TWI698728B - 用以支援製程控制之顯示裝置及顯示方法 - Google Patents

用以支援製程控制之顯示裝置及顯示方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種用以將製程系系統保持為最佳運行狀態之支援技術。提供一種用以支援製程控制之顯示裝置。製程值選擇部(10)使操作員從複數個製程值的候選中選擇能夠由操作員變更值之手動輸入製程值及應控制為預定的目標值之目標製程值中的至少一者。相關關係確定部(20)確定與所選擇之手動輸入製程值及目標製程值中的至少一者直接或間接地具有相關關係之一個以上的關聯製程值。相關關係顯示部(50)將表示具有相關關係之兩個製程值的相關關係之圖形並列顯示。

Description

用以支援製程控制之顯示裝置及顯示方法
本發明係有關一種用以支援製程控制之顯示裝置及顯示方法。
在化學設備或發電設備等製程系系統中，有藉由控制邏輯自動運行之部分和根據由操作員手動設定之固定值進行運行之部分。在以這種製程系系統作為對象之製程控制中，操作員一邊監視運行狀態一邊適當調整自動運行中所使用之控制參數或手動設定之固定值，從而將運行狀態保持為最佳。 製程控制中之控制參數或固定值亦存在藉由演繹運算而求出最佳值者，但很多情況下難以理論性地進行計算，操作員一邊反覆進行試驗一邊進行調整。 (先前技術文獻) (專利文獻) 專利文獻1：日本特開2017-211839號公報 專利文獻2：日本特開2017-228254號公報
(本發明所欲解決之課題) 由操作員反覆進行之試驗的控制參數或固定值的調整係以製程系系統持續穩定運行為最優先，因此係反覆進行如下步驟者，亦即，在進行微小量的設定值變更並確認製程整體的變化而判斷出沒有問題之基礎上，進而進行微小量的設定值變更，直至得到所期望之結果為止需要很多時間和勞力。又，當操作員錯誤地進行了設定值變更時，還存在對製程系系統的持續穩定運行或廢氣濃度等由法律限制之要素帶來很大影響之風險。 本發明的一態樣的例示性目的之一在於提供一種用以將製程系系統保持為最佳運行狀態之支援技術。 (用以解決課題之手段) 為了解決上述問題，本發明的一態樣的顯示裝置係用以支援製程控制之顯示裝置，其包含：選擇部，使操作員從複數個製程值的候選中選擇能夠由操作員變更值之手動輸入製程值及應控制為預定的目標值之目標製程值中的至少一者；相關關係確定部，確定與所選擇之前述手動輸入製程值及前述目標製程值中的至少一者直接或間接地具有相關關係之一個以上的關聯製程值；及顯示部，將表示具有相關關係之兩個製程值的相關關係之圖形(graph)並列顯示。 依該態樣，能夠在製程控制中確定與手動輸入製程值或目標製程值具有相關關係之關聯製程值並在圖形上確認具有相關關係之兩個製程值的變動。 本發明的另一態樣係顯示方法。該方法係用以支援製程控制之顯示方法，其包含：選擇步驟，使操作員從複數個製程值的候選中選擇能夠由前述操作員變更值之手動輸入製程值及應控制為預定的目標值之目標製程值中的至少一者；相關關係確定步驟，確定與所選擇之前述手動輸入製程值及前述目標製程值中的至少一者直接或間接地具有相關關係之一個以上的關聯製程值；及顯示步驟，將表示具有相關關係之兩個製程值的相關關係之圖形並列顯示。 另外，將以上構成要素的任意組合或本發明的構成要素或表現在方法、裝置、系統、電腦程式、資料結構、記錄媒體等之間相互替換者，亦作為本發明的態樣而有效。 (發明之效果) 依本發明，能夠提供一種將製程系系統保持為最佳運行狀態之支援技術。
