JPS6214846B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プラントの状態を監視制御するプラ
ント監視制御装置に関する。

たとえば発電プラントや化学工業プラント等の
プラントを監視制御する装置には、アナログ量に
よりサブループ制御を行なうものあるいは、リレ
ーシーケンスやロジツクシーケンスによりシーケ
ンス制御を行なうもの等があり、最近は電子計算
機を用いたものも開発されてきた。第１図に電子
計算機を用いたプラント監視制御装置１１をプラ
ント１２に適用したシステムブロツク図を示す。

プラント１２の状態を示す入力信号Ａは、プラ
ント監視制御装置１１に入力され、ここで、その
入力信号Ａに基いて監視制御演算が行なわれる。
たとえば監視演算の結果、プラント１２からの入
力信号Ａが異常を呈していると判断したときは、
表示器１３および警報装置１４を動作させるとと
もに、CRTやタイプライタ等の警報表示装置１
５にてそれを詳細に表示する。通常、プラント１
２からの入力信号Ａは、アナログ入力信号、デイ
ジタル入力信号、パルス接点入力信号があるが、
以下アナログ入力信号の監視の場合について説明
する。

従来アナログ入力信号の監視は次のように行な
われていた。第２図に、アナログ入力信号の値の
変化とプラント監視制御装置１１による監視警報
の様相を示す。図からわかるようにアナログ入力
信号ａは、上限制限値ULと下限制限値LLとの間
のノーマル領域Ｘ〓にあれば正常とみなされる。上
限制限値ULを越えた領域Ｙおよび下限制限値LL
を下まわつた領域Ｚはアラーム領域と呼ばれアナ
ログ入力信号ａがこれらの領域に入ると異常を呈
したと判断される。この場合、入力信号ａの種類
によつては上限制限値ULのみ、あるいは下限制
限値LLのみしかない場合もあるが、その場合は
各々の制限値がLL→−∞、UL→＋∞、の状態に
あると考えればよい。また時刻tm−１、tm tm
＋１、tn−１、tnはプラント監視制御装置１１へ
の入力であるアナログ入力信号ａの走査を行う走
査周期時刻を表す。通常アナログ入力信号ａは複
数個のものが入力されるが、以下は説明を簡単に
するため一入力信号の場合について説明する。

図からわかるように走査時刻tm−１までノー
マル領域Ｘにあつたアナログ入力値が、次の走査
時刻tmにおいて初めて上限制限値ULを越えてい
るので時刻tmにてプラント監視制御装置１１は
表示器１３を点灯し、警報装置１４を鳴らす。警
報装置１４は運転員の確認ボタンにより消音す
る。又表示器１３を点灯した時点で同時にプラン
ト監視制御装置１１はアナログ入力表示器１３を
点灯した時で同時にプラント監視制御装置１１は
アナログ入力信号ａの警報表示装置１５に出力す
る。

次に時間経過後時刻tn−１までアラーム領域Ｙ
にあつたアナログ入力信号ａが時刻tnにてアラー
ム領域Ｙからノーマル領域Ｘへ変化しているの
で、この時点で表示器１３は消灯する。

またアナログ入力信号ａのノーマル領域Ｘ復帰
メツセージが警報表示装置１５に出力される。第
２図は上限制限値ULのいつ脱の例を述べたが、
下限制限値LLのいつ脱の場合も全く同様であ
る。このようにして多数にわたるアナログ入力信
号ａの全点が警報監視される。

