JP7237484B2 - プラント監視装置、プラント監視方法、およびプラント監視プログラム - Google Patents

プラント監視装置、プラント監視方法、およびプラント監視プログラム Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、プラント監視装置、プラント監視方法、およびプラント監視プログラムに関する。
発電プラント内の種々の機器の運転状況を監視するために、これらの機器の運転データを、機器の階層に基づいて取り扱うプラント監視装置が知られている。例えば、プラント監視装置のユーザがある機器の運転データにアクセスしようとする場合には、その機器を含む系統からその機器へと階層をたどっていくことで、その機器の運転データにアクセスすることができる。
特開2009-193195号公報 WO2002/035302号公報 特開2002-215227号公報 特開2015-191506号公報 特開2001-042929号公報
しかし、発電プラントの機器は、プラントごとに異なる名称で呼ばれている場合や、プラントごとに異なる個数や配置で設けられている場合があるため、ユーザが階層をたどって各機器の運転データにアクセスするのは面倒である。例えば、あるプラントの復水ポンプの運転状況を、別のプラントの同じ種類の復水ポンプの運転状況と比較したい場合に、復水ポンプの個数や配置がプラント間で異なっていると、ユーザはこれらの復水ポンプの運転データに素早くアクセスすることができない。
そこで、本発明の実施形態は、プラント内の機器の情報に簡単にアクセスすることが可能なプラント監視装置、プラント監視方法、およびプラント監視プログラムを提供することを課題とする。
一の実施形態によれば、プラント監視装置は、複数のプラントに設けられた系統であって、前記プラント間で同じ名称を有する系統の名称を画面上に表示する系統名称表示部を備える。前記装置はさらに、前記画面上に表示された前記系統の名称から所定の系統の名称が選択された場合、所定のプラント内の前記所定の系統に含まれる機器の識別情報を前記画面上に表示する識別情報表示部を備える。前記装置はさらに、前記画面上に表示された前記機器の識別情報から所定の機器の識別情報が選択された場合、前記所定のプラントから受信した前記所定の機器に関する情報である機器情報を前記画面上に表示する機器情報表示部を備える。
第1実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。 第1実施形態のプラント監視装置の構成を示す模式図である。 第1実施形態のプラント監視装置の動作を説明するための図である。 第1実施形態の比較例のプラント監視装置の動作を説明するための図である。 第2実施形態のプラント監視装置の構成を示す模式図である。 第2実施形態のプラント監視装置の動作を説明するための図である。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図1~図6において、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の発電システムの構成を示す模式図である。
図1の発電システムは、複数の発電プラント1と、これらの発電プラント1内の機器の運転状況を監視するプラント監視装置2と、これらの発電プラント1とプラント監視装置2とを接続するネットワーク3とを備えている。
発電プラント1は、火力、水力、風力、原子力、地熱、太陽光などのいずれかの方式で発電する。各発電プラント1は、PC(Personal Computer)などの情報処理装置1aを備えている。情報処理装置1aは例えば、各発電プラント1の制御室に設置されており、各発電プラント1内の機器の運転データをリアルタイムで収集し出力する。図1は、複数の発電プラント1として、4つの発電プラント1を例示している。これらの発電プラント1は、適宜「プラントA~D」と呼ぶことにする。
プラント監視装置2は、マウスやキーボードなどの入力部2aと、メモリやストレージなどの記憶部2bと、ディスプレイなどの表示部2cと、プロセッサなどの制御部2dとを備えている。プラント監視装置2のユーザは、各発電プラント1内の機器の運転データにアクセスするための操作を入力部2aにより行い、表示部2cに表示された運転データを見ることで機器の運転状況をリアルタイムに知ることができる。
