JPH10104385A

JPH10104385A - プラント内伝送器の監視方法及びシステム

Info

Publication number: JPH10104385A
Application number: JP26075296A
Authority: JP
Inventors: Makoto Hasegawa; 真長谷川; Setsuo Arita; 節男有田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-10-01
Filing date: 1996-10-01
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】次回定期点検時における伝送器校正の要否を
判断することのできるプロセス監視システムを提供す
る。【解決手段】本発明のプロセス監視システム１は、伝
送器３Ａ〜３Ｃの出力を伝送器出力オンライン取得手段
２Ａ、２Ｂ、２Ｃで取得し、これらの伝送器出力を内部
の伝送器出力格納手段に格納し、オンラインで取得され
た伝送器出力と伝送器出力格納手段に格納されている伝
送器出力をもとに校正要否の判定を行い、情報表示装置
１０へ出力する。【効果】オンラインで取得された伝送器出力をもとに
将来予定されている定検時における考察対象伝送器のド
リフト偏差量を予測でき、その定検における校正の要否
を定検を待たずに判定することが可能となる。さらに、
オンラインで伝送器出力を取得しドリフト偏差量を常に
監視していることから伝送器の異常を早期に検出するこ
とが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラント、特に原子
力プラントのような大規模プラントにおいて、プラント
各部に設置されている多数の伝送器の健全性を確認し、
将来の定検時における校正の要否を決定するのに好適な
プラント内伝送器の監視方法及び監視システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】原子力プラントには、流量や圧力などの
プロセス値を電気信号に変換する伝送器が数多く（例え
ば４万点）配置されている。これらの伝送器の中の一部
の伝送器の出力信号は制御装置に取り込まれ、制御装置
はこの信号をもとに、弁の開度等を調整するための制御
信号を出力する。残りの伝送器の出力信号は監視用にの
み利用するため監視装置１に取り込まれる。また制御装
置に取り込まれる出力信号の中で監視対象の信号があれ
ば、これも監視装置に取り込まれる。制御装置と監視装
置とを含めてプロセス監視制御システムと呼ばれる。ま
た、監視だけに注目すれば、プロセス監視システムとの
呼び方もある。

【０００３】伝送器がプロセス値を電気信号に変換する
際には、プロセス値に対応した電気信号が出力されるよ
うにあらかじめ校正されている。ところが、運用をして
いくうちに、経時的にこの対応関係に偏差を生じてくる
場合がある。この現象は一般にドリフトと呼ばれてい
る。ドリフトのために許容範囲を上回るような偏差を生
じた伝送器は、プロセス値と電気信号との元来の対応関
係を取り戻すために再度校正を施さなければならない。

【０００４】原子力プラントにおいて従来から行われて
いる伝送器校正の一般的な作業形態は、次の検査と校正
の２つの作業工程からなる。（１）、定期点検（定検）時に作業員が伝送器の設置さ
れている現場に行き、伝送器の状態が健全であるかどう
かを１つづつ検査する。検査作業は、伝送器に計測対象
のプロセス量に代わって既知の状態量、例えば、実圧を
かけてそれに対応する出力信号が正しく出力されている
か否かを判断するというものである。（２）、その検査の結果、伝送器出力に許容範囲以上の
偏差があると判断した場合には実際に校正を施す。

【０００５】原子力プラントのような大規模システムで
は、１基あたりの伝送器の数は数万点にのぼる場合もあ
ることから、定検時における当該作業の工数は概して非
常に多く、コストが多大にかかる。さらに、原子力プラ
ントにおける伝送器は、計装配管が複雑に入り組んだ狭
隘な場所や、容易には手が届かないような高所に配置さ
れていることが多いために、伝送器に実圧をかけて検査
や校正を行うために必要な足場ややぐらを組むなどの準
備作業にも多大な労力と時間がかかっている。

【０００６】このような伝送器校正作業を支援する技術
として、伝送器の設置されている現場に作業員がアクセ
スしやすいようにとの配慮から開発された、伝送器の検
査や校正を支援するための軽量小型のハンディコミュニ
ケータが知られている。作業員はこのコミュニケータを
携行し、コミュニケータに表示されている手順通りに検
査や校正を行い、検査で発見した偏差や校正後の出力を
コミュニケータに記録している。さらに、これらの作業
記録を１つのデータベースに修正し、定検時に得られた
偏差の履歴をもとにして、ドリフトの傾向を監視するよ
うな校正作業管理システムも提供されている（“Guidel
ines for Instrument Calibration Extension/Reductio
n Programs”,Trans.of the ANS 以下、これを第１引用
例と称す）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
コミュニケータを用いても、伝送器にアクセスするため
に必要な足場ややぐらを組むなどの準備作業を行うこと
や、作業員がひとつひとつの伝送器すべてを検査・校正
するという手作業の本質には変わりはなく、大幅な作業
工数低減には効果が期待できない。作業員が現場に行き
校正作業をする形態では、伝送器が設置されている原子
炉内部には放射化された部位などもあるため、作業員の
被曝が問題となる可能性もあり、さらに、作業員のミス
で誤った検査や校正がなされることもある。また、ドリ
フトの傾向管理という観点からは、従来技術にみられる
定検毎に得られた偏差データをもとにドリフトの傾向を
管理するという方法では、ドリフトの性質を正確に把握
することは困難である。その理由を以下に説明する。

