JPH06103481A - プラント運転監視システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 初期値の作成時間を短縮して予測を高速に実
施できるプラント運転監視システムを得る。 【構成】 予測シミュレーション部に、予測計算を行う
必要のない通常運転時にプラントから負荷要求関連の信
号を入力し、予測モデルと同一モデルを周期的に計算し
て予測モデル月の初期値を作成する機能を持たせた。 【効果】 過渡現象時においても異常発生時刻前に格納
された最も新しいファイルを選択するだけで初期値が設
定されるため、初期値ファイルから事故発生までの時間
は最大でもデータ格納周期時間となって、事故発生まで
の模擬時間の短縮が容易となり、予測計算の効率が向上
し、マンマシンシステムとして密度の濃い情報を高速に
提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プラントの異常事象
をオンラインリアルタイムで同定し、その情報を運転員
に集約的に提供するプラント運転監視システムに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来のプラント運転監視システム
を示す構成図である。図において、１は実プラントから
入力されるプラントデータであり、２はこのプラントデ
ータ１よりプラントの異常を診断するプラント異常診断
部である。３はプラント異常診断部２による異常診断の
後、運転員にメッセージを表示するためのメッセージプ
ロセッサであり、４は当該表示に必要なメッセージが格
納されたメッセージファイルである。５はプラント異常
診断部２による異常診断の後に起動され、異常原因によ
り最も影響を受けるプロセス量、復旧操作時に監視すべ
きプロセス量を決定する重要プロセス量決定部である。

【０００３】６はこの重要プロセス量決定部５にて決定
された実プラントのプロセス量のトレンドデータを収集
するプロセストレンド収集部であり、７は当該プロセス
トレンド表示のためのパラメータが格納されたパラメー
タファイル、８はプロセストレンド収集部６で収集され
たトレンドデータが格納されるトレンドデータファイル
である。９は前記プラント異常診断部２からの操作ガイ
ドの情報を入力して、当該操作ガイドの定量性を任意に
数種類選択する操作量決定部であり、１０はこの操作量
決定部９にて決定された操作量に対して、並列してプラ
ント状態の変動を予測する複数個の予測シミュレーショ
ン部である。

【０００４】１１はこの予測シミュレーション部１０に
て予測シミュレーションを実行するためのデータファイ
ルであり、１２はその予測シミュレーション結果より前
記プロセス量のトレンドデータを収集するプロセストレ
ンド収集部、１３は収集されたトレンドデータが格納さ
れるトレンドデータファイルである。１４は前記メッセ
ージプロセッサ３によるメッセージの表示が行われるブ
ラウン管表示部であり、１５はトレンドデータファイル
８および１３に格納されたトレンドデータがパラメータ
ファイル７内のパラメータに基づいて表示されるブラウ
ン管表示部である。

【０００５】１６は発生した異常に応じて最も高速かつ
正確に予測することができる最適な物理モデルの選択・
決定を行うモデル選択・決定部である。１７はプラント
異常診断部２より周期的に出力されるプラントデータが
格納されるデータファイルである。１８はより高速に部
分的予測を実施するためにあらかじめ準備された、予測
シミュレーション部１０にて機器単体毎あるいは系統毎
に予測を実施する際に使用する境界条件が格納された境
界条件ファイルである。この境界条件ファイル１８は複
数個の事故を想定した境界条件となるが、機器あるいは
系統にとって厳しい側の境界条件を１つの事故に対して
複数個準備しておくものとする。

【０００６】次に動作について説明する。プラントに異
常が発生すると、プラント異常診断部２は実プラントか
らのプラントデータ１より必要な情報を入力し、発生し
た異常の原因、発生箇所および異常の大きさを同定する
とともに、操作ガイド、次に、発生する事象等を決定す
る。このプラント異常診断部２からの情報を受けたメッ
セージプロセッサ３は、メッセージファイル４を用いて
該当するメッセージをブラウン管表示部１４に表示す
る。重要プロセス量決定部５は、前記プラント異常診断
部２から送られてくる異常原因の同定に成功したことを
知らせる信号によって起動され、同定された異常原因に
よって影響を受けるプロセス量、復旧操作時に監視すべ
きプロセス量などを優先度とともに決定する。プロセス
トレンド収集部６は前記重要プロセス量決定部５の決定
したプロセス量に関して、前記プラントデータ１より必
要な情報を入力し、プロセストレンドを収集してトレン
ドデータファイル８を作成する。

