データは、プラント内の装置情報，機器情報，計測データ，音声データに、所定の基準データであるキー情報を付与された情報であり、画面制御部は、画面表示部の画面上に複数の表示部品をレイアウトし、操業データの個々のデータを複数の表示部品に紐付けし、キー情報を基に個々のデータをリンクさせて表示している。

又、〔特許文献２〕の従来の技術では、トレンドグラフのパラメータの変化要因及びそれに関連する機器の操作項目をトレンド画面内に時刻とともに表示している。

特開２００５−３３２０６９号公報 特開平４−４８２１７号公報

〔特許文献１〕に記載の従来の技術は、操業データの個々のデータを複数の表示部品に紐付けし、キー情報を基に個々のデータをリンクさせて表示して、常に見ることができるが、期間を指定して希望するものをプレイバック再生することができないものである。又、〔特許文献２〕に記載の従来技術は、トレンドグラフのパラメータの変化要因及びそれに関連する機器の操作項目を知ることができるが、期間を指定して希望するものをプレイバック再生することができないものである。

本発明の目的は、保存したプラント履歴データベースからデータを読み出し、運転監視画面を用いたプラントの運転解析や故障解析を行うプレイバック再生を行うのに好適なプラント運転監視装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のプラント運転監視装置は、解析対象の期間に基づいてプラント履歴データベースから生成したプレイバックデータベースと、解析対象の期間中に発生した特定のアラーム情報をアラーム履歴データベースから抽出したプレイバックインデックスとで構成される。プレイバック再生において、運転員の操作に従って、プレイバックデータベースからプラントデータを読み出し、運転監視画面での再現を行う。運転員の操作に従って、再生時刻に近いインデックス時刻を取得し、再生時刻を変更することで特定のアラーム情報が発生した時刻への頭出しを可能とする。また、インデックス情報が複数の場合、運転員の操作に従って、頭出しを順次行う。

本発明によれば、プラント運転監視画面を用いたプラント運転解析を行う場合、プレイバックデータベースと特定の事象に関連したプレイバックインデックスを用意しているので、再生時間を大幅に短縮することが可能となる。又、解析対象として絞り込んだインデックス単位で再生時刻をスキップ可能なことにより、解析対象の頭出しが容易となり解析データの表示待ち時間を短縮できる。

本発明の一実施例であるプラント運転監視装置の構成図。 運転監視画面の表示例を示す図。 プレイバック再生の操作メニューの画面例を示す図。 プレイバックデータベースの選択方法の画面例を示す図。 プレイバックデータベースの生成方法の画面例を示す図。 プレイバックインデックスの選択方法の画面例を示す図。 プレイバックインデックスの生成方法の画面例を示す図。 画面表示入力手段の全体処理フローを示す図。 ボタン処理フローを示す図。 スキップ要求処理フローを示す図。 データ取得処理フローを示す図。 再生時刻更新処理フローを示す図。

本発明の一実施例を図１から図１２により説明する。図１は、本実施例のプラント運転監視装置の構成図である。

図１に示すように、本実施例では、プラント１からプラント入力手段２によりデータを入力し、プラントデータベース３，プラント履歴データベース４，アラーム履歴データベース５，操作履歴データベース６にそれぞれデータを保存する。プラントデータベース３には、プラント１の最新データを保存する。プラント履歴データベース４には、取得したプラントデータに時刻を付加して、時系列に保存する。アラーム履歴データベース５には、プラントで発生したアラーム情報に時刻を付加して、時系列に保存する。操作履歴データベース６には、運転監視画面から入力したプラント操作情報に時刻を付加して、時系列に保存する。

プレイバック生成手段７により、プラント履歴データベース４に保存されているプラント履歴データから、解析対象の期間のデータを抽出して、プレイバックデータベース８を生成する。インデックス生成手段９により、アラーム履歴データベース５と操作履歴データベース６に保存されているアラーム履歴データと操作履歴データから、検索条件に合致する情報を抽出してプレイバックインデックス１０を生成する。

画面表示入力手段１１により、表示入力装置１２への運転監視画面の表示を行う。表示入力装置１２には、キーボードやマウスなどの入力装置が接続されており、それらの入力装置を操作することで、運転監視画面上の操作やプラント操作を行う。入力装置によるプラント操作は、プラント出力手段１３により、プラント１へ出力される。画面表示入力手段１１では、実行モードに従って、プラントデータベース３又はプレイバックデータベース８からプラントデータを取得して、運転監視画面の表示を行う。

図２は、運転監視画面の表示例を示す。運転監視画面を新規に表示した場合、実行モードはオンラインモードで動作する。運転監視画面のメニューからプレイバックボタン１４を操作することで、実行モードをプレイバックモードに変更することができる。プレイバックモードでは、メニューの表示がプレイバックボタンからオンラインボタンへ変更され、同様の操作により実行モードの切替えが行われる。