ネットワーク3は、発電プラント1とプラント監視装置2との間での情報の授受に使用される。ネットワーク3は、有線と無線のいずれにより構成されていてもよい。
図2は、第1実施形態のプラント監視装置2の構成を示す模式図である。
本実施形態のプラント監視装置2は、系統名称表示部11、系統名称選択部12、識別情報表示部13、識別情報選択部14、機器情報表示部15などの機能ブロックを備えている。これらの機能ブロックは例えば、記憶部2bに格納されたコンピュータプログラムを制御部2dにより実行することで実現される。このプログラムは、プラント監視プログラムの一例であり、記録媒体からプラント監視装置2にインストールされたものでもよいし、ネットワーク3上のサーバなどからプラント監視装置2にダウンロードされたものでもよい。
本実施形態のプラント監視装置2はさらに、図1に示す複数の発電プラント1用に共通に設けられた系統管理DB(データベース)21と、各々の発電プラント1用に個別に設けられた識別情報DB22とを備えている。図2は、識別情報DB22として、プラントA用の識別情報DB22と、プラントB用の識別情報DB22とを例示している。
以下、図2の機能ブロックについて詳細に説明する。この説明の中で、図3も適宜参照する。図3は、第1実施形態のプラント監視装置2の動作を説明するための図である。
系統名称表示部11は、図1に示す複数のプラント1に設けられた系統であって、これらのプラント1間で同じ名称を有する系統の名称を、表示部2cの画面上に表示する。例えば、系統名称表示部11は、図3(a)の系統選択画面31を表示部2cの画面上に表示する。
図3(a)の系統選択画面31は、復水系統、給水系統、XX系統、YY系統など、種々の系統の名称を表示している。これらの系統は、図1に示す発電プラント1のいずれにも設けられており、かつ、これらの発電プラント1で同じ名称を有している。例えば、復水系統は、蒸気を水へと戻すための系統であるが、プラントA~Dのいずれにも設けられており、かつ、プラントA~Dのいずれでも「復水系統」という名称で呼ばれている。一般に、発電プラント1の系統は、異なる発電プラント1でも同じ名称で呼ばれることが多いため、プラントA~Dに含まれる系統の多くが、系統選択画面31への表示対象になるものと考えられる。
系統管理DB21には、図1に示す発電プラント1のいずれにも設けられ、かつ、これらの発電プラント1で同じ名称を有する系統の情報が、あらかじめ格納されている。具体的には、系統管理DB21は、これらの系統をID(Identification)コードにより管理しており、IDコードに基づいて、これらの系統の名称や、これらの系統内の機器の詳細ツリー(機器構成モデル)を管理している。系統管理DB21はさらに、IDコードに基づいて、これらの系統と後述する系統図とのリンクも管理している。IDコードの例は、RDS-PP(登録商標:Reference Designation System for Power Plants)である。系統名称表示部11は、これらの系統の名称を系統管理DB21から読み出し、読み出された名称を系統選択画面31に表示する。なお、系統管理DB21は、これらの系統内の機器の情報もこのIDコードにより管理している。
プラント監視装置2のユーザは、ある発電プラント1内のある系統に含まれる機器の運転データにアクセスしようとする場合、その発電プラント1を指定した後、系統選択画面31上でその系統の名称を選択する。例えば、プラントA内の復水系統に含まれる復水ポンプの運転データにアクセスしようとする場合には、系統選択画面31上で「復水系統」という名称をクリックする。なお、プラントAを指定する操作は、系統選択画面31を開く前に行ってもよいし、系統選択画面31上で行ってもよい。
系統選択画面31上である発電プラント1内のある系統の名称を選択する操作が入力されると、系統名称選択部12がこの選択を受け付ける。そして、系統名称選択部12は、その発電プラント1内のその系統に含まれる機器の識別情報を識別情報DB22から読み出し、読み出された識別情報を識別情報表示部13に提供する。例えば、プラントA内の復水系統を選択する操作が入力されると、系統名称選択部12は、プラントA内の復水系統に含まれる機器の識別情報を、プラントA用の識別情報DB22から読み出す。