【０００８】理解を容易にするために、図３（ａ）に示
すように、ある伝送器に関し、偏差ｅが周期的に変動す
るドリフトを考える。正方向の偏差に対して設定された
校正要否を判定するしきい値を±ＴＬ1とし、偏差ｅは
変動するものの、しきい値±ＴＬ１以内に収まってお
り、時間平均は０とみなしてよい。いま、時点ｔ₁、
ｔ₂、ｔ₃、ｔ₄を定検時（定検間隔、即ちｔ₁〜ｔ₂の区
間は半年から２年程度）を表すものとし、これまでの定
検時ｔ₁、ｔ₂、ｔ₃における検査で得られた偏差データ
をもとに、次回定検時ｔ₄での偏差ｅを予測するものと
しよう。このデータからは、ｔ₁とｔ₂間における偏差ｅ
の増加率と、ｔ₂とｔ₃間における増加率が等しいと判断
するのが自然である。この判断のもとに、ｔ₁〜ｔ₂、ｔ
₂〜ｔ₃と同じ時間間隔のｔ₃〜ｔ₄においても同様の偏差
増加があるものと予測し、その結果、次回定検時ｔ₄で
の当該伝送器の校正作業は必要であるとの判定が下され
ることになる。しかし実際には、偏差ｅは許容値±ＴＬ
１以内であるので、必ずしも校正する必要はない。

【０００９】一方これとは逆に、校正が必要であるにも
かかわらず、校正が行われないという場合も起こりう
る。図３（ｂ）は、ある伝送器に関し、偏差ｅが振動し
ながら正方向にドリフトしていくような状況を示してい
る。この状況において、図３（ａ）と同様に、同一時間
間隔で行われた、過去の定検時ｔ₁、ｔ₂、ｔ₃で得られ
た偏差データをもとに、次回定検時ｔ₄での偏差を予測
するものとしよう。定検時ｔ₁、ｔ₂、ｔ₃での偏差デー
タでは、偏差は０で一定であると判断されるため、次回
定検時ｔ₄での偏差も許容値±ＴＬ1以内であると予測さ
れ、校正の必要はないと判定されることになる。ところ
が、このまま当該伝送器を放置しておけば、時間経過と
ともに、ＴＬ1を上回っている時間は増大するため、許
容値の逸脱による、プラント運転への悪影響が顕著にな
るであろう。

【００１０】本発明の目的は、ドリフトの進展を正確に
予測することで、考察対象の伝送器を次回の点検時に校
正しなければならないか、校正や交換を先送りしてもよ
いかどうかを判定することができるようなプロセス内伝
送器の監視方法及びシステムを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、プラント内に
配置された多数の伝送器の出力をオンラインで取り込み
データベース化して格納すると共に、このオンラインで
得た伝送器出力と過去に取り込んでデータベース化した
対応する伝送器出力との対比を行って現在又は次回点検
時に当該伝送器出力の校正を行うかチェックし表示する
ようにしたプラント内伝送器の監視方法を開示する。

