運転状態監視装置および運転状態監視方法
【課題】物質収支や熱収支を容易に把握することができる運転状態監視装置を提供する。
【解決手段】流入量取得手段１１は、プラント設備の所定領域に流入する物質量または熱量を取得する。流出量取得手段１２は、前記所定領域から流出する物質量または熱量を取得する。算出手段１３は、前記流入量取得手段１１で取得された物質量と前記流出量取得手段１２で取得された物質量とのバランス、または前記流入量取得手段１１で取得された熱量と前記流出量取得手段１２で取得された熱量とのバランスを算出する。表示手段１４は、前記算出手段１３により算出された前記バランスを表示画面上にグラフィック表示する。
【解決手段】流入量取得手段１１は、プラント設備の所定領域に流入する物質量または熱量を取得する。流出量取得手段１２は、前記所定領域から流出する物質量または熱量を取得する。算出手段１３は、前記流入量取得手段１１で取得された物質量と前記流出量取得手段１２で取得された物質量とのバランス、または前記流入量取得手段１１で取得された熱量と前記流出量取得手段１２で取得された熱量とのバランスを算出する。表示手段１４は、前記算出手段１３により算出された前記バランスを表示画面上にグラフィック表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントの運転状態を、表示画面を介して監視するための運転状態監視装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラントの運転監視を行う操作監視装置の表示画面には、一般に、（１）プロセスフロー、（２）流量、温度などの計測ポイント（タグ名）とその現在値、（３）ポンプ稼働状況、（４）異常値警報（アラーム）、などの多くのプラントの情報や運転情報が表示される。
【０００３】
運転員は表示された個々のデータや、データとは別に表示されるトレンドグラフの動き、アラームが表示された異常タグと異常値などの個々の変数の状態や動きからプラントの状態を把握し、状況に応じた判断とそれに基づく操作を行なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８４８９２０号公報
【非特許文献】
【０００５】
特許文献１には、プラントに含まれる装置・機器やプロセスの運転状態を表示し、これによりプラントを制御・監視するプラント制御監視装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プラントの規模が大きい場合には、操作監視装置ではプラント設備の全体を一つの表示画面に表示することができず、プロセスフローに沿ってプラント設備を分割表示している。しかし、プロセスフローに従った分割画面では、ある装置に入るフィード流量や、その装置から系外に排出される流量を計測するすべてのタグがその装置と同一画面に表示されるとは限らない。このため、分割画面上でその装置についての物質収支を把握できないという問題が生じる。また、物質収支を把握するために必要なパラメータのすべてが同一画面に表示されていたとしても、表示画面上から物質収支を把握することは困難である。さらに、装置内への物質蓄積異常は、例えば液面異常のようなアラームで運転員に警告されるが、この液面を計測する液面計の故障などがある場合には、物質収支の異常を把握できなくなるおそれがある。また、同様の理由から、ある装置や系に対する熱収支についても、従来の操作監視装置では把握が困難である。
【０００７】
本発明の目的は、物質収支や熱収支を容易に把握することができる運転状態監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の運転状態監視装置は、プラントの運転状態を、表示画面を介して監視するための運転状態監視装置において、プラント設備の所定領域に流入する物質量または熱量を取得する流入量取得手段と、前記所定領域から流出する物質量または熱量を取得する流出量取得手段と、前記流入量取得手段で取得された物質量と前記流出量取得手段で取得された物質量とのバランス、または前記流入量取得手段で取得された熱量と前記流出量取得手段で取得された熱量とのバランスを算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記バランスを表示画面上にグラフィック表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。
この運転状態監視装置によれば、流入量取得手段で取得された物質量と流出量取得手段で取得された物質量とのバランス、または流入量取得手段で取得された熱量と流出量取得手段で取得された熱量とのバランスを算出し、表示画面上にグラフィック表示するので、物質収支や熱収支を容易に把握することができる。
【０００９】
前記算出手段は、前記流入量取得手段で取得された物質量と前記流出量取得手段で取得された物質量との差分の積算値、または前記流入量取得手段で取得された熱量と前記流出量取得手段で取得された熱量との差分の積算値を前記バランスとして算出してもよい。
【００１０】
