JPH11327627A

JPH11327627A - プラント監視制御装置

Info

Publication number: JPH11327627A
Application number: JP13012098A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Katsuma; 保夫勝間
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-05-13
Filing date: 1998-05-13
Publication date: 1999-11-26

Abstract

(57)【要約】【課題】監視制御に関する各種データの表示、異常対
策、運転操作ガイダンス、予測シミュレーション等の多
くの機能を有する装置を実現する。【解決手段】各種機能を統合的に扱うための監視制御
エンジン機能１、各機能間のデータをリンクキーにより
関連付けして提供する機能間リンク機能２、プラント操
作の原情報となる知識データベース４とそれを管理する
学習エンジン機能３、シミュレーションして予測支援を
行なうエキスパートエンジン機能５を有し、これらの各
機能を元にした各種ガイダンスを通知し、運転支援を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、上下水道プラン
ト等各種プラントの監視制御を行うプラント監視制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３４は従来のプラント監視制御装置の
機能構成である。７はリアルタイムにプラントからのデ
ータ収集を行なうリアルタイム監視制御サーバ機能であ
り、３５はリアルタイム監視制御を行なうマンマシン機
能である。３６、３７、３８はそれぞれリアルタイム監
視制御マンマシン装置の子機能である監視グラフィック
画面、リアルタイムトレンド、アラームガイダンス一覧
機能である。

【０００３】また、８はプラントからのデータを時系列
に蓄積保存する時系列データサーバ機能であり、９、１
０、１１は時系列データサーバが生成する時系列データ
ベースで、帳票データベース、ヒストリカルトレンドデ
ータベース、メッセージデータベースから構成される。
３９は時系列データを扱う時系列データマンマシン機能
である。４０、４１、４２はそれぞれ時系列マンマシン
機能の子機能である帳票マンマシン、ヒストリカルトレ
ンドマンマシン、メッセージマンマシンである。また、
１２はプラントの運用支援データを扱う運用支援データ
サーバ機能であり、１３は運用支援データベース、そし
て４３は運用支援データを扱う運用支援マンマシン機能
である。

【０００４】次に従来のプラント監視制御システムの動
作について説明する。図３５のように、リアルタイム監
視制御機能３５、時系列データベース機能３９、運用支
援マンマシン機能４３はそれぞれ互いに独立した機能で
ありオペレータ操作に関しての関連性はない。それぞれ
の機能に特化したマンマシン機能を有し、同一装置に独
立して実装、もしくは別装置上に実装されている。ま
た、同一機能内でも、例えば、リアルタイム監視制御機
能内の個別の機能である、グラフィック画面、リアルタ
イムトレンドグラフ、アラームガイダンス一覧機能はそ
れぞれ独立しており、これらの個別機能間の関連・連携
は存在しなかった。

【０００５】また、「特開平９−９１０３０号公報」の
プラント監視制御用マンマシン装置のように、機能間リ
ンク機能を設けた装置も存在するが、これは各機能を関
連付ける識別子であるリンクＩＤとその識別子の管理機
能を設けたものである。この装置では、リンクは静的な
情報であるため、システム稼動時にリンクの生成・追加
・削除を行なうことができない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の監視制御システ
ムは、以上のようにプラント監視制御の各機能が独立し
ており、関連情報の参照は、オペレータの操作技術・経
験に依存していた。複数の機能が搭載された同一の装置
内で、それぞれの機能を起動し見たい情報を探して表示
するという方法や、機能毎に特化された複数の装置で、
それぞれ希望の機能を起動し参照する方法、また見たい
情報を印字出力して一覧表示するといった手段が必要で
あった。複数機能にまたがる関連情報を表示する場面と
しては、例えば下記のようなものが存在する。（１）故障発生時に、故障したデータに関連する詳細な
文字情報、映像情報の表示（２）故障発生機器の図面、機器仕様の参照（３）デジタル数値データの推移をトレンドグラフとし
て表示（４）故障発生時に、過去の同一故障事例の参照

【０００７】「特開平９−９１０３０号公報」の装置で
は、上記のような関連情報の表示は可能であるが、それ
ぞれ静的にリンクされた範囲内でのみ実現されており、
動的なリンク付けが不可能であり、ユーザーの要望に沿
うものではなかった。例えば下記のような機能は実現さ
れていない。（１）プラント制御後のプロセス状態の遷移予測情報（２）故障発生時の事前通報、直前からの映像情報蓄積（３）過去の操作事例を元にしたオペレータへの操作支
援情報の提供（４）プラント制御による影響範囲情報の提供