以上において警報表示装置１５が最近一般に使
用されるCRT（Cathode Ray Tube）の場合は
警報表示メツセージは次のようになる。

第３図にCRT表示による表示画面１６のアラ
ームメツセージの表示の一例を示す。

最も新しくアラームの発生した入力点のアラー
ムメツセージは、図中の最上段に表示される。表
示画面１６に表示されるXXXXは該当アナログ入
力信号の入力点、番号、YYYY……Ｙはその入力
点の名称、WWWWは入力点の現在値、ULは上
限制限値である。この状態で次の新しいアラーム
が発生すると、１段めのアラームメツセージは２
段めへ移行する。そしてｉ番めのアラームが発生
するまで、最初に表示されたアラームメツセージ
は表示される。そしてｉ＋１番めになると表示画
面１６から消えていく。この第３図における
CRTアラーム表示では、表示されている任意の
入力点例えばｉ―１めに表示されているアラーム
メツセージの入力点がノーマル領域Ｘに復帰する
と、その時点で、その入力のアラームメツセージ
は消え、かわりに古くて消されていたｉ＋１番目
のアラーム入力点が再度表示画面１６の最下段す
なわちｉ番めに表われて来る。また第３図におけ
るWWWWなる入力点の現在値は走査周期の最新
データによつて更新させるようになつている。以
上が従来のプラント監視制御装置１１の監視機能
である。

このようなプラント監視制御装置１１では、ア
ラームの発生時点で明確に運転員の注意を喚起す
ることができるが、その反面その後のアラーム状
態を追いかけるのは運転員にまかされるのが現状
である。

つまり、アラームの発生時点では表示器１３を
点灯し、警報装置１４を鳴らせることにより、運
転員に該当入力点がアラームであることの注意を
喚起し得る。

またその後のアラーム入力点の値もCRTへの
アラーム表示にて時々刻々知らせることが出来
る。しかしながら、アラームの点数が多くなると
CRTの表示画面１６には情報書の表示の限度が
あるので、古いアラームの入力点は前述のように
表示画面１６から消えてしまう。

アラームの制限値はUL、LLは、一般にプラン
ト１２が破壊にいたるよりかなり以前の余裕のあ
る設定がなされているのが普通である。このため
プラント１２にとつてはアラーム発生後、そのア
ラーム入力点の示す傾向がどのようになるのかが
最も重要であり、その傾向によつて運転員のとる
べき処理は異なる。しかし従来の監視機能ではこ
のアラーム発生後のアラーム点の傾向をとらえる
のに充分とは言えなかつた。またアラームが多数
点発生しアラーム情報が多発した場合にそれらの
アラームの中で、さらに重要なアラームは何かを
自動的に抽出することが出来ない。

従つて本発明の目的はアラーム情報の中で、さ
らに重要なアラームは何かを自動的に抽出し、運
転員にその情報を提供することができるプラント
監視制御装置を得ることを目的とする。

以下、本発明の一実施例を第４図ないし第７図
を参照して説明する。第４図は本発明によるプラ
ント監視制御装置１１をプラント１２に適用した
システムブロツク図を示す。プラント１２の状態
を示す入力信号Ａはプラント監視制御装置１１に
入力される。この入力信号Ａは、プラント１２の
各検出点からのものが入力されるので、一般に複
数種類のものが入力される。プラント監視制御装
置１１では入力信号Ａの種類に応じて、あらかじ
め定められている上限制限値ULあるいは下限制
限値LLとの比較を行なう。この比較の結果、入
力信号Ａが制限値UL、LLをいて脱していると、
表示器１３および警報装置１４を動作させるとと
もに警報装置１５にてそれを詳細に表示する。ま
た制限値UL、LLのいつ脱の程度に応じて重要ア
ラーム警報装置１７を動作させる。

次に本発明の要部であるプラント監視制御装置
１１について説明する。第５図は本発明によるプ
ラント監視制御装置１１内の監視部１８を示す一
実施例のブロツク図である。この監視部１８は上
限制限値ULをいつ脱した入力信号Ａを監視する
場合のものである。プラント１２からの入力信号
Ａにはアナログ入力、デイジタル入力、パルス入
力等があるが、アナログ入力信号ａを監視する場
合について以下説明する。

アナログ入力信号ａはある一定の周期で走査さ
れ、監視部１８の比較部１９に入力される。いま
走査時刻tkに読み込まれたアナログ入力信号の値
をak（ｋ：自然数）とする。比較部１９は、入
力されたアナログ入力値akとあらかじめ定めら
れている制限値Ｋとを比較するもので、ak―Ｋ
＝αなる演算が行なわれる。制限値Ｋは制限値設
定部２０で設定されるが、定常状態では、制限値
Ｋは上限制御値ULが設定されている。

