JP6725253B2 - プラント監視装置およびプログラム - Google Patents
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Description
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、プラントの状態等に応じて、プラントを適切に監視できるプラント監視装置およびプログラムを提供することを目的とする。
〈実施形態の構成〉
図1に示すブロック図を参照し、本発明の第1実施形態によるプラント監視装置100の構成を説明する。プラント監視装置100は、プラント110の状態を監視し、必要に応じて監視結果をユーザに報知するものである。なお、監視対象であるプラント110は、例えば、火力発電プラント、原子力発電プラント、各種物品の製造プラント等、様々な設備を適用することができる。プラント110は、ポンプ、弁、温度計等、様々な機能を有する複数の(n台の)プラント機器111−1〜111−nを有している。なお、これらプラント機器111−1〜111−nを総称して「プラント機器111」と呼ぶことがある。
図2は、機器故障確率データベース1に格納される機器故障確率データ200(故障確率)の一例を示す図である。図示のように、機器故障確率データ200は、一対一に対応させた「機器名称」と「故障確率」とを含んでいる。ここで、機器名称は、各プラント機器111に対して付与された一意の名称である。また、故障確率は、当該プラント機器は一年あたり何回程度の故障が予想されるかを表す値である。この故障確率は、例えば運転実績で得られた値を用いるとよい。
図4において、事象欄222は、プラント110における各種事象の内容を示す欄である。「起因事象」とは、プラント110が停止に至る原因になり得る事象であり、例えば「配管の破断」が挙げられる。「出力制御」とは、例えばプラント110が発電プラントである場合に、プラント110の出力電力を低下させることをいう。「給水制御」とは、プラント110の所定箇所に給水を行うことをいう。「減圧制御」とは、プラント110の所定箇所の圧力を減圧させることをいう。
図5において、時刻欄232は、後述する各計測値を測定した時刻を示す。温度欄234、圧力欄236および流量欄238は、当該時刻において、プラント110の配管の所定箇所における温度、圧力および流量の計測値をそれぞれ示す。
ここで、図2〜図4に示した例において、プラント停止確率Pを計算する具体例を説明する。図4に示した「給水制御」がポンプA,B(図2参照)の並列運転によって実現される場合、図3を参照して説明したように、「給水機能喪失」という事象が生じる確率は、4×10-3(回/年)になる。「給水機能喪失」とは、「給水制御の失敗」と同義であるため、図4に示す確率P2は「4×10-3(回/年)」になる。また、起因事象が発生する確率P0、出力制御が失敗する確率P1、および減圧制御が失敗する確率P3が、全て「10-2(回/年)」であったとすると、プラント停止確率Pは、確率P0〜P3の乗算結果、すなわち「4×10-9(回/年)」になる。
上述したように、閾値設定部7は、可用状態判定部10に対して各異常度に対する閾値を出力するが、これらの閾値は、故障時影響計算部6から出力されるプラント停止確率Pに基づいて、以下のようにして決定される。
ここで、既に動作不能(停止中)になっているプラントの機器のが「ポンプB」であった場合を例として説明する。図2〜図4に示した例において、ポンプBが動作不能であったとすると、給水機能が失敗する確率P2は、図2に示すポンプAの単体の故障確率すなわち「8×10-2(回/年)」に等しくなり、その場合のプラント停止確率PB0は、確率P0〜P3の乗算結果、すなわち「8×10-8(回/年)」になる。
次に、図6を参照し、本実施形態の動作を説明する。なお、図6は、プラント監視装置100において実行される制御プログラムのフローチャートである。
図6において処理がステップS2に進むと、機器動作状態入力部5は、各プラント機器111の動作状態(動作中であるか否か)を取得する。次に、処理がステップS4に進むと、故障時影響計算部6は、プラント停止確率Pを計算する。次に、処理がステップS6に進むと、閾値設定部7は、各計測値に対応する閾値を計算する。
複数のプラント機器(111−1〜111−n)の計測値を取得する計測値入力部(8)と、
複数のプラント機器(111−1〜111−n)のうち一のプラント機器(111−m(但し、1≦m≦n))に係る計測値の異常の度合いを表す異常度を計算する異常度計算部(9)と、
異常度と、計測値に対応する閾値とに基づいて、一のプラント機器(111−m)が正常であるか否かを判定する可用状態判定部(10)と、
複数のプラント機器(111−1〜111−n)のうち、一のプラント機器(111−m)を除く他のプラント機器の動作状態に基づいて、一のプラント機器(111−m)に対応する閾値を増減させる閾値設定部(7)と、
を有する。
これにより、一のプラント機器(111−m)に対応する閾値を、他のプラント機器の動作状態に基づいて設定することができ、プラントの状態等に応じて、プラントを適切に監視できる。