【０００８】この発明は上記のような課題を解決するた
めのものであり、ユーザーの要望やプラント運転の実状
に沿い、円滑かつ迅速そして柔軟なプラント運用を支援
するプラント監視制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】（１）この発明に係るプ
ラント監視制御装置は、常時プラントからのデータを監
視し制御を行うリアルタイム監視制御機能と、過去のプ
ラントの監視制御のデータを時系列データベースに保存
する時系列データベース機能と、プラントの運転操作や
状変時等に対応して表示する画面表示情報・音声で通知
する音声情報をマルチメディアデータベースとして保存
するマルチメディア機能と、プラント構成機器の図面・
仕様および地図情報等のデータを設備維持管理データベ
ースとして保存する設備維持管理機能と、各機能のデー
タ間の関連をリンクキーで関連付けして保持し、このリ
ンクキーを参照してデータの抽出を行う機能間リンク機
能と、プラントの運転状況や操作の記録と、これらの記
録に対応する関連データとをリンク付けした知識データ
ベースを保存する学習エンジン機能と、プラントデー
タ、各機能のデータベース等のデータを用いてシミュレ
ーションするエキスパートエンジン機能と、各機能のデ
ータ、上記シミュレーション結果などを画面表示または
音声通知すると共に、対話入力処理を行うマンマシン機
能と、各機能とアクセスし上記マンマシン機能へプラン
ト運転状況、運転支援等の情報を提供する監視制御エン
ジン機能とを備えたものである。

【００１０】（２）また、上記（１）において、所望の
シミュレーション要求すると、知識データベースを参照
して、そのシミュレーションに必要なデータを抽出し、
エキスパートエンジン機能でシミュレーションして、そ
のシミュレーション結果を通知するものである。

【００１１】（３）また、上記（１）において、マンマ
シン機能上にプラントの系統図を表示し、この系統図上
の所望の機器シンボルを指定すると、トレンドグラフ、
制御操作、図面、仕様等の表示項目メニューを表示し、
このメニューの選択により所望の情報を表示するように
したことを特徴とするプラント監視制御装置。

【００１２】（４）また、上記（１）において、所望の
制御操作に関わるガイダンスを要求すると、知識データ
ベースの過去の操作履歴とその操作時のプラント状態の
遷移を参照して、関連する操作情報を抽出し、操作支援
のガイダンスを行うプラント操作支援ガイダンス機能を
設けたものである。

【００１３】（５）また、上記（１）において、マンマ
シン機能にユーザー毎に所望の表示画面やデータ表示等
のデスクトップ環境を登録するユーザー登録機能を設
け、画面表示を行う際は、ユーザーに対応したディスク
トップ環境により表示可能とするものである。

【００１４】（６）また、上記（１）において、所定の
日時に行うプラント操作や日報の作成等の定型業務を知
識データベースに登録しておき、上記所定の日時に応じ
て登録した定型業務を実行し通知する定型業務通知機能
を設けたものである。

【００１５】（７）また、上記（１）において、プラン
トの異常が発生すると、知識データベースを参照してそ
の異常に対応する過去の事例を抽出し通知する異常通知
機能を設けたものである。

【００１６】（８）また、上記（１）において、プラン
トの異常発生時またはプラント操作時に、知識データベ
ースを参照してその異常または操作に対応する過去の事
例を抽出し、この事例に基づいてエキスパートエンジン
機能により予測シミュレーションを行い、その結果をガ
イダンスとして通知するようにしたものである。

【００１７】（９）また、上記（１）において、プラン
トの異常発生時またはプラント操作時に、知識データベ
ースを参照してその異常発生時または操作時に影響され
る関連データを取得し、エキスパートエンジン機能によ
り上記関連データに基づく予測シミュレーションを行
い、その結果をガイダンスとして通知するようにしたも
のである。

【００１８】（１０）また、上記（１）において、プラ
ントの異常発生時またはプラント操作時に、知識データ
ベースおよび時系列データベースからこの異常または操
作に関するプラント状態と操作の履歴等の時系列データ
情報を取得し通知するようにしたものである。

【００１９】（１１）また、上記（８）または（９）に
おいて、プラント制御のパラメータを変更するパラメー
タチューニング機能を設け、変更したパラメータを用い
てエキスパートエンジン機能により予測シミュレーショ
ンを実行可能としたものである。

【００２０】（１２）また、上記（１）において、プラ
ントの異常が発生すると、知識データベースおよび時系
列データベースからその異常データおよび異常に関連す
るデータの異常発生前からの時系列データを保存すると
共に、上記異常に関連する図面、仕様等の情報を設備維
持管理データベースより取得して保存するデータ自動保
存機能を設け、プラントの異常が発生すると、上記デー
タ自動保存機能の保存したデータを参照するようにした
ものである。

【００２１】（１３）また、上記（１）において、プラ
ントの異常が発生すると、知識データベースからその異
常に連鎖して発生する異常の情報を取得し、これら連鎖
する異常情報を通知する関連情報自動通知機能を設けた
ものである。

【００２２】（１４）また、上記（１）において、異常
発生前のプラントの運転状態の変動を監視し、知識デー
タベースよりその運転状態に対応する異常情報を参照し
て異常発生の兆候が顕れた場合はその兆候を通知する事
前異常通知機能を設けたものである。

【００２３】（１５）また、上記（１）〜（１４）のい
ずれか１項において、通知または表示する情報を遠隔地
に送信すると共に、上記遠隔地からの指示が入力される
リモートメンテナンス機能を設けたものである。

【００２４】（１６）また、上記（１）〜（１５）のい
ずれか１項において、プラントに関わる各種データを光
磁気デスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に保存す
ると共に、その記憶媒体を再生する保存再生機能を設け
たものである。

【００２５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態を図１に基づいて説明する。１は本発明の核
となる監視制御エンジン機能を表し、後述する各機能の
管理に加えマンマシン機能６への入出力の一元管理も行
なっている。

