JP7206066B2 - 運転支援方法及び運転支援システム - Google Patents
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Description
設備において発令基準が満たされると発令される警報に対する推奨運転動作を提示する運転支援方法であって、
前記警報の発令、又は、前記警報の発令の予兆を検知するステップと、
前記設備の警報の発令履歴が記憶された警報履歴記憶部から、発令又は発令の予兆が検知された前記警報と同種の警報の発令履歴を抽出するステップと、
前記設備の操作履歴が記憶された操作履歴記憶部から、当該同種の警報の発令後の運転動作を抽出するステップと、
前記設備の運転状態を示す情報が記憶された運転データ記憶部から、当該運転動作後の前記運転状態を示す情報を抽出して当該運転動作が前記運転状態に与えた影響を検証するステップと、
抽出された前記運転動作及び検証された前記影響に基づいて、発令又は発令の予兆が検知された前記警報に対する前記推奨運転動作を提示するステップと、
を備える。
発令又は発令の予兆が検知された前記警報は、複数の異なる警報を含み、
前記発令履歴を抽出するステップでは、前記複数の異なる警報のそれぞれについて、当該警報と同種の警報の発令履歴を抽出し、
前記運転動作を抽出するステップでは、前記複数の異なる警報のそれぞれについて、当該同種の警報の発令後の運転動作を抽出し、
前記影響を検証するステップでは、当該運転動作のそれぞれが前記運転状態に与えた影響を検証し、
前記推奨運転動作を提示するステップでは、抽出された前記運転動作のそれぞれ、検証された前記影響のそれぞれ、前記複数の異なる警報の組合せ、及び、前記複数の異なる警報がそれぞれ発令されたタイミングを考慮して推奨運転動作を提示する。
このような場合には、例えば、不適合事象毎に異なる推奨運転動作をそれぞれ提示することが考えられる。しかし、この場合には、実際に発生している不適合事象の解消に有効な推奨運転動作が、提示された複数の推奨運転動作のうちの一部となってしまうことが考えられる。
しかし、同時期に複数の警報が発せられた場合、これら複数の警報が発せられる共通の想定される不適合事象が存在することが考えられる。そのため、同時期に複数の警報が発せられた場合、複数の警報のそれぞれについて、警報発令の要因と想定される不適合事象を解消し得る運転動作を抽出すると、複数の警報が発せられる共通の不適合事象を解消し得る運転動作を絞り込むことが可能となる。
したがって、上記(2)の方法によれば、複数の警報の組み合わせ等を考慮することで、より適切な推奨運転動作を提示できる。
前記警報履歴記憶部が記憶する前記発令履歴から過去に発令された第1警報の発令と同時期に発令された第2警報の履歴を抽出するか、前記操作履歴記憶部が記憶する前記操作履歴から当該同時期の前記運転動作を抽出するか、又は、前記運転データ記憶部から当該運転動作後の前記運転状態を示す情報を抽出して当該運転動作が前記運転状態に与えた影響を検証するか、の少なくとも何れか一つを実行するステップと、
前記少なくとも何れか一つを実行するステップで得られた結果に基づいて、前記第1警報の発令にあたり、前記第1警報の発令の妥当性を判断するステップと、
をさらに備える。
その点、上記(5)の方法によれば、過去に発令された第1警報の発令と同時期に発令された第2警報の履歴、当該同時期の運転動作、又は、当該運転動作が運転状態に与えた影響の検証結果の少なくとも何れか一つに基づいて、発令基準、又は、予兆検知基準を改定できる。これにより、例えば、ある一つの警報に関して、その警報が発令されていたにも関わらず、警報の発令要因を解消するための運転動作が実施されないということが繰り返されていたことを見出すことができる。そして、警報の発令要因を解消するための運転動作が実施されなかったにもかかわらず、さらなる不具合事象が発生していなかったか否かを確認することができる。警報の発令要因を解消するための運転動作が実施されなかったにもかかわらず、さらなる不具合事象が発生していなかった場合には、警報の発令基準が必要以上に安全側に設定されているものと判断して、発令基準を改定することができる。したがって、上記(5)の方法によれば、警報が発令されるタイミング、又は、警報が発令される予兆を検知するタイミングを適切にすることができる。
前記推奨運転動作は、複数存在し、
前記複数の推奨運転動作の優先度に応じて、前記推奨運転動作を提示するステップで前記複数の推奨運転動作を提示する順序を決定するステップ
をさらに備える。
発令された警報に対して実施された前記推奨運転動作についての実施履歴を当該警報と関連付けて記憶するステップと、
記憶された当該実施履歴に基づいて、当該警報に対する前記推奨運転動作の前記優先度を設定するステップと、
をさらに備える。
前記推奨運転動作を提示するステップでは、予め選定された前記警報に対してのみ前記推奨運転動作を提示する。
設備において発令基準が満たされると発令される警報に対する推奨運転動作を提示する運転支援システムであって、
前記警報の発令、又は、前記警報の発令の予兆を検知する検知部と、
前記設備の警報の発令履歴が記憶された警報履歴記憶部と、
前記警報履歴記憶部から、発令又は発令の予兆が検知された前記警報と同種の警報の発令履歴を抽出する発令履歴抽出部と、
前記設備の操作履歴が記憶された操作履歴記憶部と、
前記操作履歴記憶部から、当該同種の警報の発令後の運転動作を抽出する運転動作抽出部と、
前記設備の運転状態を示す情報が記憶された運転データ記憶部と、
前記運転データ記憶部から、当該運転動作後の前記運転状態を示す情報を抽出して当該運転動作が前記運転状態に与えた影響を検証する検証部と、
抽出された前記運転動作及び検証された前記影響に基づいて、発令又は発令の予兆が検知された前記警報に対する前記推奨運転動作を提示する提示部と、
を備える。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