前記積算値の現在値がゼロとなるように前記算出手段をリセットする指示を受け付けるリセット受付手段を備えてもよい。
【００１１】
前記算出手段は前記バランスを継続的に算出し、前記表示手段は前記算出手段により算出される前記バランスのトレンドをグラフィック表示してもよい。
【００１２】
前記表示手段は、前記プラント設備のうち、前記バランスが前記表示画面上に表示される対象となる領域の構成を、前記バランスと並べて、または前記バランと重ね合わせて前記表示画面上にグラフィック表示してもよい。
【００１３】
前記バランスが前記表示画面上に表示される対象となる領域の指示を、前記表示画面上に表示される前記プラント設備のグラフィック表示に対する操作を介して受け付ける領域受付手段を備えてもよい。
【００１４】
本発明の運転状態監視方法は、プラントの運転状態を、表示画面を用いて監視するための運転状態監視方法において、プラント設備の所定領域に流入する物質量または熱量を取得する流入量取得ステップと、前記所定領域から流出する物質量または熱量を取得する流出量取得ステップと、前記流入量取得ステップで取得された物質量と前記流出量取得ステップで取得された物質量とのバランス、または前記流入量取得ステップで取得された熱量と前記流出量取得ステップで取得された熱量とのバランスを算出する算出ステップと、前記算出ステップにより算出された前記バランスをグラフィック表示する表示ステップと、をコンピュータが実行することを特徴とする。
この運転状態監視方法によれば、流入量取得ステップで取得された物質量と流出量取得ステップで取得された物質量とのバランス、または流入量取得ステップで取得された熱量と流出量取得ステップで取得された熱量とのバランスを算出し、グラフィック表示するので、物質収支や熱収支を容易に把握することができる。
【００１５】
前記算出ステップでは、前記流入量取得ステップで取得された物質量と前記流出量取得ステップで取得された物質量との差分の積算値、または前記流入量取得ステップで取得された熱量と前記流出量取得ステップで取得された熱量との差分の積算値を前記バランスとして算出してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の運転状態監視装置によれば、流入量取得手段で取得された物質量と流出量取得手段で取得された物質量とのバランス、または流入量取得手段で取得された熱量と流出量取得手段で取得された熱量とのバランスを算出し、表示画面上にグラフィック表示するので、物質収支や熱収支を容易に把握することができる。
【００１７】
本発明の運転状態監視方法によれば、流入量取得ステップで取得された物質量と流出量取得ステップで取得された物質量とのバランス、または流入量取得ステップで取得された熱量と流出量取得ステップで取得された熱量とのバランスを算出し、グラフィック表示するので、物質収支や熱収支を容易に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１の運転状態監視装置の構成を示すブロック図。
【図２】プラント設備の一部の構成（プロセスフロー）例を示す図。
【図３】プラント設備の一部分を表示画面にグラフィック表示する例を示す図。
【図４】物質収支の算出および表示にかかる操作監視装置の動作を示すフローチャート。
【図５】グラフィック表示を示す図であり、（ａ）は、領域５２および領域５３に表示されるグラフィック表示を例示する図、（ｂ）は、リセットボタンが操作された場合のトレンドグラフの表示状態を示す図。
【図６】プラント設備の一部の構成（プロセスフロー）例を示す図。
【図７】グラフィック表示を示す図であり、（ａ）は、領域５２および領域５３に表示されるグラフィック表示を例示する図、（ｂ）は、リセットボタンが操作された場合のトレンドグラフの表示状態を示す図。
【図８】物質収支を示す別のグラフィック表示の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明による運転状態監視装置の実施形態について説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、実施例１の運転状態監視装置の構成を示すブロック図である。本実施例の運転状態監視装置は、プラントの運転を表示画面を介して監視するための操作監視装置の一部として構成される。
【００２１】
図１に示すように、操作監視装置１０は、プラント２に設けられたプラント設備の所定領域に流入する物質量または熱量を取得する流入量取得手段１１と、上記所定領域から流出する物質量または熱量を取得する流出量取得手段１２と、流入量取得手段１１で取得された物質量と流出量取得手段１２で取得された物質量とのバランス、または流入量取得手段１１で取得された熱量と流出量取得手段１２で取得された熱量とのバランスを算出する算出手段１３と、算出手段１３により算出されたバランスを表示画面１５上にグラフィック表示する表示手段１４と、ユーザの操作を受け付ける操作受付部１６と、を構成する。
【００２２】
図２は、プラント２（図１）に設けられたプラント設備の一部の構成（プロセスフロー）例を、表示画面１５上でのグラフィック表示の形態で示す図である。