【００２６】２は機能間リンク機能であり監視制御エン
ジン機能１からは各種データサーバ機能へのインターフ
ェイスはここで閉じていて、各機能へのアクセスはこの
機能間リンク機能を介して行われる。このリンク機能は
リンクキーを設定して行われ、このリンクキーはプラン
トを設備、機器、機器毎の故障・状変データに階層化し
て、それぞにリンクキーを与えている。よって故障・状
変データをキーにすると、それがどの機器のものか、ま
たどの設備のものかが階層を上にたどることによって取
得することができる。

【００２７】３は学習エンジン機能であり、プラント状
態と機器の運転状況およびプラント操作記録を元に生成
される知識データベース４を管理し、このデータベース
の情報はプラント操作支援の原情報となる。

【００２８】５はエキスパートエンジン機能で、各種デ
ータからシミュレーションを行う。６は本装置における
ユーザーインターフェイスを統括するマンマシン機能で
ある。また、７〜１７はプラント監視制御装置の各デー
タサーバ機能およびデータベースを表し、それぞれ７は
リアルタイム監視制御サーバ機能、８は時系列データサ
ーバ機能、９は帳票データベース、１０はヒストリカル
トレンドデータベース、１１はメッセージデータベー
ス、１２は運用支援データサーバ機能、１３は運用支援
データベース、１４はマルチメディアデータサーバ機
能、１５はマルチメディアデータベース、１６は設備維
持管理データサーバ機能、そして１７は設備維持管理デ
ータベースを表す。

【００２９】上記各データベースのデータ構造の事例を
下記に示す。図２は時系列データベースの一つである帳
票データベース９のデータ構造で、プラントデータを
時、日、月、年などの単位に集計したもので、集計には
平均・最大・合計などの種類がある。図２では、各種信
号（信号名称）に対応する集計したデータを「日単位」
で集計すると共に、信号名称に対する標識子と、他のデ
ータと関連付けするリンクキーを設けている。

【００３０】図３は時系列データベースの一つであるヒ
ストリカルデータベース１０のデータ構造で、時間に対
応するプラントのデータを時系列で記録し、標識子とリ
ンクキーとを付与している。

【００３１】図４は時系列データベースの一つであるメ
ッセージデータベース１１のデータ構造で、プラントの
異常・操作等のプラント状変時の情報をリンクキーと共
に時系列で記録している。

【００３２】図５は運転支援データベース１３で、プラ
ントデータを元にシミュレーション、ファジー推論など
の各種演算を用いて演算した結果を標識子、リンクキー
と共に記録しており、ポンプ運転制御、バルブ開度制御
等の操作支援を行うためのデータである。例えば、浄水
監視制御システムにおいて、センサーにより入力した水
質（透明度、不純物、濃度、水温等）を元に、塩素・薬
品の注入量の算出を行い、その算出結果を格納する。

【００３３】図６はマルチメディアデータベース１５の
データ構造で、プラントの異常・操作等に対応した画面
に表示すべき情報、音声の情報等を記録したものであ
り、音声は異常発生時の音声告知、作業員引き継ぎメッ
セージなどがあり、画像情報はＩＴＶ映像（ライブ、蓄
積）、画像処理データ、赤外線映像などがある。

【００３４】図７は設備維持管理データベース１７のデ
ータ構造で、プラント構成機器の図面、仕様、および地
図情報等の設備の維持管理に関わるデータを、識別子、
リンクキーと共に記録している。

【００３５】図８は知識データベース４のデータ構造
で、このデータベースにはデータ自体は記録せず、リン
クキーを介して種々の情報を入手するための管理情報を
格納しており、管理情報としてはリンク情報、異常発生
時刻、異常発生時の状況（連鎖反応の有無）等がある。

【００３６】次に動作について説明する。図９のように
通常のシステム運用時は、例えばグラフィック画面によ
るリアルタイムプラント監視制御については、（１）マ
ンマシン装置６から監視制御エンジン機能１にリアルタ
イム監視制御要求が発行され、（２）監視制御エンジン
機能１は機能間リンク機能２にその要求を転送する。こ
こで監視制御エンジン機能１にとってはリアルタイム監
視制御要求がいずれのデータサーバに対して行なうべき
かはブラックボックス化されており、機能間リンク機能
２において判断される。

【００３７】（３）ここではリアルタイム監視制御サー
バ７にリクエストが発行され、（４）同経路を通ってマ
ンマシン装置６に定周期あるいは状変発生時のプラント
のリアルタイムな情報が提供される。なお、この情報は
図９には不図示であるが、時系列データサーバ８により
ヒストリカルトレンドデータベース１０に格納する。

【００３８】次に図１０を用いて学習エンジン機能３の
動作について説明する。プラントでの故障発生、プラン
トの運転状況、オペレータによる操作の各情報は、すべ
て学習エンジン機能３により管理される。（１）プラン
トで故障が発生した場合、（２）リアルタイム監視制御
サーバ７から監視制御エンジン機能１に通知が行われる
と共に、（３）監視制御エンジン機能１は学習エンジン
機能３に、登録要求を行なう。（４）この故障発生情報
は知識データベース４に格納される。