幾つかの実施形態に係る設備制御装置100は、データ取得部101と、警報発令部102と、入出力部103と、運転指示部104と、運転制御部105とを備えている。
データ取得部101は、設備10の各部に配置された複数のセンサ80からの情報、すなわち設備10の運転状態を示す情報を取得するように構成されている。また、データ取得部101は、取得した情報を運転制御部105、警報発令部102、及び、後述する運転支援装置200の運転データ記憶部205に出力するように構成されている。
幾つかの実施形態では、発令基準は、後述する運転支援装置200の警報発令基準記憶部207に記憶されている。
警報発令部102は、発令信号を入出力部103と、後述する運転支援装置200の検知部201と、警報履歴記憶部204とに出力するように構成されている。
また、以下の説明では、上述したような各機器毎の状態の変更する動作だけではなく、例えばボイラのような複数の機器を含む設備において、ボイラの負荷を変更する、あるいは各部の蒸気温度の設定値を変更する、といった設備の稼働状態を変更する動作のことを運転動作と呼ぶこともある。例えば、ボイラ出口蒸気温度の設定値を下げることにより出力の低下、及びあるいは、タービンヒートレートの低下を招くような場合も運転動作の変更と呼ぶ。
運転制御部105は、データ取得部101から出力された、設備10の運転状態を示す情報と、運転指示部104から出力された操作信号とに基づいて、設備10の操作端90に制御信号を出力する。
幾つかの実施形態に係る運転支援装置200は、検知部201と、分析部210と、提示部202と、警報履歴記憶部204と、運転データ記憶部205と、操作履歴記憶部206とを備えている。また、幾つかの実施形態に係る運転支援装置200は、警報発令基準改定部203と、警報発令基準記憶部207と、選択履歴記憶部208とを備えていてもよい。
検知部201は、設備制御装置100の警報発令部102で警報が発令されたことを検知する。すなわち、検知部201は、設備制御装置100の警報発令部102からの警報の発令信号の有無を監視する。検知部201は、警報発令部102からの発令信号が入力されると、当該発令信号に係るセンサ80が複数あるセンサ80の何れであるかを示す情報や、警報の種類に関する情報を分析部210に出力する。
例えばセンサ80が温度センサであり、警報の発令基準が温度の上限側と下限側とで設定されていた場合には、警報の種類に関する情報とは、温度の上限側の発令基準に達したことで警報が発せられたのか、又は、温度の下限側の発令基準に達したことで警報が発せられたのかを表す情報である。
また、例えばセンサ80が温度センサであり、警報の発令基準が温度の上限側の第1発令基準と、第1発令基準よりも高い温度に設定された第2基準とで設定されていた場合には、警報の種類に関する情報とは、第1発令基準に達したことで警報が発せられたのか、又は、第2発令基準に達したことで警報が発せられたのかを表す情報である。
また、警報の発令基準がセンサ80の検出値の上限側だけで設定されていた場合、当該上限側の基準値未満となる範囲を正常範囲と呼ぶ。同様に、警報の発令基準がセンサ80の検出値の下限側だけで設定されていた場合、当該下限側の基準値を超える範囲を正常範囲と呼ぶ。警報の発令基準がセンサ80の検出値の上限側及び下限側の双方で設定されていた場合、当該上限側の基準値未満であり、且つ、当該下限側の基準値を超える範囲を正常範囲と呼ぶ。
警報履歴記憶部204は、過去に発令された警報の発令履歴を記憶している。警報履歴記憶部204が記憶している警報の発令履歴には、例えば、過去に発令された警報のそれぞれについて、発令された警報が複数あるセンサ80の何れであるのかを示す情報や、警報の種類に関する情報、発令の日時、警報の発令要因が解消した日時の情報等が含まれている。
なお、報告書は、例えば手書きの報告書であってもよく、運転員が設備制御装置100の入出力部103の入力装置から入力した内容の電磁的記録、すなわち、電子的方式、磁気的方式その他人の知覚によっては認識することのできない方式で作られた記録であってもよい。
警報の発令要因の解消のために運転員によって行われた運転動作には、設備10の操作以外にも、警報の発令に係るセンサ80や信号線に不具合があって、センサ80を交換する等のメンテナンス作業等の対応も含む。
このようにして抽出された情報は、言語解析ツールによって構造化データに変換されて、警報履歴記憶部204に記憶される。
運転データ記憶部205は、データ取得部101を介して設備10の運転状態を示す情報を取得して記憶する。
操作履歴記憶部206は、運転員による設備10の操作履歴を設備制御装置100の運転制御部105から取得して記憶する。
次いで、分析部210の概要について説明する。図2は、分析部210の構成を示す図である。分析部210は、発令履歴抽出部211と、運転動作抽出部212と、検証部213とを備える。
発令履歴抽出部211は、検知部201で発令が検知された警報と同種の警報の発令履歴を警報履歴記憶部204から抽出するように構成されている。
例えば、後述する図3におけるボイラプラント10Aの1次過熱器43の出口の蒸気温度を検出するセンサ80を例に挙げて説明する。このセンサ80を1次過熱器出口温度センサ83と呼ぶこととする。そして、1次過熱器出口温度センサ83についての警報の発令基準が温度の上限側の第1発令基準と、第1発令基準よりも高い温度に設定された第2基準とで設定されているものとする。
例えば、今回、検知部201で発令が検知された警報が1次過熱器出口温度センサ83における検出温度が第1発令基準に達したことで発令されていたのであれば、検知部201で発令が検知された警報と同種の警報は、1次過熱器出口温度センサ83における検出温度が第1発令基準に達したことで発令された警報と、1次過熱器出口温度センサ83における検出温度が第2発令基準に達したことで発令された警報とを含む。