【００１２】さらに本発明は、プラント内に配置された
多数の伝送器の出力を、オンラインで取得する伝送器出
力オンライン取得手段と、この取得手段によって取得さ
れた多数の伝送器出力を保存するための伝送器出力保存
手段と、前記伝送器オンライン取得手段によって取得さ
れた最新の伝送器出力と前記伝送器出力保存手段に格納
されている過去の伝送器出力をもとに、次回定期点検時
に該伝送器を校正する必要があるか否かを判定する校正
要否判断手段と、該校正要否判定結果を表示する表示手
段とを備えていることを特徴とするプラント内伝送器の
監視システムを開示する。かかる目的達成のために、本
発明では、伝送器の出力をオンラインで獲得する手段
と、その出力データをデータ処理部へ伝送するデータ伝
送線と、このデータ伝送線に接続されたデータ処理部と
を備え、このデータ処理部は、伝送器の偏差を計算する
ための基準値である参照出力を算出する手段と、時刻毎
に計算された一連の偏差データから次回、次々回の定検
時におけるドリフト量を予測する手段と、予測結果をも
とに次回定検時における校正作業の要否を決定する手段
からなることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な形態につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本
発明のプロセス監視システムの実施の形態を表している
ものである。ここでプロセス監視システムは、プロセス
を監視する第１の機能と伝送器出力監視する第２の機能
と校正作業管理を行う第３の機能とを持つ。第２の機能
により伝送器出力に校正をする必要があると判断されれ
ば、第３の機能により次回の定検時のための校正管理を
行う。さらに、校正は第３の機能によって実行し、第１
の機能での監視のための校正用として使用する。また、
制御装置に対しても校正結果を送り制御用に利用する。
尚、第１の機能については以下では説明を省略する。こ
の図は、簡単のため３個の伝送器３Ａ、３Ｂ、３Ｃに関
したものであるが、実際上は前述したように４万点もの
伝送器があり、各種のデータ取得部を持つ。また伝送器
は既設のものだけではなく本発明で提示された校正自動
監視のために新設した伝送器をも含む。

【００１４】プロセス監視装置１は、プラント内に配置
された伝送器の出力をオンラインで獲得するためのデー
タ取得部２Ａ、２Ｂ、２Ｃを備えている。例えば、デー
タ取得部２Ａは、伝送器３Ａの出力をオンラインで取得
するために、プラントパラメータの監視をするプロセス
コンピュータ４に備え付けられたものであり、データ取
得部２Ｂは、伝送器３Ｂの出力をオンラインで取得する
ために、伝送器３Ｂの出力をプロセスコンピュータ4に
入力する前に信号になんらかの処理を施す前処理装置５
に備え付けられたものであり、データ取得部２Ｃは、伝
送器３Ｃの出力をオンラインで取得するために、伝送器
３Ｃの出力を表示する計器６と伝送器３Ｃとの間に設け
られたものである。なお、前処理装置５が制御装置であ
ったりする。また、プロセス監視装置１は、オンライ
ン監視の結果や校正要否に関する支援情報を作業員に提
示するための表示装置１０と作業員からの入力を受け付
ける入力装置１０ａ前記第１引用例として示した校正作
業管理を行う校正作業管理システム２０を備えている。
他の校正作業管理システムを設置する例もある。さら
に、校正作業管理システム２０の資産を有効利用するた
めに、校正作業管理システム２０とデータの授受を行う
インタフェースを持つ。

【００１５】図２は、図１に示したプロセス監視装置１
のブロック例図である。データ取得部２Ａ、２Ｂ、２Ｃ
で獲得された、各伝送器３Ａ、３Ｂ、３Ｃのオンライン
出力データｘ₁、ｘ₂、〜ｘ_Nは、伝送器出力データベー
ス１４に格納されると共に、過去に取得した伝送器出力
は読み出されて参照出力算出部１１に送られる。参照出
力算出部１１は、伝送器出力データベース１４から送ら
れた過去の伝送器出力と、現時刻における伝送器出力を
もとに、校正の要否を決定しようとしている対象伝送器
の参照出力ｘ′を算出する機能をもつ。ここで参照出力
ｘ′とは、対象伝送器がどの程度ドリフトしているかを
推定するための基準値のことである。図ではｘ_N出力を
出す伝送器３Ｃを対象伝送器とした例としている。但
し、対象伝送器は次々に更新されて別の伝送器が次々に
対象伝送器となってゆく。

【００１６】比較器１６は、対象伝送器出力ｘとこの伝
送器３Ｃの参照出力ｘ′を入力とし、この２つの値の偏
差ｅを出力する。この偏差ｅは、出力偏差データベース
１５に格納されるとともに、ドリフト予測部１２に入力
される。ドリフト予測部１２は、出力偏差データベース
１５に格納された過去の偏差履歴と現在の偏差の値をも
とに、将来予定されている定検時におけるドリフト量の
予測を行う。この予測結果は、校正要否判定部１３に入
力される。校正要否判定部１３は、考察対象の伝送器を
次回の定検時に校正するべきか否かを判定し、判定結果
を図１の表示装置１０に表示するとともに、校正作業管
理システム２０にも伝送する。参照出力算出部１１で計
算された参照出力ｘ′や、ドリフト予測部１２で予測さ
れたドリフトは、表示装置１０に表示される。これらの
各機能は時間的に連続して行われる。ここで伝送器出力
データベース１４は、ただ単に一時刻前のデータを保存
するラッチングではなく、プラント内の多数の伝送器の
出力を時系列的に獲得した膨大データを保存し、且つ、
これらのデータをオンラインでアクセスする機能を持
つ。