以下，基於較佳實施形態並參閱圖式對本發明進行說明。對各圖式所示之相同或等同的構成要素、構件、處理標註相同符號，並適當省略重複說明。又，實施形態並非限定發明者，而是例示，實施形態中所記述之所有特徵或其組合並不一定是發明的本質性者。 圖1係本實施形態之用以支援製程控制之顯示裝置100的構成圖。顯示裝置100作為化學設備或發電設備等製程系系統的運行支援裝置的一部分而構成。顯示裝置100包含製程值選擇部10、相關關係確定部20、選擇項提示部30、製程值輸入部40、相關關係顯示部50、警告部60、相關關係儲存部70及運行資料DB(資料庫)80。 在製程控制中，複數個製程變數具有相關關係，因此僅關注於一個製程變數的值是無法進行製程整體的管理的。因此，需要一邊觀察複數個製程變數之間的相關關係一邊掌握運行情況。 在相關關係儲存部70中儲存有複數個製程變數之間的相關關係。關於製程變數之間的相關關係，既有以理論性的數學式記述者，亦有以經驗法則獲得者。 在運行資料DB80中登記有實際運行製程系系統時之製程變數的值作為運行資料。運行資料由常設或臨時設置的各種計量儀器隨時收集，並持續蓄積在運行資料DB80中，因此不僅能夠參閱現在的運行資料，還能夠參閱過去的運行資料。 製程值選擇部10使操作員從複數個製程值的候選中選擇應控制為預定的目標值之“目標製程值”。製程值選擇部10亦可以使操作員從複數個製程值的候選中選擇能夠由操作員變更值之“手動輸入製程值”。如後述，手動輸入製程值亦能夠由相關關係確定部20自動發現，因此操作員進行之手動輸入製程值的選擇並不是必需的。 圖2係表示手動輸入製程值和目標製程值的選擇畫面的例子之圖。在顯示裝置100的畫面上顯示有用以使操作員選擇手動輸入製程值之手動輸入製程值選擇窗口200和用以使操作員選擇目標製程值之目標製程值選擇窗口210。窗口內的項目能夠藉由上下滾動來實現無法完全顯示之部分的閱覽。 在手動輸入製程值選擇窗口200中顯示有能夠由操作員變更值之複數個手動輸入製程值的候選，操作員從複數個手動輸入製程值的候選中適當選擇為了改善運行情況而欲變更設定值之手動輸入製程值。當操作員不知道調整哪個手動輸入製程值為好時，亦能夠不選擇任何手動輸入製程值而任由相關關係確定部20自動選擇。在圖2的例子中，操作員選擇了製程值A、製程值B、製程值D作為手動輸入製程值，且該等製程值被加強顯示。 在目標製程值選擇窗口210中顯示有應控制為預定的目標值之複數個目標製程值的候選，操作員從複數個目標製程值的候選中選擇為了改善運行情況而欲控制為目標值之目標製程值。在圖2的例子中，操作員選擇了製程值Q作為目標製程值，且製程值Q被加強顯示。 相關關係確定部20參閱相關關係儲存部70來確定與由操作員選擇之目標製程值直接或間接地具有相關關係之“關聯製程值”。確定與目標製程值直接地具有相關關係之關聯製程值，並確定與該關聯製程值直接地具有相關關係之另一關聯製程值，藉由反覆進行該過程，可得到與目標製程值連鎖性地具有相關關係之一個以上的關聯製程值的連鎖路徑。 有時在與目標製程值直接或間接地具有相關關係之關聯製程值的連鎖路徑中會發現能夠由操作員變更值之手動輸入製程值。在關聯製程值的連鎖路徑中發現之手動輸入製程值，存在係由操作員在手動輸入製程值選擇窗口200中選擇之手動輸入製程值之情況和係在手動輸入製程值選擇窗口200中未選擇之手動輸入製程值之情況。 選擇項提示部30將從手動輸入製程值經過關聯製程值達到目標製程值之連鎖路徑作為選擇項而進行提示。 圖3係表示由選擇項提示部30作為選擇項而提示之連鎖路徑之圖。各連鎖路徑的選擇項以選擇項識別符300、手動輸入製程值302、關聯製程值304、目標製程值306、風險308的順序顯示。風險308為選項，亦存在不顯示之情況。 第1選擇項220中，以選擇項識別符S1、手動輸入製程值A、第1關聯製程值X1、第2關聯製程值X2、第3關聯製程值X3、目標製程值Q、風險為高的順序表示。表示手動輸入製程值A與第1關聯製程值X1直接地具有相關性，第1關聯製程值X1與第2關聯製程值X2直接地具有相關性，第2關聯製程值X2與第3關聯製程值X3直接地具有相關性，第3關聯製程值X3與目標製程值Q直接地具有相關性，以製程值A、製程值X1、製程值X2、製程值X3、製程值Q的順序連鎖性地具有相關關係。 同樣地，第2選擇項230具有選擇項識別符S2，以手動輸入製程值B、第4關聯製程值X4、第5關聯製程值X5、第6關聯製程值X6、第7關聯製程值X7、目標製程值Q的順序連鎖性地具有相關關係，且風險為高。 第3選擇項240具有選擇項識別符S3，以手動輸入製程值D、第8關聯製程值X8、第9關聯製程值X9、目標製程值Q的順序連鎖性地具有相關關係，且風險為中。 