【０００７】また、操作量決定部９は前記プラント異常
診断部２から操作ガイド情報を、前記プラントデータ１
から当該操作ガイドに対応する機器の現在時点の操作量
をそれぞれ入力し、その操作量と当該機器の可能最大操
作量から数種類の操作量を決定する。モデル選択・決定
部１６は前記プラント異常診断部２より異常原因および
異常箇所、異常の大きさの情報を入力し、それらの情報
に基づいて最も高速かつ正確に予想することができるよ
うに、物理モデルのモデル化手法、モデルのノード分割
数、ループ数、あるいは模擬対象がプラント全体か機器
単位毎かなどを考慮して、最適な物理モデルを選択・決
定する。データファイル１７には前記プラント異常診断
部２から周期的に出力されるプラントデータが格納・更
新されており、前に格納されたプラントデータと比較す
るなどの手法によって常に正常時のプラントデータが格
納されている。

【０００８】複数個の予測モデルを持った予測シミュレ
ーション部１０は、前記プラント異常診断部２より異常
原因、異常箇所、異常の大きさを入力するとともに、モ
デル選択・決定部１６より最適なモデルを、データファ
イル１７よりプラント観測信号を、境界条件ファイル１
８より最適な境界条件をそれぞれ入力し、予測シミュレ
ーションの初期状態を設定・記憶する。その後、操作量
決定部９から操作信号を複数個入力し、最適な操作量に
対して、予測シミュレーション部１０の起動を行い、異
常発生後のプラントの状態がどのように変化するかを、
並列に高速かつ定量的に予測する。予測シミュレーショ
ン部１０は当該予測シミュレーションをデータファイル
１１を用いて実行する。

【０００９】プロセストレンド収集部１２は前記重要プ
ロセス量決定部５からのプロセス量に関して、前記予測
シミュレーションの結果であるデータファイル１１を用
いてトレンドデータを収集し、トレンドデータファイル
１３の作成を行う。ブラウン管表示部１５には、このト
レンドデータファイル１３からの予測シミュレーション
結果によるトレンドと前記トレンドデータファイル８か
らのプロセストレンドとが、パラメータファイル７内の
トレンド表示のためのパラメータを用いて同一のグラフ
上に表示される。

【００１０】ここで、この予測シミュレーションの実行
に際して、プラント構造に関するデータ、およびプラン
トプロセス量に関するデータ等の初期値を効率よく作成
する必要がある。この初期値の作成方法としては、例え
ば、異常原因が同定された時のプラントの状態を準定常
状態とみなして、プラント検出器信号を入力し、予測モ
デルの定常状態解析プログラムの繰り返し計算によって
初期値を作成するものが考えられる。しかしながら、こ
のような方法で初期値を短時間で作成する技術の研究開
発は未だ行われてはおらず、また、この方法で初期値の
作成が可能となった場合でも、多大の処理時間を要する
ことが想定される。

【００１１】また、他の方法として、実プラントのプロ
セス・コントロール・コンピュータ・システム（以下、
ＰＣＣＳという）機能によって収集されたデータを一定
周期毎にファイルとしてディスクに格納し、そのファイ
ルの中から定常状態と考えられるファイルを検知し、そ
のデータに基づいて定常状態解析プログラムの繰り返し
計算を行って初期値の作成を行うことも考えられる。し
かしながら、この方法では定常状態と考えられる時点ま
でさかのぼって、プロセス量の時間的変化がゼロとして
定常解析を行い、初期値を作成しなければならない。こ
の定常解析においては主要パラメータのプラント実測値
と計算結果が一定のしきい値以内に収まるように繰り返
し計算が必要であり、また、定常状態と考えられる時刻
から異常発生時刻までの計算を予測計算の中で余分に行
う必要もある。従って、日負荷追従運転等における過渡
事象の終了間際に異常が発生した場合などには特に、定
常状態から異常発生時刻までの計算量が多くなってしま
う。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来のプラント運転監
視システムは以上のように構成されているので、予測シ
ミュレーション部１０はプラント異常診断部２が出力す
るプラント観測信号より予測シミュレーションの初期値
を作成する必要があり、その初期値の作成に多くの時間
が必要となって、高速に予測を実施したい場合には時間
がかかりすぎるという問題点があった。