識別情報表示部13は、系統名称選択部12から提供された識別情報を、表示部2cの画面上に表示する。例えば、識別情報表示部13は、図3(b)の機器選択画面32を表示部2cの画面上に表示する。
機器の識別情報は、機器の名称、識別番号、識別コードのような文字情報で表示してもよいし、機器を示すシンボルやアイコンのような画像情報で表示してもよい。図3(b)の機器選択画面32は、復水ポンプを示す円と、センサを示す六角形と、復水ポンプ前弁を示す四角形と、復水ポンプ後弁を示す三角形と、これらの接続関係を示す線とを表示している。このように、図3(b)の機器選択画面32は、系統図に相当しており、機器の識別情報を画像情報の形で表示している。これにより、系統選択画面31上で選択された系統の構成を、ユーザに分かりやすい形で示すことができる。
図3(b)の機器選択画面32は、プラントA内の復水系統に含まれる機器の識別情報を示している。一方、図3(c)の機器選択画面33は、プラントB内の復水系統に含まれる機器の識別情報を示している。例えば、系統選択画面31上でプラントB内の復水系統を選択する操作が入力されると、識別情報表示部13は、図3(c)の機器選択画面33を表示する。図3(b)および図3(c)に示すように、プラントB内の復水系統は、プラントA内の復水系統と異なる構成を有していることが分かる。なお、符号P1~P3は、プラントAやプラントBの復水系統に含まれるセンサを示している。
プラントA用の識別情報DB22には、プラントA内の各系統の系統図があらかじめ格納されている。同様に、プラントB用の識別情報DB22には、プラントB内の各系統の系統図があらかじめ格納されている。識別情報表示部13は、各系統の系統図を表示することで、各系統に含まれる機器の識別情報を画面上に表示することができる。
プラント監視装置2のユーザは、ある系統に含まれるある機器の運転データにアクセスしようとする場合、その系統用の機器選択画面上でその機器の識別情報を選択する。例えば、プラントA内の復水系統に含まれる復水ポンプの運転データにアクセスしようとする場合には、機器選択画面32上で復水ポンプのシンボルをクリックする。また、プラントA内の復水系統に含まれるセンサの運転データにアクセスしようとする場合には、機器選択画面32上でセンサのシンボル(P1またはP2)をクリックする。
機器選択画面32上である発電プラント1内のある機器の識別情報を選択する操作が入力されると、識別情報選択部14がこの選択を受け付ける。そして、識別情報選択部14は、その発電プラント1の情報処理装置1aから受信したその機器の運転データを、機器情報表示部15に提供する。例えば、プラントA内の復水ポンプを選択する操作が入力されると、識別情報選択部14は、プラントA内の復水ポンプの運転データを機器情報表示部15に提供する。
各機器の運転データは、各機器の運転状況を示す情報であり、各機器に関する機器情報の例である。運転データの例は、復水ポンプの回転数、センサの測定値、復水ポンプ前弁の開度、復水ポンプ後弁の開度などである。本実施形態のプラント監視装置2は、各発電プラント1から各機器の運転データをリアルタイムに受信することができ、各機器の運転状況の時間変化(トレンド)を把握することができる。よって、この運転データを「トレンドデータ」とも呼ぶ。
機器情報表示部15は、識別情報選択部14から提供された運転データを、表示部2cの画面上に表示する。例えば、機器情報表示部15は、図3(d)の機器情報表示画面34を表示部2cの画面上に表示する。
図3(d)の機器情報表示画面34は、曲線C1で示すように、プラントA内の復水系統に含まれる復水ポンプの回転数を示しており、具体的には、回転数の時間変化をグラフの形で示している。これにより、プラント監視装置2のユーザは、復水ポンプの運転状況をリアルタイムに知ることができる。
図3(d)の機器情報表示画面34はさらに、曲線C2で示すように、プラントB内の復水系統に含まれる復水ポンプの回転数を表示することができる。例えば、系統選択画面31上でプラントAおよびBの復水系統を選択する操作を受け付け、機器選択画面32および33上でそれぞれプラントAおよびB内の復水ポンプを選択する操作を受け付けることで、曲線C1およびC2を機器情報表示画面34上に表示することが可能となる。これにより、プラントAの復水ポンプの運転状況を、プラントBの同じ種類の復水ポンプの運転状況と比較することが可能となる。