第4選擇項250具有選擇項識別符S4，以手動輸入製程值F、第10關聯製程值X10、第11關聯製程值X11、第12關聯製程值X12、目標製程值Q的順序連鎖性地具有相關關係，且風險為低。 第1選擇項220、第2選擇項230、第3選擇項240各自的手動輸入製程值A、B、D係由操作員在手動輸入製程值選擇窗口200中選擇之手動輸入製程值，但第4選擇項250的手動輸入製程值F係操作員在手動輸入製程值選擇窗口200中未選擇之手動輸入製程值，係由相關關係確定部20自動發現者。 若操作員點擊圖3的各選擇項220、230、240、250，則顯示各選擇項220、230、240、250的詳細內容，並從關聯製程值顯示作為副作用而產生影響之副作用製程值。 圖4A係表示圖3的第1選擇項220的詳細內容之圖。第1關聯製程值X1與第1副作用製程值Y1具有直接的相關關係，第2關聯製程值X2與第2副作用製程值Y2具有直接的相關關係，第3關聯製程值X3與第3副作用製程值Y3及第4副作用製程值Y4具有直接的相關關係。 在圖4A所示之副作用製程值中，第1副作用製程值Y1和第4副作用製程值Y4為有風險之項目，因此顯示有表示風險項目之標記(稱為“風險標記”)。有風險之副作用製程存在兩個，因此第1選擇項220中風險被設為“高”。在評價風險時，可以根據副作用製程值是否為成為風險要因之性質者來靜態地評價風險，亦可以根據副作用製程值是否為超出容許範圍之值來動態地評價風險。當靜態地評價風險時，並非模擬副作用製程值具體成為哪種值，而僅根據副作用製程值是否為帶來風險之項目這樣的性質來進行評價，因此能夠迅速且簡便地進行風險的評價。當動態地評價風險時，根據進行模擬之結果，副作用製程值是否成為超出容許範圍之值來進行評價，因此當進入容許範圍時將風險估計為低，當超出容許範圍時將風險估計為高，藉此能夠進行具體且準確的風險的評價。又，亦可以將風險的判定結果以數值定量地表示。藉由將風險以數值定量地表示，能夠更準確地掌握風險的高低，又，能夠在選擇項之間容易對風險進行比較。 圖4B係表示圖3的第3選擇項240的詳細內容之圖。第8關聯製程值X8與第5副作用製程值Y5具有直接的相關關係，第9關聯製程值X9與第6副作用製程值Y6具有直接的相關關係。第6副作用製程值Y6進而與第7副作用製程值Y7具有直接的相關關係。 在圖4B所示之副作用製程值中，第7副作用製程值Y7係風險項目，因此顯示有風險標記。有風險之副作用製程為一個，因此第3選擇項240中，風險被設為“中”。 圖4C係表示圖3的第4選擇項250的詳細內容之圖。第10關聯製程值X10與第8副作用製程值Y8具有直接的相關關係，第11關聯製程值X11與第9副作用製程值Y9具有直接的相關關係，第12關聯製程值X12與第10副作用製程值Y10具有直接的相關關係。 圖4C所示之副作用製程值中沒有風險項目，因此第4選擇項250中，風險被設為“低”。 如此，操作員能夠閱覽各選擇項的詳細內容來確認有哪種副作用並能夠調查副作用的風險的有無或高低。 在該例子中，第4選擇項250的風險最低，因此成為作為最佳手段而由操作員選擇之選擇項。第4選擇項250的手動輸入製程值F係操作員在手動輸入製程值選擇窗口200中未選擇者，因此作為將目標製程值Q控制為目標值之手段，操作員能夠發現自己無法發現到之連鎖路徑。相關關係顯示部50在各選擇項的連鎖路徑中選擇兩個製程值，並顯示表示兩個製程值之間的相關關係之圖形。為了觀察連鎖路徑中之關聯製程值的變化，亦可以將表示連鎖之兩個製程值之間的相關關係之複數個圖形並列顯示。 相關關係顯示部50能夠在參閱運行資料DB80並利用過去的預定期間的製程控制的運行資料來表示兩個製程值的相關關係之散佈圖中顯示兩個製程值能取之上限值和下限值。 圖5(a)～圖5(d)係表示兩個製程值的相關關係之散佈圖。圖5(a)、圖5(b)、圖5(c)、圖5(d)分別係利用過去一個月、三個月、六個月、一年的運行資料之表示製程值X與製程值Y的相關關係之散佈圖。亦能夠由操作員具體地指定欲調查之運行條件的期間來顯示散佈圖。例如，設備的運行狀態受到氣溫、濕度等季節變動的影響，因此可以指定夏天或冬天等期間來顯示散佈圖。 