なお、1次過熱器出口温度センサ83についての警報の発令基準が、仮に温度の下限側でも設定されていて、この下限側の発令基準に達したことで警報が発令されたとしても、当該警報は、上記同種の警報には該当しないものとする。
すなわち、検出値が発令基準に達することとなった要因が同じ要因であると推定される場合には、同一のセンサ80について異なる値に設定された発令基準の何れかに達することで発令された警報のそれぞれは、同種の警報の範囲に含まれるものとする。
運転動作抽出部212は、発令履歴抽出部211が抽出した上記同種の警報の発令後の運転動作を操作履歴記憶部206から抽出するように構成されている。なお、運転動作抽出部212は、発令履歴抽出部211が抽出した上記同種の警報の発令履歴が複数存在する場合、その複数の警報の発令履歴のそれぞれについて、警報の発令後の運転動作を操作履歴記憶部206から抽出するように構成されている。
検証部213は、運転動作抽出部212が抽出した運転動作の後の設備10の運転状態を示す情報を運転データ記憶部205から抽出して、当該運転動作が設備10の運転状態に与えた影響を検証するように構成されている。すなわち、検証部213は、運転動作抽出部212が抽出した運転動作の後の設備10の運転状態を示す情報を運転データ記憶部205から抽出して、当該運転動作によって設備10の運転状態が好転したか否かを検証するように構成されている。
提示部202は、運転動作抽出部212で抽出された運転動作、及び、検証部213で検証された、当該運転動作が設備10の運転状態に与えた影響に基づいて、検知部201で発令が検知された警報に対する推奨運転動作を提示するように構成されている。提示部202は、運転動作抽出部212が抽出した運転動作のうち、当該運転動作によって設備10の運転状態が好転したと検証部213で判断された運転動作を推奨運転動作として選定する。そして、提示部202は、選定した推奨運転動作の情報を設備制御装置100の入出力部103の表示装置に出力する。
警報発令基準改定部203は、警報の発令基準を改定するように構成されている。警報発令基準改定部203の詳細については、後で詳述する。
警報発令基準記憶部207は、複数のセンサ80のそれぞれについての警報の発令基準を記憶するように構成されている。
選択履歴記憶部208は、上述したように、入出力部103の表示装置に表示された複数の推奨運転動作の選択肢のうち、何れの推奨運転動作が選択されたのかを表す情報を記憶するように構成されている。
幾つかの実施形態に係る設備10は、例えば小型ボイラのような小規模の設備であってもよく、電力会社における発電プラントのような大規模の設備であってもよい。以下、幾つかの実施形態に係る大規模の設備の一例として、典型的なボイラプラントを例に挙げて説明する。
図3は、典型的なボイラプラントの概略構成例図である。
図3に示すボイラプラント10Aは、発電や熱供給に用いられる設備であり、固体燃料を燃焼させるものとして、石炭を粉砕した微粉炭を微粉燃料(固体燃料)として用い、この微粉炭を火炉11のバーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を給水や蒸気と熱交換して蒸気を生成することが可能な石炭焚きボイラである。なお、燃料は石炭に限られず、バイオマス等、ボイラで燃焼可能な他の個体燃料であってもよい。さらに多種の個体燃料あるいはガス、油燃料を混合して使用してもよい。
このうち火炉11は、例えば四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置されている。火炉11は、壁面が、蒸発管(伝熱管)と蒸発管を接続するフィンとで構成され、給水や蒸気と熱交換することにより火炉壁の温度上昇を抑制している。具体的には、火炉11の側壁面には、複数の蒸発管が例えば鉛直方向に沿って配置され、水平方向に並んで配置されている。フィンは、蒸発管と蒸発管との間を閉塞している。火炉11は、炉底に傾斜面62が設けられており、傾斜面62に炉底蒸発管70が設けられて底面となる。
1次過熱器出口温度センサ83は、1次過熱器43の出口の蒸気温度を検出する。2次過熱器出口温度センサ82は、2次過熱器42の出口の蒸気温度を検出する。3次過熱器出口温度センサ81は、3次過熱器41の出口の蒸気温度を検出する。
火炉ドラフトセンサ85は、火炉11内の圧力を検出する。火炉出口流体温度センサ86は、火炉出口流体の温度を検出する。
以下、幾つかの実施形態に係る設備10における運転支援方法について説明する。
図4は、幾つかの実施形態に係る設備10における運転支援方法の処理手順を示すフローチャートである。
幾つかの実施形態に係る運転支援方法は、検知ステップS10と、発令履歴抽出ステップS20と、運転動作抽出ステップS30と、検証ステップS40と、提示ステップS60とを含む。
そして、検証部213は、上述のようにして抽出した、設備10の運転状態を示す情報から、当該運転動作によって設備10の運転状態が好転したか否かを検証する。例えば、検証部213は、上述のようにして抽出した、設備10の運転状態を示す情報から、当該運転動作が行われた後、当該規定期間内にセンサ80の検出値が発令基準を満たさなくなったことが見出された場合、当該運転動作によって設備10の運転状態が好転したと判断する。また、例えば、検証部213は、上述のようにして抽出した、設備10の運転状態を示す情報から、当該運転動作が行われた後、当該規定期間内にセンサ80の検出値が発令基準を満たさなくなったことが見出されなかった場合、当該運転動作によって設備10の運転状態が好転しなかったと判断する。
ステップS50が否定判断されると、発令履歴抽出ステップS20へ戻る。
提示ステップS60は、運転動作抽出ステップS30で抽出された運転動作、及び、検証ステップS40で検証された、設備10の運転状態に与えた影響に基づいて、検知ステップS10で発令が検知された警報に対する推奨運転動作を提示するステップである。提示ステップS60では、分析部210は、運転動作抽出ステップS30で抽出された運転動作のうち、当該運転動作によって設備10の運転状態が好転したと検証ステップS40で判断された運転動作を推奨運転動作として選定する。そして、提示部202は、分析部210で選定された推奨運転動作の情報を設備制御装置100の入出力部103の表示装置に出力する。