【００２３】
図２に示す例では、装置２１に着目した場合、装置２１に対し、「Feed１」、「Feed２」として示す２種類のフィードが供給され、装置２１から「Prod.１」、「Prod.２」として示す２種類の製品が生産されるプロセスが表されている。「Feed１」の流量は流量計２２により、「Feed２」の流量は流量計２３により、「Prod.１」の流量は流量計２４により、「Prod.２」の流量は流量計２５により、それぞれ計測される。なお、各流量計に表示された数値、例えば流量計２２における「１５０」、流量計２３における「１４５」等は、各流量計で計測される流量を示している。また、流量計を含む各計測器に表示された記号、例えば流量計２２における「FC1」、流量計２３における「FC2」等は、各計測器のタグ名を示している。
【００２４】
次に、本実施例の運転状態監視装置の動作について説明する。
【００２５】
図３は、図２に示すプラント設備の一部分を表示画面１５にグラフィック表示する例を示している。操作監視装置１０には、プラント２に設けられたプラント設備の情報である設備データ１８（図１）が格納されており、この設備データ１８に基づいて、プラント設備の状態（プロセスフロー）が表示手段１４により表示される。ユーザは、操作受付部１６または表示画面１５を介する指示により、表示画面１５に表示されるプラント設備の領域を自由に設定することができる。操作受付部１６または表示画面１５に対するユーザの指示が受け付けられると、表示手段１４はその指示に従って設備データ１８を検索し、指示された領域のプラント設備が読み込まれて表示画面１５にグラフィック表示される。また、その領域内にあるセンサで計測されるプロセス値（例えば、流量計２２，２３，２４，２５の流量）は適宜、流入量取得手段１１、流出量取得手段１２および算出手段１３を介して表示手段１４に読み込まれ、表示画面１５に表示される。
【００２６】
なお、図３では、図２に示すプラント設備と表示画面１５における表示領域との対応関係を示すために、表示画面１５の外側まで連続的にプラント設備のグラフィック表示を描画している。
【００２７】
図２および図３に示すように、表示画面１５（図３）には、図２に示すプラント設備のうち、装置２１を含む一部の領域がグラフィック表示されている。
【００２８】
装置２１についての物質収支を知りたい場合、ユーザは操作受付部１６や表示画面１５上への操作を介して、表示画面１５上に表示された装置２１を指定することで、算出手段１３にその範囲での物質収支を算出させ、算出結果を表示画面１５に表示させることができる。例えば、図３では、装置２１を囲む表示５１により装置２１（図２）が指定されていることが示されている。この場合、表示画面１５の領域５２には、装置２１における物質収支がグラフにより表示される。また、表示画面１５の領域５３には、物質収支に関する指標値の履歴（時間変化）がトレンドグラフにより表示される。さらに、領域５４には、領域５３に示される指標値の１つである積算値をリセットするためのリセットボタンが表示される。積算値については後述する。
【００２９】
物質収支の算出範囲は、単独の装置に限らず、複数の装置や設備を伴う広い範囲として指定することもできる。この場合、例えば、表示５１をその範囲まで広げる操作により、広い範囲を指定できるようにしてもよい。なお、表示画面１５に表示されるプラント設備が設定された際に、その領域内で中心的な装置を、自動的に物質収支の算出範囲として設定するようにしてもよい。
【００３０】
図４は、物質収支の算出および表示にかかる操作監視装置１０の動作を示すフローチャートである。
【００３１】
図４のステップＳ１では、算出手段１３は、物質収支の算出範囲が指定されるのを待って、ステップＳ２へ進む。
【００３２】
ステップＳ２では、算出手段１３は設備データ１８にアクセスし、物質収支の算出に必要な情報を取得する。この情報には、指定された算出範囲について物質収支を計算するのに必要な情報が含まれる。例えば、装置２１が指定された場合、「Feed１」、「Feed２」、「Prod.１」、「Prod.２」の流量を用いた計算式や、これらの流量が流量計２２，２３，２４，２５の流量として得られる旨の情報が含まれる。
【００３３】
次に、ステップＳ３では、物質収支の算出範囲が変更されたか否か判断し、判断が肯定されればステップＳ２へ戻り、算出手段１３は、変更された算出範囲についての物質収支の算出に必要な情報を取得する。一方、ステップＳ３の判断が否定されればステップＳ５へ進む。
【００３４】
ステップＳ５では、算出手段１３は、ステップＳ２で取得された情報に基づき、流入量取得手段１１および流出量取得手段１２を介して物質収支の計算に使用するための最新のプロセス値を取得する。例えば、装置２１が指定されている場合、流入量取得手段１１を介して流量計２２，２３の流量が、流出量取得手段１２を介して流量計２４，２５の流量を介して、それぞれ取得される。
【００３５】