圖6(a)～圖6(d)分別係表示圖5(a)～圖5(d)的散佈圖中之上限值和下限值之圖。圖6(a)、圖6(b)、圖6(c)、圖6(d)分別係在利用過去一個月、三個月、六個月、一年的運行資料來表示製程值X與製程值Y的相關關係之散佈圖中以實線表示製程值X和製程值Y能取之上限值和下限值者。藉此，操作員能夠確認變更製程值X時製程值Y能取之值的範圍。作為數學上求出上限值和下限值之方法，可以利用最小二乘法、單純的一次函數近似，或者，亦可以作為近似函數的誤差而任意地進行設定。 又，相關關係顯示部50利用過去的預定期間的製程控制的運行資料亦能夠以度數分佈顯示將兩個製程值中一個製程值設定為預定的值時之另一個製程值能取之值。 圖7(a)～圖7(d)係表示在表示兩個製程值的相關關係之散佈圖中一個製程值為預定的值時另一個製程值能取之值的範圍之圖。圖7(a)、圖7(b)、圖7(c)、圖7(d)分別係表示在利用過去一個月、三個月、六個月、一年的運行資料之表示製程值X與製程值Y的相關關係之散佈圖中將製程值X設為以縱條表示之預定的值時製程值Y能取之值的範圍之圖。 圖8(a)～圖8(d)係以度數分佈表示具有相關關係之兩個製程值中一個製程值為預定的值時另一個製程值能取之值之圖。圖8(a)、圖8(b)、圖8(c)、圖8(d)分別係在利用過去一個月、三個月、六個月、一年的運行資料之表示製程值X與製程值Y的相關關係之散佈圖中以度數分佈表示將製程值X設為以縱條表示之預定的值時製程值Y能取之值之圖。橫軸為製程值Y的值，縱軸為製程值Y的度數。以點線表示度數分佈的上限值和下限值。上限值和下限值能夠以標準偏差的任意倍數來設定。 藉由由相關關係顯示部50將複數個表示連鎖路徑中之兩個製程值的相關關係之散佈圖或度數分佈並列顯示，能夠確認手動輸入製程值的調整經過關聯製程值而對目標製程值帶來之影響。 圖9(a)～圖9(d)係表示連鎖路徑中之兩個製程值的相關關係之散佈圖。在此，以圖4A的第1選擇項220的情況進行說明。圖9(a)表示手動輸入製程值A與第1關聯製程值X1的相關關係的散佈圖的上限值及下限值。圖9(b)表示第1關聯製程值X1與第2關聯製程值X2的相關關係的散佈圖的上限值及下限值。圖9(c)表示第2關聯製程值X2與第3關聯製程值X3的相關關係的散佈圖的上限值及下限值。圖9(d)表示第3關聯製程值X3與目標製程值Q的相關關係的散佈圖的上限值及下限值。 圖10(a)～圖10(d)係以度數分佈表示在連鎖路徑中具有相關關係之兩個製程值中一個製程值為預定的值時另一個製程值能取之值之圖。在此，以圖4A的第1選擇項220的情況進行說明。圖10(a)中，以度數分佈表示手動輸入製程值A為預定的值時第1關聯製程值X1能取之值。圖10(b)中，以度數分佈表示第1關聯製程值X1為預定的值時第2關聯製程值X2能取之值。圖10(c)中，以度數分佈表示第2關聯製程值X2為預定的值時第3關聯製程值X3能取之值。圖10(d)中，以度數分佈表示第3關聯製程值X3為預定的值時目標製程值Q能取之值。 製程值輸入部40使操作員對各選擇項中之手動輸入製程值進行輸入值的輸入。操作員可以以數值提供輸入值，亦可以藉由在由相關關係顯示部50顯示之表示相關關係之圖形的手動輸入製程值的軸上滑動滑塊(旋鈕)而將手動輸入製程值從當前的值連續變更。相關關係顯示部50能夠在表示相關關係之圖形中顯示將手動輸入製程值變更為由操作員提供之輸入值時之關聯製程值、副作用製程值、目標製程值的變化。 圖11(a)～圖11(d)係表示變更手動輸入製程值時其他製程值發生變化之情況之圖。在此，以圖4A的第1選擇項220的情況進行說明。圖11(a)表示藉由在圖形的橫軸上滑動以三角形表示之滑塊而將手動輸入製程值A從以實線表示之當前的值增加為以點線表示之設定值之情況。藉由手動輸入製程值A的增加，第1關聯製程值X1、第2關聯製程值X2、第3關聯製程值X3、目標製程值Q連鎖性地發生變化。 如圖11(a)所示，手動輸入製程值A與第1關聯製程值X1具有正的相關性，因此若手動輸入製程值A增加，則第1關聯製程值X1亦增加。