JP6405853B2 - 発電可能な廃棄物処理施設の最適操業支援システム - Google Patents

Description

本発明は、高速光回線網（例えばＶＰＮ仮想専用回線）などの高速通信ネットワークを利用して遠隔地に設けられたごみ焼却発電施設（ストーカ炉、ガス化溶融炉等）の運転状態を集中監視センターにて集中監視することで、最適な運転を実施し最適な売電供給を行うための発電可能な廃棄物処理施設の最適操業支援システムに関するものである。

従来の遠隔監視及び操作技術においては、いちいち専用のデータベースに現地（遠隔地）の操業状況やデータを蓄積し、そのデータを解析し、集中監視センターの技術員又は操作員が、電話で指示又は端末画面に変更データを入力した後、そのデータを送信して、現地の端末のパラメータ値を変更するといった方法が特許文献１〜５で提案されている。

例えば、特許文献１には、各地に散在する各種設備の計測値データを管理センタにより公衆回線を介して監視する遠隔監視制御システムであって、監視対象の各種設備に設置されたセンサ・計測器から収集した計測値データに異常データが発生した際に、管理センタに配置された遠隔監視制御装置に対して、アラーム通知と同時に異常データを含む異常発生前計測値データを送信するようにして、管理センタにおいて異常データの原因究明を可能とし、迅速な復旧対策が行えるようにすることが記載されている。

又、特許文献２には、ステータス情報に基づき、工場側クライアントにて処理した半導体製造装置の対応に誤りがなかったか否かを判定し、誤りがあったと判定した場合、前記半導体製造装置の状態に対する対処方法を蓄積したデータベース部から前記誤りを補正する対処方法を選択し、ベンダ側サーバの送受信部は、前記対応に誤りがあったことと前記選択された対処方法とを前記工場側クライアントに送信するようにした半導体製造装置の遠隔保守システムが記載されている。

又、特許文献３には、複数の監視対象サイトの各々に配置された監視装置によって当該サイトのデータを収集して監視を行い、この収集したデータを上位監視装置に集約して監視する階層型遠隔監視システムであって、前記監視装置から送られてきたデータおよび／または上位データベースに格納された操作履歴を表示すると共に、当該上位監視装置の操作履歴を前記上位データベースに格納する監視部と、前記上位データベースに格納された当該上位監視装置の操作履歴を前記監視装置に送信する上位データ送受信部と、を具備することにより、上位監視装置に常駐している熟練監視員の操作履歴を、各サイトに設置された監視装置に表示することにより、熟練監視員と標準監視員が監視ノウハウを共有し、また受け継ぐことができるようにすることが記載されている。

又、特許文献４には、ごみ焼却場でのトラブルが監視システムで検知されると、遠隔監視端末に支援を要請して遠隔制御処理を開始し、この遠隔制御処理により、ごみ焼却場の各工程に対応する給じん機、熱分解ガス化炉、溶融炉、廃熱ボイラなどの制御データおよび運転データを、ごみ焼却場から遠隔監視端末に送って表示し、遠隔監視端末の操作者は、制御データおよび運転データを確認し、必要に応じて、さらにごみ焼却場に設けられたＩＴＶカメラの各々にて撮像された各装置の内部の状態等を示す動画像を確認し、発生したトラブルの原因を究明することができ、また、新たな値を制御データに設定してごみ焼却場の自動制御装置に送信し、トラブルに対処できるようにすることが記載されている。

又、特許文献５には、自動運転プログラムにより廃棄物の焼却を行う焼却処理装置と、前記焼却処理装置とネットワークを介して接続され該焼却処理装置を遠隔地で操作する監視センタとを備えた遠隔操作システムであって、前記監視センタは、各センサの検出値と監視カメラにより撮像された映像とを表示する表示手段と、前記各センサの検出値と運転チャートとを比較して前記各センサの検出値のいずれかが閾値を越えるときは異常と判定して前記表示手段に異常情報を表示させる異常検知手段とを有することにより、熟練作業者が不在であっても的確に異常処理を行うようにすることが記載されている。

特許第５３５１０９２号公報 特許第４０４４４４３号公報 特許第４７６６３２７号公報 特開２００２−３２４１２８号公報 特許第４０５９８６９号公報

しかし、上記方法では、現地施設の刻々と変化する状況にリアルタイムで対応できず、遅れが発生してしまい、この遅れによる対応は問題であった。また、従来のシステムでは、集中監視センターからの支援による現地施設の省力化はできても、省人化を実現することは困難であった。

又、廃棄物焼却施設が焼却排ガスから熱回収して発電する発電装置を備え、電力を電力小売事業者に売電する場合に、電力小売事業者の調達計画電力量に対応して最適に電力を供給するシステムの検討がなされていなかった。

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、複数の発電可能な廃棄物処理施設の運転状況を集中監視センターで監視して制御するための廃棄物処理施設の最適操業支援システムにおいて、リアルタイムの操業支援により業務を効率化して、省力化だけでなく省人化を可能とすると共に、売電電力量の最適供給を可能とすることを課題とする。