【００１３】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、初期値の作成時間を短縮し
て、予測を高速に実施できるプラント運転監視システム
を得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係るプラント
運転監視システムは、予測計算を行う必要のない通常運
転時にプラントから負荷要求関連の信号を入力し、予測
モデルと同一のモデルを周期的に計算して予測モデル用
の初期値を作成する機能を、予測シミュレーション部に
持たせたものである。

【００１５】

【作用】この発明における予測シミュレーション部は、
通常運転中から予測モデルと同一モデルを周期的に計算
しておくことにより、プラントの過渡状態における異常
発生時の状態を短時間で生成し、予測計算を効率よく行
うプラント運転監視システムを実現する。

【００１６】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。図１はこの発明の一実施例によるプラント運転監
視システムの予測シミュレーション部１０の内部構成を
示す構成図であり、図において、１１はデータファイ
ル、１３はトレンドデータファイルで、図２に同一符号
を付した従来のそれらに相当する部分である。

【００１７】また、１９は予測シミュレータを実行する
ために必要となる予測モデルの初期値を生成する初期値
作成用実時間シミュレータ管理部であり、２０は将来の
プラントの挙動を予測する予測シミュレータ管理部であ
る。２１は初期値作成用実時間シミュレータ管理部１９
に接続されて、予測シミュレータ機能の初期値を作成す
るために、プラントの挙動（動特性）、制御系、機器お
よびロジックを模擬するモデルであり、２２は予測モデ
ルの初期値を生成するために必要なプラントデータを入
力したり、初期値作成用実時間シミュレータの演算結果
を診断システム等の他のシステムへ転送したりするデー
タ転送部である。

【００１８】２３は初期値作成用実時間シミュレータの
モデル２１が実行する際に使用するデータとその演算結
果が格納されるファイルであり、２４はモデル２１の演
算結果と、モデル実行時に使用するデータを、ファイル
２３から一定周期でディスクあるいはメモリに格納する
データ収集部である。２５はプラントの水位、温度、他
系統からの流入出流量等の情報を入力し、物理モデルを
用いてプラントの配管が破断した際の破断サイズを推定
する破断サイズ推定器であり、２６は前記モデルの演算
結果等によるデータが前記データ収集部２４より一定周
期で格納されるファイルである。

【００１９】２７はプラント異常診断部２にてプラント
に発生した異常の原因が同定された時、前記ファイル２
６中のデータから、プラントの挙動を予測する際に最も
効率よく予測可能なデータを決定する初期値作成部であ
る。２８はプラントに異常が発生した後のプラントの挙
動を予測するために、プラントの挙動（動特性）、制御
系、機器およびロジックを模擬する前述の予測モデルで
あり、２９は異常原因が同定された後、この予測モデル
２８がプラントの挙動を予測する際に必要となる異常箇
所、異常の大きさ、あるいは運転員が行うと考えられる
操作（模擬操作）を設定する境界条件設定部である。３
０は予測モデル２８の演算結果があるファイル１１のデ
ータ、およびデータ収集部２４より格納されたトレンド
データファイル１３中のトレンドデータを、ブラウン管
表示部１５に転送するデータ転送部である。３１は予測
モデル２８の演算結果とモデル実行時に使用するデータ
を、データファイルから一定周期でディスクあるいはメ
モリに格納するデータ収集部である。

【００２０】この実施例１における予測シミュレーショ
ン部１０には密結合型の並列計算機が適用され、上記初
期値作成用実時間シミュレータ管理部１９、モデル２
１、データ転送部２２、ファイル２３、データ収集部２
４、およびファイル２６から成り、予測モデルの初期値
を作成する時に必要となるデータを生成する初期値作成
用実時間シミュレータと、上記予測シミュレータ管理部
２０、初期値作成部２７、予測モデル２８、境界条件設
定部２９、データ転送部３０およびデータ収集部３１か
ら成り、高速処理を行う予測シミュレーション部とによ
って形成されている。

【００２１】次に動作について説明する。ここで、当該
実施例１における予測シミュレーション部１０は、予測
モデル用初期値生成のために、予測モデルと同一モデル
を通常運転中から周期的に計算しておくことにより、予
測モデルが必要とする異常発生時直前の状態を短時間で
生成し、予測計算を効率よく行う。なお、効率のよい予
測シミュレータを実現するためには、前述の予測モデル
を並列処理システムで実現させるための初期値、異常原
因、異常の大きさ、対応操作等の予測次用件を設定する
機能が必要であり、そのため予測シミュレーション部１
０を図１に示すように構成している。