【００１７】上記構成をとるプロセス監視装置１が、伝
送器の校正要否判断に関してどのように機能するか、参
照出力算出部１１、ドリフト予測部１２、校正要否判定
部１３の処理内容を追って詳述する。参照出力算出部１
１では、先述のとおり、偏差ｅを出力するための基準値
ｘ′を算出するが、この計算にあたっては、対象となっ
ている伝送器が３重化以上の冗長化がなされている冗長
系か、２重化系や単一系をとるかによって、その計算方
法が異なる。ここで、２重系とか３重系とかは、伝送器
が２重化しているとか３重化しているとかを指す。２重
系とすることで、伝送器の出力の信頼性を高くし、３重
系とすることで更なる伝送器出力の信頼性を高めてい
る。２重系や３重系とする場合とは、伝送器の出力が極
めて重要なものであり、１重系では伝送器故障で出力を
得ることができなくなるが、２重系や３重系では１個の
故障があっても他の伝送器が代替することができる。さ
らに多重系にあっては最も信頼のある伝送器出力を選ぶ
との目的をも持つ。先ず、３重化以上の冗長化がなされ
ている場合から説明する。

【００１８】図４は、３重化された伝送器の出力Ｖ₁、
Ｖ₂、Ｖ₃の現時刻までの時間変化を表したものである。
この図では理解を容易にするためにそれぞれの値の差を
強調して描いているが、例えばＶ₂とＶ₃の値が同一であ
っても問題はない。冗長化がなされている伝送器におい
て、そのうちの１つの出力を選択する機能、例えば、中
間値選択回路を有するような場合には、この機能と同様
の方法をもちいて参照出力を算出することができる。図
４の例で参照出力算出に中間値選択を用いる場合には、
Ｖ₃＜Ｖ₂＜Ｖ₁の関係が成立しているので、参照出力は
Ｖ₂となる。別の形態としては、例えばＶ₁、Ｖ₂、Ｖ₃の
平均値を参照出力とすればよい。ここでは、中間値選択
をおこなってＶ₂を参照出力とし、今後Ｖ₁を出力してい
る伝送器の校正要否を判定するということで説明を続け
る。

【００１９】図５に、Ｖ₂を参照出力とした場合の現時
刻までのＶ₁の偏差ｅを表している。この偏差ｅが偏差
に対して設けられた許容レベルを超えた場合には校正を
しなければならない。以下の説明では、正方向の偏差を
代表としているが、負方向の偏差に対しても各説明が適
用されることはいうまでもない。

【００２０】図６はドリフトの予測と校正要否の判定を
説明するものである。図５で示したようなＶ₁とＶ₂の偏
差ｅが、今後、（１）のような遷移をするものと予測し
た場合、このまま放置すれば次回の定検を待たずに偏差
が許容レベルを逸脱することになる。このような場合に
は、定検前に当該伝送器の出力を制御装置に取り込まれ
ないよう、信号をアイソレーションするなどの措置を予
めとることができる。このような方策をとることができ
るのも本実施の形態で効果の１つである。また、偏差の
遷移が（２）のようになると予測した場合には、この伝
送器は、次回の定検時には偏差が許容範囲内であるが、
その後の運転中に偏差が許容範囲を逸脱するために、次
回定検時における校正作業対象としてチェックされる。
偏差遷移が（３）のようになると予測した場合には、こ
の伝送器の偏差は次回定検及び次々回定検時においても
許容範囲内であることから、次回定検時での校正作業は
不要と判断される。ただし、これらの判断は現時刻にお
いて入手可能なデータをもとになされたものであるた
め、今後オンラインで取得されるであろう伝送器出力の
推移いかんでは、途中でこれらの判断が変更される可能
性もある。このようにオンラインでデータを取得して予
測することにより、許容レベルを逸脱するか否かを時々
刻々と判断して判断結果を出力することができる点がオ
ンライン処理の特徴である。

【００２１】オンライン処理を行うことで、本当に校正
の必要な伝送器を定検の計画段階で知ることができ、従
来の校正作業で多大な工数を占めていた足場を作るなど
の準備作業が、校正が必要と判断された伝送器に対して
のみ行えばよいこととなり、大幅な工数低減を実現する
ことができる。なお、具体的にどのような予測手段を用
いるかについては、従来から周知の技術であるところの
線形回帰法やカルマンフィルタ理論、ニューラルネット
ワーク理論等を適用できるので、その個々の予測手段の
詳細な説明は次の成書、“砂原：応用確率論、電子通信
学会（昭．５６）”、“有本：カルマン・フィルター、
産業図書（昭．５２）”、“Maren,A.J.他：Handbook o
f Neural Computing Applications, Academic Press, N
ew York, NY,1990”を参考文献として挙げる。