複数の発電可能な廃棄物処理施設の運転状況を集中監視センターで監視して制御するための廃棄物処理施設の最適操業支援システムであって、情報を伝送する高速通信ネットワークと、廃棄物処理施設に設けられ、前記高速通信ネットワークに接続され廃棄物処理施設を監視する監視手段及び廃棄物処理施設を制御する制御手段と、廃棄物処理施設から電力を調達し需要家へ電力を供給する電力小売事業者に設けられ、前記高速通信ネットワークに接続され需要家からの電力需要に応じた電力供給を行うように管理するとともに電力需給情報を送受信する電力小売事業者電力需給管理端末と、集中監視センターに設けられ、前記高速通信ネットワークに接続される、廃棄物処理施設の操業状況を監視し制御する監視操作端末と、電力小売事業者電力需給管理端末から送信される電力需給情報に基づき廃棄物処理施設からの電力供給を管理する集中監視センター電力需給管理端末とを備え、前記集中監視センター電力需給管理端末は、複数の廃棄物処理施設からの供給電力を一括管理し、電力小売事業者電力需給管理端末から送信される電力需要計画量に応じた電力を複数の廃棄物処理施設から供給される電力の総和で供給するように、各廃棄物処理施設から供給する電力を割り付け、各廃棄物処理施設から割り付けられた電力を供給するように、前記監視操作端末が廃棄物処理施設の運転状況を常時監視し、発電量の推移を予測して、廃棄物処理施設からの供給電力の不足や余剰が発生しないようにリアルタイムで廃棄物処理施設の発電量を制御するようにして、前記課題を解決したものである。

ここで、前記集中監視センターに、前記監視操作端末を複数の廃棄物処理施設に割り付けるためのコントロールサーバーを設けることができる。

又、前記監視手段として、各機器の操業データが設定範囲の許容値を外れたり、外れる前の段階になると、予め設定したロジックに従い、自動的にアラームを発するアラームシステムを設けることができる。

又、前記アラームに重要度を設け、前記コントロールサーバーに、該アラームの重要度を利用して、自動的に監視操作画面を切り替える判定機能を組み込み、該アラームの重要度に応じて、前記集中監視センター側の監視操作端末に割り付けられた廃棄物処理施設の画面を、重要と判定された廃棄物処理施設の画面に自動的に切り替えることができる。

又、前記監視操作端末を、複数の廃棄物処理施設に均等に割り付けることができる。

又、前記監視操作端末を、一つの廃棄物処理施設に複数の監視操作端末を割り付けないという制限下で、複数の廃棄物処理施設に自由に割り付けることができる。

本発明によれば、複数の発電可能な廃棄物処理施設の運転状況を集中監視センターで監視して制御するための廃棄物処理施設の最適操業支援システムにおいて、集中監視センターから現地廃棄物処理施設の運転をリアルタイムに、且つ、シームレスに代行することが可能となる。例えば、操作員が機器の点検時や突発トラブル時に現地の中央操作室を留守にして、現場のプラント機器の対応に行かなければならない時は、従来であれば、操作員の他に人員を配置して、その人員により対応していたところ、本発明システムによれば、集中監視センターに運転を代行してもらうことで、その直前まで運転を担当していた操作員で対応可能となり、他の人員を省人化することが可能となる。例えば、２炉施設で４〜５名を配置していたところ、２名ないし１名の配置で対応可能となるので、大幅な省人化が可能となる。

又、電力小売事業者の調達計画電力量に対応して廃棄物処理施設から最適に電力を供給することができる。

本発明をごみ焼却発電施設に適用した最適操業支援システムの実施形態の全体の概要を示す図 前記実施形態における各ごみ焼却発電施設（清掃工場）と集中監視センター（リモートサービスセンター）と電力小売事業者（ＰＰＳ）との連携を示す図 同じく電力量最適化の実施例を示す図 本発明の効果を示す図 ３工場程度の少数監視の場合の各清掃工場とリモートサービスセンターの構成を示す図 ４工場以上の多数監視の場合の各清掃工場とリモートサービスセンターの構成を示す図 自動監視画面の切り替わりの実施例を示す図 リモートサービスセンターの監視操作端末にそれぞれ複数の工場を規則的に割り付ける方法の説明図 リモートサービスセンターの監視操作端末にそれぞれ複数の工場を自由に割り付ける方法の説明図 遠隔操作権限システムの実施例を示す図 遠隔監視システムの実施例を示す図 清掃工場の構成の一例を示す図 遠隔監視システムの別実施例を示す図

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態及び実施例に記載した内容により限定されるものではない。又、以下に記載した実施形態及び実施例における構成要件には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。更に、以下に記載した実施形態及び実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせてもよいし、適宜選択して用いてもよい。

図１に、ごみ焼却発電施設（以下、単にごみ焼却施設又は清掃工場又は工場とも称する）に本発明を適用した実施形態の全体構成図を示す。例えば本社に設置する集中監視センター（以降、リモートサービスセンターと称する）１００と、監視・操作の対象となる全国に点在するごみ焼却施設（現地施設とも称する）２００と、特定規模電気事業者（Ｐower Ｐroducer and Ｓuppliers，以下、ＰＰＳと略記する）３００の３拠点を高速通信ネットワーク４００（例えば光回線を使った高速インターネット回線上によるＶＰＮ接続）にて接続している。

現地施設２００に対して遠隔監視及び操作を行うことができるリモートサービスセンター１００に、現地施設２００に各々設置しているごみ焼却炉２１０や発電用の蒸気タービン発電機２２０の監視操作を可能とする端末機器と同等の性能を有する監視操作端末（ＤＣＳ端末とも称する）１１０及び表示画面１２０を複数台設置することで、複数の現地施設２００の遠隔監視及び遠隔操作をリアルタイムに２４時間連続で実施することが可能なシステムが構築されており、このシステムを使うことで、各現地施設２００へ最適な操業支援を実現できる。

ＩＴＶカメラ２３０の映像による現地施設２００のごみ焼却炉（以下、単に炉とも称する）２１０の燃焼状況を始めとして、各機器状況や場内・周辺状況等を監視している映像（固定映像）は、リモートサービスセンター１００に設置のＩＴＶ映像表示画面１３０でストレス無くリアルタイムに映像を見て確認することが可能である。