如圖11(b)所示，第1關聯製程值X1與第2關聯製程值X2具有負的相關性，因此若第1關聯製程值X1增加，則第2關聯製程值X2減少。如圖11(c)所示，第2關聯製程值X2與第3關聯製程值X3具有負的相關性，因此若第2關聯製程值X1減少，則第3關聯製程值X3增加。如圖11(d)所示，第3關聯製程值X3與目標製程值Q具有負的相關性，因此若第3關聯製程值X3增加，則目標製程值Q減少。 在此，當目標係減少目標製程值Q時，藉由增加手動輸入製程值A，連鎖性地關聯製程值X1增加，關聯製程值X2減少，關聯製程值X3增加，目標製程值Q減少，從而能夠達成目的。 當將手動輸入製程值變更為由操作員設定之輸入值時，若關聯製程值或副作用製程值超出容許範圍，或者超出由法律限制之範圍，則警告部60以訊息或風險標記等輸出警告。 圖12(a)及圖12(b)係表示因手動輸入製程值的變化而副作用製程值超出容許範圍或限制範圍之狀態之圖。在此，以圖4A的第1選擇項220的情況進行說明。圖12(a)中，表示如圖11(b)所示，第1製程值X1增加時，與第1製程值X1具有負的相關性之第1副作用製程值Y1減少而低於下限值α之情況。圖12(b)中，表示如圖11(d)所示，第3製程值X3增加時，與第3製程值X3具有正的相關性之第4副作用製程值Y4增加而超過上限值β之情況。 當關聯製程值或副作用製程值超出容許範圍或限制範圍時，警告部60可以藉由在圖4A～圖4C中說明之選擇項的詳細畫面上顯示風險標記來發出警告，又，亦可以在由相關關係顯示部50顯示表示相關關係之圖形之畫面上以訊息等發出警告。亦能夠如圖12(a)及圖12(b)般，將容許值或限制值顯示於圖形內，藉由改變手動輸入製程值來辨認關聯製程值或副作用製程值超出容許範圍或限制範圍。 作為實施例，對在循環流化床(Circulating Fluidized Bed)鍋爐的製程控制中適用顯示裝置100之情況進行說明。在CFB鍋爐中，發熱量或理論空氣量能夠從實際製程進行逆算來推定，但進行逆算來推定製程變化慢的爐內溫度等參數是非常困難的。若使用本實施形態的顯示裝置100，則能夠根據過去的運行資料來容易預測難以對手動輸入製程值的調整容易推定之有連鎖性關聯之製程值的變動幅度。又，能夠在實際變更手動輸入製程值之前預先評價包含副作用製程值的變動在內之對整個製程帶來之二次影響。 作為一例，CFB鍋爐的一次空氣比率與床溫度、床溫度與氮氧化物(NOx )產生量、一次空氣比率與氮氧化物產生量之間分別具有相關關係。在藉由作為手動輸入製程值而調整一次空氣比率來將作為目標製程值之床溫度控制為目標值時，要求將作為副作用製程值之氮氧化物產生量抑制為限制值以下。藉由一邊根據運行資料在圖形上確認一次空氣比率、氮氧化物產生量、床溫度之間的相關關係一邊調整一次空氣比率，能夠一邊抑制氮氧化物產生量一邊將床溫度控制為目標值。 圖13係表示由選擇項提示部30作為選擇項而提示之連鎖路徑的具體例之圖。在此，以作為CFB鍋爐的目標製程值而降低鍋爐出口的廢氣溫度為控制目標之情況為例進行說明。 提示有第1選擇項260、第2選擇項270、第3選擇項280、第4選擇項290，手動輸入製程值302分別為“空氣比函數設定變更(增)”、“空氣比函數設定變更(減)”、“理論空氣量設定值變更”、“燃燒空氣分配設定值變更”，目標製程值306為“鍋爐出口廢氣溫度下降”。“空氣比函數設定變更(增)”、“空氣比函數設定變更(減)”分別為向增加、減少之方向變更空氣比，手動輸入製程值亦能夠包含如此變更設定值之方向來進行定義。 在第1選擇項260中，對於手動輸入製程值“空氣比函數設定變更(增)”，作為關聯製程值304之“空氣比增加”、“總燃燒空氣量增加”、“廢氣量增加”、“火爐收熱量增加”、“火爐出口廢氣溫度下降”以此順序連鎖性地有關聯，並且提示有直至目標製程值“鍋爐出口廢氣溫度下降”之連鎖路徑。 在此，在各關聯製程值上表示有“增加”、“下降”等變化的方向，其以表示相關關係之圖形來說，係基於相對於前一個關聯製程值的增減為正的相關性還是負的相關性者，即使不顯示表示相關關係之圖形，亦能夠如此以字符串顯示各關聯製程值的增減。 