【００２２】データベースに格納するデータは、時間的
にはなるべく短い間隔でのサンプリングであって、且
つ、長時間にわたって取得されたデータであることが予
測の精度を上げるという観点からは好ましいことはいう
までもない。しかし、現実の環境では、無限に大きい記
憶容量を持つ記憶装置は存在せず、サンプリング間隔に
ついても自ら限界がある。そのため、予測に用いる時系
列での取り扱い、及び、データベースの管理には工夫が
必要である。例えば、１つの伝送器の出力に着目した場
合、伝送器が校正された時点を０時刻として一次記憶装
置に構築されたデータベースに出力を格納する。一次記
憶装置は、オンラインでデータを処理するのに十分なア
クセス速度を持つ記憶装置である。校正時点より過去の
データは、オンラインで処理するには不十分なアクセス
速度ではあるが、大容量の記憶容量を持つような二次記
憶装置に格納すればよい。二次記憶装置に格納されたデ
ータは必要なときに参照することとなる。また、予測に
必要なデータの点数（時系列データの長さ）がわかって
いるような伝送器については、その長さ分の系列を常時
確保し、過去のデータは棄却していくという方法もとる
ことができる。さらに、ドリフトの生じていない通常時
にはサンプリングしたデータの内の一部をデータベース
に保存し、ドリフトが生じはじめたと判断された時点か
ら、より多くのデータ点数を保存するようにすることも
できる。

【００２３】図６による校正要否判断の説明において
は、将来のドリフトの予測が確定的に行われるものとし
ているが、予測に不確実性が伴う場合においても本発明
は適用可能である。例えば、図６において、不確実性が
伴うような予測を行った際に、時刻ｔ₁における予測結
果と、時刻ｔ₂での予測結果の一例を図７に示す。図７
において、グラフ（４）は時刻ｔ₁における、グラフ
（５）は時刻ｔ₂における偏差がどのような値になるの
がもっともらしいかを確率密度関数で表した予測結果で
ある。時刻ｔ₁は現時刻から時間があまり経過していな
い時点であるため、偏差のばらつきは小さいが、時間が
いくぶん経過している時刻ｔ₂でのばらつきは大きくな
る。次回、次々回定検時における許容レベル以上の偏差
になる確率を計算し、この確率がある規定値を上回るか
どうかで校正の要否を決定することができる。即ち、時
刻ｔで予定されている定検における偏差ｅの確率密度関
数をｐ(ｘ：ｔ)、偏差の下限をα、上限をβ、校正の要
否を判断する規定の確率をγとすると、次式が成立する
ときに時刻ｔにおいて校正が必要と判断する。

【数１】

【００２４】規定の確率γの設定方法としては、当該伝
送器の偶発故障確率を参考にすることができる。即ち、
どのようなシステムであっても、安定して動作している
間に偶然に支配されて故障することがあり、この故障は
制御できない予知できない原因で生じるものである。通
常は、許されたコスト内で十分に小さな故障確率以下に
この偶発故障確率が収まるように設計されている。校正
の要否を判断する規定の確率γをこの偶発故障確率より
小さく設定したとしても、その時点においては高々偶発
故障確率に支配されて故障するわけであるから、この偶
発故障確率よりも小さな値を設定することは現実的では
ない。よって、ドリフトによる偏差が許容値を逸脱する
確率γとしては、そのような許容値逸脱が偶然的な事象
による故障の１つと考えて、確率γに偶発故障確率をあ
てはめる方法をとることができる。一般には、確率γは
偶発故障確率以上の値を設定すればよい。例えば、伝送
器出力が許容値を逸脱した場合には、発電効率のロスな
どの損失が生じうるが、この損失を定量的に評価し、上
述の方法で算出した許容値を上回る確率をもとに、各時
刻における期待損失を計算することができる。この期待
損失に上限を設け、予定定検時における校正要否を決定
する。なお、図７における縦軸が確率となるか確率密度
となるかは、偏差を離散型の確率変数で表現するか、連
続型の確率変数で表現するかの違いだけであって、本質
的な事項ではない。