モバイル端末（コミュニケーション端末とも称する）１４０をリモートサービスセンター１００に設置し、同様のモバイル端末（リモート監視端末とも称する）２４０を現地施設２００の中央制御室２５０内に設置することで、リモートサービスセンター１００と現地施設２００との離れた運転員同士がリアルタイムにお互いの顔を確認しつつ同時に音声によるコミュニケーションが可能となるため、距離は離れていても、あたかも同一場所にて操作を行っているかのごとき状況を生み出すことが可能となり、遠隔運転や操作に対して従来以上に効率的な操業支援が可能となる。これは、携帯電話やＰＨＳ電話では実現できなかったことであり、遠隔地からの操業支援には非常に有効である。また、構内に無線ＬＡＮ２６０を施すことで、現地施設２００の中央制御室２５０外でのモバイル端末２４０によるコミュニケーションが可能となる。現地施設２００の運転員は、モバイル端末２４０を携帯しながら中央制御室２５０から現場に移動し、現場の機器の運転状況等をリアルタイムで音声にて、遠隔地のリモートサービスセンター１００の運転員や技術者との会話を行い最適な点検やメンテナンスを実現できる。

設備機器のトラブルまたは異常の兆候が出た時は、従来であれば、現地施設２００から状況写真やデータをメールなどで技術部門の技術者や機器メーカーへ送り、技術者がその写真やデータを見てから電話やメールでの確認を行っていた。写真は平面的な情報が主体であり、また不鮮明な場合もあり、さらに、必要なポイントが撮影できていないために情報不足となるケースも多く、状況判断が困難な場合が多かった。結局は、技術者が現地施設２００へ出張することが必要となり、対処できるのは数日後になるケースもあった。

しかし、現地施設２００の運転員がウェブ（ＷＥＢ）カメラ２７０を使って、対象とする機器の状況をリアルタイムに映像でリモートサービスセンター１００のＷＥＢ映像表示画面１５０に伝送することにより、その映像をリモートサービスセンター１００の運転員のみならずリモートサービスセンター１００に近接する技術部門の技術者が現地とコミュニケーションしながら確認することで、より的確で最適な判断と現地施設２００への指示や支援を実現できる。映像は、写真より立体的で情報量が多いので、状況のディティールの把握を行うことができる点で写真より格段に優れている。

従って、従来に比べ迅速な対応が可能となり、内容によっては現地へ出張せずとも解決できることになる。

なお、ウェブカメラ２７０は手に携帯して使用することもあるし、ヘルメット等に装着して使用することも可能である。また、有線での使用も可能であるが、広大な現場空間（例えば、幅６０ｍ×奥行き７０ｍ×高さ３０ｍ）においては有線では範囲が限定される。そのため、無線ＬＡＮ２６０の中継ポイントを必要数設置することで、制約無しでウェブカメラ２７０の映像をリモートサービスセンター１００に配信できる。

なお、ウェブカメラ２７０の映像は、現地施設２００の中央制御室２５０等でも同様に確認することができるため、運転員二人で一緒に点検に行かなくても、一人が確認に行き、一人が中央制御室２５０に残り、バックアップすることができるので、現地施設２００の操業効率化や省力化を達成できる。

さらに、モバイル端末２４０から中央制御室２５０の監視操作端末を呼び出すことで、監視操作端末と同等な機能を有する画面がモバイル端末２４０で表示が可能となり、かつ操作も可能となる。これにより、現場の巡回点検や機器のメンテナンスを行う際に効率化と省力化と省人化が可能となる。

又、リモートサービスセンター１００は、ＰＰＳ３００との連携により、電力需要家５００に対する現地施設２００から供給する電力量の管理及びコントロールによる売電収益の最適化を図ることが可能である。図１において、３１０は、ＰＰＳ３００の電力需給管理端末、１６０は、これに対応するリモートサービスセンター１００の電力需給管理端末である。

本システムを使えば、リモートサービスセンター１００からの支援による省力化のみならず省人化を実現すること可能である。リモートサービスセンター１００から現地施設２００の運転をリアルタイムにかつシームレスに代行することが可能となる。例えば、現地施設２００の中央制御室２５０の運転員が機器の点検時や突発トラブル時に中央制御室２５０を留守にして、現場のプラント機器（ごみ焼却炉２１０、蒸気タービン発電機２２０等）の対応に行かなければならない時は、従来であれば、運転員の他に人員を中央制御室２５０に配置して、その人員により対応していたところ、本システムによればリモートサービスセンター１００に運転を代行してもらうことで、その直前まで中央制御室２５０で運転を担当していた運転員で対応可能となり、他の人員を配置する必要がないため省人化することが可能となる。例えば２炉施設で４〜５名を配置していたところ、２名ないし１名の配置で対応可能となるので、大幅な省人化が可能となる。

なお、本システムは発電施設としてごみ焼却施設に限らず、バイオマス発電施設、消化ガス発電施設、太陽光発電所等への適用が可能である。

図２に、国内における電力会社３２０、ＰＰＳ３００及び日本電力卸取引所８００等の電力卸取引所における電力の取引と電力需要家５００への電力の供給の流れの関係を示すと共に、リモートサービスセンター１００と複数のごみ焼却施設（清掃工場）２００とＰＰＳ３００との連携及びその関係を表した相関図を示す。電力会社３２０は、自社保有の発電・送電設備を使って、需要家を対象に電気を供給している一般電気事業者である。