【００３９】（５）また、故障発生に関連する時系列デ
ータ、マルチメディアデータ等の情報は、時系列データ
サーバ機能８によりヒストリカルトレンドデータベース
１０およびメッセージデータベース１１、並びにマルチ
メディアサーバ機能１４によりマルチメディアデータベ
ース１５に格納されると共に、その管理情報（関連情
報）が知識データベース４に格納される。なお、時系列
およびマルチメディアデータは大容量であるため、知識
データベース４ではこれらのデータを呼び出すための管
理情報を保持するようにしている。（６）プラントでの
運転状況も、故障データと同様の方法で知識データベー
ス４で管理される。

【００４０】また、図１１のように、オペレータによる
操作情報は、マンマシン装置６によるプラントに対する
制御操作や、各種ユーザーインターフェイス操作の履歴
を、監視制御エンジン機能１を通して学習エンジン機能
３に登録を行なう。

【００４１】次に、図１２を用いてエキスパートエンジ
ン機能５の動作について説明する。（１）マンマシン機能６からの監視制御エンジン機能１
へのシミュレーション要求により、（２）監視制御エンジン機能１はエキスパートエンジン
機能５に実行要求を行なう。

【００４２】（３）エキスパートエンジン機能５は必要
なデータを監視制御エンジン機能１経由で学習エンジン
機能３に問い合わせる。（４）学習エンジン機能３は知識データベース４を元に
シミュレーションに必要な情報および関連情報を監視制
御エンジン機能１、機能間リンク機能２、および各種デ
ータサーバより入手しエキスパートエンジン機能５へ受
け渡す。（５）エキスパートエンジン機能５で実行されたシミュ
レーション演算結果は、監視制御エンジン機能１を経由
してマンマシン機能６に返答される。

【００４３】次に図１３〜図１５を用いてマンマシン機
能６の動作について説明する。図１３〜図１５は、マン
マシン機能が表示するＣＲＴ装置の画面例である。マン
マシン機能はグラフィック画面１８が基本となってお
り、グラフィック画面上のシンボル１９を選択すること
により、図１４のようにメニュー形式の関連情報一覧２
０が表示される。

【００４４】関連情報一覧２０には、学習エンジン機能
により動的に関連付けられた情報（図７のメニューの情
報）や、設備維持管理情報のような静的な関連情報（バ
ルブ図面、バルブ仕様等）もある。例えば、ヒストリカ
ルトレンド機能を選択することにより図１５のように、
選択したシンボル１９に関連したトレンドグラフ２１が
表示される。図１５の例のように、例えばバルブシンボ
ル１９を選択することにより、そのバルブ操作により影
響を受ける下流側の管路２２の流量が動的に割り付けら
れ表示される。

【００４５】実施の形態２．以下、この発明の実施の形
態を図１６に基づいて説明する。従来の監視制御システ
ムでは、プラント制御のパラメータ設定は、オペレータ
の経験・感に頼っているところが大きかった。またプラ
ント監視制御システムではオペレータによるプラント制
御の操作履歴機能が搭載されているのが一般的である
が、それぞれの操作に対して実際にはプラントがどのよ
うな状態遷移をしたか、またそれがプラント運用として
成功したか失敗したかの履歴は保存されていない。

【００４６】ここで本装置の学習エンジン機能３および
知識データベース４を元に、各プラント制御操作の履歴
と、操作時のプラント状態遷移の関連付けを行なってお
き、マンマシン機能６の一機能として、プラント操作支
援ガイダンス機能２３を実装した。

【００４７】これにより、プラント制御操作時に、過去
の同一制御の履歴とそれぞれの操作時のプラント状態推
移を参照することができ、より確実なプラント制御を行
なうことができる。なお、上記参照する際は、知識デー
タベース４の管理情報（関連情報）を参照して、各関連
データサーバから情報を入手することにより行われる。
図１７がマンマシン機能上のプラント操作支援ガイダン
ス機能のイメージである。

【００４８】実施の形態３．以下、この発明の実施の形
態を図１８に基づいて説明する。従来の監視制御システ
ムは基本的に１ユーザーによるオペレーションを想定し
ており、複数のオペレータ独自の操作環境に対応してい
なかった。ここで本装置のマンマシン機能６にユーザー
登録機能２４を設け、学習エンジン機能３および知識デ
ータベース４を利用して各オペレータ毎の表示画面およ
び表示データ情報等のディスクトップ環境（監視に必要
な画面、制御操作を迅速に行う画面等）を登録してお
き、各オペレータ毎のデスクトップ環境の再現を可能と
する。

【００４９】また図１９のようにプラント異常時や制御
操作時そのオペレータに対応したデスクトップ環境を再
現することにより、オペレータに対する視認性を向上
し、異常対応あるいはプラント制御対応の迅速化を図る
ことが可能となる。

【００５０】実施の形態４．以下、この発明の実施の形
態を図２０に基づいて説明する。プラントのオペレーシ
ョンには、毎日決まった時刻に行なう機器制御や、退場
時に行なう日報作成等の定型業務がある。これらの定型
業務の時刻およびデスクトップ環境を知識データベース
４に登録しておき、監視制御エンジン機能１内部に、定
刻になるとマンマシン機能６を介してオペレータに通知
を行い、定型業務用のデスクトップ環境を提供する、定
型業務通知機能２５を設けた。これにより、定型業務を
忘れることなく、また迅速に対応することが可能とな
る。