したがって、運転員は、表示装置103aに表示された何れかの推奨運転動作を行うことで、警報の発令要因となった不具合事象を解消することが可能となる。なお、表示装置103aに表示された何れかの推奨運転動作を行うためには、実施を希望する推奨運転動作を実施するのに必要な操作を運転員が行えばよい。また、例えば、表示装置103aに表示された画面表示131~134の何れかを運転員が選択することで、選択された推奨運転動作が実施されるようにしてもよい。
なお、設備10の規模が大きくなるほど、不適合事象に対する適切な対応を短時間で導き出すことは困難である。その点、幾つかの実施形態に係る運転支援方法によれば、発令された警報に対する推奨運転動作を迅速に提供できるので、不適合事象に対して迅速に対応できる。
幾つかの実施形態における設備10では、同時期に複数の警報が発令される場合がある。例えば、図3に示したボイラプラント10Aにおいて、同時期に複数の警報が発令される場合の例を幾つか説明する。
(1-1)予兆
火炉壁の伝熱管でリークが発生した場合、予兆として、漏洩水が気化することによって炉内の圧力(火炉ドラフト)の変動が生じる。なお、リーク発生の初期段階でリーク量が少ないと炉内の圧力の変動が生じても、火炉ドラフトセンサ85についての警報の発令基準に達せず、火炉ドラフトセンサ85についての警報が発令されないことが考えられる。
(1-2)発令される警報
リーク発生の初期の段階では、リークによって伝熱管の内部を流通する流体の流量が減少するため、リークが発生した伝熱管の出口側のメタル温度が上昇する。したがって、リーク発生の初期の段階では、各メタル温度センサ84a~84dのうち、リークが発生した伝熱管についてのメタル温度センサに関して、高温側の温度警報が発令される。
その後、リーク量が増えることで炉内の圧力の変動幅が大きくなるので、火炉ドラフトセンサ85に関して、低圧側又は高圧側で圧力警報が発令される。
(1-3)不適合事象の進行速度
火炉壁の伝熱管でリークが発生した場合、後述する、火炉壁における熱吸収量が増加した場合と比べると、不適合事象の進行速度は速い。
(1―4)対応
火炉壁の伝熱管でリークが発生した場合、リーク量が少ないのであれば、速やかに、ボイラ負荷を低減させるための操作や、給水量を増加するための操作を実施する。また、炉内の異音の有無を確認する。
また、リークの発生が確認された場合、リーク量が多ければ、速やかにボイラの停止操作を実施する。
(2-1)予兆
火炉壁における熱吸収量が増加した場合、予兆として、火炉出口流体の温度が上昇する。
(2-2)発令される警報
火炉壁における熱吸収量が増加する初期の段階では、火炉出口流体の温度が上昇するので、火炉出口流体温度センサ86に関して、高温側の温度警報が発令される。
その後、火炉壁における熱吸収量が増加することで温度が上昇した蒸気が1次過熱器43に流入することで、1次過熱器出口温度センサ83に関して、高温側の温度警報が発令される。
(2-3)不適合事象の進行速度
火炉壁における熱吸収量が増加した場合、上述した、火炉壁の伝熱管でリークが発生した場合と比べると、不適合事象の進行速度は遅い。
(2―4)対応
火炉壁における熱吸収量が増加した場合、節炭器46,47を迂回して燃焼排ガスを流通させるための不図示のエコバイパスにおけるバイパス量を増加させる操作を実施する。また、火炉11での燃焼ゾーンが下流側に移動するように、バーナチルトを変更するための操作を実施するとともに、燃焼排ガス中の窒素酸化物の増加を抑制するために、アンモニアの供給量を増加させる操作を実施する。
(3-1)予兆
1次過熱器43の伝熱管でリークが発生した場合、予兆として、給水流量と主蒸気流量とのアンバランスが拡大する。また、1次過熱器43の出口の蒸気温度が急上昇する。
(3-2)発令される警報
リークによって伝熱管の内部を流通する蒸気の流量が減少するため、1次過熱器43の出口の蒸気温度が急上昇する。したがって、リーク発生の初期の段階では、1次過熱器出口温度センサ83に関して、高温側の温度警報が発令される。
その後、2次過熱器42や3次過熱器41でも蒸気の流量が減少するため、2次過熱器42や3次過熱器41の出口の蒸気温度が上昇する。したがって、2次過熱器出口温度センサ82及び3次過熱器出口温度センサ81に関して、高温側の温度警報が発令される。
(3-3)不適合事象の進行速度
1次過熱器43の伝熱管でリークが発生した場合、上述した、火炉壁における熱吸収量が増加した場合と比べると、不適合事象の進行速度は速い。
(3―4)対応
1次過熱器43の伝熱管でリークが発生した場合、ボイラ負荷を低減させるための操作を実施する。
このような場合には、例えば、不適合事象毎に異なる推奨運転動作をそれぞれ提示することが考えられる。しかし、この場合には、実際に発生している不適合事象の解消に有効な推奨運転動作が、提示された複数の推奨運転動作のうちの一部となってしまうことが考えられる。
しかし、上述したように、同時期に複数の警報が発せられた場合、これら複数の警報が発せられる共通の不適合事象が存在することが考えられる。そのため、同時期に複数の警報が発せられた場合、複数の警報のそれぞれについて、警報発令の要因と想定される不適合事象を解消し得る運転動作を抽出すると、複数の警報が発せられる共通の不適合事象を解消し得る運転動作を絞り込むことが可能となる。
すなわち、検知ステップS10で同時期に複数の異なる警報が検知された場合、発令履歴抽出ステップS20では、これら複数の異なる警報のそれぞれについて、分析部210の発令履歴抽出部211は、警報履歴記憶部204から当該警報と同種の警報の発令履歴を抽出する。
