JPH0231112A - プラント診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、プラント内の各種プロセス値の時間的変化を
一旦記憶したあと波形として記録紙等に記録出力するプ
ラント診断装ＭｔＦ！＃に関する。

（従来の技術） プラント診断装置は、プラントの予防保全として異常兆
候を早期発見すると共に、異常発生後の事後保全として
異常の原因を迅速に究明することを目的として、プラン
ト内に発生する種々の過渡的変化を検知するものである
。このために、プラント診断装置は、プラントの過渡変
化を検知すした場合、その過渡変化発生前後数分間のプ
ロセスデータを、自動的に記憶保存し、その変化状態を
波形としてプロッタ等により記録紙に記録出方する。

運転員は、この出力情報に基づいて、プラントの異常状
態の原因究明を行なっている。

一般に、このような過渡変化を検知する場合、プロセス
信号の突発的な変化およびプラントの接点信号等をトリ
ガーとし、各トリガー信号に設定されている複数の関連
したプロセス信号を同時に取り込で波形として出力装置
で出力している。

このときの突発的変化の検知（以下、突変検知という）
の方法として、実効値監視およびピーク値監視などの手
法が広く用いられている。そして、それらの手法で検知
した信号値が、予め設定されているしきい値であるトリ
ガーレベルを越えたとき、そのプロセス信号の波形を出
力装置により出力するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このプロセス信号の波形を出力する場合、従
来は、その波形の振幅を決定する出力レンジは、予め設
定した固定レンジにより出力していた。

このように固定レンジで出力すると、次のようなメリッ
トがある。

（イ）プロセス信号値の変化の大きさが定量的に直感で
きる。

（ロ）他のプロセス信号値との比較が容易である。

（ハ）レンジを計算しやすい値に設定することで信号レ
ベルの判断や波形解析が容易になる。

一方、これに対して、つぎのようなデメリットがある。

（イ）プロセス信号が過度に変化すると、記録幅の制限
を越える。いわゆるオーバースケールにより全体が見え
なくなることがある。

（ロ）他の出力波形と重なって、両者の判別がしにくく
なる。

第５図（ａ）、（ｂ）は、プロセス信号の記録出力例を
示したもので、通常、プロセス信号ｉとｉ＋１は、同図
（ａ）に示すように、２つの信号が別々に表示されるが
、過度に変化すると、同図（ｂ）に示すように、両者が
重なって判別しにくくなる場合がある。

このよう波形が重なると、オペレータは、見やすくする
ために、手動で出力レンジを再設定して再度出力させな
くてはならない。従って、従来は、その手間のために、
プラントの異常状態に対して、迅速な原因究明を行なう
ことができないという問題があった。

本発明は、上記の問題を解決し、プラントの異常状態に
対して迅速に原因究明を行なうことができるプラント診
断装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） このために本発明は、記録紙や表示画面などの表示媒体
の目盛に対応する信号値である出力レンジを、プロセス
信号ごとに、１目盛が、例えばＩＶというように、予め
切りのよい値に固定レンジとして設定して記憶しておき
、出力するプロセス信号の最大値と最小値とに基づいて
表示媒体上の表示位置を決定する一方、そのプロセス信
号の波形の振幅が最大で、かつ表示媒体上の一定幅領域
内に出力される出力レンジを、前記固定レンジを整数倍
することにより決定して、これにより、表示媒体に所定
の信号波形を出力するようにしたことを特徴としている
。

（作用） このため、実際に波形出力される際にも、表示媒体の１
目盛は、運転員が信号値を読み取りやすい切りのよい値
に設定されると共に、信号波形は、所定の一定幅領域に
出力されて、確実にオーバースケールが防止される。こ
れにより、運転員は、従来のように手動で出力レンジを
再設定して再度出力させるという手間がかからなくなる
ため、プラントの異常状態に対して、迅速な原因究明を
行なうことができるようになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を、添付図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係るプラント診断装置の
ブロック構成図を示したものである。図において、プラ
ント診断装置１は、プロセス入出力制御装置ｉ２を介し
てプラント３と接続されている。