比較部１９での比較結果αが零より大であると
制限値設定指令として制限値上昇指令ｂが制限値
設定部２０に出力される。制限値設定部２０では
制限値上昇指令ｂを受けて、tk時点の制限値Ｋに
△Ｋ（△Ｋ：正数）を加算した値Ｋ＋△Ｋを新た
な制限値Ｋとして、比較部１９に出力する。すな
わち走査時刻tkで得られたアナログ入力値akが
制限値Ｋより大きい場合には、次の走査時刻tk＋
１に得られるアナログ入力値ak＋１は、アナロ
グ入力値akの制限値Ｋより大きい値の制限値Ｋ
＋△Ｋと比較されることになる。

上述したように定常状態では、制限値Ｋは上限
制限値ULに設定されている。いま時刻tk−１ま
でのアナログ入力値ak−１は定常であつたとす
る。この状態で時刻tkのアナログ値akが入力さ
れると、制限値Ｋは上限制限値ULなので、まず
ak−UL＝αの演算が行なわれる。そして、たと
えばこの演算結果αがα＞Ｏであると、制限値設
定部２０で制限値ULに△Ｋが加算され、次の時
刻tk＋１における制限値ＫはＫ＝UL＋△Ｋとな
る。すなわち時刻tk＋１においては、アナログ入
力値ak＋１は制限値UL＋△Ｋと比較される。こ
の比較結果αがα＞Ｏであると、さらに制限値設
定部２０で制限値UL＋△Ｋに△Ｋが加算され、
次の時刻tk＋２における制限値ＫはＫ＝UL＋2.
△Ｋとなる。以下同様に逐次入力されてくるアナ
ログ入力値akが逐次設定された制限値Ｋより下
であるとその走査時刻tkごとに、その制限値Ｋに
逐次△Ｋが加算される。このように制限値Ｋは一
般にKn＝UL＋ｎ・△Ｋ（ｎ＝０、１、２……）
で示される。この場合におけるｎ＝１のときの制
限値K₁を第１重要アラーム制限値、ｎ＝２のと
きの制限値K₂を第２重要アラーム制限値、以下
同様にｎ＝ｋのときの制限値Kkを第ｋ重要アラ
ーム制限値と呼ぶことにする。この重要アラーム
制限値のｋの値が大きくなるたびに重要アラーム
警報装置１７を動作させるとともに警報表示装置
１５にその表示指令ｄを出力する。

次に比較部１９での比較結果αがα≦Ｏとなる
とすなわち、アナログ入力値akが制限値Ｋ以下
であると、制限値設定指令として制限値下降指令
Ｃが制限値設定部２０に出力される。制限値設定
部２０は制限値下降指令Ｃを受けて、α≦Ｏにな
つた時点の制限値Ｋから△Ｋを減算した制限値Ｋ
−△Ｋを次の走査時刻の制限値Ｋとする。

たとえば、制限値Ｋが第５重要アラーム制限値
K₅（K₅＝UL＋5.△Ｋ）であるとき、制限値下降
指令Ｃを受けると、次の走査時刻では△Ｋを減算
した制限値Ｋすなわち第４重要アラーム制限値
K₄を制限値Ｋとして設定する。この場合、重要
アラーム復帰メツセージｅを警報表示装置１５に
出力する。

このように構成された監視部１８に、いま第６
図に示すようなアナログ入力信号ａが入力された
とする。時刻tk−１、tk……、tn、tn＋１にてア
ナログ入力信号ａは走査され、各時刻でのアナロ
グ入力値ak−１、ak、……an、an＋１が比較部
１９に逐次入力される。図からわかるように、時
刻tk−１のアナログ入力値ak−１はノーマル領
域Ｘにあるが、次の時刻tk＋１においては上限制
限値ULを越えているので、比較部１９から制限
値設定部２０に制限値上昇指令ｂが出力される。
このため次の走査時刻tk＋１における制限値Ｋは
Ｋ＝K₁となる。すなわちK₁＝UL＋△Ｋが時刻tk
＋１の制限値Ｋとして設定される。

一方、アナログ入力信号ａが上限値ULをいつ
脱したことを表示器１３、警報装置１４および警
報表示装置１５に知らせる。この状態では、まだ
重要アラーム制限値Kn（ｎ＝１、２…）をいつ
脱していないので、重要アラーム警報装置１７は
動作しない。