【００２２】実プラントにおける日負荷追従運転時のよ
うに、プラント要求負荷を変更すると、初期値作成用実
時間シミュレータ管理部１９はデータ転送部２２にてそ
のプラント負荷変更要求に関する信号を入力し、それを
ファイル２３に転送する。ここで、前記負荷要求関連の
信号として、負荷要求信号、負荷変化率設定信号、負荷
変更起動入力時刻、および負荷変更起動信号の４つの情
報が、プラントあるいはＰＣＣＳからイベント起動で入
力される。

【００２３】モデル２１はこれら負荷要求信号、負荷変
化率設定信号、負荷変更起動入力時刻、および負荷変更
起動信号の４つの情報を用いて実プラントと同等の状態
を周期的（例えば、６００ｍｓｅｃ間隔）に計算して模
擬する。そのときのモデル２１の構成は、その計算結果
が予測モデル２８でそのまま使用できるように、予測モ
デル２８と同一となっている。初期値作成用実時間シミ
ュレータ管理部１９は、前述のプラント負荷変更要求に
関する４つの情報のみを入力してプラント状態を模擬し
ているため、過渡状態におけるプラント全体の正常な状
態を模擬していることになり、その結果はプラント異常
診断部２で異常を検知する際の正常値情報としても流用
可能である。そこで、データ収集部２４が周期的（例え
ば、数分間隔）にプラント状態の計算結果をデータ格納
時刻とともにファイル２６に格納し、データ転送部３０
が同様に、そのプラント状態の計算結果を周期的（例え
ば、数分格納）に他のシステムに送信する。

【００２４】プラントに異常が発生して、プラント異常
診断部２によってその異常の原因や大きさが同定される
と、予測シミュレーション部の初期値作成部２７が、デ
ィスクに格納された初期値作成用実時間シミュレータの
ファイル２６の中から異常発生時刻と比較して、異常発
生時刻前の最も新しい予測シミュレータ用初期値として
データファイル１１上に設定する。また、境界条件設定
部２９もプラント異常診断部２から入力した異常の原因
およびその大きさの情報を前記データファイル１１の上
に設定する。その後、予測モデル２８が高速に起動され
て当該異常の進展予測を開始する。

【００２５】また、プラント異常発生時の対応操作の事
前評価のために、模擬操作機器、操作量等の情報が操作
量決定部９あるいは運転員から入力されると、実行中の
異常進展予測の計算を終了すると同時に、再度予測シミ
ュレータ起動用初期値が初期値作成部２７によって設定
される。その後、境界条件設定部２９が前記操作機器、
操作量などの情報を設定し、対応操作の事前評価のため
の計算を実行する。データ収集部３１は運転員にトレン
ド情報を提供するために、予測計算結果の主要パラメー
タを周期的にディスク上のトレンドデータファイル１３
に格納する。データ転送部３０は、運転員から要求があ
った場合にトレンドデータをブラウン管表示部１５に送
り、同時に運転員からの要求を処理して、トリップの原
因および時間、あるいは主要パラメータのディジタル値
等の予測結果をブラウン管表示部１５に送信する。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、実プ
ラントの通常運転時にプラントから負荷要求関連の信号
を入力し、予測モデルと同一のモデルを周期的に計算し
て予測モデル用の初期値を作成するように構成したの
で、日負荷追従運転などの過渡現象時においても、異常
発生時刻前に格納された最も新しいファイルを選択する
だけで初期値が設定され、初期値ファイルから事故発生
までの時間は最大でもデータ格納周期時間であり、それ
を数分程度に設定すれば事故発生までの模擬時間を短縮
することができ、予測計算を効率よく行うことが可能と
なって、マンマシンシステムとして密度の濃い情報を高
速に提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による予測シミュレーショ
ン部を示す構成図である。

【図２】従来のプラント運転監視システムを示す構成図
である。

【符号の説明】

１ プラントデータ ２ プラント異常診断部 ５ 重要プロセス量決定部 ９ 操作量決定部 １０ 予測シミュレーション部 １６ モデル選択・決定部 １８ 境界条件ファイル