在第2選擇項270中，對於手動輸入製程值“空氣比函數設定變更(減)”，作為關聯製程值304之“空氣比減少”、“總燃燒空氣量減少”、“廢氣量減少”、“火爐收熱量下降”、“火爐出口廢氣溫度增加”、“後部煙道內的熱交換器性能得到改善”以此順序連鎖性地有關聯，並且提示有直至目標製程值“鍋爐出口廢氣溫度下降”之連鎖路徑。 在第3選擇項280中，對於手動輸入製程值“理論空氣量設定值變更”，作為關聯製程值304之“只有一次燃燒空氣量增加”、“火爐收熱量增加”、“火爐出口廢氣溫度下降”以此順序連鎖性地有關聯，並且提示有直至目標製程值“鍋爐出口廢氣溫度下降”之連鎖路徑。“只有一次燃燒空氣量增加”與“火爐收熱量增加”有連鎖性，是因為作為爐內熱媒體之循環材料的活動變得活躍。 在第4選擇項290中，對於手動輸入製程值“燃燒空氣分配設定值變更”，作為關聯製程值304之“只有一次燃燒空氣量增加”、“火爐收熱量增加”、“火爐出口廢氣溫度下降”以此順序連鎖性地有關聯，並且提示有直至目標製程值“鍋爐出口廢氣溫度下降”之連鎖路徑。 圖14A係表示圖13的第1選擇項260的詳細內容之圖。表示有副作用製程值，在有風險之副作用製程值上標註有風險標記。關聯製程值“空氣比增加”與副作用製程值“NOx 產生量增加”具有相關關係，“總燃燒空氣量增加”與副作用製程值“二次鼓風機消耗動力增加”具有相關關係，“廢氣量增加”與副作用製程值“抽風機消耗動力增加”及“鍋爐效率下降”具有相關關係，“火爐收熱量增加”與副作用製程值“爐內溫度下降”具有相關關係，副作用製程值“爐內溫度下降”進而與副作用製程值“脫硫效率下降(SOx 排出量增加)”具有相關關係。 在此，副作用製程值“鍋爐效率下降”係風險項目。這是因為，若鍋爐效率下降，則無法達成鍋爐本來的目的。又，“脫硫效率下降(SOx 排出量增加)”亦係風險項目。這是因為，從大氣污染的觀點而言，硫氧化物(SOx )的排出量由法律限制，若超出限制值，則成為違反法律。 在此，脫硫反應中存在適當的溫度區域，但在本例中，因手動輸入製程值“空氣比函數設定變更(增)”的調整而成為適當的溫度以下，導致停止脫硫反應，從而SOx 排出量超出限制值。因此，無法採用第1選擇項260。 圖14B係表示圖13的第2選擇項270的詳細內容之圖。“總燃燒空氣量減少”與副作用製程值“二次鼓風機消耗動力增加”具有相關關係，“廢氣量減少”與副作用製程值“抽風機消耗動力增加”具有相關關係，“火爐收熱量下降”與副作用製程值“爐內溫度增加”具有相關關係，副作用製程值“爐內溫度增加”進而與副作用製程值“脫硫效率下降(SOx 排出量增加)”及“NOx 產生量增加”具有相關關係。 在此，“脫硫效率下降(SOx 排出量增加)”和“NOx 產生量增加”係風險項目。這是因為，從大氣污染的觀點而言，與硫氧化物(SOx )相同，氮氧化物(NOx )的產生量亦由法律限制。 又，手動輸入製程值“空氣比函數設定變更(減)”在鍋爐的高運用負荷區域中無法適用，這亦被顯示為與手動輸入製程值有關之風險項目。 在本例中，因手動輸入製程值“空氣比函數設定變更(減)”的調整而成為引起脫硫反應之溫度以下，導致脫硫反應停止，從而SOx 排出量超出限制值，又，NOx 排出量亦超出限制值，因此無法採用第2選擇項270。 圖14C係表示圖13的第3選擇項280的詳細內容之圖。“只有一次燃燒空氣量增加”與副作用製程值“一次鼓風機消耗動力增加”及“由二次鼓風機所引起之廢氣O2 校正功能下降(或喪失)”具有相關關係，“火爐收熱量增加”與副作用製程值“爐內溫度下降”具有相關關係，副作用製程值“爐內溫度下降”進而與副作用製程值“脫硫效率下降(SOx 排出量增加)”具有相關關係。 在此，“脫硫效率下降(SOx 排出量增加)”係風險項目。又，手動輸入製程值“理論空氣量設定值變更”在改變運用負荷時需要再次設定，這被顯示為與手動輸入製程值有關之風險項目。 在本例中，因手動輸入製程值“理論空氣量設定值變更”的調整而SOx 排出量超出限制值，因此無法採用第3選擇項280。 圖14D係表示圖13的第4選擇項290的詳細內容之圖。