【００５１】実施の形態５．以下、この発明の実施の形
態を図２１に基づいて説明する。学習エンジン機能３お
よび知識データベース４において、プラント異常発生の
データおよび、それに対するオペレータによる異常対応
情報が格納されている。監視制御エンジン１内部に、プ
ラント異常発生時に、過去の同事例を知識データベース
４を参照して各種関連データベースより取得し、最適な
異常時対応をマンマシン機能６を介してオペレータに通
知する異常時通知機能２６を設けた。これにより同一異
常発生時に最適な処置を迅速に取ることが可能となる。

【００５２】実施の形態６．以下、この発明の実施の形
態を図２２に基づいて説明する。実施の形態２および実
施の形態５により、過去の制御操作あるいは異常対応か
ら、最適なプラント運用が可能となるが、これは過去事
例の中での最適解にすぎない。すべての事例が失敗であ
るという可能性も存在する。エキスパートエンジン機能
５において、学習エンジン機能３および知識データベー
ス４を用いて取得した過去データを使用して予測シミュ
レーション演算を実施し、その演算結果を用いてより最
適なプラント運用ガイダンスをオペレータに提供するこ
とが可能となる。

【００５３】実施の形態７．以下、この発明の実施の形
態を図２３に基づいて説明する。実施の形態２、実施の
形態５の発明により、過去事例での異常時対応および、
その時のプラントの状態遷移を把握することが可能であ
り、実施の形態６のエキスパートエンジン機能５を使用
したシミュレーションで、より最適なプラント運用ガイ
ダンスの提供が可能となった。

【００５４】これに加え、学習エンジン機能３および知
識データベース４より、異常時あるいは制御時に影響を
受けるデータを取得し、エキスパートエンジン機能５
で、これらのデータに関しても実施の形態６と同様に予
測シミュレーション演算を実施することにより、異常お
よび制御の影響を受ける範囲のデータのシミュレーショ
ンも可能となる。

【００５５】実施の形態８．以下、この発明の実施の形
態を図２４に基づいて説明する。学習エンジン機能３お
よび知識データベース４から、プラント異常時に異常に
関連するデータ情報の取得を行い、機能間リンク機能２
を用い、この異常発生時のデータを時系列データサーバ
機能８およびマルチメディアデータサーバ機能１４より
取得し、これらのデータをエキスパートエンジン機能５
で再現シミュレーションを行いマンマシン機能６に表示
することで、過去の異常発生時の状況を再現することが
可能となる。これにより、過去に発生した異常がどのよ
うに推移したか、またその時にどのような制御操作を実
施したかを、再現表示することが可能となる。

【００５６】実施の形態９．以下、この発明の実施の形
態を図２５に基づいて説明する。実施の形態８の発明に
より、過去データを用いての再現シミュレーションが可
能となったが、再現するだけであり、別の制御を行なっ
た場合にどのような推移をしたかのシミュレーションを
行なうことは不可能である。

【００５７】ここでマンマシン機能６に、パラメータチ
ューニング機能２７を設けて、バルブの開度の度合いや
ポンプの運転速度の変更、増幅器のゲイン変更等を行う
ことにより、再現シミュレーション途中に、プラント制
御のパラメータを変更し、変更後のパラメータによりど
のような推移をするかシミュレーションすることが可能
となる。これにより、過去の制御が正しかったか、また
より最適な制御方法があるかのシミュレーションを行な
うことが可能となる。

【００５８】実施の形態１０．以下、この発明の実施の
形態を図２６に基づいて説明する。監視制御エンジン機
能１にデータ自動保存機能２８を搭載する。この機能
は、プラントで異常発生時に、異常データおよびそれに
影響を受けるデータを、時系列データサーバ機能８およ
びマルチメディアデータサーバ機能１４より、異常発生
前から自動保存データベース２８ａへの保存を行い、ま
た、異常が発生した設備・機器に関する図面・機器仕様
等を設備維持管理データサーバ機能１６より取得し保存
するものである。

【００５９】図２７は自動保存データベース２８ａのデ
ータ構造を例示したもので、プラントで発生した異常デ
ータとその関連データに関するデータが発生日時、リン
クキーと共に記録される。この自動保存データベース２
８ａと知識データベース４との違いは、知識データベー
ス４はデータ間の関連情報（リンク情報）が記録されて
いるが、関連情報からの実際のデータは時系列データベ
ースなどの他の各種データベースが保存しているので、
各種データベースとと共に利用する必要がある。この時
系列データベースなどのデータ蓄積量は有限であるの
で、もし古いデータが消去された場合、そのデータを取
得することができなくなる。

【００６０】このようにデータが喪失した場合でも、自
動保存データベース２８ａにより必要なデータを取り出
すことができる。また、必要なデータを全てこのデータ
ベースに記録しているので、異常発生から後に、関連情
報を一括して表示するとこができ、また、他のデータベ
ースにアクセスすることなく即取り出すことができる。

【００６１】また、図２８のように、マンマシン機能６
に自動保存データ再生機能２９を設けることにより、自
動保存したデータを参照する。これにより、オペレータ
不在時に発生した異常データの参照が可能となり、また
異常が発生したデータだけでなく、それに影響を受ける
関連データの情報および機器仕様等の静的なデータも、
異常発生後に関連表示することが可能となる。