ＰＰＳ３００は特定規模需要（原則５０ｋＷ以上）に応じ、相対契約した発電施設から電力を調達し、一般電気事業者が運用維持する送電系統を経由して送電して、電力需要家５００へ電力を供給（小売り）する事業者である。

日本電力卸取引所８００は、電力会社３２０、ＰＰＳ３００、自家発電設備設置者等から基金が拠出されて設置された民間の有限法人であり、現物としての電気を取引する場であり、電気の需要と供給をマッチさせることを目的とした場である。リモートサービスセンター１００とＰＰＳ３００は、図１に示す高速通信ネットワーク４００で結ばれている。また、図２において、Ａ清掃工場２００Ａ〜ｎ清掃工場２００ｎまでの複数清掃工場と契約することで、ＰＰＳ３００は各清掃工場から電力を購入し、電力会社保有の送電設備３２２を使って電力需要家５００に電力を供給している。ＰＰＳ３００は清掃工場２００から購入し電力需要家５００に供給して余剰となる分を日本電力卸取引所８００に売却し、また、電力需要家５００の需要電力量に対して清掃工場２００からの購入電力量では不足する分については日本電力卸取引所８００から購入する。

日本電力卸取引所８００における取引形態には、主に４種類ある。ｉ）時間前取引、ii）スポット取引、iii）先物定型取引及びiv）先物市場取引である。ｉ）時間前取引は当日の４時間前に取引が終了するが、１日３回の売買が可能である（９時締切、１３時締切、１７時締切）。ii）スポット取引は５営業日前から取引可能であるが、前日９：３０までに取引が終了する。iii）先物定型取引は、出力一定の電気を１月間または１週間に渡って受け渡す取引である。iv）先物市場取引は同様に週間、月間の取引を行うが、売買をスポット市場を通じて行う取引である。

リモートサービスセンター１００では、常時ＰＰＳ３００から送信されている電力需給情報を受信していて、常時需要電力量と清掃工場２００からの供給電力量とを把握することにより、供給電力の不足や余剰が発生してもリアルタイムに対応することが可能である。リモートサービスセンター１００において、常時、各清掃工場２００の発電状況を集中的に監視しているので、推移を予測して供給電力量の予測合計値が、ＰＰＳ３００の計画需要電力量に達しないこと、すなわち供給電力の不足が生じることを予測した場合、直ちにＰＰＳ３００へこの供給電力の不足予測状況を連絡することで、ＰＰＳ３００は実際に供給電力の不足状態が発生する前に、不足分の電力を日本電力卸取引所８００から購入する取引を行うことができ、不足状態が発生する直前に取引する場合には、電力を高価格で取引しなければならないことやペナルティーを日本電力卸取引所８００に支払う必要があることに比べて、有利な条件で取引することができる。また、余剰分が生じる場合も、余剰分の日本電力卸取引所８００への売却が間に合わないことがあったが、本システムにより有効に対応できる。日本電力卸取引所８００の時間前取引においては、特に素早い対応が必要となるので、本システムはこのような取引を確実に実施するのに非常に有効なシステムである。

さらに、電力不足分を補う方法として、リモートサービスセンター１００が監視している複数の清掃工場２００の中に発電能力に余力がある清掃工場が確認できた場合に、その清掃工場の発電量を一時的に増加させて、その不足電力量を補うことが可能である。リモートサービスセンター１００から直接、当該清掃工場を操作することで対応可能であるし、コミュニケーション端末１４０で当該清掃工場に連絡・指示することによる対応でもどちらでも可能である。

このリモートサービスセンター１００による供給電力量不足対応操作を図３に詳細に示す。電力需要家５００の計画需要電力量に応じた供給電力量が、Ａ清掃工場２００Ａの急な発電不調により不足が発生し、かつ同時に当日の気温の上昇等による影響で急遽、電力需要量が急増することが重なり、結果として電力需要家５００への供給電力量不足が予想される場合に、常時監視しているリモートサービスセンター１００が、各清掃工場の操業状況及び発電状況を確認し迅速に対応を行う。Ｂ清掃工場２００Ｂは供給電力量が計画量以上であり余剰が発生していることを確認した。その他のｎ清掃工場２００ｎまでの状況を確認したところ、余剰分は発生していないが、Ｄ清掃工場２００ＤとＦ清掃工場２００Ｆについては発電量を増加させる操業が可能であると判断できるので、Ｄ清掃工場２００ＤとＦ清掃工場２００Ｆに対して発電量増加操業を現地清掃工場へ指示または、リモートサービスセンター１００からの直接操作にて現地清掃工場の操業を変更する対応を行う。このようにして、Ｂ清掃工場２００ＢとＤ清掃工場２００ＤとＦ清掃工場２００Ｆの供給電力量を増加することで、不足分を補うことが可能となり、リアルタイムの対応による最適な操業による電力供給が可能となる。従来では受動的対応であったＰＰＳ３００は、リモートサービスセンター１００と連携し、本システムを活用することで、日本電力卸取引所８００と不足分や余剰分を有利な条件で取引するなど積極的対応による売電電力量の最適な取引を可能にできる。

これにより、本発明導入前は図４（Ａ）に示す如く、電力供給実績の計画量に対する差が大きかったのに対し、導入後は図４（Ｂ）に示す如く、電力供給実績の計画量に対する差が小さくなる。

図５及び図６に各清掃工場２００とリモートサービスセンター１００の構成図を示す。図５はリモートサービスセンター１００で監視操作する工場数が３工場程度と少ないケースのものである。Ａ工場２００Ａを例に説明する。工場内監視操作端末２６２とリモート監視操作用端末２６４が現地に設置され、ＬＡＮ回線２６６で接続される。設置台数は必要台数が設置される。Ｂ工場２００Ｂ、Ｃ工場２００ＣもＡ工場２００Ａと同様なシステムが形成される。