“只有一次燃燒空氣量增加”與副作用製程值“一次鼓風機消耗動力增加”及“由二次鼓風機所引起之廢氣O2 校正功能下降(或喪失)”具有相關關係，“火爐收熱量增加”與副作用製程值“爐內溫度下降”具有相關關係，副作用製程值“爐內溫度下降”進而與副作用製程值“脫硫效率下降(SOx 排出量增加)”具有相關關係，“火爐出口廢氣溫度下降”與副作用製程值“後部煙道內的熱交換器性能下降”具有相關關係。 在本例中，即使調整手動輸入製程值“燃燒空氣分配設定值變更”，SOx 排出量亦不會超出限制值，因此“脫硫效率下降(SOx 排出量增加)”未被設為風險項目。因此，能夠將第4選擇項290作為能夠最沒有風險地進行運用之手段而進行採用，藉由將燃燒空氣分配調整為與負荷相稱之設定值，能夠將鍋爐出口的廢氣溫度降低至目標值。 如以上說明，依本實施形態的顯示裝置100，能夠確認從手動輸入製程值至目標製程值之連鎖路徑的關聯製程值或副作用製程值，因此能夠確認僅靠觀察調整手動輸入製程值時之目標製程值的變動會看漏之關聯製程值或副作用製程值的變動。 又，依顯示裝置100，操作員能夠在實際變更手動輸入製程值的設定值之前預測產生影響之製程值的變化程度，並在存在不良影響時停止手動輸入製程值的設定值的變更。具體而言，能夠預測對手動輸入製程值直接地具有相關關係之關聯製程值的變化程度，進而預測連鎖性地具有相關關係之關聯製程值或副作用製程值的變化程度。又，由於能夠將表示具有相關關係之兩個製程值的相關關係之圖形並列顯示，所以當調整了手動輸入製程值時能夠一次性預測直接或間接地具有相關關係之其他製程值的變化幅度。 又，依顯示裝置100，能夠藉由利用過去的運行資料來對至今為止依靠經驗來調整之製程值容易調查最佳值。 一般而言，當藉由數值模擬來評價製程值之間的相關關係時，需要定義傳遞函數，但難以設定傳遞函數中所包含之時間常數或時間延遲、各種係數、常數。另一方面，依本實施形態的顯示裝置100，能夠根據實際運行資料進行圖形顯示來調查製程值之間的相關關係，因此無需進行繁瑣的傳遞函數的設定或模擬等數值計算。又，無需依賴於設備的特性(例如，發熱量、燃料的種類、蒸氣的溫度/壓力/流量等)便能夠根據實運行資料進行評價，因此本方式不依賴於設備的個體差且不限於燃燒系設備而能夠廣泛適用於還包含化學系設備在內之各種製程系系統，通用性高。 如此，依本實施形態的顯示裝置100，能夠大幅減少操作員的勞力，又，能夠對設備的穩定運用作出貢獻。 以上，根據實施例對本發明進行了說明。本發明並不限定於上述實施形態，本領域技術人員應可理解，能夠進行各種設計變更，能夠進行各種變形例，並且，這種變形例亦在本發明的範圍內。
10‧‧‧製程值選擇部 20‧‧‧相關關係確定部 30‧‧‧選擇項提示部 40‧‧‧製程值輸入部 50‧‧‧相關關係顯示部 60‧‧‧警告部 70‧‧‧相關關係儲存部 80‧‧‧運行資料DB 100‧‧‧顯示裝置
圖1係本實施形態之用以支援製程控制之顯示裝置的構成圖。 圖2係表示手動輸入製程值和目標製程值的選擇畫面的例子之圖。 圖3係表示由圖1的選擇項提示部作為選擇項而提示之連鎖路徑之圖。 圖4A係表示圖3的第1選擇項的詳細內容之圖。 圖4B係表示圖3的第3選擇項的詳細內容之圖。 圖4C係表示圖3的第4選擇項的詳細內容之圖。 圖5(a)～圖5(d)係表示兩個製程值的相關關係之散佈圖。 圖6(a)～圖6(d)分別係表示圖5(a)～圖5(d)的散佈圖中之上限值和下限值之圖。 圖7(a)～圖7(d)係表示在表示兩個製程值的相關關係之散佈圖中一個製程值為預定的值時另一個製程值能取之值的範圍之圖。 圖8(a)～圖8(d)係以度數分佈表示在具有相關關係之兩個製程值中一個製程值為預定的值時另一個製程值能取之值之圖。 圖9(a)～圖9(d)係表示連鎖路徑中之兩個製程值的相關關係之散佈圖。 圖10(a)～圖10(d)係以度數分佈表示在連鎖路徑中具有相關關係之兩個製程值中一個製程值為預定的值時另一個製程值能取之值之圖。 圖11(a)～圖11(d)係表示變更手動輸入製程值時其他製程值發生變化之情況之圖。 圖12(a)及圖12(b)係表示因手動輸入製程值的變化而副作用製程值超出容許範圍或限制範圍之情況之圖。 圖13係表示由圖1的選擇項提示部作為選擇項而提示之連鎖路徑的具體例之圖。 圖14A係表示圖13的第1選擇項的詳細內容之圖。 圖14B係表示圖13的第2選擇項的詳細內容之圖。 圖14C係表示圖13的第3選擇項的詳細內容之圖。 圖14D係表示圖13的第4選擇項的詳細內容之圖。