次に、ステップＳ６では、算出手段１３は、ステップＳ２で取得された情報およびステップＳ５で取得されたプロセス値に基づき、物質収支を算出するための演算を実行する。ここでは、指定された物質収支の算出範囲に対する物質の流入量の合計、この算出範囲からの物質の流出量の合計、上記流入量の合計と上記流出量の合計との差分、この差分の積算値（時間積分値）などが算出される。
【００３６】
次に、ステップＳ７では、ステップＳ６における算出結果を表示手段１４により表示画面１５にグラフィック表示する。
【００３７】
図５（ａ）は、ステップＳ７において表示画面１５の領域５２および領域５３に表示されるグラフィック表示を例示する図である。
【００３８】
図５（ａ）に示すように、例えば、物質収支の算出範囲として装置２１が指定されている場合、表示画面１５の領域５２内の左側の領域５２Ａには、物質の流入量である流量計２２の流量（１５０kl/h）を示すバー５２ａと、流量計２３の流量（１４５kl/h）を示すバー５２ｂと、が積み上げられてこれらの流入量の合算（２９５kl/h）を示すバーとして表示される。一方、表示画面１５の領域５２内の右側の領域５２Ｂには、物質の流出量である流量計２４の流量（６８kl/h）を示すバー５２ｃと、流量計２５の流量（２１３kl/h）を示すバー５２ｄと、が積み上げられてこれらの流出量の合算（２８１kl/h）を示すバーとして表示される。
【００３９】
このように、装置２１への流入量の合算と装置２１からの流出量の合算とが左右に並んで表示されるため、流入量と流出量とのバランス、アンバランスが一目瞭然であり、物質収支の正常、異常を容易に認識できる。例えば、図５（ａ）の例では、流入量の合算を示す領域５２Ａのバーが、流出量の合算を示す領域５２Ｂのバーよりもやや上回っているため、装置２１では、流入量が流出量よりもやや大きいことが把握できる。
【００４０】
また、図５（ａ）に示すように、例えば、物質収支の算出範囲として装置２１が指定されている場合、表示画面１５の領域５３には、上記流入量の合算と上記流出量の合算との差分、（例えば、「上記流入量の合算」−「上記流出量の合算」）の時間変化を、横軸を時刻とするトレンドグラフ５３ａとして示している。また、上記流入量の合算と上記流出量の合算との差分の積算値（時間積分値）の時間変化をトレンドグラフ５３ｂとして示している。これらのトレンドグラフには、過去の時刻Ｔ１から現在時刻Ｔまでの変化が示されている。
【００４１】
このように、流入量の合算と流出量の合算との差分、およびこの差分の積算値がトレンドグラフとして表示されるため、流入量と流出量とのバランス、アンバランスの変化を一目で確認することができる。とくに流入量の合算と流出量の合算との差分の積算値は、一定時間内における物質収支を的確に示す指標となるため、積算値の変化を容易に把握可能とするトレンドグラフの表示は極めて有用である。例えば、積算値を監視することで、長時間にわたって少しずつ装置に蓄積された物質が溢れ出す危険等を検知できる。また、計器の異常などを容易に把握することもできる。
【００４２】
また、積算値を表示する期間、すなわち、図５（ａ）における時刻Ｔ１から現在時刻Ｔまでの時間を自由に設定可能とすることにより、様々な視点で物質収支を監視することが可能となる。
【００４３】
次に、図４のステップＳ８では、表示画面１５の領域５４に表示されたリセットボタンに対する操作があったか否か判断し、判断が肯定されればステップＳ６へ戻り、判断が否定されればステップＳ３へ戻る。
【００４４】
ステップＳ８の判断が肯定された場合、ステップＳ６では、トレンドグラフ５３ｂとして示される上記積算値の現在値をゼロにリセットする。
【００４５】
図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す状態で、リセットボタンが操作された場合のトレンドグラフ５３ｂの表示状態を示す図である。
【００４６】
領域５４に表示されたリセットボタンが操作されると、ステップＳ６において、算出手段１３は上記積算値の現在値がゼロとなるように、上記積算値をシフトする。これにより、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、表示手段１４により表示されるトレンドグラフ５３ｂの全体が上下方向に平行移動し（ステップＳ７）、現在時刻Ｔの値がゼロを示す表示状態となる（図５（ｂ））。積算値には計器誤差も蓄積されるため、誤差によって積算値が表示範囲を超える可能性もあるため、本実施例では、リセットボタンの操作により容易に積算値の表示範囲を適正化できるようにしている。また、リセットボタンの操作により、リセット時点からの積算値の変化を正確に把握することができる。
【００４７】
流入量の合算と流出量の合算との差分、またはこの差分の積算値が一定値を超えた場合にアラームを発生させるようにすることで、監視業務の負担を軽減できる。例えば、装置２１における流入量と流出量との差分、またはこの差分の積算値が大きくなった場合には、物質収支の算出範囲での物質の保持量が変化しているはずであるが、アラーム発生時に液面計２６（図２）の計測値が合理的な動きをしていない場合には、いずれかの計器の異常と推定できる。このように、流入量と流出量のバランスを監視することにより、プラントにおける異常の検知能力を高めることができる。