複数のプラント機器(111−1〜111−n)の故障確率を格納した機器故障確率データベース(1)と、
プラント機器(111−1〜111−n)が属するプラント(110)のフォルトツリー(210)を格納するフォルトツリーデータベース(2)と、
プラント(110)のイベントツリー(220)を格納するイベントツリーデータベース(3)と、
複数のプラント機器(111−1〜111−n)が正常であるときの計測値を格納する正常時計測値データベース(4)と、
複数のプラント機器(111−1〜111−n)が動作中であるか否かを示す動作信号を取得する機器動作状態入力部(5)と、
複数のプラント機器(111−1〜111−n)の故障確率と、フォルトツリー(210)と、イベントツリー(220)とに基づいて、一のプラント機器(111−m)の故障がプラント(110)に与える影響度(P)を計算する故障時影響計算部(6)と、
をさらに有し、
閾値設定部(7)は、影響度(P)が大きくなるほど、一のプラント機器(111−m)が正常であると判定する異常度の範囲が狭くなるように、閾値を設定する。
次に、図7に示すブロック図を参照し、本発明の第2実施形態によるプラント監視装置120の構成を説明する。
本実施形態のプラント監視装置120においては、第1実施形態における故障時影響計算部6に代えて、故障時影響計算部36が設けられている。故障時影響計算部36は、可用状態判定部10によって「異常」であると判定されたプラント機器を、「動作不能」(動作状態が停止中である)であると看做して、プラント停止確率Pを計算する点が異なっている。本実施形態の上述した以外の構成、動作は、第1実施形態のもの(図1〜図6)と同様である。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、若しくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
2 フォルトツリーデータベース
3 イベントツリーデータベース
4 正常時計測値データベース
5 機器動作状態入力部
6 故障時影響計算部
7 閾値設定部
8 計測値入力部
9 異常度計算部
10 可用状態判定部
11 出力部
36 故障時影響計算部
100,120 プラント監視装置
110 プラント
111−1〜111−n プラント機器
200 機器故障確率データ(故障確率)
210 フォルトツリー
220 イベントツリー
P プラント停止確率(影響度)
Claims (5)
- 複数のプラント機器の計測値を取得する計測値入力部と、
前記複数のプラント機器のうち一のプラント機器に係る前記計測値の異常の度合いを表す異常度を計算する異常度計算部と、
前記異常度と、前記計測値に対応する閾値とに基づいて、前記一のプラント機器が正常であるか否かを判定する可用状態判定部と、
前記複数のプラント機器が属するプラントに対して、前記一のプラント機器の故障が与える影響度を計算する故障時影響計算部と、
前記複数のプラント機器のうち、前記一のプラント機器を除く他のプラント機器の動作状態と、前記影響度とに基づいて、前記一のプラント機器に対応する前記閾値を増減させる閾値設定部と、
を有することを特徴とするプラント監視装置。 - 前記複数のプラント機器の故障確率を格納した機器故障確率データベースと、
前記プラントのフォルトツリーを格納するフォルトツリーデータベースと、
前記プラントのイベントツリーを格納するイベントツリーデータベースと、
前記複数のプラント機器が正常であるときの前記計測値を格納する正常時計測値データベースと、
前記複数のプラント機器が動作中であるか否かを示す動作信号を取得する機器動作状態入力部と、
をさらに有し、
前記故障時影響計算部は、前記複数のプラント機器の前記故障確率と、前記複数のプラント機器の動作状態と、前記フォルトツリーと、前記イベントツリーとに基づいて、前記影響度を計算するものであり、
前記閾値設定部は、前記影響度が大きくなるほど、前記一のプラント機器が正常であると判定する前記異常度の範囲が狭くなるように、前記閾値を設定する
ことを特徴とする請求項1に記載のプラント監視装置。 - 前記影響度は、前記プラントが停止する確率を表すプラント停止確率である
ことを特徴とする請求項2に記載のプラント監視装置。 - 前記プラントは、原子炉を有する原子力発電プラントであり、
前記影響度は、前記原子炉の炉心損傷確率である
ことを特徴とする請求項2に記載のプラント監視装置。 - コンピュータを、
複数のプラント機器の計測値を取得する計測値入力手段、
一のプラント機器に係る前記計測値の異常の度合いを表す異常度を計算する異常度計算手段、
前記異常度と、前記計測値に対応する閾値とに基づいて、前記一のプラント機器が正常であるか否かを判定する可用状態判定手段、
前記複数のプラント機器が属するプラントに対して、前記一のプラント機器の故障が与える影響度を計算する故障時影響計算手段、
前記複数のプラント機器のうち、前記一のプラント機器を除く他のプラント機器の動作状態と、前記影響度とに基づいて、前記一のプラント機器に対応する前記閾値を増減させる閾値設定手段、
として機能させるためのプログラム。
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