図３は、運転監視画面のプレイバックモードにおける操作メニューを示す。操作メニューのデータベースボタン１５の操作により、プレイバックデータベース８の生成や選択を行う。インデックスボタン１６の操作により、プレイバックインデックス１０の生成や選択を行う。再生ボタン１７などの操作により、再生モードの変更を行う。スキップボタン１８の操作により、プレイバックインデックス１０に抽出されたインデックス時刻の取得を行い、特定の時刻への頭出しが行えるようになっている。プレイバック再生中にインデックス登録ボタン１９を操作して、プレイバックインデックス１０へ再生時刻の登録を行う。

図４は、プレイバックデータベース８の選択方法を示す。事前に生成されたプレイバックデータベース８がリスト上に表示される。解析を行うデータベースを選択し、ＯＫボタンを選択することでプレイバックデータベースが選択される。リスト上に表示される期間外のデータを解析する場合、生成ボタン２０を操作する。

図５はプレイバックデータベース８の生成方法を示す。解析を行う開始時刻および終了時刻を入力し、生成ボタン２１を操作することで、プラント履歴データベース４からプレイバックデータベース８の生成が行われる。プラント履歴データベース４は、時系列にプラントデータが保存されており、指定された開始時刻と終了時刻の期間のデータを抽出することで、プレイバックデータベース８を生成する。

図６は、プレイバックインデックス１０の選択方法を示す。事前に生成されたプレイバックインデックス１０がリスト上に表示される。使用するインデックスを選択し、ＯＫボタンを選択することでプレイバックインデックスが選択される。リストに表示されているインデックス以外のデータを使用する場合は、生成ボタン２２を操作する。詳細設定ボタン２３の操作により、マージン時間を登録する。

図７はプレイバックインデックス１０の生成方法を示す。区分項目には、アラーム履歴データベース５，操作履歴データベース６、その両方を示す「全て」のいずれかがリストされる。検索条件の区分項目に選択されたデータベースに応じて、種別項目および要因項目の内容が変更される。検索条件に必要な情報を設定し、検索ボタン２４を操作することで、アラーム履歴データベース５及び操作履歴データベース６から検索条件に合致する情報を抽出し、リストに表示する。検索結果をプレイバックインデックス１０として使用する場合、保存ボタン２５の操作により保存される。

リスト表示された検索結果からさらに特定の情報だけを保存する場合は、行の先頭のチェックボックス２６を操作して、特定の情報以外を保存対象から外すことも可能である。

アラーム履歴データベース５及び操作履歴データベース６は、レコード毎に日付，種別ＩＤ，要因ＩＤと複数個の文字列を持つ構造となっている。検索条件の種別項目には種別ＩＤ、要因項目には要因ＩＤの内容が出力される。区分項目に「全て」を選択した場合、種別項目，要因項目は、アラーム履歴データベース５及び操作履歴データベース６に共通する内容がなく使用できないため、付加された文字列で検索を行う。このように、プレイバックインデックスの生成において、アラーム履歴データベース及び操作履歴データベースからインデックスの抽出を可能とする。また、アラーム履歴データベースと操作履歴データベースを組合せて、特定のキーワードを含む情報の抽出も可能となっている。又、プレイバックインデックスの生成方法として、アラーム履歴データベース及び操作履歴データベースからの抽出以外に、プレイバック再生時に運転員の操作に従って、再生時刻を記憶することで、インデックス情報の生成を可能とする。

図８〜図１２は、画面表示入力手段１１の全体フローを示す。図８に示すように、画面表示入力手段１１は、イベントドリブン方式の処理を使用している。

運転監視画面が表示されると、ステップＳ１０で、イベント待ちの状態となる。運転員により運転監視画面上のボタン操作が行われると、ステップＳ１１でボタン処理を行う。運転監視画面は周期的にプラントデータの読み取りを行うために、タイマーの設定登録をする。タイマーに設定された時間が経過したときに、タイマーイベントが通知され、ステップＳ１２で、データ取得を行い、ステップＳ１３で、画面表示更新要求を行う。画面表示更新要求により、表示更新イベントが通知され、ステップＳ１４で、画面表示更新を行う。これら一連の処理により、運転監視画面の表示が更新されプラント運転監視が行える。

図９は、ボタン処理のフローを示す。運転員によりボタンが操作された場合、操作されたボタンを示すボタンＩＤが通知される。ステップＳ２０で、ボタンＩＤを判定して、ボタン毎の処理を行う。プレイバックボタン１４が操作された場合、ステップＳ２１で、実行モードをプレイバックモードに変更する。再生ボタン１７などが操作された場合は、ステップＳ２２で、再生モードの変更を行う。スキップボタン１８が操作された場合は、ステップＳ２３で、スキップ要求を行い、ステップＳ２４で、データ取得を行う。

図１０は、スキップ要求処理のフローを示す。スキップ要求処理では、ステップＳ３０で、プレイバックインデックス１０が設定済みか判定を行い、設定済みの場合は、ステップＳ３１で、モードの判定を行う。モードの判定の結果、前スキップ要求の場合は、ステップＳ３２で、再生時刻より未来のインデックス時刻の取得を行う。後スキップ要求の場合は、ステップＳ３３で、再生時刻より過去のインデックス時刻の取得を行う。