Ａ工場２００Ａにおいて、リモート監視操作用端末２６４はＶＰＮルーター２８０を通して高速通信ネットワーク４００にてリモートサービスセンター１００のＶＰＮルーター１７０と接続され、監視操作端末１１０Ａと一対一での接続が確立される。Ｂ工場１００Ｂ、Ｃ工場１００Ｃも、Ａ工場１００Ａと同様に、Ｂ工場１００Ｂのリモート監視操作用端末２６４と監視操作端末１１０Ｂが一対一で接続が確立される。Ｃ工場１００Ｃのリモート監視操作用端末２６４と監視操作端末１００Ｃが一対一で接続が確立される。

このように監視操作対象の工場数が３工場までと少ない場合は、リモートサービスセンター１００も３台の端末を設置するスペースを十分に確保できるし、また、担当監視運転員の人数も必要最低限での運用が可能である。

しかし、対象工場が４工場、５工場・・・・・１０工場・・・・・ｎ工場と増えるに従い、一体一の関係で監視操作端末を増設することは、リモートサービスセンター１００の端末設置スペースを圧迫し、いつかは限界を招く。さらに、端末を担当する監視運転員を工場数分増員する必要が出てくる。これは大幅な運転コストの増加に至る。

この問題を解消するために、図６に４台以上の複数工場の監視操作を行う場合の実施例を示す。図６は、図５と基本的な構成は似ているが、新たにリモートサービスセンター１００側にコントロールサーバー１８０を設けている。

このコントロールサーバー１８０により、リモートサービスセンター１００側の１台の監視操作端末で複数工場の監視操作が可能となり、最小限の監視操作端末の増設と最小限の人員の増員で対応が可能となる。

コントロールサーバー１８０の機能と動作の一例を図７に示す。リモートサービスセンター１００において、１２工場を３台の監視操作端末で分担する場合、すなわち監視操作端末１台あたりで４工場を担当するものとする。各工場のリモートサービスセンター１００側の監視操作端末への割り付けは次の通りとし、監視操作端末１１０IにＡ工場２００Ａ、Ｂ工場２００Ｂ、Ｃ工場２００Ｃ、Ｄ工場２００Ｄが、監視操作端末１１０IIにＥ工場２００Ｅ、Ｆ工場２００Ｆ、Ｇ工場２００Ｇ、Ｈ工場２００Ｈが、監視操作端末１１０IIIにＩ工場２００Ｉ、Ｊ工場２００Ｊ、Ｋ工場２００Ｋ、Ｌ工場２００Ｌが割り付けられているものとする。この工場の割り付けの組み合わせは自由に設定変更が可能であり、設定システムについては、この後で詳細に説明する。リモートサービスセンター１００側で１台の端末で４工場を担当する場合において、監視操作端末１１０Iは、Ａ工場２００Ａを、監視操作端末１１０IIはＧ工場２００Ｇを、監視操作端末１１０IIIはＪ工場２００Ｊを監視しているものとする。

各工場の運転操業中は、各機器の操業データは連続的に更新されていく。運転員は、端末画面にてそれらの数値を監視し、操業が順調か又は異常がないかを監視している。機器点数及び信号点数は数百から数千に達するため、全ての数値を漏れなく監視することは不可能に近い行為である。そのような中、何らかの原因で、設定範囲の許容値を外れたり、外れる前の段階になると、あらかじめ設定したロジックに従い、自動的にアラームを発し、運転員に警告を通知し、運転員が確認及び適切な操作により対処を行うことができるアラームシステムが既に構築されている。

ただし、アラームにも軽度、中度、重度の３段階程度有り、軽度のものや中度のアラームは直ちに対応しなくても、自然に復帰する場合等も多く、迅速な対応は求められない場合が多い（放っておいても良いという意味ではない）。一方、重度のアラームは緊急性を要する重大なアラームとして設定されており、迅速な確認及び対応が必要となる。

そこで、このアラームの重要度を利用して、自動的に監視操作画面を切り替える判定機能（ロジックプログラム）をコントロールサーバー１８０に組み込み、アラームの重要度に応じて、リモートサービスセンター１００側の監視操作端末に割り付けられた工場の画面を、重要と判定された工場の画面に自動的に切り替えることが可能となる。

監視操作端末１１０Iが担当しているＡ〜Ｄ工場２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄのうち、Ｃ清掃工場２００Ｃのアラームが４工場の中で最も重要であるとプログラムで判定されたため、監視操作端末１１０Iの画面をＡ工場２００ＡからＣ工場２００Ｃの画面に切り替える指示がコントロールサーバー１８０から出され、Ｃ工場２００Ｃの画面に自動的に切り替わる。運転員は切り替わったＣ工場２００Ｃの画面を直ちに確認し、必要な処置を行うことが可能となる。同様に、監視操作端末１１０IIではＧ工場２００ＧからＨ工場２００Ｈに切り替わる。一方、監視操作端末１１０IIIでは、現在監視しているＪ工場２００Ｊより優先度の高いアラームが残り３工場から発報さていないので、引き続きＪ工場２００Ｊを監視している。

このように、このシステムを使えば、最小数量の監視端末で最小人員による遠隔監視及び操作が可能となる。

次に、先述したように、各工場のリモートサービスセンター１００側の監視操作端末への割り付けの設定について説明する。

図８は１２工場Ａ〜Ｌをリモートサービスセンター１００側の３台の監視操作端末１１０I〜IIIに規則正しく１台あたり４工場を割り付ける場合を説明する。

この工場割り付け用の設定プログラムはコントロールサーバー１８０に組み込まれており、各々の監視操作端末からそのプログラムを呼び出して設定を行う。プログラムを呼び出すと、図８に示す設定画面が、呼び出しを指示した監視操作端末に現れる。