【００２５】上記説明においては、参照出力の算出に関
して、伝送器が３重化以上の冗長化がなされている場合
について説明をしたが、実際にプラントでは、３重化以
上の冗長化がなされていない伝送器も多くあるため、こ
のような２重化もしくは単一系の伝送器の参照出力算出
には工夫が必要となる。例えば、図８は、配管は３重化
されているものの、各配管に設定された伝送器（例えば
流量計）は単一系であるような場合を表している。パイ
プＰ−１、Ｐ−２、Ｐ−３は同質の配管であり、Ｖａｌ
ｖｅ−１、Ｖａｌｖｅ−２、Ｖａｌｖｅ−３はそれぞれ
パイプＰ−１、Ｐ−２、Ｐ−３にとりつけられたバルブ
である。流量伝送器ＦＴ−１、ＦＴ−２、ＦＴ−３は、
それぞれ、Ｖａｌｖｅ−１、Ｖａｌｖｅ−２、Ｖａｌｖ
ｅ−３の吐出流量を計測している。それぞれの吐出流量
ｘ₁、ｘ₂、ｘ₃は、バルブの開度を制御する制御装置Ｃ
ＴＬ１、ＣＴＬ２、ＣＴＬ３の前段に設けられた加算器
に負帰還されており、各加算器はバルブ開度設定信号Ｒ
ｅｆ１、Ｒｅｆ２、Ｒｅｆ３との制御偏差を各制御装置
に出力している。制御装置ＣＴＬ１、ＣＴＬ２、ＣＴＬ
３は、これらの制御偏差をもとに、それぞれＶａｌｖｅ
−１、Ｖａｌｖｅ−２、Ｖａｌｖｅ−３の開度を制御す
るための制御信号をバルブへ出力する。また、各流量伝
送器の出力はプロセス監視システムにも入力されてい
る。

【００２６】さて、このとき、流量伝送器ＦＴ−１がわ
ずかながら正の方向へドリフトを示したとしよう。する
と、これは伝送器が正常であるならばＶａｌｖｅ−１の
吐出流量が増加したことを表すため、バルブ開度Ｒｅｆ
１との偏差を生じ、制御装置ＣＴＬ１はこの偏差を解消
しようとするために、Ｖａｌｖｅ−１の開度を絞るよう
な制御信号を送出する。そのため、結果としてＶａｌｖ
ｅ−１の吐出流量は減少し、流量伝送器ＦＴ−１の正の
ドリフトとキャンセルして、ドリフトが明確には発現し
ない場合がある。この状況に対し、プロセス監視システ
ムは、同様の制御が行われているＶａｌｖｅ−２とＶａ
ｌｖｅ−３の吐出流量ｘ₂及びｘ₃を参照出力として、Ｖ
ａｌｖｅ−２の吐出流量ｘ₁の偏差を計算する。する
と、各バルブに対する開度設定信号Ｒｅｆ１、Ｒｅｆ
２、Ｒｅｆ３が変化していないにも関わらず、流量ｘ₁
にのみ偏差を生じているという事が判明するために、流
量伝送器ＦＴ−１のドリフトを検知することができる。
また、流量伝送器ＦＴ−１の現時点でのドリフト偏差
は、過去の偏差量に対して制御が行われなかったものと
して計算をすれば求めることが容易にできる。この真の
偏差量推移に基づいて、先述と同様に次回定検時におけ
る偏差量を予測し、当該流量伝送器の校正要否を決定す
る。

【００２７】伝送器が冗長化されていないような場合に
おいて伝送器のドリフトを検知する別の方法としては、
異なるプロセス間の関数関係を利用した方法がある。例
えば、圧力Ｐ、容積Ｖ、温度Ｔの間にはＰＶ＝ＫＴ（ｋ
は比例係数）の関数関係があることはよく知られている
ことである。いま、容積Ｖは変化しないものと仮定した
ときに、圧力Ｐと温度Ｔを計測している伝送器のドリフ
トを検証することとしよう。この状況において、ある時
点で圧力Ｐが上昇し始めたとする。もし、圧力を計測す
る伝送器も温度を計測する伝送器も正常であれば、この
圧力Ｐの上昇に伴って温度Ｔも上昇するであろう。しか
し、圧力Ｐが上昇しているという読みがなされたにも関
わらず、温度Ｔが上昇を示さない場合には、どちらかの
伝送器にドリフトによる偏差（もしくは異常）が生じて
いるものと考えられる。しかし、どちらがドリフトして
偏差を生じているかは、これだけの情報からは知ること
ができない。もし、圧力を計測する伝送器が先述のよう
に冗長化されているとするならば、当該圧力伝送器が正
常であるか否か判定することができる。これによって正
常であると判定されたならば、温度Ｔが温度の上昇を検
知できていないということがわかることから、異常であ
るとの判定を行うことができる。また、圧力上昇の度合
いと比例係数から算出される温度上昇と実際の温度上昇
を比較し、この間に差異があるならば温度を計測する伝
送器に偏差が生じているものと判断することができる。
一般に、考察対象の計測値ｙと、その他の計測値ｘ₁、
…、ｘ_nと時間ｔとの間に関数関係ｙ＝ｆ（ｘ₁、…、ｘ
_n；ｔ）が成立する事がわかっている場合、計測値ｙの
ドリフトを検知するための参照出力として、関数ｆに各
計測値ｘ₁〜ｘ_nを代入したｙ_ref＝ｆ（ｘ₁、…、ｘ_n；
ｔ）を用いることができる。プラントの運転年数がある
程度経過すると、プラントで用いられている伝送器の中
には、同じ種類の新しい伝送器に交換されたものや、さ
らに高い信頼度や新しい機能を持つ新製品に代替された
ものも出てくる。このような状況では、なるべく高い信
頼度を有する伝送器の出力をもとに、他の計測値の参照
出力を導出することが好ましい。