ステップＳ３４で、求められたインデックス時刻の有効性を判定し、有効の場合には、ステップＳ３５で、再生時刻へインデックス時刻を代入する。ステップＳ３６で、マージン時間が設定済みか判定を行い、ステップＳ３７で、設定済みの場合に求めた再生時刻からマージン時間の減算を行う。これにより、特定のインデックス時刻への頭出しを行う。又、マージン時間が設定されている場合は、設定されたマージン時間分過去の時刻からの頭出しを行う。

このように、プレイバック再生において、インデックス時刻に対するマージン時間を設定することで、取得したインデックス時刻からマージン時間を減算し、過去の時刻からの頭出しが可能となる。

図１１は、データ取得処理のフローを示す。データ取得処理は、ステップＳ４０で、実行モードを判定し、実行モードがオンラインモードの場合は、ステップＳ４１で、プラントデータベース３からデータの取得を行う。実行モードがプレイバックモードの場合は、ステップＳ４２で、再生モードを判定し、再生モードが再生，早送り，巻き戻しの場合は、ステップＳ４４で、プレイバックデータベース８から再生時刻のデータを取得し、ステップＳ４５で、再生時刻更新を行う。

図１２は、再生時刻更新処理のフローを示す。再生時刻更新処理は、ステップＳ５０で、再生モードを判定し、再生モードが再生の場合は、ステップＳ５１で、プラント履歴データベース４の更新周期を再生時刻に加算する。再生モードが早送りの場合は、ステップＳ５２で、更新周期に倍速分乗算した値を再生時刻に加算する。再生モードが巻き戻しの場合は、ステップＳ５３で、更新周期に倍速分乗算した値を再生時刻に減算する。再生時刻の加減算を行った結果、ステップ５４で、開始時刻と再生時刻の比較判定を行い、再生時刻が開始時刻より過去を示すようになった場合は、ステップＳ５５で、再生時刻に開始時刻を代入する。又、ステップＳ５６で、開始時刻と再生時刻の比較判定を行い、再生時刻が終了時刻より未来を示すようになった場合は、ステップＳ５７で、再生モードを停止状態にして、データ更新を停止させる。

本実施例によれば、プラント運転監視画面を用いたプラント運転解析を行う場合、プレイバックデータベースと特定の事象に関連したプレイバックインデックスを用意しているので、再生時間を大幅に短縮することが可能となる。又、解析対象として絞り込んだインデックス単位で再生時刻をスキップ可能なことにより、解析対象の頭出しが容易となり解析データの表示待ち時間を短縮できる。これにより、プラント運転解析時間の短縮が図れる。

又、インデックス時刻に対して任意のマージン時間を設定できることで、特定の事象を遡ったプレイバック再生が容易となり、解析効率が向上する。又、運転員の操作により、任意の時刻をインデックス時刻として登録することで、特定の事象として現れていない場合においても、解析効率を向上することができる。

１ プラント
４ プラント履歴データベース
５ アラーム履歴データベース
６ 操作履歴データベース
８ プレイバックデータベース
１０ プレイバックインデックス
１１ 画面表示入力手段

Claims (5)

1. プラントの運転監視を行うプラント運転監視画面と、運転監視中のプラントデータを時系列に保存したプラント履歴データベースと、運転監視中に発生したアラーム情報を時系列に保存したアラーム履歴データベースと、運転監視中に運転監視画面を使用して操作されたプラント操作情報を時系列に保存した操作履歴データベースとを備え、前記プラント履歴データベース及びアラーム履歴データベースは、レコード毎に種別ＩＤ，要因ＩＤ及び文字列を持つ構造となっており、前記プラント履歴データベース及びアラーム履歴データベースのうちの一方或いは両方として選択されたデータベースにおいて、種別項目，要因項目あるいは文字列を検索条件として検索されたレコードのなかから選択されたレコードに対応するプレイバックインデックスを生成し、前記プラント運転監視画面のプレイバックモードにおける操作メニューを操作して、前記アラーム履歴データベースから前記プレイバックインデックスとして指定したアラーム情報の時刻を抽出し、抽出した時刻から前記プラント履歴データベースの頭出しを行い、前記プラント運転監視画面の表示データを保存されたプラント履歴データベースから読み出して、プラントの運転解析や故障解析を行うプラント運転監視装置。
2. 前記抽出された時刻が複数の場合、各時刻への頭出しを行う請求項１に記載のプラント運転監視装置。
3. 前記抽出された時刻に対して、事前に指定された時間分過去の時刻から頭出しを行う請求項１又は２に記載のプラント運転監視装置。
4. 前記アラーム履歴データベースの代わりに、前記操作履歴データベースから指定した操作情報の時刻を抽出し、抽出した時刻からプラント履歴データベースの頭出しを行う請求項１〜３のいずれかに記載のプラント運転監視装置。
5. 前記プレイバック再生中に指定した時刻を登録することで、次回のプレイバック再生時に登録された時刻による頭出しを行う請求項１〜３のいずれかに記載のプラント運転監視装置。

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