このように、幾つかの実施形態に係る運転支援方法では、複数の警報の組み合わせ等を考慮することで、より適切な推奨運転動作を提示できる。
幾つかの実施形態に係る運転支援方法において、上述したように、複数の推奨運転動作を提示する場合、複数の推奨運転動作の優先度に応じて、複数の推奨運転動作を提示する順序を決定するようにしてもよい。
図6は、複数の推奨運転動作の優先度に応じて、複数の推奨運転動作を提示する順序を決定する場合の運転支援方法の処理手順を示すフローチャートである。
図6に処理手順を示す運転支援方法は、図4に処理手順を示した運転支援方法に加えて、ステップS50と提示ステップS60との間で実施される、優先度決定ステップS70と、提示順序決定ステップS80とをさらに含む。
図6に処理手順を示す運転支援方法では、検知ステップS10からステップS50の判断ステップまでは図4に処理手順を示した運転支援方法と同じである。
これにより、優先度が高い推奨運転動作が優先度の低い推奨運転動作よりも入出力部103の表示装置103aの上部に表示される。
このように、図6に処理手順を示す運転支援方法では、複数の推奨運転動作をその優先度に応じた順序で提示できるので、複数の推奨運転動作が提示されても、どの推奨運転動作を行うことが望ましいのかを設備の運転員が容易に判断できる。
例えば、優先度決定ステップS70において、分析部210は、選定した推奨運転動作のそれぞれについて、検知部201で今回発令が検知された警報とは異なる警報の発令を誘発するおそれがない推奨運転動作の優先度を、当該異なる警報の発令を誘発するおそれがある推奨運転動作の優先度よりも高く設定してもよい。
また、例えば、優先度決定ステップS70において、分析部210は、選定した推奨運転動作のそれぞれについて、検知部201で今回発令が検知された警報と同じ警報が再び発令されるおそれがない推奨運転動作の優先度を、当該同じ警報が再び発令されるおそれがある推奨運転動作の優先度よりも高く設定してもよい。
また、例えば、優先度決定ステップS70において、分析部210は、選定した推奨運転動作のそれぞれについて、操作の容易な推奨運転動作の優先度を、操作が容易ではない推奨運転動作の優先度よりも高く設定してもよい。
これにより、設備10の重故障を回避し易くなる。
図7は、推奨運転動作の過去の実施履歴に基づいて推奨運転動作の優先度を設定する場合の運転支援方法の処理手順を示すフローチャートである。
図7に処理手順を示す運転支援方法は、図6に処理手順を示した運転支援方法に加えて、提示ステップS60の後で実施される、選択内容記憶ステップS90をさらに含む。
図7に処理手順を示す運転支援方法では、検知ステップS10から提示ステップS60までは、優先度決定ステップS70を除いて、図6に処理手順を示した運転支援方法と同じである。
図7の優先度決定ステップS70では、分析部210は、運転動作抽出ステップS30で抽出された運転動作のうち、当該運転動作によって設備10の運転状態が好転したと検証ステップS40で判断された運転動作を推奨運転動作として選定する。そして、分析部210は、選定した推奨運転動作のそれぞれについて、選択履歴記憶部208に記憶されている推奨運転動作の選択履歴、すなわち推奨運転動作の実施履歴を参照し、実施履歴の多い推奨運転動作の優先度が実施履歴の少ない推奨運転動作の優先度よりも高くなるように、それぞれの推奨運転動作に対して優先度を設定する。
これにより、過去に実施された頻度が高い推奨運転動作の優先度を過去に実施された頻度が低い推奨運転動作の優先度よりも高く設定することが可能となる。これにより、過去に実施された頻度が高い推奨運転動作を運転員に選択させ易くすることができる。
これにより、複数の推奨運転動作のうち、選択をする運転員が好む推奨運転動作を選択させ易くすることができる。
そして、分析部210は、選択履歴の多い推奨運転動作の優先度が選択履歴の少ない推奨運転動作の優先度よりも高くなるように、それぞれの推奨運転動作に対して優先度を設定する。
これにより、複数の推奨運転動作のうち、経験豊富な運転員によって選択された実績がある推奨運転動作を選択させ易くすることができる。
例えば、予め想定しておいた幾つかの警報に対する推奨運転動作の提示を希望し、その他の警報に対する推奨運転動作の提示を希望しない場合が考えられる。
このような場合、次に述べる、運転支援方法についての他の実施形態では、予め選定された警報に対してのみ推奨運転動作を提示するようにしている。すなわち、運転支援方法についての他の実施形態では、例えば、図4、図6、又は図7に処理手順を示したフローチャートの検知ステップS10において、検知部201は、警報発令部102からの発令信号が入力されると、当該発令信号が予め選定された警報についての発令信号であるか否かを判断する。
これにより、運転員が推奨運転動作の提示を希望する警報を予め設定することにより、運転員が推奨運転動作の提示を希望する警報に対してのみ推奨運転動作が提示されるので、運転員が必要とする情報を提供できる。
例えば、発令された警報の中には、発令されたことが妥当ではない場合が考えられる。発令されることが妥当ではない警報が発令されてしまう要因は種々考えられるが、幾つか例示すると次のとおりである。
例えば、発令基準が適切ではない場合が考えられる。すなわち、発令基準が必要以上に安全側に設定された場合のように、発令基準の基準値が本来の正常範囲を不必要に狭めてしまうような値に設定されている場合が考えられる。
また、センサ80の検出信号が伝達される信号線が断線しかかっている場合や、センサ80の検出信号が伝達される信号線の接続箇所で接続不良が生じている場合には、データ取得部101で取得されるセンサ80の検出値が不安定となることが考えられる。
このような要因による、発令されることが妥当ではない警報が発令されることを抑制することが求められる。
そこで、以下で説明する一実施形態の運転支援方法では、上述したように、発令されることが妥当ではない警報の発令を抑制するようにしている。