【００６２】実施の形態１１．以下、この発明の実施の
形態を図２９に基づいて説明する。プラントでの異常発
生は、１つの異常が発生するとそれに起因して複数の異
常が連鎖して発生することが多い。これらのデータの関
連性を学習エンジン機能３より取得し、ある異常発生時
にまもなく連鎖して発生すると思われる情報を通知す
る、関連情報自動通報機能３０を監視制御エンジン機能
１内部に設けた。これにより異常が発生したデータだけ
でなく、それを元として発生する別の異常を事前に検出
することが可能となる。

【００６３】実施の形態１２．以下、この発明の実施の
形態を図３０に基づいて説明する。学習エンジン機能３
により、過去の同一の異常発生と、その異常から連鎖し
て発生する異常情報を取得することができる。この情報
を元に再度同一の異常が発生する兆候が顕れたことをオ
ペレータに通知する事前異常通知機能３１を監視制御エ
ンジン機能１内部に設けた。これにより異常が発生する
前に、オペレータに兆候が顕れていることを伝えること
ができ、異常の事前予知が可能となる。

【００６４】実施の形態１３．以下、この発明の実施の
形態を図３１に基づいて説明する。オペレータだけでは
判断できない複雑な異常が発生した場合や、メーカー側
が対応する必要がある障害が発生した場合、異常発生後
にプラントのオペレータから通知を受け対処していると
手後れになる場合が考えられる。

【００６５】これに対応するため、本発明の監視制御装
置にリモートメンテナンス機能３２を設けることによ
り、プラントで発生した障害を、遠隔地に通報およびデ
ータ転送する。実施の形態１０〜１２で実現した機能と
リモートメンテナンス機能３２を組合せることにより、
自動保存したデータの遠隔転送、異常時の関連情報の遠
隔転送、そして異常発生の兆候を遠隔転送することが可
能となる。なお、このリモートメンテナンス機能３２は
実施の形態１〜９にも適用することができる。

【００６６】実施の形態１４．以下、この発明の実施の
形態を図３２に基づいて説明する。プラント監視制御装
置のソフトウェアに異常が発生した場合、プラントのオ
ペレータからメーカー側に連絡を受けてから対処してい
ては、自然に復旧してしまったり、最悪の場合にはシス
テム全体が停止してしまうということが考えられる。

【００６７】このようなソフトウェアの異常も、プラン
トの異常と同様に保存するソフトウェア異常データ保存
機能３３を設けて、Ｓ／Ｗ異常データベース３３ａに保
存し、これとリモートメンテナンス機能３２を組み合わ
せることにより、ソフトウェア異常データの遠隔地から
の参照とメンテナンスが可能となり、ソフトウェア異常
に対する迅速な対応あるいは事前検知が可能となる。

【００６８】実施の形態１５．以下、この発明の実施の
形態を図３３に基づいて説明する。本装置の学習エンジ
ン機能３および各種データサーバ機能により、過去デー
タを使用した異常時の関連データ表示や予測支援が可能
であるがこれらはハードディスク上に保存する限り有限
である。この装置に光磁気ディスク５０やその他、Ｍ
Ｏ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬容易で永久凍結（永久保存）
できる記憶媒体に記録し再生する外部記憶装置保存再生
機能３４を付加することにより、過去の知識データを元
にしたシミュレーションが可能となる。

【００６９】実施の形態１６．以下、この発明の実施の
形態について説明する。プラントの増設やリプレース時
に、本発明の監視制御装置を導入した場合に、知識デー
タベース４および各種時系列データベースが全く存在し
ないという問題が発生し、本発明のそれぞれの実施の形
態の使用が不可能となる。実施の形態１５の外部記憶装
置保存再生機能３４を用いて、増設前のプラントで取得
したデータを使用することにより、このようなプラント
にも知識データや時系列データの構築が可能となる。

【００７０】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、リアル
タイム監視制御機能、時系列データベース機能等の各機
能と、各機能間のデータをリンクキーで関連付けした機
能間リンク機能、プラント操作支援の原情報となる知識
データベースを管理する学習エンジン機能等を備えて、
プラント運転状況に応じたガイダンス情報の提供や、予
測シミュレーションを行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１によるプラント監視
制御装置の機能構成図である。