画面中のＯＮをクリックすると反転し、その工場が監視操作端末に割り付けられたことになる。ＯＦＦはＯＮの状態の取り消しを行うことができ、クリックするとＯＮが消灯し、ＯＦＦも消灯する。

ＯＮもＯＦＦも消灯している場合は、その工場はリモートサービスセンター１００では監視していない状態であることを示すことになるので、最後に設定更新ボタンを押しても設定は完了せず、「全工場の割り付けを行ってください」等のポップアップ画面で指示のアラームが発せられるので必ず、いずれかの監視操作端末に割り付けられることになる。

図８では、順番にＡ工場２００ＡからＤ工場２００Ｄを監視操作端末１１０Iに、Ｅ工場２００ＥからＨ工場２００Ｈまでを監視操作端末１１０IIに、Ｉ工場２００ＩからＬ工場２００Ｌまでを監視操作端末１１０IIIに割り付ける実施例が示されていることがわかる。

図９は１２工場をリモートサービスセンター１００側の３台の監視操作端末に自由に割り付ける場合を説明する。

設定方法は、図８に示す場合と同様である。ここで、特徴的なことは、１台の監視操作端末に均等に割り付ける制限もなく、自由に割り付けられることである。ただし、一つの工場を２台以上の監視操作端末に割り付けることはできないように、システム上の制限は設けている。

また、１台の監視操作端末に割り付ける工場の数には制限は設けていないが、一人の運転員が監視できる数は、運転員の技量にもよるが、一人あたり、３〜５工場程度が適当と考えられる。

いずれにしろ、このように、このシステムを使えば、リモートサービスセンター１００から最小数量の監視操作端末で最小人員による遠隔監視及び操作が可能となる。なお、コントロールサーバー１８０については必ず設置が必要ではなく、リモートサービスセンター１００側の監視操作端末のパソコンをより高性能なサーバー程度のパソコンに変更することで、各監視操作端末のパソコンに画面自動切り替え判定プログラム及び工場割り付け用の設定プログラムをインストールして運用することも可能である。

次に、遠隔操作権限システムの実施例について説明する。

リモートサービスセンター１００から、現地の工場の遠隔監視及び操作を行うために、センターに監視操作端末を設置し、その端末に任意の工場を割り付けて監視操作を可能とする端末については、自由に操作が可能である。

ごみ焼却施設２００は、一般的に２炉ないし３炉の焼却炉２１０を有している。また、１炉当たりの年間稼働日数は２８０日〜３００日程度が一般的である。稼働していない日数は、トラブルで停止している場合もあるが、一般的には定期点検整備などの維持管理のために割り当てられる。

上記の一般事例からも容易に理解できるが、例えば１２工場の遠隔監視操作を行う場合においても、全工場が全て稼働していることは現実的には希であり、１２工場のうちどこかの工場では定期点検整備中であったり、何らかのトラブルで停止していたりしているのが現実である。

このような場合、任意の工場に割り付けられた監視操作端末で運転操作を行う際、ある工場、例えばＡ工場２００Ａの１号炉が定期点検整備中である場合に、そのことは当然認識はしていても、Ａ工場２００Ａが割り付けられた操作可能な端末から、誤って遠隔操作を行ってしまい、現場の機器が作動し、その機器をメンテナンスしている作業員が作動することで事故や災害が発生することが想定される。

このような事態を防止するために、安全を確実に担保するシステムとして図１０に示す遠隔操作権限システムが有効となる。このシステムはコントロールサーバー１８０に組み込まれ、リモートサービスセンター１００の各操作端末及び現地の操作端末がこのシステムを呼び出して利用することができる。

設定方法の基本的ルールをまず説明する。

この画面では各工場の１号炉、２号炉、３号炉、灰溶融、共通系と５種類の組み合わせで構成している。さらに１号炉の中の１号ボイラ設備や１号排ガス処理設備などの各設備毎に細かく設定を行うプログラムとすることもできるが、ここでは、大きなグループによる設定方法として説明する。

遠隔操作禁止については、メンテナンスのために炉や設備を停止しているか、突発停止状態であるかなどの状況は現場が最も把握しているので、現場側が必ず入力設定を行う。

設定画面の一括設定の欄の「禁止」をクリックすることで反転表示となり、その工場の操作が禁止となる。これと同時に個別設定の欄の「禁止」表示が反転し、「確立」の表示が点灯する。これで、その工場については全て操作禁止とすることができる。

続いて、「操作可」とする場合について説明する。

「操作可」は、安全をより確実に担保するために、現地とリモートサービスセンター１００での二重入力を前提とする。

例えば、一括設定の中で、現場側で「可」をクリックする。この状態だけでは、「操作可」ではなく、「確立」が表示されないため、操作禁止状態が継続される。リモートサービスセンター１００側で「可」をクリックして、ようやく「確立」が表示される。この状態ではまだ、操作は可能ではなく、操作禁止状態が継続している。

さらに、個別設定での「禁止」又は「可」の設定を行う必要がある。個別設定の禁止は、現場側で設定することで確立する。一方、「操作可」については、操作したい炉か共通系の欄の「可」をクリックすることで表示が点灯する。しかし、現場側とリモートサービスセンター１００側で「可」を設定して初めて、「確立」が表示され、対象の系列が操作可能となる。