図3(d)の機器情報表示画面34はさらに、曲線C3で示すように、プラントAおよびBの復水ポンプの回転数の差を表示することができる。これにより、上記の比較をユーザにとってより分かりやすくすることが可能となる。
以上のように、本実施形態のプラント監視装置2は、発電プラント1内の種々の機器の運転データを、機器の階層に基づいて取り扱う。ただし、系統の選択では複数の発電プラント1に共通する系統の名称を使用し、機器の選択では発電プラント1ごとの系統図を使用する。よって、これらの機器が、発電プラント1ごとに異なる名称で呼ばれている場合や、発電プラント1ごとに異なる個数や配置で設けられている場合にも、これらの機器の運転データに簡単にアクセスすることが可能となる。
このことを、第1実施形態の比較例を参照しながら説明する。図4は、第1実施形態の比較例のプラント監視装置の動作を説明するための図である。
図4(a)は、プラントA用の系統/機器選択画面35を示している。本比較例のプラント監視装置のユーザは、プラントA内の復水系統に含まれる復水ポンプの運転データにアクセスしようとする場合、この系統/機器選択画面35上で復水系統を選択し、さらに、この系統/機器選択画面35上で復水系統の下位の復水ポンプAまたは復水ポンプBを選択する。
図4(b)は、プラントB用の系統/機器選択画面36を示している。本比較例のプラント監視装置のユーザは、プラントB内の復水系統に含まれる復水ポンプの運転データにアクセスしようとする場合、この系統/機器選択画面36上で復水系統を選択し、さらに、この系統/機器選択画面36上で復水系統の下位の復水ポンプAを選択する。
実際には、図4(a)の系統/機器選択画面35にも、図4(b)の系統/機器選択画面36にも、さらに多くの系統や機器が表示される。そして、これらの画面には、プラントAにしかない系統や、プラントBにしかない系統も表示され得るし、同じ種類の機器が異なる名称で表示され得る。例えば、プラントAの復水ポンプAと、プラントAの復水ポンプBと、プラントBの復水ポンプAが異なる名称で表示されている場合、ユーザはこれらのポンプが同じ種類のポンプかどうか判断することが難しい。
一方、本実施形態の系統選択画面31は、複数の発電プラント1に設けられた系統のみを表示するし、しかも同じ名称を有する系統のみを表示するため、ユーザはアクセスしたい系統を容易に見つけることができる。加えて、本実施形態の各系統内の機器は、系統図の形で表示されるため、ある機器同士が同じ種類であるかどうかを、系統図内のこれらの機器の配置から容易に推測することができる。よって、本実施形態によれば、発電プラント1内の機器の運転データにユーザが簡単にアクセスすることが可能となる。
なお、発電プラント1の構成によっては、各発電プラント1に含まれる系統の種類や名称は複雑であるが、各系統に含まれる機器の種類や名称はシンプルな場合もある。この場合、機器選択画面32および33は、各系統内の機器を系統図の形で表示する代わりに、各系統内の機器の名称を列挙するリストの形で表示してもよい。例えば、系統選択画面31が系統の名称を列挙するように、機器選択画面32および33も機器の名称を列挙してもよい。この場合、系統図をあらかじめ用意する手間を回避することが可能となる。
以上のように、プラント監視装置2は、複数の発電プラント1に設けられた系統であって、これらの発電プラント1間で同じ名称を有する系統の名称を画面上に表示する。さらに、プラント監視装置2は、画面上に表示された系統の名称から所定の系統の名称が選択された場合、所定の発電プラント1内の所定の系統に含まれる機器の識別情報を画面上に表示する。さらに、プラント監視装置2は、画面上に表示された機器の識別情報から所定の機器の識別情報が選択された場合、所定の発電プラント1から受信した所定の機器の運転データを画面上に表示する。よって、本実施形態によれば、これらの発電プラント1内の機器の運転データに簡単にアクセスすることが可能となる。
なお、系統選択画面31と機器選択画面32、33とに関し、本実施形態では系統選択画面31から機器選択画面32、33に遷移する例を説明したが、機器選択画面32、33の一方から系統選択画面31に遷移し、その後、系統選択画面31から機器選択画面32、33の他方に遷移する操作を可能としてもよい。すなわち、本実施形態では、ある系統の系統図から、その系統の名称を含む系統選択画面31へと、階層をさかのぼる操作を可能としてもよい。