【手続補正書】

【提出日】平成５年１月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 プラント運転監視システム

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プラントの異常原因
をオンラインリアルタイムで同定し、その情報を運転員
に集約的に提供するプラント運転監視システムに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来のプラント運転監視システム
を示す構成図である。図において、１は実プラントから
入力されるプラントデータであり、２はこのプラントデ
ータ１を用いてプラントの異常原因を同定し、その復旧
操作ガイドを決定するプラント異常診断部である。３は
プラント異常診断部２による異常原因同定の後、運転員
にメッセージを表示するためのメッセージプロセッサで
あり、４は当該表示に必要なメッセージが格納されたメ
ッセージファイルである。５はプラント異常診断部２に
よる異常原因同定の後に起動され、異常原因により最も
影響を受けるプロセス量、復旧操作時に監視すべき圧
力、温度、流量等のプロセス量を決定する重要プロセス
量決定部である。

【０００３】６はこの重要プロセス量決定部５にて決定
されたプロセス量に関する実プラントのトレンドデータ
を収集するプロセストレンド収集部であり、７は当該プ
ロセストレンド表示のためのパラメータが格納されたパ
ラメータファイル、８はプロセストレンド収集部６で収
集されたトレンドデータが格納されるトレンドデータフ
ァイルである。９は前記プラント異常診断部２からの操
作ガイドの情報を入力して、当該操作ガイドに対応する
操作機器の操作量の大きさを任意に数種類選択する操作
量決定部であり、１０はこの操作量決定部９にて決定さ
れた操作量に対して、並列してプラント状態の変動を予
測する複数個の予測シミュレーション部である。

【０００４】１１はこの予測シミュレーション部１０に
て予測シミュレーションを実行する際に使用するデータ
ファイルであり、１２は前記データファイル１１の中か
ら前記プロセス量のトレンドデータを収集するプロセス
トレンド収集部、１３は収集されたトレンドデータが格
納されるトレンドデータファイルである。１４は前記メ
ッセージプロセッサ３によるメッセージの表示が行われ
るブラウン管表示部であり、１５はトレンドデータファ
イル８および１３に格納されたトレンドデータがパラメ
ータファイル７内のパラメータに基づいて表示されるブ
ラウン管表示部である。

【０００５】１６は発生した異常に応じて最も高速かつ
正確に予測することができる最適な物理モデルの選択・
決定を行うモデル選択・決定部である。１７はプラント
異常診断部２より周期的に出力されるプラントデータが
格納されるデータファイルである。１８は予測シミュレ
ーション部１０にて機器単体毎あるいは系統毎に予測を
実施する際に使用する予め準備された境界条件が格納さ
れた境界条件ファイルである。この境界条件ファイル１
８は複数個の事故を想定した境界条件となるが、機器あ
るいは系統にとって厳しい側の境界条件を１つの事故に
対して複数個準備しておくものとする。

【０００６】次に動作について説明する。プラントに異
常が発生すると、プラント異常診断部２は実プラントか
らのプラントデータ１より必要な情報を入力し、発生し
た異常の原因、発生箇所および異常の大きさを同定する
とともに、操作ガイド、次に、発生する事象等を決定す
る。このプラント異常診断部２からの情報を受けたメッ
セージプロセッサ３は、メッセージファイル４を用いて
該当するメッセージをブラウン管表示部１４に表示す
る。重要プロセス量決定部５は、前記プラント異常診断
部２から送られてくる異常原因の同定に成功したことを
知らせる信号によって起動され、同定された異常原因に
よって影響を受けるプロセス量、復旧操作時に監視すべ
きプロセス量などを優先度とともに決定する。プロセス
トレンド収集部６は前記重要プロセス量決定部５の決定
したプロセス量に関して、前記プラントデータ１より必
要な情報を入力し、プロセストレンドを収集してトレン
ドデータファイル８を作成する。

【０００７】また、操作量決定部９は前記プラント異常
診断部２から操作ガイド情報を、前記プラントデータ１
から当該操作ガイドに対応する機器の現在時点の操作量
をそれぞれ入力し、その現在操作量と当該機器の可能最
大操作量から数種類の操作量を決定する。モデル選択・
決定部１６は前記プラント異常診断部２より異常原因お
よび異常箇所、異常の大きさの情報を入力し、それらの
情報に基づいて最も高速かつ正確に予想することができ
るように、物理モデルのモデル化手法、モデルのノード
分割数、ループ数、あるいは模擬対象がプラント全体か
機器単位毎かなどを考慮して、最適な物理モデルを選択
・決定する。データファイル１７には前記プラント異常
診断部２から周期的に出力されるプラントデータが格納
・更新されており、前に格納されたプラントデータと比
較するなどの手法によって常に正常時のプラントデータ
が格納されている。