プラント診断装置１内において、サンプリング処理手段
４は、プラント３よりプロセス入出力制御装置２を介し
てプロセス信号を入力するものである。突変監視計算処
理手段５は、実効値監視またはピーク監視等の既知の手
法により、突変判定のための判定値を計算すものである
。サイクリック保存処理手段６は、入力したプロセスデ
ータおよび上記判定値等を監視データとしてサイクリッ
ク保存ファイル７に時系列的に保存するものである。

突変検知判定処理手段８は、前記判定値と予め記憶され
た警報レベルとの比較により、突変検知を行なうもので
ある。計時処理手段９は、周期的に上記各部を作動させ
て常時監視を実行させるものである。

突変データ保存処理手段１０は、突変検知判定処理手段
８により突変検知がなされた場合、サイクリック保存フ
ァイル７に記憶された一定期間の監視データを突変デー
タファイル１１に記憶させる一方、このとき記憶された
監視データそれぞれのプロセス値の最大値と最小値を、
過渡変化情報として同時に記憶させるものである。

プリセット情報ファイル１２は、出力するプロセスデー
タごとに、それぞれ設定された固定レンジ等を記憶して
いるものである。

出力処理手段１３は、突変データファイル１１内のプロ
セスデータと前記過渡変化情報、およびプリセット情報
ファイル１２内の固定レンジとを読み出し、その固定レ
ンジをもとに適切なレンジを自動設定し、出力装置１４
によりプロセスデータのプロセス値の変化を示す波形を
出力するものである。

この出力装置１４は、複数チャネルを有するプロッタで
あり、ロール状の記録紙に入力される複数の信号波形を
記録するものである。

また、警報装置１５は、異常発生を示す警報を出力する
ものである。

以上の構成で、第２図は、プラント診断装置１により実
行されるプラント診断処理を示したもので、同図各処理
は、プラント診断装置１内の各部の動作にそれぞれ対応
している。すなわち、処理１００はサンプリング処理手
段４、処理１０１は突変監視計算処理手段５、処理１０
２はサイクリック保存処理手段６、処理１０３は突変検
知判定処理手段８、処理１０５は計時処理手段９にそれ
ぞれ対応している。また、処理１０３内の処理１０４は
、突変検知判定処理手段８により突変データ保存処理手
段１０が起動される動作である。

さて、プラント診断装置１では、プロセス入出力制御袋
Ｍ２から出力される全てのプロセス信号を周期的にサン
プリングしてプロセスデータとして入力する（処理１０
０）。そして、それらの各プロセス値の前回値と今回値
とにより、所定の計算手法に基づいて、変化の度合いを
示すための指標となる判定値を計算する（処理１０１）
。

次いで、その判定値および今回のプロセス値を時系列的
にサイクリック保存ファイル７に保存する一方（処理１
０２）、その判定値と、予め各プロセス信号ごとに記憶
しているアラームレベルとを比較する（処理１０６）。

ここで、上記判定値が、アラームレベル以下のとき（処
理１０６のＮｏ）、そのプロセス信号は″突変なし″と
判定しく処理１０７）、アラームレベル以上のとき（処
理１０６のＹＥＳ）、″突変あり″と判定する（処理１
０８）０以上の処理を全プロセス信号について同様に行
なう（処理１０９のＮＯより処理１０１へ）。

そして、全プロセス信号に対する上記処理を終えると（
処理１０９の’／ＥＳ）、突変の有無を識別しく処理１
１Ｏ）、′突変なシ″テあれば（処理１１０（７）Ｎｏ
）、次回の開始タイミングまで待機する（処理１ｏ５）
。