【００４８】
なお、上記実施例では、流入量と流出量とのバランス、アンバランスをバーグラフで表示しているが、一定時間における流入量の積算値（時間積分値）と、流出量の積算値（時間積分値）と、を示すバーを並べて表示してもよい。流入量および流出量の瞬時値のバランス状態よりも、一定時間にわたる流入量および流出量の積算値のバランス状態の方が重要な情報となる場合には、積算値のバランスをバーグラフにより表示することが望ましい。もちろん、流入量と流出量とのバランス状態について、瞬時値および積算値の両者を表示してもよい。
【００４９】
また、上記実施例では、物質収支を示すグラフィック表示を、対応するプラント設備の領域の構成のグラフィック表示と並べて表示した例を示しているが、物質収支を示すグラフィック表示と、対応するプラント設備の領域の構成のグラフィック表示とを重ね合わせて表示してもよい。
【００５０】
以上のように、本実施例では、視認性の高いグラフィック表示により物質収支を表示画面に常駐させることで、運転員は物質収支のバランスの崩れを容易に認識することが可能となり、例えば液面計に不具合が生じた場合などでも異常を迅速に検知できる。さらに液面計の異常だけでなく、例えば配管の途中からの漏洩のようなプロセス異常も容易に検知でき、運転員の監視負担の軽減とより一層の安全運転に資することができる。
【実施例２】
【００５１】
実施例２の運転状態監視装置は、熱収支のバランスをグラフィック表示する例を示すものである。本実施例の運転状態監視装置は、プラントの運転を表示画面を介して監視するための操作監視装置の一部として構成される。
【００５２】
熱収支の場合には、物質収支とは異なり装置からの放熱で系外に逃げる熱があり、例えば装置が反応器の場合は反応熱になったりしてバランスを取ることが難しい。さらに、装置自体が熱容量を持っており、温度が変化するのに時間遅れを伴い、系がダイナミックに変化している時はバランスが合わない。これらの不確定要因はあるが、物質収支と同様に熱収支をグラフィック表示することで監視のために有用な種々の情報を得ることができる。
【００５３】
以下、実施例２の運転状態監視装置について、図１、図３、図６〜図７を参照しつつ、実施例１との相違点を中心に説明する。
【００５４】
図６は、プラント２（図１）に設けられたプラント設備の一部の構成（プロセスフロー）例を、表示画面１５上でのグラフィック表示の形態で示す図である。このようなグラフィック表示は実施例１と同様、表示手段１４により表示画面１５上に表示される。
【００５５】
図６に示す例では、図６に示される系２６の熱収支に着目した場合、系２６への入熱は、リボイラー２６ａで与えられる外部加熱量Ｑ１と、「Feed」として示すフィードのもつエンタルピーとを加えたものとなる。一方、蒸留塔２６からの出熱は、塔頂クーラー２６ｂで取り除かれる熱Ｑ２と、「Prod.１１」、「Prod.１２」、「Prod.１３」として示す３種類の製品が系２６から持ち去るエンタルピーとを加えたものになる。
【００５６】
図７（ａ）は、系２６の熱収支を示すグラフィック表示を例示する図である。このようなグラフィック表示は実施例１と同様、表示手段１４により表示画面１５上に表示される。
【００５７】
図７（ａ）に示すグラフィック表示に必要な計算のうち、系２６への入熱の計算は流入量取得手段１１および算出手段１３で、系２６からの出熱の計算は流出量取得手段１２および算出手段１３で、それぞれ計算される。エンタルピーの出入りの計算に必要なパラメータとして、プラント２の計器から得られる計測値（温度、圧力、流量）が用いられる。
【００５８】
図７（ａ）に示す例では、表示画面１５の領域５２（図３）内の左側の領域５２Ａには、リボイラー２６ａで与えられる外部加熱量Ｑ１を示すバー５２ｅと、「Feed」として示すフィードのもつエンタルピーを示すバー５２ｆと、が積み上げられてこれらの合算、すなわち系２６への入熱量を示すバーとして表示される。一方、表示画面１５の領域５２内の右側の領域５２Ｂには、塔頂クーラー２６ｂで取り除かれる熱Ｑ２を示すバー５２ｇと、「Prod.１１」、「Prod.１２」および「Prod.１３」として示す３種類の製品が系２６から持ち去るエンタルピーを示すバー５２ｈ、バー５２ｉおよびバー５２ｊと、が積み上げられてこれらの合算、すなわち系２６からの出熱量を示すバーとして表示される。
【００５９】
このように、系２６への入熱量の合算と系２６からの出熱量の合算とが左右に並んで表示されるため、入熱量と出熱量とのバランス、アンバランスが一目瞭然であり、熱収支の正常、異常を容易に認識できる。例えば、図７（ａ）の例では、入熱量の合算を示す領域５２Ａのバーが、出熱量の合算を示す領域５２Ｂのバーよりもやや上回っているため、系２６では、入熱量が出熱量よりもやや大きいことが把握できる。すなわち、領域５２Ａのバーの上端と領域５２Ｂのバーの上端との間の段差が、直接、最終的な熱収支を示している。
【００６０】