【０００８】複数個の予測モデルを持った予測シミュレ
ーション部１０は、前記プラント異常診断部２より異常
原因、異常箇所、異常の大きさを入力するとともに、モ
デル選択・決定部１６より最適なモデルを、データファ
イル１７よりプラント観測信号を、境界条件ファイル１
８より最適な境界条件をそれぞれ入力し、予測シミュレ
ーションの初期状態を設定・記憶する。その後、操作量
決定部９から操作信号を複数個入力し、それぞれの操作
量に対して、予測シミュレーション部１０の起動を行
い、異常発生後のプラントの状態がどのように変化する
かを、並列に高速かつ定量的に予測する。予測シミュレ
ーション部１０は当該予測シミュレーションをデータフ
ァイル１１を用いて実行する。

【０００９】プロセストレンド収集部１２は前記重要プ
ロセス量決定部５からのプロセス量に関して、前記予測
シミュレーションの結果であるデータファイル１１を用
いてトレンドデータを収集し、トレンドデータファイル
１３の作成を行う。ブラウン管表示部１５には、このト
レンドデータファイル１３からの予測シミュレーション
結果によるトレンドと前記トレンドデータファイル８か
らのプロセストレンドとが、パラメータファイル７内の
トレンド表示のためのパラメータを用いて同一のグラフ
上に表示される。

【００１０】ここで、この予測シミュレーションの実行
に際して、プラント構造に関するデータ、およびプラン
トプロセス量に関するデータ等の初期値を効率よく作成
する必要がある。この初期値の作成方法としては、例え
ば、異常原因が同定された時のプラントの状態を準定常
状態とみなして、プラント検出器信号を入力し、予測モ
デルの定常状態解析プログラムの繰り返し計算によって
初期値を作成するものが考えられる。しかしながら、こ
のような方法で初期値を短時間で作成することは困難
で、この方法で初期値の作成が可能となった場合でも、
多大の処理時間を要することが想定される。

【００１１】また、他の方法として、実プラントのプロ
セス・コントロール・コンピュータ・システム（以下、
ＰＣＣＳという）機能によって収集されたデータを一定
周期毎にファイルとしてディスクに格納し、そのファイ
ルの中から定常状態と考えられるファイルを検知し、そ
のデータに基づいて定常状態解析プログラムの繰り返し
計算を行って初期値の作成を行うことも考えられる。し
かしながら、この方法では定常状態と考えられる時点ま
で過去にさかのぼって、プロセス量の時間的変化がゼロ
として定常解析を行い、初期値を作成しなければならな
い。この定常解析においては主要パラメータのプラント
実測値と計算結果が一定のしきい値以内に収まるように
繰り返し計算が必要であり、また、定常状態と考えられ
る時刻から異常発生時刻までの計算を予測計算の中で余
分に行う必要もある。従って、日負荷追従運転等におけ
る過渡事象の終了間際に異常が発生した場合などには特
に、定常状態から異常発生時刻までの計算量が多くなっ
てしまう。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来のプラント運転監
視システムは以上のように構成されているので、予測シ
ミュレーション部１０はプラント観測信号より予測シミ
ュレーションの初期値を作成する必要があり、その初期
値の作成に多くの時間が必要となって、高速に予測を実
施したい場合には時間がかかりすぎるという問題点があ
った。

【００１３】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、初期値の作成時間を短縮し
て、予測を高速に実施できるプラント運転監視システム
を得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係るプラント
運転監視システムは、予測計算を行う必要のない通常運
転時にプラントから負荷要求関連の信号を入力し、予測
モデルと同一のモデルを周期的に計算して予測モデル用
の初期値を作成する機能を、予測シミュレーション部に
持たせたものである。

【００１５】

【作用】この発明における予測シミュレーション部は、
通常運転中から予測モデルと同一モデルを周期的に計算
し、その計算結果を一定時間ごとに格納しておくことに
より、プラントの過渡状態における異常発生時の状態を
短時間で生成し、予測計算を効率よく行うプラント運転
監視システムを実現する。

【００１６】

【実施例】 実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。図１はこの発明の一実施例によるプラント運転監
視システムの予測シミュレーション部１０の内部構成を
示す構成図であり、図において、１１はデータファイ
ル、１３はトレンドデータファイルで、図２に同一符号
を付した従来のそれらに相当する部分である。