(第2実施形態)
図5は、第2実施形態のプラント監視装置2の構成を示す模式図である。
本実施形態のプラント監視装置2は、系統名称表示部11内に系統名称抽出部11aを備えると共に、複数の発電プラント1に共通の系統管理DB21の代わりに、各々の発電プラント1用に個別に設けられた系統管理DB23を備えている。図5は、系統管理DB23として、プラントA用の系統管理DB23と、プラントB用の系統管理DB23とを例示している。
以下、図5の系統名称抽出部11aについて詳細に説明する。この説明の中で、図6も適宜参照する。図6は、第2実施形態のプラント監視装置2の動作を説明するための図である。
図6(a)の系統リスト37は、プラントA内に設けられた系統のリストであり、プラントA用の系統管理DB23内にあらかじめ格納されている。この系統管理DB23は、プラントA内に設けられた系統を上述のIDコードにより管理しており、IDコードに基づいて、これらの系統の名称や、これらの系統内の機器の詳細ツリー(機器構成モデル)を管理している。図6(b)の系統リスト38は、プラントB内に設けられた系統のリストであり、プラントB用の系統管理DB23内にあらかじめ格納されている。この系統管理DB23も、プラントB内に設けられた系統を上述のIDコードにより管理しており、IDコードに基づいて、これらの系統の名称や、これらの系統内の機器の詳細ツリー(機器構成モデル)を管理している。その他のプラント用の系統管理DB23にも、同様のリストが格納されている。なお、これらの系統管理DB23は、これらの系統内の機器の情報もこのIDコードにより管理している。
系統名称抽出部11aは、複数の系統管理DB23に格納されている同じ名称の系統を抽出する機能を有している。例えば、系統名称抽出部11aは、プラントA用の系統管理DB23と、プラントB用の系統管理DB23とにアクセスし、プラントAに設けられた系統とプラントBに設けられた系統から、プラントAおよびBに設けられプラントAおよびB間で同じ名称を有する系統を抽出する。その結果、図6(a)と図6(b)の両方に示されている「復水系統」「給水系統」「XX系統」「YY系統」が抽出される。
これにより、系統名称抽出部11aは、図3(a)の系統選択画面31を作成することが可能となる。すなわち、抽出された系統の名称「復水系統」「給水系統」「XX系統」「YY系統」を含む系統選択画面31を作成することが可能となる。そして、系統名称表示部11は、系統名称抽出部11aにより作成された系統選択画面31を、表示部2cの画面上に表示する。本実施形態のプラント監視装置2の以後の動作は、第1実施形態のプラント監視装置2の動作と同様である。
本実施形態によれば、複数の発電プラント1内に設けられ、これらの発電プラント1間で同じ名称を有する系統の名称をあらかじめプラント監視装置2内に保存しておかなくても、系統選択画面31を表示することが可能となる。本実施形態によれば、このような系統の名称をプラント監視装置2が自動的に抽出して、抽出された系統の名称を用いて系統選択画面31を自動的に作成することが可能となる。
なお、本実施形態では、2つ発電プラント1用の系統管理DB23を用いて系統選択画面31を作成する例を説明したが、本説明は、3つ以上の発電プラント1用の系統管理DB23を用いて系統選択画面31を作成する場合にも適用可能である。この場合、系統名称抽出部11aは、3つ以上の発電プラント1用の系統管理DB23にアクセスすることで、これらの発電プラント1に設けられ、これらの発電プラント1間で同じ名称を有する系統を抽出する。これにより、3つ以上の発電プラント1で同じ名称を有する系統に関する系統選択画面31を表示することが可能となる。これは、複数の発電プラント1の機器構成モデルを合成したものということができ、これを「合成機器構成モデル」と呼ぶ。
以上のように、本実施形態によれば、複数の発電プラント1間で同じ名称を有する系統を自動的に抽出することで、系統選択画面31を作成して表示することが可能となる。
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置、方法、およびプログラムは、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置、方法、およびプログラムの形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。