一方、″突変あり”の場合（処理１１０のＹＥＳ）、突
変データ保存処理手段ｌＯを起動する（処理１０４）。

突変データ保存処理手段１０は、起動されると、サイク
リック保存ファイル７より、その突変発生前後の予め設
定された数分間のプロセスデータ等の監視データを取り
出して、突変データファイル１１へ保存する。なお、こ
のとき、サイクリック保存ファイル７に保存されていた
プロセスデータの最大値と最小値である過渡変化情報も
合せて保存する。この過渡変化情報は、後述するレンジ
の自動設定のための情報となるものである。次いで、出
力処理手段１３を起動する。

第３図は、出力処理手段１３が実行する出方動作を示し
たもので、まず、突変データファイル１１より出力する
プロセス信号の過渡変化情報を取り出し、その情報で示
されている最大値をＭＡＸ、最小値をＭＩＮとおく（処
理２０１）。

次いで、プリセット情報ファイル１２より、そのプロセ
ス値に対応して設定されている固定レンジＰｃを取り出
す一方（処理２０２）、上記最大値ＭＡＸと最小値ＷＩ
Ｎとの平均値を算出して、その平均値をＩＮＴとおく（
処理２０３）。

ところで、出力装置１４は、第４図に示すように、同一
記録紙上に信号ｉとｉ÷１というように、複数の波形を
記録するものである。また、記録紙には、同図破線で示
すように、信号レベルを読み取るためのスケールとなる
目盛が描かれている。この目盛の値は出力レンジにより
変化し、出力レンジを変えることにより、信号波形の振
幅を任意に設定することができる。つまり、出力レンジ
を大きくすると、記録時の信号波形の振幅は小さくなる
。

一方、プリセット情報ファイル１２に記憶されている各
プロセスデータに対する固定レンジＰｃは、上記スケー
ルの１目盛当たりの信号値に相当するものである。また
、この固定レンジＰｃは、１目盛が、例えば１ｖの電圧
というように、半端でなく切りのよい値で、小さい値に
設定されているものである。

さて、本実施例では、上記スケールの２目盛内に１つの
信号波形を記録するようにしている。

このため、まず、変数ｎ＝１とおき（処理２０４）、前
記固定レンジＰａ１ｎ倍した値と、前記最大値１４ＡＸ
と最小値ＭＩＮとの差の１７２の値とを比較する。つま
り。

この処理は、上記２目盛内に１つのその信号波形が入る
かどうかの判定である（処理２０５）。

ここで、固定レンジＰｃのｎ倍が上記差の１／２の値以
下である場合、つまり、記録波形がオバースケールする
場合（処理２０５のＮ）、変数ｎを＋１して（処理２０
６）、同様の判定を繰り返す（処理２０５へ）。

そして、固定レンジＰｃのｎ倍が上記差の１／２の値を
越えた場合、つまり、記録波形が所定の範囲に記録でき
る場合（処理２０５のＹ）、固定レンジＰｃのｎ倍を出
力レンジ設定値Ｇとする（処理２０７）。

この後、出力する全信号について、同様に出力レンジ設
定値Ｇを決定する（処理２０８のＮより処理２０１）。

そして、全信号に対して出力レンジ設定値Ｇの決定が完
了すると（処理２０８のＹ）、出力装置１４により各プ
ロセスデータのプロセス値波形を記録紙に記録出力する
。すなわち、第４図に示すように、前記最大値ＭＡＸと
最小値ＭＩＮとの平均値ＩＮＴにより、その信号波形記
録時の中央位置を設定する一方、各信号波形を上記算出
した出力レンジ設定値Ｇにより、記録する（処理２０９
）。

従って、各プロセスデータのプロセス値波形は、記録紙
に描かれたスケールの２目盛内にそれぞれ記録されるよ
うになる。これにより、例えば、プロセス信号ｉとｉ＋
ｔの波形がそれぞれ過度に変化しても、従来のように、
所定の範囲を越えて両者が重なることがなくなる６また
、この場合、固定レンジＰｃは切りのよい値であり、こ
れを整数倍して得られる出力レンジ設定値Ｇも、切りの
よい値に決定されるようになる。