また、図７（ａ）に示すように、表示画面１５の領域５３（図３）には、系２６における入熱量と出熱量との差分の時間変化を、横軸を時刻とするトレンドグラフ５３ｃとして示している。また、この差分の積算値（時間積分値）の時間変化をトレンドグラフ５３ｄとして示している。これらのトレンドグラフには、過去の時刻Ｔ１から現在時刻Ｔまでの変化が示されている。
【００６１】
このように、入熱量と出熱量との差分、およびこの差分の積算値がトレンドグラフとして表示されるため、入熱量と出熱量とのバランス、アンバランスの変化を一目で確認することができる。とくに入熱量と出熱量との差分の積算値は、一定時間内における熱収支を的確に示す指標となるため、積算値の変化を容易に把握可能とするトレンドグラフの表示は極めて有用である。例えば、通常、系内に加えられた過剰な熱は系内温度の上昇や圧力の上昇として検知されるが、これらの計器の不具合があると、系にダメージをもたらす可能性がある。物質収支の監視と同様に、熱収支の監視は計器のバックアップ、プロセス異常の早期発見などに資することができる。さらに熱収支の解析により、省エネルギーの機会を見出すことができる。
【００６２】
また、積算値を表示する期間、すなわち、図７（ａ）における時刻Ｔ１から現在時刻Ｔまでの時間を自由に設定可能とすることにより、様々な視点で熱収支を監視することが可能となる。
【００６３】
また、入熱量と出熱量との差分、またはこの差分の積算値が一定値を超えた場合にアラームを発生させるようにすることで、監視業務の負担を軽減できる。
【００６４】
実施例１と同様、本実施例においても、入熱量と出熱量との差分の積算値の表示をリセットすることができる。
【００６５】
図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す状態で、領域５４（図３）のリセットボタンが操作された場合のトレンドグラフ５３ｄの表示状態を示す図である。
【００６６】
領域５４に表示されたリセットボタンが操作されると、算出手段１３は上記積算値の現在値がゼロとなるように、上記積算値をシフトする。これにより、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、表示手段１４により表示されるトレンドグラフ５３ｄの全体が上下方向に平行移動し、現在時刻Ｔの値がゼロを示す表示状態となる（図７（ｂ））。積算値には計器誤差も蓄積され、誤差によって積算値が表示範囲を超える可能性もあるが、リセットボタンの操作により容易に積算値の表示範囲を適正化できる。また、リセットボタンの操作により、その後の積算値の絶対値の変化を正確に把握することができる。
【００６７】
なお、上記実施例では、入熱量と出熱量とのバランス、アンバランスをバーグラフで表示しているが、一定時間における入熱量の積算値（時間積分値）と、出熱量の積算値（時間積分値）と、を示すバーを並べて表示してもよい。とくに熱収支については、入熱量および出熱量の瞬時値のバランス状態よりも、一定時間にわたる入熱量および出熱量の積算値のバランス状態の方が重要な情報となる場合が多いと考えられ、この場合には積算値のバランスをバーグラフにより表示することが望ましい。もちろん、入熱量と出熱量とのバランス状態について、瞬時値および積算値の両者を表示してもよい。
【００６８】
また、上記実施例では、熱収支を示すグラフィック表示を、対応するプラント設備の領域の構成のグラフィック表示と並べて表示した例を示しているが、熱収支を示すグラフィック表示と、対応するプラント設備の領域の構成のグラフィック表示とを重ね合わせて表示してもよい。
【００６９】
以上のように、本実施例では、視認性の高いグラフィック表示により熱収支を表示画面に常駐させることで、運転員は熱収支のバランスの崩れを容易に認識することが可能となる。
【００７０】
上記の各実施例では、物質収支または熱収支のバランスを左右に並べたバーグラフにより表現した例を示しているが、物質収支または熱収支のバランスを示すグラフィック表示の形態は任意である。
【００７１】
図８は、物質収支を示す別のグラフィック表示の例を示す図である。
【００７２】
図８の例では、表示部分の下半分の領域５５Ａに物質収支の瞬時値を、上半分の領域５５Ｂに物質収支の差分を、それぞれ示している。図８の例では、領域５５Ａにおいて表示の中央部分から左側に伸びるバー５５ａが物質の流入量を、表示の中央部分から右側に伸びるバー５５ｂが物質の流出量を、それぞれ示している。また、領域５５Ｂに表示されたバー５５ｃが流入量と流出量の差分を示しており、差分の正負に応じて、バー５５ｃが伸びる方向を左右に振り分けることで、バランス状態を瞬時に把握できる。図８に示す状態では、バー５５ｃが表示の中央部分から左側に伸びていることから、流入量が流出量を上回っていることが明確に認識できる。なお、一定時間の流入量、流出量、あるいはそれらの差分の積算値について、同様の表示形態をとることもできる。また、熱収支について同様の表示形態をとることもできる。
【００７３】