次に時刻tk＋１でのアナログ入力値ak＋１が
比較部１９に入力されると、制限値Ｋである第１
重要アラーム制限値K₁との比較が行なわれる。
図からわかるようにアナログ入力値ak＋１は第
１重要アラーム制限値K₁をこえているので、次
の走査時刻tk＋２における制限値Ｋは第２重要ア
ラーム制限値K₂に設定される。また表示器１３
等に第１重要アラーム制限値K₁をいつ脱したこ
とを知らせるとともに、重要アラーム警報装置１
７を動作させる。つまり重要アラーム警報装置１
７はアナログ入力値が重要アラーム制限値をこえ
て初めて動作する。この動作は重要アラーム制限
値Kn（ｎ＝１、２…）をこえるごとに行なわれ
る。

以下アナログ入力信号ａが時刻tmまで増加し
続けるので、そのたびごとに重要アラーム制限値
が逐次更新され、プラント１２が危険な方向に移
行していることを知らせる。

時刻tmのアナログ入力値amは、第ｍ重量アラ
ーム制限値Kmと比較される。アナログ入力値am
は第ｍ重要アラーム制限値Kmより大きいので、
次の時刻tm＋１の制限値Ｋは第ｍ＋１重要アラ
ーム制限値Km＋１が設定される。時刻tm＋１の
時点ではアナログ入力値am＋１と第ｍ＋１重要
アラーム制限値km＋１とが比較されるが、図か
らわかるようにアナログ入力値am＋１の方が小
さいので、比較部１９での比較結果αはα≦Ｏと
なり、制限値設定部２０に制限値下降指令Ｃを出
力する。一方、警報表示装置１５に第ｍ＋１重要
アラーム復帰メツセージｅが出力される。

以下アナログ入力信号ａが減少するにつれて、
各重要アラーム制限値Kn（ｎ＝１、２……）を
下まわるごとに重要アラーム復帰メツセージｅが
出力される。そして時刻tn＋１のアナログ入力値
an＋１以降は上限制限値UL以下となりノーマル
領域Ｘに入つて定常状態に戻る。

このようにしてプラント１２からの複数のアナ
ログ入力信号がそれぞれ監視される。この監視を
警報表示装置１５としてCRTを用いた場合につ
いて以下説明する。

第７図は、本発明の監視部１８にて監視を行な
う際に、その監視内容を警報表示装置１５の表示
画面１６に表示したものを示す。最も新しく上限
制限値ULをこえた入力点の警報メツセージは図
中の最上段に表示される。表示画面１６中の
XXXXはアナログ入力信号ａの入力点番号、
YYYY……Ｙはその入力点の名称、WWWWは入
力点の現在値、ULは上限制限値である。

またWRS、BTRは、アナログ入力信号ａが上
述の重要アラーム制限値Knをいつ脱したか、復
帰したかを示すものである。たとえば、WRS
（Ｎ）とは第ｎ重要アラーム制限値Knのいつ脱を
示しBTR（Ｍ）とは第ｍ重要アラーム制限値Km
の復帰を示す。WRS（Ｎ）のＮが大きくなる
と、アナログ入力信号ａが上限制限値ULからま
すます高くはずれる方向であり、プリント１２の
状態としては危険度が増加していることを示す。
従つてこのＮの値が大きいほどプラントの危険度
が高いことを示している。一方BTR（Ｍ）の場
合は、Ｍの値がたとえ大きな値であつたとして
も、アナログ入力信号ａの入力値が時時刻刻、上
限制限値ULの方向にむかつて復帰していること
であり、プラント１２の状態としては危険度が減
少していることを示している。

以上の説明は、アナログ入力信号ａが上限制限
値ULをいつ脱した場合の監視について述べた
が、下限制限値LLをいつ脱した場合の監視につ
いても、同様に行ない得る。たとえば、監視部１
８の比較部１９における演算式を、Ｋ−ak＝α
とし、制限値設定部２０での△Ｋを負の数にす
る。これによつて下限制限値LLのいつ脱監視も
容易に行なうことができる。