現場の画面に「遠隔操作可」が表示され、リモートサービスセンター１００側の画面にも同様に「遠隔操作可」が表示される。

操作禁止の場合も同様に、現場の画面に「遠隔操作禁止」が表示され、リモートサービスセンター１００側の画面にも同様に「遠隔操作禁止」が表示される。

このルールに従い、設定している例を図１０に示す。

表の中で「確立」の表示がされているものは、上記のルール通りに設定した場合である。「確立」が表示されていないものは、例えば、Ｂ工場２００Ｂの１号炉では、現場側で「可」を設定していないため、確立してない。この場合は１号炉は操作禁止状態であり、禁止が優先される。

Ｃ工場２００Ｃの場合は、リモートサービスセンター１００側で一括設定の「可」を設定していないため、１号炉が本来ならば、遠隔操作が可能な状況であるにもかかわらず、リモートサービスセンター１００側の個別設定の「可」が入力できないため、１号炉は操作禁止が優先される。なお、このような状態でも、常に操作禁止は優先されるので、個別設定で２号炉と共通系の操作禁止は現場側で設定が可能となる。

このように、このシステムを使えば、リモートサービスセンター１００からの遠隔操作を安全に担保することが可能となり、事故や災害を確実に防止できる。

なお、コントロールサーバー１８０については必ず設置が必要ではなく、リモートサービスセンター１００側の監視操作端末のパソコンをより高性能なサーバー程度のパソコンに変更することで、各監視操作端末のパソコンに画面自動切り替え判定プログラム及び工場割り付け用の設定プログラムをインストールして運用することも可能である。

従来、ごみ処理施設２００などのように中央制御室２５０でプラント機器の集中一括監視、制御及び操作を行うシステムが導入されている施設においては、個別の機器の状態把握は現場に定期的に足を運び、実際の物を見て行わなければならないし、実際にそのように実施している。また、中央制御室２５０には表示されないが、現場設置の温度計や圧力計等の計器類の確認も同時に行っている。点検やメンテナンスの対象となる機器については、実施する際は、必ず対象の機器とその機器に関連する機器の最新状況について、中央制御室２５０にその都度、無線や電話で連絡を入れて、中央操作室２５０の監視操作端末に表示されているデータを運転員にその数値を読み上げてもらい、現場の作業員は確認を行いながら、点検及びメンテナンスを実施していた。中央制御室２５０の運転員がアラームの処理に追われているときに、現場からのこのような問い合わせがあっても返事ができなくて、待たせてしまうケースもあり、いろいろな面でこのような点検方法は非効率であると認識されていた。

そこで、この問題を解決する手段として、図１１に示す方法が有効である。モバイル端末（リモート監視端末）２４０にインストールした専用のプログラムから中央制御室２５０の監視操作端末を呼び出すことで、監視操作端末と同等な機能を有する画面がモバイル端末２４０で表示が可能となりかつ操作も可能となる。

清掃工場の具体的な構成の一例を図１２に示す。

本実施例は、ごみ搬入車９１０により、ゲート９１２からごみ９００が投入されるごみピット９１６と、該ごみピット９１６に投入されたごみ９００を前記ごみ燃焼炉２１０の燃焼室９２４の入側に設けられたごみホッパ９２０に投入するためのごみクレーン９１８と、ごみホッパ９２０の底部に設けられた給塵装置９２２と、該給塵装置９２２により燃焼室９２４内の火格子９２６上に投入されたごみ９００を燃焼させるための一次燃焼用空気通路９２８に設けられたダンパ９３０と、落塵コンベア９３２と、燃焼室９２４内でガスを攪拌混合するための中間天井９３４と、二次燃焼用空気ブロワ９３６から二次燃焼用空気が供給されるガス混合室９３８と、ガス混合室９３８内で二次燃焼させた後の燃焼排ガスを冷却しつつ熱エネルギーを回収するための廃熱ボイラ９４０と、該廃熱ボイラ９４０により加熱された水蒸気により発電する前記蒸気タービン発電機２２０と、前記廃熱ボイラ９４０の熱交換器伝熱面をクリーニングするためのスートブロワ９４２と、煙突９４４と、燃焼後の灰を落下させるための灰シュート９５０と、該灰シュート９５０から落下する灰を排出するための灰コンベア９５２とを主に備えている。

図１３に遠隔監視システムの実施例を示す。例えば、Ａ工場２００Ａの中央制御室２５０の監視操作端末２５２Ａで１号炉２１０の画面を表示し、運転員が監視操作を行っているものとする。現場の巡回点検の定刻になると、従来であれば、別の運転員が現場の巡回点検を行うことになるところ、このリモート監視端末２４０を使用すれば、監視操作端末２５２Ａで１号炉２１０を担当している運転員がそのまま、１号炉２１０の画面を現場に持ち出して、現場の巡回点検を行うことが可能となる。その際、操作の権限が自動的にリモート監視端末２４０に移り、中央制御室２５０の監視操作端末２５２Ａには、「１号炉 モバイル点検中」の表示と「操作禁止」の表示が現れる。リモート監視端末２４０には「１号炉 モバイル点検中」の表示と「操作可」の表示が現れる。さらに、リモートサービスセンター１００のＡ工場２００Ａが割り付けられている監視操作端末１１０Iの画面に「１号炉 モバイル点検中」の表示と「操作禁止」の表示が現れる。このようにして、遠隔操作のインターロックを取り、安全面を担保する。リモート監視端末２４０には、監視操作端末２５２Ａ及び１１０Iの画面と全く同じ画面が表示されるだけでなく、同じ操作が可能となる。１号炉２１０の巡回点検が終わり、次にタービン発電機２２０の点検に行くと、リモート監視端末２４０の画面のメニューをタッチして蒸気タービン発電機２２０の画面を呼び出すか、蒸気タービンの絵をタッチすることで、蒸気タービン発電機２２０の画面を呼び出し、種々の数値を読みながら点検を行うことができる。このとき、リモート監視端末２４０には「共通系 リモート点検中」と表示され、監視操作端末１１０Iにも同様に表示され、操作権については１号炉２１０の場合と同様に各々の端末に表示される。