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、プラントの運転状態を、表示画面を介して監視するための運転状態監視装置等に対し、広く適用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１１ 流入量取得手段
１２ 流出量取得手段
１３ 算出手段
１４ 表示手段
１５ 表示画面（リセット受付手段）
１６ 操作受付部（リセット受付手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントの運転状態を、表示画面を介して監視するための運転状態監視装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラントの運転監視を行う操作監視装置の表示画面には、一般に、（１）プロセスフロー、（２）流量、温度などの計測ポイント（タグ名）とその現在値、（３）ポンプ稼働状況、（４）異常値警報（アラーム）、などの多くのプラントの情報や運転情報が表示される。
【０００３】
運転員は表示された個々のデータや、データとは別に表示されるトレンドグラフの動き、アラームが表示された異常タグと異常値などの個々の変数の状態や動きからプラントの状態を把握し、状況に応じた判断とそれに基づく操作を行なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８４８９２０号公報
【非特許文献】
【０００５】
特許文献１には、プラントに含まれる装置・機器やプロセスの運転状態を表示し、これによりプラントを制御・監視するプラント制御監視装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プラントの規模が大きい場合には、操作監視装置ではプラント設備の全体を一つの表示画面に表示することができず、プロセスフローに沿ってプラント設備を分割表示している。しかし、プロセスフローに従った分割画面では、ある装置に入るフィード流量や、その装置から系外に排出される流量を計測するすべてのタグがその装置と同一画面に表示されるとは限らない。このため、分割画面上でその装置についての物質収支を把握できないという問題が生じる。また、物質収支を把握するために必要なパラメータのすべてが同一画面に表示されていたとしても、表示画面上から物質収支を把握することは困難である。さらに、装置内への物質蓄積異常は、例えば液面異常のようなアラームで運転員に警告されるが、この液面を計測する液面計の故障などがある場合には、物質収支の異常を把握できなくなるおそれがある。また、同様の理由から、ある装置や系に対する熱収支についても、従来の操作監視装置では把握が困難である。
【０００７】
本発明の目的は、物質収支や熱収支を容易に把握することができる運転状態監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の運転状態監視装置は、プラントの運転状態を、表示画面を介して監視するための運転状態監視装置において、プラント設備の所定領域に流入する物質量または熱量を取得する流入量取得手段と、前記所定領域から流出する物質量または熱量を取得する流出量取得手段と、前記流入量取得手段で取得された物質量と前記流出量取得手段で取得された物質量とのバランス、または前記流入量取得手段で取得された熱量と前記流出量取得手段で取得された熱量とのバランスを算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記バランスを表示画面上にグラフィック表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。
この運転状態監視装置によれば、流入量取得手段で取得された物質量と流出量取得手段で取得された物質量とのバランス、または流入量取得手段で取得された熱量と流出量取得手段で取得された熱量とのバランスを算出し、表示画面上にグラフィック表示するので、物質収支や熱収支を容易に把握することができる。
【０００９】
前記算出手段は、前記流入量取得手段で取得された物質量と前記流出量取得手段で取得された物質量との差分の積算値、または前記流入量取得手段で取得された熱量と前記流出量取得手段で取得された熱量との差分の積算値を前記バランスとして算出してもよい。
【００１０】
前記積算値の現在値がゼロとなるように前記算出手段をリセットする指示を受け付けるリセット受付手段を備えてもよい。
【００１１】
前記算出手段は前記バランスを継続的に算出し、前記表示手段は前記算出手段により算出される前記バランスのトレンドをグラフィック表示してもよい。
【００１２】
前記表示手段は、前記プラント設備のうち、前記バランスが前記表示画面上に表示される対象となる領域の構成を、前記バランスと並べて、または前記バランと重ね合わせて前記表示画面上にグラフィック表示してもよい。
【００１３】
前記バランスが前記表示画面上に表示される対象となる領域の指示を、前記表示画面上に表示される前記プラント設備のグラフィック表示に対する操作を介して受け付ける領域受付手段を備えてもよい。
【００１４】