すなわち、発令履歴抽出ステップS110では、運転支援装置200の分析部210の発令履歴抽出部211は、第1警報の発令履歴を警報履歴記憶部204から抽出する。
ここで、第1警報の発令と同時期とする期間は、例えば、第1警報の発令日時の前の1時間と後の1時間とする。しかし、第1警報の発令と同時期と見なす期間は、妥当性確認対象センサの応答性や妥当性確認対象センサが検出するプロセスのパラメータの応答性等に応じて適宜設定してもよい。以下の運転動作抽出ステップS123においても同様である。
そして、検証部213は、上述のようにして抽出した、設備10の運転状態を示す情報から、当該運転動作によって設備10の運転状態が好転したか否かを検証する。例えば、検証部213は、上述のようにして抽出した、設備10の運転状態を示す情報から、当該運転動作が行われた後、当該規定期間内にセンサ80の検出値が発令基準を満たさなくなったことが見出された場合、当該運転動作によって設備10の運転状態が好転したと判断する。また、例えば、検証部213は、上述のようにして抽出した、設備10の運転状態を示す情報から、当該運転動作が行われた後、当該規定期間内にセンサ80の検出値が発令基準を満たさなくなったことが見出されなかった場合、当該運転動作によって設備10の運転状態が好転しなかったと判断する。
分析部210は、妥当性確認対象センサに関する新たな第1警報が発令されたと判断すると、例えば次のようにして、第1警報の発令の妥当性を判断する。
また、例えば、妥当性分析ステップS120で得られた結果から、過去に第1警報が発令されていた時に、短時間のうちに繰り返し第1警報が発令されていて、その後、妥当性確認対象センサのメンテナンスが行われたことが判明すれば、分析部210は、今回も第1警報が短時間のうちに繰り返し発令されたのであれば、今回繰り返して発令された第1警報が妥当ではないと判断する。
また、例えば、妥当性分析ステップS120で得られた、上記第2警報の発令履歴等から、過去に第1警報が発令された時と同時期に、妥当性確認対象センサ以外のあるセンサに関して警報が高い頻度で発令されていたことが判明したが、今回はその警報が発令されていない場合には、分析部210は、今回発令された第1警報が妥当ではない、又は、妥当でない可能性が高いと判断する。
また、例えば、妥当性分析ステップS120で得られた、設備10の運転状態を示す情報から、過去に第1警報が発令されていた時に高い頻度で変化していたプロセスのパラメータが今回は変化していなかった場合には、分析部210は、今回発令された第1警報が妥当ではない、又は、妥当でない可能性が高いと判断する。
また、例えば、上述したように今回発令された第1警報が妥当か否かを判断した結果、何れの場合においても妥当性が否定されなかった場合、今回発令された第1警報が妥当であると判断する。
このように、上述した一実施形態の運転支援方法では、警報の発令にあたって警報の発令の妥当性が判断され、その判断結果が運転員に提示されるので、運転員は、発令された警報の妥当性を認識でき、発令された警報が誤報であるか否かを判断できる。
また、例えば、妥当性判断ステップS130で妥当でないと判断された第1警報が報知されないようにすることで、誤報を抑制できる。
例えば、上述したように、妥当性判断ステップS130において、過去に第1警報が発令されていたにもかかわらず、何らかの運転動作が実施された形跡がないと判断される場合、発令基準が適切ではないことが考えられる。そこで、図10に示すように、発令基準改定ステップS140をさらに実施することで、発令基準を適切化するようにしてもよい。
図10は、発令基準改定ステップS140をさらに含んだ、警報の発令の妥当性を判断するための処理手順を示すフローチャートである。図10に処理を示す一実施形態の運転支援方法は、発令履歴抽出ステップS110と、妥当性分析ステップS120と、妥当性判断ステップS130とに加えて、発令基準改定ステップS140をさらに含む。
図10に処理を示す一実施形態の運転支援方法では、妥当性判断ステップS130の実施後に発令基準改定ステップS140へ進む。
発令基準改定ステップS140では、警報発令基準改定部203は、警報発令基準記憶部207に記憶されている基準値を、再設定した基準値で置き換える。
その点、上記の実施形態によれば、過去に発令された第1警報の発令と同時期に発令された第2警報の履歴、当該同時期の運転動作、又は、当該運転動作が運転状態に与えた影響の検証結果の少なくとも何れか一つに基づいて、発令基準を改定できる。これにより、例えば、ある一つの警報に関して、その警報が発令されていたにも関わらず、警報の発令要因を解消するための運転動作が実施されないということが繰り返されていたことを見出すことができる。そして、警報の発令要因を解消するための運転動作が実施されなかったにもかかわらず、さらなる不具合事象が発生していなかったか否かを確認することができる。警報の発令要因を解消するための運転動作が実施されなかったにもかかわらず、さらなる不具合事象が発生していなかった場合には、警報の発令基準が必要以上に安全側に設定されているものと判断して、発令基準を改定することができる。したがって、上記の実施形態によれば、警報が発令されるタイミングを適切にすることができる。
上述の説明では、設備制御装置100の警報発令部102は、センサ80の出力値が当該センサ80についての警報の発令基準を満たしていると判断すると、警報の発令信号を出力するように構成されている。しかし、例えば、警報発令部102は、警報の発令の予兆を検知したことを通知するように構成されていてもよい。
すなわち、例えば、警報発令部102は、データ取得部101を介して入力されたセンサ80の出力値の挙動を監視するとともに、予め設定された警報発令の予兆の検知基準と比較する。ここで、警報発令の予兆の検知基準とは、例えば、センサ80の出力値が経時的に上昇しているのか低下しているのかを表す時間微分値と、センサ80の出力値の絶対値である基準値との組み合わせであってもよい。以下の説明では、警報発令の予兆の検知基準のことを、単に、予兆検知基準とも呼ぶ。