上記の遠隔監視システムは、これまでの問題点を解決することはもちろんのこと、省力化及び省人化のためのバックアップシステムとなる。

例えば、２炉工場の場合、通常であれば１班あたり４人ないし５人の運転員を２名にまで省人化することが可能となる。ごみ焼却施設は一般的に２４時間連続操業を行っている。深夜の交代勤務時間については、巡回点検が必要になった場合、１名がこのリモート監視端末２４０を持ち出し点検を行い、その間は、リモートサービスセンター１００で監視支援が可能となり、安全面は確保できる。また、この場合、通常であれば自動的に操作権はリモート監視端末２４０に移るが、リモート監視端末２４０には監視のみのモードが設けてあり、その監視モードに切り替えると、中央制御室２５０からの操作もリモートサービスセンター１００からの遠隔操作も可能となる。そのときの状況に応じて臨機応変に対応が可能である。

このように、この機能を使用すれば、安全面を確保しつつ、現場の人員配置を最低人数にて、最適な操業支援が可能となる。

１００…集中監視センター（リモートサービスセンター）
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０I、１１０II、１１０III…監視操作端末（ＤＣＳ端末）
１２０…表示画面
１３０…ＩＴＶ映像表示画面
１４０…モバイル端末（コミュニケーション端末）
１５０…ＷＥＢ映像表示画面
１６０、３１０…電力需給管理端末
１８０…コントロールサーバー
２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ … ２００ｎ、…ごみ焼却（発電）施設（清掃工場又は工場）
２１０…ごみ焼却炉
２２０…蒸気タービン発電機
２３０…ＩＴＶカメラ
２４０…モバイル端末（リモート監視端末）
２５０…中央制御室
２６０…無線ＬＡＮ
２６２…工場内監視操作端末
２６４…リモート監視操作用端末
２７０…ウェブカメラ
３００…特定規模電気事業者（ＰＰＳ）
３２０…電力会社
３２２…送電設備
４００…高速通信ネットワーク
５００…電力需要家
８００…日本電力卸取引所

Claims (7)

1. 複数の発電可能な廃棄物処理施設の運転状況を集中監視センターで監視して制御するための廃棄物処理施設の最適操業支援システムであって、
   情報を伝送する高速通信ネットワークと、
   廃棄物処理施設に設けられ、前記高速通信ネットワークに接続され廃棄物処理施設を監視する監視手段及び廃棄物処理施設を制御する制御手段と、
   廃棄物処理施設から電力を調達し需要家へ電力を供給する電力小売事業者に設けられ、前記高速通信ネットワークに接続され需要家からの電力需要に応じた電力供給を行うように管理するとともに電力需給情報を送受信する電力小売事業者電力需給管理端末と、
   集中監視センターに設けられ、前記高速通信ネットワークに接続される、廃棄物処理施設の操業状況を監視し制御する監視操作端末と、
   電力小売事業者電力需給管理端末から送信される電力需給情報に基づき廃棄物処理施設からの電力供給を管理する集中監視センター電力需給管理端末とを備え、
   前記集中監視センター電力需給管理端末は、複数の廃棄物処理施設からの供給電力を一括管理し、電力小売事業者電力需給管理端末から送信される電力需要計画量に応じた電力を複数の廃棄物処理施設から供給される電力の総和で供給するように、各廃棄物処理施設から供給する電力を割り付け、各廃棄物処理施設から割り付けられた電力を供給するように、前記監視操作端末が廃棄物処理施設の運転状況を常時監視し、発電量の推移を予測して、廃棄物処理施設からの供給電力の不足や余剰が発生しないようにリアルタイムで廃棄物処理施設の発電量を制御するようにされていることを特徴とする廃棄物処理施設の最適操業支援システム。
2. 前記集中監視センターに、前記監視操作端末を複数の廃棄物処理施設に割り付けるためのコントロールサーバーが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理施設の最適操業支援システム。
3. 前記監視手段として、各機器の操業データが設定範囲の許容値を外れたり、外れる前の段階になると、予め設定したロジックに従い、自動的にアラームを発するアラームシステムが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理施設の最適操業支援システム。
4. 前記監視手段として、各機器の操業データが設定範囲の許容値を外れたり、外れる前の段階になると、予め設定したロジックに従い、自動的にアラームを発するアラームシステムが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の廃棄物処理施設の最適操業支援システム。
5. 前記アラームに重要度が設けられ、前記コントロールサーバーに、該アラームの重要度を利用して、自動的に監視操作画面を切り替える判定機能が組み込まれ、該アラームの重要度に応じて、前記集中監視センター側の監視操作端末に割り付けられた廃棄物処理施設の画面を、重要と判定された廃棄物処理施設の画面に自動的に切り替えるようにされていることを特徴とする請求項４に記載の廃棄物処理施設の最適操業支援システム。
6. 前記監視操作端末が、複数の廃棄物処理施設に均等に割り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の廃棄物処理施設の最適操業支援システム。
7. 前記監視操作端末が、一つの廃棄物処理施設に複数の監視操作端末を割り付けないという制限下で、複数の廃棄物処理施設に自由に割り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の廃棄物処理施設の最適操業支援システム。