1:発電プラント、1a:情報処理装置、2:プラント監視装置、
2a:入力部、2b:記憶部、2c:表示部、2d:制御部、3:ネットワーク、
11:系統名称表示部、11a:系統名称抽出部、12:系統名称選択部、
13:識別情報表示部、14:識別情報選択部、15:機器情報表示部、
21:系統管理DB、22:識別情報DB、23:系統管理DB、
31:系統選択画面、32:機器選択画面、33:機器選択画面、
34:機器情報表示画面、35:系統/機器選択画面、36:系統/機器選択画面、
37:系統リスト、38:系統リスト

Claims (8)

  1. 複数のプラントに設けられた系統であって、前記プラント間で同じ名称を有する系統の名称を画面上に表示する系統名称表示部と、
    前記画面上に表示された前記系統の名称から所定の系統の名称が選択された場合、所定のプラント内の前記所定の系統に含まれる機器であって、前記プラント間で異なる名称を有する機器の識別情報を前記画面上に表示する識別情報表示部と、
    前記画面上に表示された前記機器の識別情報から所定の機器の識別情報が選択された場合、前記所定のプラントから受信した前記所定の機器に関する情報である機器情報を前記画面上に表示する機器情報表示部と、
    を備え、
    前記機器情報表示部は、同じ種類の機器が前記プラント間で異なる名称を有する場合、前記同じ種類の機器の識別情報を異なる識別情報で前記画面上に表示し得る、プラント監視装置。
  2. 前記識別情報表示部は、前記機器の識別情報を、前記機器同士の関係を示す図の形で表示する、請求項1に記載のプラント監視装置。
  3. 前記識別情報表示部は、前記機器の識別情報を、前記機器を列挙するリストの形で表示する、請求項1に記載のプラント監視装置。
  4. 前記機器情報表示部は、前記所定の機器の機器情報として、前記所定の機器の運転状況を示す情報を表示する、請求項1から3のいずれか1項に記載のプラント監視装置。
  5. 前記機器情報表示部は、前記所定の機器の運転状況を示す情報を、前記運転状況の時間変化を示すグラフの形で表示する、請求項4に記載のプラント監視装置。
  6. 前記系統名称表示部は、前記複数のプラントのうちの第1のプラントに設けられた系統と、前記複数のプラントのうちの第2のプラントに設けられた系統から、前記第1および第2のプラントに設けられ前記第1および第2のプラント間で同じ名称を有する系統を抽出し、抽出された系統の名称を前記画面上に表示する、請求項1から5のいずれか1項に記載のプラント監視装置。
  7. 複数のプラントに設けられた系統であって、前記プラント間で同じ名称を有する系統の名称を画面上に表示し、
    前記画面上に表示された前記系統の名称から所定の系統の名称が選択された場合、所定のプラント内の前記所定の系統に含まれる機器であって、前記プラント間で異なる名称を有する機器の識別情報を前記画面上に表示し、
    前記画面上に表示された前記機器の識別情報から所定の機器の識別情報が選択された場合、前記所定のプラントから受信した前記所定の機器に関する情報である機器情報を前記画面上に表示する、
    ことを含み、
    同じ種類の機器が前記プラント間で異なる名称を有する場合、前記同じ種類の機器の識別情報は異なる識別情報で前記画面上に表示され得る、プラント監視方法。
  8. 複数のプラントに設けられた系統であって、前記プラント間で同じ名称を有する系統の名称を画面上に表示し、
    前記画面上に表示された前記系統の名称から所定の系統の名称が選択された場合、所定のプラント内の前記所定の系統に含まれる機器であって、前記プラント間で異なる名称を有する機器の識別情報を前記画面上に表示し、
    前記画面上に表示された前記機器の識別情報から所定の機器の識別情報が選択された場合、前記所定のプラントから受信した前記所定の機器に関する情報である機器情報を前記画面上に表示する、
    ことを含み、
    同じ種類の機器が前記プラント間で異なる名称を有する場合、前記同じ種類の機器の識別情報は異なる識別情報で前記画面上に表示され得る、プラント監視方法をコンピュータに実行させるプラント監視プログラム。
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