同様に、例えば、発令基準がセンサ80の検出値の下限側で設定されていた場合、データ取得部101を介して入力されたセンサ80の出力値の時間微分値が予兆検知基準における時間微分値を下回り、且つ、データ取得部101を介して入力されたセンサ80の出力値が予兆検知基準における基準値を下回った場合に、警報発令の予兆を検知したと判断して、警報の発令の予兆を検知したことを通知するように警報発令部102を構成してもよい。
このように構成した警報発令部102のことを、予兆検知通知部と呼んでもよい。
図11は、予兆検知基準を求めるための処理手順を示すフローチャートである。図11に処理を示す一実施形態の運転支援方法は、発令履歴抽出ステップS210と、運転状態情報抽出ステップS220と、予兆検知基準策定ステップS230とを含む。
すなわち、発令履歴抽出ステップS210では、運転支援装置200の分析部210の発令履歴抽出部211は、予兆検知基準策定対象センサにおける警報の発令履歴を警報履歴記憶部204から抽出する。
なお、予兆検知基準策定対象センサは、発令履歴抽出部211が適宜選択したセンサ80であってもよく、運転員が予め選択したセンサ80であってもよい。
これにより、上述のようにして求めた予兆検知基準を用いて警報の発令の予兆を検知できるようになるので、不適合事象の発生を抑制でき、設備10の安定的な稼働に貢献できる。
また、例えば、妥当性分析ステップS120で得られた結果から、過去に第1警報の発令の予兆が検知されていた時に、短時間のうちに繰り返し第1警報の発令の予兆が検知されていて、その後、妥当性確認対象センサのメンテナンスが行われたことが判明すれば、分析部210は、今回も第1警報の発令の予兆が短時間のうちに繰り返し検知されたのであれば、今回繰り返して検知された第1警報の発令の予兆が妥当ではないと判断する。
また、例えば、妥当性分析ステップS120で得られた、上記第2警報の発令履歴等から、過去に第1警報の発令の予兆が検知された時と同時期に、妥当性確認対象センサ以外のあるセンサに関して警報が高い頻度で発令されていたことが判明したが、今回はその警報が発令されていない場合には、分析部210は、今回検知された第1警報の発令の予兆が妥当ではない、又は、妥当でない可能性が高いと判断する。
また、例えば、妥当性分析ステップS120で得られた、設備10の運転状態を示す情報から、過去に第1警報の発令の予兆が検知されていた時に高い頻度で変化していたプロセスのパラメータが今回は変化していなかった場合には、分析部210は、今回検知された第1警報の発令の予兆が妥当ではない、又は、妥当でない可能性が高いと判断する。
また、例えば、上述したように今回検知された第1警報の発令の予兆が妥当でないか否かを判断した結果、何れの場合においても妥当性が否定されなかった場合、今回検知された第1警報の予兆の検知が妥当であると判断する。
例えば、上述したように、妥当性判断ステップS130において、過去に第1警報の発令の予兆が検知されていたにもかかわらず、何らかの運転動作が実施された形跡がないと判断される場合、予兆検知基準が適切ではないことが考えられる。そこで、次に述べるようにして、予兆検知基準を適切化するようにしてもよい。
発令基準改定ステップS140では、警報発令基準改定部203は、警報発令基準記憶部207に記憶されている予兆検知基準における基準値を、再設定した基準値で置き換える。
なお、この場合、警報発令基準改定部203のことを予兆検知基準策定・改定部と呼んでもよい。
例えば、上述した幾つかの実施形態では、大規模の設備の一例として、ボイラプラントを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上述した設備10は、原子力プラントや化学プラントなどであってもよい。
また、上述した運転支援システム1は、上述したようにボイラプラントに設けるだけでなく、例えば図3に示した脱硝装置50や煤塵処理装置51、図3では不図示の灰処理装置や石炭搬送装置等のように、プラント内のそれぞれの装置に設けてもよい。
10 設備
80 センサ
100 設備制御装置
200 運転支援装置
201 検知部
202 提示部
203 警報発令基準改定部
204 警報履歴記憶部
205 運転データ記憶部
206 操作履歴記憶部
207 警報発令基準記憶部
208 選択履歴記憶部
210 分析部
211 発令履歴抽出部
212 運転動作抽出部
213 検証部
Claims (11)
- 設備において発令基準が満たされると発令される警報に対する推奨運転動作を提示する運転支援方法であって、
前記警報の発令、又は、前記警報の発令の予兆を検知するステップと、
前記設備の警報の発令履歴が記憶された警報履歴記憶部から、発令又は発令の予兆が検知された前記警報と同種の警報の発令履歴を抽出するステップと、
前記設備の操作履歴が記憶された操作履歴記憶部から、当該同種の警報の発令後の運転動作を抽出するステップと、
前記警報の発令、又は、前記警報の発令の予兆を検知した後、前記設備の運転状態を示す情報が記憶された運転データ記憶部から、当該運転動作後の前記運転状態を示す情報を抽出して当該運転動作が前記運転状態に与えた影響を検証するステップと、
抽出された前記運転動作及び検証された前記影響に基づいて、発令又は発令の予兆が検知された前記警報に対する前記推奨運転動作を提示するステップと、
を備え、
発令又は発令の予兆が検知された前記警報は、複数の異なる警報を含み、
前記発令履歴を抽出するステップでは、前記複数の異なる警報のそれぞれについて、当該警報と同種の警報の発令履歴を抽出し、
前記運転動作を抽出するステップでは、前記複数の異なる警報のそれぞれについて、当該同種の警報の発令後の運転動作を抽出し、
前記影響を検証するステップでは、当該運転動作のそれぞれが前記運転状態に与えた影響を検証し、