【００１７】また、１９は予測シミュレータを実行する
ために必要となる予測モデルの初期値を生成する初期値
作成用実時間シミュレータ管理部であり、２０は将来の
プラントの挙動を予測する予測シミュレータ管理部であ
る。２１は初期値作成用実時間シミュレータ管理部１９
に接続されて、予測シミュレータ機能の初期値を作成す
るために、プラントの挙動（動特性）、制御系、機器お
よびロジックを模擬するモデルであり、２２は予測モデ
ルの初期値を生成するために必要なプラントデータを入
力したり、初期値作成用実時間シミュレータの演算結果
を診断システム等の他のシステムへ転送したりするデー
タ転送部である。

【００１８】２３は初期値作成用実時間シミュレータの
モデル２１が実行する際に使用するデータとその演算結
果が格納されるファイルであり、２４はモデル２１の演
算結果を、ファイル２３から一定周期でディスクあるい
はメモリに格納するデータ収集部である。２５はプラン
トの水位、温度、他系統からの流入出流量等の情報を入
力し、物理モデルを用いてプラントの配管が破断した際
の破断サイズを推定する破断サイズ推定器であり、２６
は前記モデルの演算結果等のデータが前記データ収集部
２４より一定周期で格納されるファイルである。

【００１９】２７は、プラント異常診断部２にてプラン
トに発生した異常の原因が同定された時、前記ファイル
２６中のデータから、プラントの挙動を予測する際に最
も効率よく予測可能なデータを決定する初期値作成部で
ある。２８は、プラントに異常が発生した後のプラント
の挙動を予測するために、プラントの挙動（動特性）、
制御系、機器およびロジックを模擬する前述の予測モデ
ルであり、２９は、異常原因が同定された後、この予測
モデル２８がプラントの挙動を予測する際に必要となる
異常箇所、異常の大きさ、あるいは運転員が行うと考え
られる操作（模擬操作）を設定する境界条件設定部であ
る。３０は、予測モデル２８の演算結果が格納されてい
るファイル１１のデータ、およびデータ収集部３１によ
り格納されたトレンドデータファイル１３中のトレンド
データを、ブラウン管表示部１５に転送するデータ転送
部である。３１は予測モデル２８の演算結果を、データ
ファイル１１から一定周期でディスクあるいはメモリに
格納するデータ収集部である。

【００２０】この実施例１における予測シミュレーショ
ン部１０には密結合型の並列計算機が適用され、上記初
期値作成用実時間シミュレータ管理部１９、モデル２
１、データ転送部２２、ファイル２３、データ収集部２
４、およびファイル２６から成り、予測モデルの初期値
を作成する時に必要となるデータを生成する初期値作成
用実時間シミュレータと、上記予測シミュレータ管理部
２０、初期値作成部２７、予測モデル２８、境界条件設
定部２９、データ転送部３０およびデータ収集部３１か
ら成り、高速処理を行う予測シミュレーション部とによ
って形成されている。

【００２１】次に動作について説明する。ここで、当該
実施例１における予測シミュレーション部１０は、予測
モデル用初期値生成のために、予測モデルと同一モデル
を通常運転中から周期的に計算しておくことにより、予
測モデルが必要とする異常発生時直前の状態を短時間で
生成し、予測計算を効率よく行う。なお、効率のよい予
測シミュレータを実現するためには、前述の予測モデル
を並列処理システムで実現させるための初期値、および
異常原因、異常の大きさ、対応操作等の予測用境界条件
を設定する機能が必要であり、そのため予測シミュレー
ション部１０を図１に示すように構成している。

【００２２】実プラントにおける日負荷追従運転時のよ
うに、プラント要求負荷を変更すると、初期値作成用実
時間シミュレータ管理部１９はデータ転送部２２にてそ
のプラント負荷変更要求に関する信号を入力し、それを
ファイル２３に転送する。ここで、前記負荷要求関連の
信号として、負荷要求信号、負荷変化率設定信号、負荷
変更起動入力時刻、および負荷変更起動信号の４つの情
報が、プラントあるいはＰＣＣＳからイベント起動で入
力される。