【図２】この発明の実施の形態１による帳票データベ
ースのデータ構造図である。

【図３】この発明の実施の形態１によるヒストリカル
トレンドデータベースのデータ構造図である。

【図４】この発明の実施の形態１によるメッセージデ
ータベースのデータ構造図である。

【図５】この発明の実施の形態１による運用支援デー
タベースのデータ構造図である。

【図６】この発明の実施の形態１によるマルチメディ
アデータベースのデータ構造図である。

【図７】この発明の実施の形態１による設備維持管理
データベースのデータ構造図である。

【図８】この発明の実施の形態１による知識データベ
ースのデータ構造図である。

【図９】この発明の実施の形態１によるプラント監視
制御の動作フローを表す図である。

【図１０】この発明の実施の形態１による学習エンジ
ン機能の動作フローを表す図である。

【図１１】この発明の実施の形態１によるユーザー操
作情報の学習エンジン機能への情報登録の動作フローを
表す図である。

【図１２】この発明の実施の形態１によるエキスパー
トエンジン機能の動作フローを表す図である。

【図１３】この発明の実施の形態１によるプラント監
視制御装置のマンマシン機能が表示するＣＲＴ装置上の
画面例である。

【図１４】この発明の実施の形態１によるマンマシン
機能がＣＲＴ装置上に関連情報一覧を表示した画面例で
ある。

【図１５】この発明の実施の形態１によるマンマシン
機能がＣＲＴ装置上の関連情報一覧からトレンドグラフ
へ展開した画面例である。

【図１６】この発明の実施の形態２によるプラント操
作支援ガイダンス機能の動作フロー図である。

【図１７】この発明の実施の形態２によるプラント操
作支援ガイダンス機能がＣＲＴ上に表示するガイダンス
情報の画面例である。

【図１８】この発明の実施の形態３によるユーザー登
録機能およびデスクトップ環境再現のフロー図である。

【図１９】この発明の実施の形態３によるプラント異
常および制御時のデスクトップ環境再現のフロー図であ
る。

【図２０】この発明の実施の形態４による定型業務通
知機能の動作フロー図である。

【図２１】この発明の実施の形態５による異常時通知
機能の動作フロー図である。

【図２２】この発明の実施の形態６によるエキスパー
トエンジン機能での予測シミュレーション演算の動作フ
ロー図である。

【図２３】この発明の実施の形態７による異常および
制御の影響範囲シミュレーション演算の動作フロー図で
ある。

【図２４】この発明の実施の形態８による過去異常時
再現シミュレーションの動作フロー図である。

【図２５】この発明の実施の形態９によるパラメータ
チューニング機能によるパラメータ修正、および再シミ
ュレーションの動作フロー図である。

【図２６】この発明の実施の形態１０による異常時の
データ自動保存機能の動作フロー図である。

【図２７】この発明の実施の形態１０による自動保存
データベースのデータ構造図である。

【図２８】この発明の実施の形態１０による自動保存
データ再生機能の動作フロー図である。

【図２９】この発明の実施の形態１１による異常発生
時の関連情報自動通報機能の動作フロー図である。

【図３０】この発明の実施の形態１２による異常発生
を事前予知するための事前異常通知機能の動作フロー図
である。

【図３１】この発明の実施の形態１３によるプラント
障害発生時のリモートメンテナンス機能の動作フロー図
である。

【図３２】この発明の実施の形態１４によるソフトウ
ェア異常データ保存機能および、リモートからのソフト
ウェア異常メンテナンスの動作フロー図である。

【図３３】この発明の実施の形態１５による過去デー
タによるシミュレーションを実現するための外部記憶装
置保存再生機能の動作フロー図である。

【図３４】従来のプラント監視制御システムの機能構
成図である。

【図３５】従来のプラント監視制御システムの動作フ
ロー図である。

【符号の説明】

１監視制御エンジン機能２機能間リン
ク機能３学習エンジン機能４知識データ
ベース５エキスパートエンジン機能６マンマシン
機能７リアルタイム監視制御サーバ機能８時系列デー
タサーバ機能９帳票データベース１０ヒストリカル
トレンドデータベース１１メッセージデータベース１２運用支援デ
ータサーバ機能１３運用支援データベース１４マルチメデ
ィアデータサーバ機能１５マルチメディアデータベース１６設備維持管
理データサーバ機能１７設備維持管理データベース１８グラフィッ
ク画面１９グラフィック画面上のシンボル２０関連情
報一覧２１トレンドグラフ２２管路シ
ンボル２３プラント操作支援ガイダンス機能２４ユーザ
ー登録機能２５定型業務通知機能２６異常時
通知機能２７パラメータチューニング機能２８データ
自動保存機能２８ａ自動保存データベース２９自動保
存データ再生機能３０関連情報自動通報機能３１事前異
常通知機能３２リモートメンテナンス機能３３ソフト
ウエアデータ保存機能３３ａＳ／Ｗ異常データベース３４外部記
憶装置保存再生機能３５リアルタイム監視制御マンマシン機能３６監
視グラフィック画面３７リアルタイムトレンド３８ア
ラームガイダンス一覧３９時系列マンマシン機能４０帳
票マンマシン４１ヒストリカルトレンドマンマシン４２メ
ッセージマンマシン４３運用支援マンマシン５０光
磁気ディスク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】常時プラントからのデータを監視し制御
を行うリアルタイム監視制御機能と、過去のプラントの
監視制御のデータを時系列データベースに保存する時系
列データベース機能と、プラントの運転操作や状変時等
に対応して表示する画面表示情報・音声で通知する音声
情報をマルチメディアデータベースとして保存するマル
チメディア機能と、プラント構成機器の図面・仕様およ
び地図情報等のデータを設備維持管理データベースとし
て保存する設備維持管理機能と、各機能のデータ間の関