また上述の実施例においては、重要アラーム制
限値をKn＝UL＋ｎ・△Ｋで設定するものであつ
たが、上限制限値ULをいつ脱したときのアナロ
グ入力値に△Ｋを加算するようにしたものも適用
可能である。すなわちＫ＝ak＋△Ｋなる演算式
を用いる。この場合、akは逐次得られるアナロ
グ入力値のうち上限制限値ULをこえたものであ
る。たとえば時刻tkにおけるアナログ入力値ak
が上限制限値ULをいつ脱し、かつ比較結果αが
α＞Ｏならば、次の時刻tk＋１における重要アラ
ーム制限値ＫはＫ＝ak＋△Ｋと設定される。こ
の場合は、一走査時刻以前のアナログ入力値に△
Ｋを加算（あるいは減算）し重要アラーム制限値
Ｋを設定するものであるので、プラントの状態変
化により従つた監視が行なえる。

一般に、上限制限値ULおよび下限制限値LLは
プラントの諸量の関数で示される。このため重要
アラーム制限値Ｋも一般にプラントの諸量によつ
て変化するが、この場合においても同様に制限値
の設定を行なうことができるので、本発明の監視
部１８による監視を行ない得る。

以上の説明からわかるように、本発明によれば
プラントから入力されてくるアナログ入力信号が
上限および下限制限値をさらにいつ脱する方向に
移行しているかどうかを確認することができるの
で、運転員が処理すべき操作の優先度を明確にす
ることができる。また制限値のいつ脱した程度を
第ｎ重要アラーム制限値で確認することができる
ので、優先度の順位づけも容易に行なうことがで
きる。すなわち本発明によれば運転員の負担を大
幅に軽減することができるプラント監視制御装置
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のプラント監視制御装置をプラン
トに適用したブロツク図、第２図は従来の監視の
様相を示す特性図、第３図は従来の監視の様相を
警報表示装置に表示した表示画面の平面図、第４
図は本発明のプラント監視制御装置をプラントに
適用したブロツク図、第５図は本発明による監視
部の一実施例を示すブロツク図、第６図は本発明
の監視の様相を示す特性図、第７図は本発明によ
る監視の様相を警報表示装置に表示した表示画面
の平面図である。 １１……プラント監視制御装置、１２……プラ
ント、１３……表示器、１４……警報装置、１５
……警報表示装置、１６……表示画面、１７……
重要アラーム警報装置、１８……監視部、１９…
…比較部、２０……制限値設定部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プラントの各検出点からそれぞれ走査入力さ
   れた複数の入力信号とこれらの入力信号に対応し
   てあらかじめ定められている制限値とを比較し、
   前記入力信号が前記制限値を逸脱したときは前記
   入力信号の入力点名称およびその逸脱したことを
   警報表示装置に表示するようにしたプラント監視
   制御装置において、下記の制限値設定部と比較部
   とを備えたことを特徴とするプラント監視制御装
   置。 (1) 前記入力信号が前記制限値内にあるときは前
   記制限値を出力し、前記入力信号が前記制限値
   を逸脱したときは前記制限値または前記入力信
   号に前記逸脱した方向の予め定めた一定値を加
   算して第１重要アラーム制限値とし、さらに前
   記入力信号が前記第１重要アラーム制限値を逸
   脱したときは前記第１重要アラーム制限値また
   は前記入力信号に前記一定値を加算して第２重
   要アラーム制限値とし、同様にして前記入力信
   号が最新の重要アラーム制限値を逸脱するたび
   に新たに次の重要アラーム制限値を出力し、一
   方前記入力信号が最新の重要アラーム制限値を
   逸脱しないものであるときは前記最新の重要ア
   ラーム制限値または前記入力信号から前記一定
   値を減算して新たに次の重要アラーム制限値を
   出力する制限値設定部。 (2) 前記入力信号と前記制限値設定部の出力とを
   比較し、前記入力信号が前記重要アラーム制限
   値を逸脱するときは逸脱の方向であることおよ
   び前記制限値からの逸脱の程度を、逸脱しない
   ときは復帰の方向であることおよび前記制限値
   からの逸脱の程度を前記警報表示装置に表示さ
   せるための指令を出す比較部。