10‧‧‧製程值選擇部
20‧‧‧相關關係確定部
30‧‧‧選擇項提示部
40‧‧‧製程值輸入部
50‧‧‧相關關係顯示部
60‧‧‧警告部
70‧‧‧相關關係儲存部
80‧‧‧運行資料DB
100‧‧‧顯示裝置

Claims (10)

  1. 一種顯示裝置，其用以支援製程控制，前述顯示裝置的特徵為，包含： 　　選擇部，使操作員從複數個製程值的候選中選擇能夠由前述操作員變更值之手動輸入製程值及應控制為預定的目標值之目標製程值中的至少一者； 　　相關關係確定部，確定與所選擇之前述手動輸入製程值及前述目標製程值中的至少一者直接或間接地具有相關關係之一個以上的關聯製程值；及 　　顯示部，將表示具有相關關係之兩個製程值的相關關係之圖形並列顯示。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中， 　　前述顯示部在利用過去的預定期間的製程控制的運行資料之表示前述兩個製程值的相關關係之散佈圖中，顯示前述兩個製程值能取得之上限值和下限值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中， 　　前述顯示部利用過去的預定期間的製程控制的運行資料，以度數分佈來顯示在前述兩個製程值中將一個製程值設定為預定的值時之另一個製程值能取得之值。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之顯示裝置，其中， 　　前述相關關係確定部確定在一個以上的前述關聯製程值中能夠由前述操作員變更值之手動輸入製程值。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之顯示裝置，其中， 　　前述相關關係確定部確定對前述關聯製程值帶來副作用之副作用製程值。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之顯示裝置，其還包含： 　　提示部，將從前述手動輸入製程值至前述目標製程值之具有相關關係之製程值的連鎖路徑作為選擇項而進行提示。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之顯示裝置，其中， 　　當將前述手動輸入製程值變更為由前述操作員設定之輸入值時，前述顯示部在表示前述相關關係之圖形中顯示製程值的變化。
  8. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之顯示裝置，其還包含： 　　警告部，當將前述手動輸入製程值變更為由前述操作員設定之輸入值時，若由前述相關關係確定部所確定之製程值超出容許範圍或由法律限制之範圍，則輸出警告。
  9. 一種顯示方法，其用以支援製程控制，前述顯示方法的特徵為，包含： 　　選擇步驟，使操作員從複數個製程值的候選中選擇能夠由前述操作員變更值之手動輸入製程值及應控制為預定的目標值之目標製程值中的至少一者； 　　相關關係確定步驟，確定與所選擇之前述手動輸入製程值及前述目標製程值中的至少一者直接或間接地具有相關關係之一個以上的關聯製程值；及 　　顯示步驟，將表示具有相關關係之兩個製程值的相關關係之圖形並列顯示。
  10. 一種程式，其用以支援製程控制，且使電腦執行： 　　選擇步驟，使操作員從複數個製程值的候選中選擇能夠由前述操作員變更值之手動輸入製程值及應控制為預定的目標值之目標製程值中的至少一者； 　　相關關係確定步驟，確定與所選擇之前述手動輸入製程值及前述目標製程值中的至少一者直接或間接地具有相關關係之一個以上的關聯製程值；及 　　顯示步驟，將表示具有相關關係之兩個製程值的相關關係之圖形並列顯示。
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