連をリンクキーで関連付けして保持し、このリンクキー
を参照してデータの抽出を行う機能間リンク機能と、プ
ラントの運転状況や操作の記録と、これらの記録に対応
する関連データとをリンク付けした知識データベースを
保存する学習エンジン機能と、プラントデータ、各機能
のデータベース等のデータを用いてシミュレーションす
るエキスパートエンジン機能と、各機能のデータ、上記
シミュレーション結果などを画面表示または音声通知す
ると共に、対話入力処理を行うマンマシン機能と、各機
能とアクセスし上記マンマシン機能へプラント運転状
況、運転支援等の情報を提供する監視制御エンジン機能
とを備えたプラント監視制御装置。
【請求項２】請求項１記載のプラント監視制御装置に
おいて、所望のシミュレーション要求すると、知識デー
タベースを参照して、そのシミュレーションに必要なデ
ータを抽出し、エキスパートエンジン機能でシミュレー
ションして、そのシミュレーション結果を通知すること
を特徴とするプラント監視制御装置。
【請求項３】請求項１記載のプラント監視制御装置に
おいて、マンマシン機能上にプラントの系統図を表示
し、この系統図上の所望の機器シンボルを指定すると、
トレンドグラフ、制御操作、図面、仕様等の表示項目メ
ニューを表示し、このメニューの選択により所望の情報
を表示するようにしたことを特徴とするプラント監視制
御装置。
【請求項４】請求項１記載のプラント監視制御装置に
おいて、所望の制御操作に関わるガイダンスを要求する
と、知識データベースの過去の操作履歴とその操作時の
プラント状態の遷移を参照して、関連する操作情報を抽
出し、操作支援のガイダンスを行うプラント操作支援ガ
イダンス機能を設けたことを特徴とするプラント監視制
御装置。
【請求項５】請求項１記載のプラント監視制御装置に
おいて、マンマシン機能にユーザー毎に所望の表示画面
やデータ表示等のデスクトップ環境を登録するユーザー
登録機能を設け、画面表示を行う際は、ユーザーに対応
したディスクトップ環境により表示可能としたことを特
徴とするプラント監視制御装置。
【請求項６】請求項１記載のプラント監視制御装置に
おいて、所定の日時に行うプラント操作や日報の作成等
の定型業務を知識データベースに登録しておき、上記所
定の日時に応じて登録した定型業務を実行し通知する定
型業務通知機能を設けたことを特徴とするプラント監視
制御装置。
【請求項７】請求項１記載のプラント監視制御装置に
おいて、プラントの異常が発生すると、知識データベー
スを参照してその異常に対応する過去の事例を抽出し通
知する異常通知機能を設けたことを特徴とするプラント
監視制御装置。
【請求項８】請求項１記載のプラント監視制御装置に
おいて、プラントの異常発生時またはプラント操作時
に、知識データベースを参照してその異常または操作に
対応する過去の事例を抽出し、この事例に基づいてエキ
スパートエンジン機能により予測シミュレーションを行
い、その結果をガイダンスとして通知するようにしたこ
とを特徴とするプラント監視制御装置。
【請求項９】請求項１記載のプラント監視制御装置に
おいて、プラントの異常発生時またはプラント操作時
に、知識データベースを参照してその異常発生時または
操作時に影響される関連データを取得し、エキスパート
エンジン機能により上記関連データに基づく予測シミュ
レーションを行い、その結果をガイダンスとして通知す
るようにしたことを特徴とするプラント監視制御装置。
【請求項１０】請求項１記載のプラント監視制御装置
において、プラントの異常発生時またはプラント操作時
に、知識データベースおよび時系列データベースからこ
の異常または操作に関するプラント状態と操作の履歴等
の時系列データ情報を取得し通知するようにしたことを
特徴とするプラント監視制御装置。
【請求項１１】請求項８または請求項９記載のプラン
ト監視制御装置において、プラント制御のパラメータを
変更するパラメータチューニング機能を設け、変更した
パラメータを用いてエキスパートエンジン機能により予
測シミュレーションを実行可能としたことを特徴とする
プラント監視制御装置。
【請求項１２】請求項１記載のプラント監視制御装置
において、プラントの異常が発生すると、知識データベ
ースおよび時系列データベースからその異常データおよ
び異常に関連するデータの異常発生前からの時系列デー
タを保存すると共に、上記異常に関連する図面、仕様等
の情報を設備維持管理データベースより取得して保存す
るデータ自動保存機能を設け、プラントの異常が発生す
ると、上記データ自動保存機能の保存したデータを参照
するようにしたことを特徴とするプラント監視制御装
置。
【請求項１３】請求項１記載のプラント監視制御装置
において、プラントの異常が発生すると、知識データベ
ースからその異常に連鎖して発生する異常の情報を取得
し、これら連鎖する異常情報を通知する関連情報自動通
知機能を設けたことを特徴とするプラント監視制御装
置。
【請求項１４】請求項１記載のプラント監視制御装置
において、異常発生前のプラントの運転状態の変動を監
視し、知識データベースよりその運転状態に対応する異
常情報を参照して異常発生の兆候が顕れた場合はその兆
候を通知する事前異常通知機能を設けたことを特徴とす
るプラント監視制御装置。
【請求項１５】請求項１〜１４のいずれか１項に記載
のプラント監視制御装置において、通知または表示する
情報を遠隔地に送信すると共に、上記遠隔地からの指示
が入力されるリモートメンテナンス機能を設けたことを
特徴とするプラント監視制御装置。
【請求項１６】請求項１〜１５のいずれか１項に記載
のプラント監視制御装置において、プラントに関わる各
種データを光磁気デスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶
媒体に保存すると共に、その記録媒体を再生する保存再
生機能を設けたことを特徴とするプラント監視制御装
置。