【００２８】図９は、図１中の表示装置１０が提供する
伝送器校正に関する情報の一例を示した図である。図９
（ａ）に示したように、表示装置１０には、少なくと
も、伝送器名称（一般にタグと呼ばれている）と、当該
伝送器が計測している計測点（プロセス値）、及び、当
該伝送器の次回における校正要否が提示されなければな
らない。また、入力装置１０ａを介してオペレータから
の要求により、なぜそのような校正要否を判断したか、
その理由を提示させることもできる。例えば図９（ｂ）
はその一例であり、伝送器名称“ＦＴ−１”の現時刻ま
での偏差の推移と、今後予測される偏差を提供してい
る。さらに、先述の通り、常に偏差の進展を確定的に予
測できるわけではないことから、図９（ｂ）のような図
面から、ある任意の時刻（例えば、次回定検時）を選択
し、その時刻における偏差の確率分布を提示させること
もできる。そのような画面の一例を、図９（ｃ）に示
す。図９（ｃ）で示したように、オペレータが指定した
時刻において、偏差許容レベルを上回る確率（同図では
“８．３％”と示している）を付与することもできる。

【００２９】校正作業管理システム２０について説明す
る。校正作業管理システム２０は、校正要否判定部１３
の判定出力又は図９（ａ）の如き出力あるいは図９
（ａ）〜（ｃ）の如き出力を取り込み、定検時に校正の
不要な伝送器と校正を要する伝送器とをデータベース化
して自動的に区分けする管理を行う。さらに校正を行う
伝送器については次回定検時のための出力を行う。校正
の不要な伝送器についても参考のために出力を行い、校
正管理に供する。

【００３０】参考出力算出部１１での対象伝送器の選択
は、伝送器検索手段を設けておき、この検索手段の指示
に従って、伝送器＃１→＃２→＃３…＃Ｎの如き事前に
定めた順序に従って伝送器出力のデータベース１４への
取り込み、及び参照出力算出部での算出を行う。伝送器
の検索手順としてはシリアル形の他にパラレル形や、シ
リアル・パラレル混合形等がある。いずれにしても通常
は、この検索順序は事前に定まっているが、緊急校正が
必要な場合は、その順序を変えて緊急性に応じた検索順
序を編集して定め、この新しい順序に従ってデータベー
ス１４への取り込みや参照出力算出等を行わせることも
可能である。検索手段は、校正作業管理システム２０に
その機能を持たせてもよい。また校正は次回としたが、
今回の校正に利用することも、次々回の校正に利用する
こともありうる。

【００３１】

【発明の効果】以上の様に、本発明によれば、オンライ
ンで取得された伝送器出力をもとに将来予定されている
定検時における考察対象伝送器のドリフト偏差量を予測
でき、その定検における校正の要否を定検を待たずに判
定することが可能となる。そのため、校正が必要な伝送
器を定検の計画段階で列挙することができ、校正作業を
必要としない伝送器に対する準備作業が不要となるため
に工数の大幅な低減を実現することができる。さらに、
オンラインで伝送器出力を取得しドリフト偏差量を常に
監視していることから伝送器の異常を早期に検出するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプロセス監視システムのブロック例図
である。