【００２３】モデル２１はこれら負荷要求信号、負荷変
化率設定信号、負荷変更起動入力時刻、および負荷変更
起動信号の４つの情報を用いて実プラントと同等の状態
を周期的（例えば、６００ｍｓｅｃ間隔）に計算して模
擬する。そのときのモデル２１の構成は、その計算結果
が予測モデル２８でそのまま使用できるように、予測モ
デル２８と同一となっている。初期値作成用実時間シミ
ュレータ管理部１９は、前述のプラント負荷変更要求に
関する４つの情報のみを入力してプラント状態を模擬し
ているため、過渡状態におけるプラント全体の正常な状
態を模擬していることになり、その結果はプラント異常
診断部２で異常を検知する際の正常値情報としても流用
可能である。そこで、データ収集部２４が周期的（例え
ば、数分間隔）にプラント状態の計算結果をデータ格納
時刻とともにファイル２６に格納し、データ転送部２２
が同様に、そのプラント状態の計算結果を周期的（例え
ば、数分格納）に他のシステムに送信する。

【００２４】プラントに異常が発生して、プラント異常
診断部２によってその異常の原因や大きさが同定される
と、予測シミュレーション部の初期値作成部２７が、デ
ィスクに格納された初期値作成用実時間シミュレータの
ファイル２６の中から異常発生時刻と比較して、異常発
生時刻前の最も新しい予測シミュレータ用初期値として
データファイル１１上に設定する。また、境界条件設定
部２９もプラント異常診断部２から入力した異常の原因
およびその大きさの情報を前記データファイル１１の上
に設定する。その後、予測モデル２８が高速に起動され
て当該異常の進展予測を開始する。

【００２５】また、プラント異常発生時の対応操作の事
前評価のために、模擬操作機器、操作量等の情報が操作
量決定部９あるいは運転員から入力されると、実行中の
異常進展予測の計算を終了すると同時に、再度予測シミ
ュレータ起動用初期値が初期値作成部２７によって設定
される。その後、境界条件設定部２９が前記操作機器、
操作量などの情報を設定し、対応操作の事前評価のため
の計算を実行する。データ収集部３１は運転員にトレン
ド情報を提供するために、予測計算結果の主要パラメー
タを周期的にディスク上のトレンドデータファイル１３
に格納する。データ転送部３０は、運転員から要求があ
った場合にトレンドデータをブラウン管表示部１５に送
り、同時に運転員からの要求を処理して、トリップの原
因および時間、あるいは主要パラメータのディジタル値
等の予測結果をブラウン管表示部１５に送信する。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、実プ
ラントの通常運転時にプラントから負荷要求関連の信号
を入力し、予測モデルと同一のモデルを周期的に計算し
て予測モデル用の初期値を作成するように構成したの
で、日負荷追従運転などの過渡現象時においても、異常
発生時刻前に格納された最も新しいファイルを選択する
だけで初期値が設定され、初期値ファイルから事故発生
までの時間は最大でもデータ格納周期時間であり、それ
を数分程度に設定すれば事故発生までの模擬時間を短縮
することができ、予測計算を効率よく行うことが可能と
なって、マンマシンシステムとして密度の濃い情報を高
速に提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による予測シミュレーショ
ン部を示す構成図である。

【図２】従来のプラント運転監視システムを示す構成図
である。

【符号の説明】 １ プラントデータ ２ プラント異常診断部 ５ 重要プロセス量決定部 ９ 操作量決定部 １０ 予測シミュレーション部 １６ モデル選択・決定部 １８ 境界条件ファイル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実プラントから入力されるプラントデー
   タよりプラントに発生した異常の診断を行うプラント異
   常診断部と、前記プラント異常診断部による異常診断後
   に起動されて、異常原因により最も影響を受けるプロセ
   ス量、復旧操作時に監視すべきプロセス量を決定する重
   要プロセス量決定部と、前記プラント異常診断部からの
   操作ガイドの情報を入力して、当該操作ガイドの定量性
   を選択する操作量決定部と、前記プラントに発生した異
   常に応じて最適な物理モデルの選択・決定を行うモデル
   選択・決定部と、選択された前記物理モデルに与えられ
   る境界条件が格納された境界条件ファイルと、前記モデ
   ル選択・決定部にて選択された物理モデル、および前記
   境界条件ファイルからの境界条件を用いて、選択された
   操作を実施したときに、異常がどのように進展するかを
   予測する予測シミュレーション部とを備えたプラント運
   転監視システムにおいて、前記予測シミュレーション部
   に、前記プラントに異常が発生していない通常運転時に
   前記プラントから負荷要求関連の信号を入力して、前記
   予測モデルと同一のモデルを前記通常運転時から周期的
   に計算し、前記予測モデル用の初期値を作成する機能を
   持たせたことを特徴とするプラント運転監視システム。