このため、運転員は、スケールの１目盛が、例えば、　
２ｖというように信号値を読み取りやすくなる。つまり
、これは、従来の一定値に設定されていた固定レンジの
メリットが損われていないことになる。また、この場合
、固定レンジＰｃを最小値など、充分小さくして設定し
てしおくことにより。

確実にオーバースケールを防止することができる。

このように、運転員は、従来のように手動で出力レンジ
を再設定して再度出力させるという手間がかからず、プ
ラントの異常状態に対して、迅速な原因究明を行なうこ
とができるようになる。

なお、以上の実施例では、記録紙の２目盛の幅で、１つ
の信号波形を記録するようにしたが、任意の幅に設定で
きることは言うまでもない。また、出力レンジ設定値Ｇ
は、固定レンジＰｃを整数倍して求めるようにしたが、
固定レンジＰｃを大きく設定しておき、その値を整数分
の−して求めることもできる。

さらに１本発明は、信号波形をプロッタで記録する場合
に限らず１画面表示装置等により表示する場合において
も、同様に適用できる。さらには、プラント状態の突発
的変化を監視するプラント診断装置の場合について説明
したが、検知したプロセス値を一旦記憶するものであれ
ば、プラント状態を検知する各種装置において、本発明
は、同様に適用できる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、表示媒体への出力レン
ジを、プロセス信号ごとに予め切りのよい値に固定レン
ジとして設定しておき、出力するプロセス信号の最大値
と最小値とに基づいて表示媒体上の表示位置を決定する
一方、そのプロセス信号の波形の振幅が最大で、かつ表
示媒体上の一定幅領域内に出力される出力レンジを、前
記固定レンジを整数倍することにより決定して、これに
より、表示媒体に所定の信号波形を出力するようにした
ので、実際に波形出力される際にも、表示媒体の１目盛
は、運転員が信号値を読み取りやすい切りのよい値に設
定されると共に、信号波形は、所定の一定幅領域に出力
されて、確実にオーバースケールが防止され、運転員は
、出力レンジを再設定して再度出力させるという手間が
かからなくなるため、プラントの異常状態に対して、迅
速な原因究明を行なうことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るプラント診断装置ブロ
ック構成図、第２図はプラント診断処理を示す動作フロ
ーチャート、第３図は出力処理部の動作を示す動作フロ
ーチャート、第４図（ａ）。 （ｂ）はプロセス値の出力波形の一例を示す波形図、第
５図は従来のプロセス値の出力波形の例を示す波形図で
ある。 １・・・プラント診断装置、２・・・プロセス入出力制
御装置、３・・・プラント、４・・・サンプリング処理
手段。 ５・・・突変監視計算処理手段、６・・・サイクリック
保存処理手段、７・・・サイクリック保存ファイル、８
・・・突変検知判定処理手段、９・・・計時処理手段、
１０・・・突変データ保存処理手段、１１・・・突変デ
ータファイル、１２・・・プリセット情報ファイル、１
３・・・出力処理手段。 １４・・・出力装置、１５・・・警報装置。 （７３１７）　　代理人　弁理士　則　近　　憲　佑（
８８６９）　　　　　同　　　　第子丸　　健第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラント状態を示す各種プロセス信号の信号値の時間的
   変化を一旦記憶して表示媒体上の一定幅領域に信号値を
   示すための目盛と共に信号波形として出力するプラント
   診断装置において、前記プロセス信号ごとに予め切りの
   よい値に設定された、前記目盛に対応する信号値である
   出力レンジを固定レンジとして記憶するプリセット情報
   記憶手段と、出力する前記プロセス信号の最大値と最小
   値とに基づいて前記表示媒体上の表示位置を決定する表
   示位置決定手段と、出力する前記プロセス信号の波形の
   振幅が最大で、かつ前記表示媒体上の一定幅領域内に出
   力される出力レンジを、前記固定レンジを整数倍するこ
   とにより決定する出力レンジ決定手段と、決定したその
   出力レンジと前記表示位置に従って前記表示媒体に前記
   信号波形を出力する表示手段とを備えていることを特徴
   とするプラント診断装置。