【図２】プロセス監視システムのブロック例図である。

【図３】ドリフト定期点検との関係を説明するグラフを
示す図である。

【図４】冗長化された伝送器出力の一例を説明するグラ
フを示す図である。

【図５】ドリフトの一例を説明するグラフを示す図であ
る。

【図６】ドリフトの予測と校正要否の判定を説明するグ
ラフを示す図である。

【図７】ドリフトの予測結果を確率で表す例を説明する
グラフを示す図である。

【図８】３重化された配管の流量伝送器に対して本発明
を適用したブロック例図である。

【図９】表示画面の一例を説明するグラフを示す図であ
る。

【符号の説明】

１プロセス監視装置２Ａ〜２Ｃ伝送器出力オンライン取得手段３Ａ〜３Ｃ伝送器４プロセスコンピュータ５前処理装置（制御装置）６計器１０、１０ａ表示手段２０校正作業管理システム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラント内に配置された多数の伝送器の
出力をオンラインで取り込みデータベース化して格納す
ると共に、このオンラインで得た伝送器出力と過去に取
り込んでデータベース化した対応する伝送器出力との対
比を行って現在又は次回点検時に当該伝送器出力の校正
を行うかチェックし表示するようにしたプラント内伝送
器の監視方法。
【請求項２】上記対比する伝送器とは、オンラインで
取り込んだ当該伝送器そのもの、又は間接的に対比可能
な他の伝送器とした請求項１のプラント内伝送器の監視
方法。
【請求項３】プラント内に配置された多数の伝送器の
出力を、オンラインで取得する伝送器出力オンライン取
得手段と、この取得手段によって取得された多数の伝送器出力を保
存するための伝送器出力保存手段と、前記伝送器オンライン取得手段によって取得された最新
の伝送器出力と前記伝送器出力保存手段に格納されてい
る過去の伝送器出力をもとに、次回定期点検時に該伝送
器を校正する必要があるか否かを判定する校正要否判断
手段と、該校正要否判定結果を表示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内伝送器の監視システム。
【請求項４】プラント内に配置された多数の伝送器の
出力を、オンラインで取得する伝送器出力オンライン取
得手段と、この取得手段によって取得された多数の伝送器出力を保
存するための伝送器出力保存手段と、前記伝送器オンライン取得手段によって取得された最新
の伝送器出力と前記伝送器出力保存手段に格納されてい
る過去の伝送器出力をもとに、該伝送器のドリフト偏差
量を計算するための参照出力算出手段と、算出された参照出力と該伝送器の最新出力との差をとり
偏差を導出する比較器と、前記比較器が導出した偏差を保存するための伝送器偏差
保存手段と、前記比較器の出力した偏差と前記伝送器偏差保存手段が
格納している偏差をもとに、伝送器のドリフト偏差量を
予測するドリフト偏差量予測手段と、この予測結果をもとに次回定期点検時に該伝送器を校正
する必要があるか否かを判定する校正要否判断手段と、前記参照出力算出手段の導出した参照出力と前記比較器
が導出したドリフト偏差とドリフト偏差量予測手段が導
出したドリフト偏差量予測結果と校正要否判定手段の導
出した該伝送器の校正要否判定結果とを表示する表示手
段とを備えていることを特徴とするプラント内伝送器の
監視システム。
【請求項５】プラント内に配置された多数の伝送器の
出力を、オンラインで取得する伝送器出力オンライン取
得手段と、この取得手段によって取得された多数の伝送器出力を保
存するための伝送器出力保存データベースと、前記伝送器オンライン取得手段によって取得された最新
の伝送器出力と前記伝送器出力保存データベースに格納
されている過去の伝送器出力をもとに、次回定期点検時
に該伝送器を校正する必要があるか否かを判定する校正
要否判断手段と、該校正要否判定結果を表示する表示手段と、上記校正要否判定結果を格納し校正管理を行う校正管理
手段と、を備えていることを特徴とするプラント内伝送
器の監視システム。
【請求項６】プラント内に配置された多数の伝送器の
出力を、オンラインで取得する伝送器出力オンライン取
得手段と、この取得手段によって取得された多数の伝送器出力を保
存するための伝送器出力保存手段と、前記伝送器オンライン取得手段によって取得された最新
の伝送器出力と前記伝送器出力保存手段に格納されてい
る過去の伝送器出力をもとに、該伝送器のドリフト偏差
量を計算するための参照出力算出手段と、算出された参照出力と該伝送器の最新出力との差をとり
偏差を導出する比較器と、前記比較器が導出した偏差を保存するための伝送器偏差
保存手段と、前記比較器の出力した偏差と前記伝送器偏差保存手段が
格納している偏差をもとに、伝送器のドリフト偏差量を
予測するドリフト偏差量予測手段と、この予測結果をもとに次回定期点検時に該伝送器を校正
する必要があるか否かを判定する校正要否判断手段と、前記参照出力算出手段の導出した参照出力と前記比較器
が導出したドリフト偏差とドリフト偏差量予測手段が導
出したドリフト偏差量予測結果と校正要否判定手段の導
出した該伝送器の校正要否判定結果とを表示する表示手
段と、上記表示内容を格納し校正管理を行う校正管理手段と、
を備えていることを特徴とするプラント内伝送器の監視
システム。