前記推奨運転動作を提示するステップでは、当該運転動作の中から、前記影響を検証するステップで前記運転状態を改善することが見いだされた運転動作を選択し、前記選択された運転動作を前記推奨運転動作として提示する
運転支援方法。 - 前記推奨運転動作を提示するステップでは、抽出された前記運転動作のそれぞれ、検証された前記影響のそれぞれ、前記複数の異なる警報の組合せ、及び、前記複数の異なる警報がそれぞれ発令されたタイミングを考慮して推奨運転動作を提示する
請求項1に記載の運転支援方法。 - 前記警報履歴記憶部に記憶されている前記警報の発令履歴と、前記運転データ記憶部に記憶されている前記情報のうち、前記警報の発令時点以前の前記情報とに基づいて、前記検知するステップで前記予兆を検知するための予兆検知基準を求めるステップ
をさらに備える請求項1又は2に記載の運転支援方法。 - 前記警報履歴記憶部が記憶する前記発令履歴から過去に発令された第1警報の発令と同時期に発令された第2警報の履歴を抽出するか、前記操作履歴記憶部が記憶する前記操作履歴から当該同時期の前記運転動作を抽出するか、又は、前記運転データ記憶部から当該運転動作後の前記運転状態を示す情報を抽出して当該運転動作が前記運転状態に与えた影響を検証するか、の少なくとも何れか一つを実行するステップと、
前記少なくとも何れか一つを実行するステップで得られた結果に基づいて、前記第1警報の発令にあたり、前記第1警報の発令の妥当性を判断するステップと、
をさらに備える
請求項1乃至3の何れか一項に記載の運転支援方法。 - 設備において発令基準が満たされると発令される警報に対する推奨運転動作を提示する運転支援方法であって、
前記警報の発令、又は、前記警報の発令の予兆を検知するステップと、
前記設備の警報の発令履歴が記憶された警報履歴記憶部から、発令又は発令の予兆が検知された前記警報と同種の警報の発令履歴を抽出するステップと、
前記設備の操作履歴が記憶された操作履歴記憶部から、当該同種の警報の発令後の運転動作を抽出するステップと、
前記警報の発令、又は、前記警報の発令の予兆を検知した後、前記設備の運転状態を示す情報が記憶された運転データ記憶部から、当該運転動作後の前記運転状態を示す情報を抽出して当該運転動作が前記運転状態に与えた影響を検証するステップと、
抽出された前記運転動作及び検証された前記影響に基づいて、発令又は発令の予兆が検知された前記警報に対する前記推奨運転動作を提示するステップと、
前記警報履歴記憶部が記憶する前記発令履歴から過去に発令された第1警報の発令と同時期に発令された第2警報の履歴を抽出するか、前記操作履歴記憶部が記憶する前記操作履歴から当該同時期の前記運転動作を抽出するか、又は、前記運転データ記憶部から当該運転動作後の前記運転状態を示す情報を抽出して当該運転動作が前記運転状態に与えた影響を検証するか、の少なくとも何れか一つを実行するステップと、
前記少なくとも何れか一つを実行するステップで得られた結果に基づいて、前記第1警報の発令にあたり、前記第1警報の発令の妥当性を判断するステップと、
を備える運転支援方法。 - 前記少なくとも何れか一つを実行するステップで得られた結果に基づいて、前記発令基準、又は、前記検知するステップで前記予兆を検知するための予兆検知基準を改定するステップ
をさらに備える請求項4又は5に記載の運転支援方法。 - 前記推奨運転動作は、複数存在し、
前記複数の推奨運転動作の優先度に応じて、前記推奨運転動作を提示するステップで前記複数の推奨運転動作を提示する順序を決定するステップ
をさらに備える
請求項1乃至6の何れか一項に記載の運転支援方法。 - 発令された警報に対して実施された前記推奨運転動作についての実施履歴を当該警報と関連付けて記憶するステップと、
記憶された当該実施履歴に基づいて、当該警報に対する前記推奨運転動作の前記優先度を設定するステップと、
をさらに備える
請求項7に記載の運転支援方法。 - 前記設備の重故障を回避する前記推奨運転動作の前記優先度を該推奨運転動作以外の推奨運転動作よりも高く設定するステップ
をさらに備える
請求項7に記載の運転支援方法。 - 前記推奨運転動作を提示するステップでは、予め選定された前記警報に対してのみ前記推奨運転動作を提示する
請求項1乃至9の何れか一項に記載の運転支援方法。 - 設備において発令基準が満たされると発令される警報に対する推奨運転動作を提示する運転支援システムであって、
前記警報の発令、又は、前記警報の発令の予兆を検知する検知部と、
前記設備の警報の発令履歴が記憶された警報履歴記憶部と、
前記警報履歴記憶部から、発令又は発令の予兆が検知された前記警報と同種の警報の発令履歴を抽出する発令履歴抽出部と、
前記設備の操作履歴が記憶された操作履歴記憶部と、
前記操作履歴記憶部から、当該同種の警報の発令後の運転動作を抽出する運転動作抽出部と、
前記設備の運転状態を示す情報が記憶された運転データ記憶部と、
前記検知部で前記警報の発令、又は、前記警報の発令の予兆が検知された後、前記運転データ記憶部から、当該運転動作後の前記運転状態を示す情報を抽出して当該運転動作が前記運転状態に与えた影響を検証する検証部と、
抽出された前記運転動作及び検証された前記影響に基づいて、発令又は発令の予兆が検知された前記警報に対する前記推奨運転動作を提示する提示部と、
を備え、
発令又は発令の予兆が検知された前記警報は、複数の異なる警報を含み、
前記発令履歴抽出部は、前記複数の異なる警報のそれぞれについて、当該警報と同種の警報の発令履歴を抽出し、
前記運転動作抽出部は、前記複数の異なる警報のそれぞれについて、当該同種の警報の発令後の運転動作を抽出し、
前記検証部は、当該運転動作のそれぞれが前記運転状態に与えた影響を検証し、
前記提示部は、当該運転動作の中から、前記検証部で前記運転状態を改善することが見いだされた運転動作を選択し、前記選択された運転動作を前記推奨運転動作として提示する
運転支援システム。
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