本発明の運転状態監視方法は、プラントの運転状態を、表示画面を用いて監視するための運転状態監視方法において、プラント設備の所定領域に流入する物質量または熱量を取得する流入量取得ステップと、前記所定領域から流出する物質量または熱量を取得する流出量取得ステップと、前記流入量取得ステップで取得された物質量と前記流出量取得ステップで取得された物質量とのバランス、または前記流入量取得ステップで取得された熱量と前記流出量取得ステップで取得された熱量とのバランスを算出する算出ステップと、前記算出ステップにより算出された前記バランスをグラフィック表示する表示ステップと、をコンピュータが実行することを特徴とする。
この運転状態監視方法によれば、流入量取得ステップで取得された物質量と流出量取得ステップで取得された物質量とのバランス、または流入量取得ステップで取得された熱量と流出量取得ステップで取得された熱量とのバランスを算出し、グラフィック表示するので、物質収支や熱収支を容易に把握することができる。
【００１５】
前記算出ステップでは、前記流入量取得ステップで取得された物質量と前記流出量取得ステップで取得された物質量との差分の積算値、または前記流入量取得ステップで取得された熱量と前記流出量取得ステップで取得された熱量との差分の積算値を前記バランスとして算出してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の運転状態監視装置によれば、流入量取得手段で取得された物質量と流出量取得手段で取得された物質量とのバランス、または流入量取得手段で取得された熱量と流出量取得手段で取得された熱量とのバランスを算出し、表示画面上にグラフィック表示するので、物質収支や熱収支を容易に把握することができる。
【００１７】
本発明の運転状態監視方法によれば、流入量取得ステップで取得された物質量と流出量取得ステップで取得された物質量とのバランス、または流入量取得ステップで取得された熱量と流出量取得ステップで取得された熱量とのバランスを算出し、グラフィック表示するので、物質収支や熱収支を容易に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１の運転状態監視装置の構成を示すブロック図。
【図２】プラント設備の一部の構成（プロセスフロー）例を示す図。
【図３】プラント設備の一部分を表示画面にグラフィック表示する例を示す図。
【図４】物質収支の算出および表示にかかる操作監視装置の動作を示すフローチャート。
【図５】グラフィック表示を示す図であり、（ａ）は、領域５２および領域５３に表示されるグラフィック表示を例示する図、（ｂ）は、リセットボタンが操作された場合のトレンドグラフの表示状態を示す図。
【図６】プラント設備の一部の構成（プロセスフロー）例を示す図。
【図７】グラフィック表示を示す図であり、（ａ）は、領域５２および領域５３に表示されるグラフィック表示を例示する図、（ｂ）は、リセットボタンが操作された場合のトレンドグラフの表示状態を示す図。
【図８】物質収支を示す別のグラフィック表示の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明による運転状態監視装置の実施形態について説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、実施例１の運転状態監視装置の構成を示すブロック図である。本実施例の運転状態監視装置は、プラントの運転を表示画面を介して監視するための操作監視装置の一部として構成される。
【００２１】
図１に示すように、操作監視装置１０は、プラント２に設けられたプラント設備の所定領域に流入する物質量または熱量を取得する流入量取得手段１１と、上記所定領域から流出する物質量または熱量を取得する流出量取得手段１２と、流入量取得手段１１で取得された物質量と流出量取得手段１２で取得された物質量とのバランス、または流入量取得手段１１で取得された熱量と流出量取得手段１２で取得された熱量とのバランスを算出する算出手段１３と、算出手段１３により算出されたバランスを表示画面１５上にグラフィック表示する表示手段１４と、ユーザの操作を受け付ける操作受付部１６と、を構成する。
【００２２】
図２は、プラント２（図１）に設けられたプラント設備の一部の構成（プロセスフロー）例を、表示画面１５上でのグラフィック表示の形態で示す図である。
【００２３】
図２に示す例では、装置２１に着目した場合、装置２１に対し、「Feed１」、「Feed２」として示す２種類のフィードが供給され、装置２１から「Prod.１」、「Prod.２」として示す２種類の製品が生産されるプロセスが表されている。「Feed１」の流量は流量計２２により、「Feed２」の流量は流量計２３により、「Prod.１」の流量は流量計２４により、「Prod.２」の流量は流量計２５により、それぞれ計測される。なお、各流量計に表示された数値、例えば流量計２２における「１５０」、流量計２３における「１４５」等は、各流量計で計測される流量を示している。また、流量計を含む各計測器に表示された記号、例えば流量計２２における「FC1」、流量計２３における「FC2」等は、各計測器のタグ名を示している。
【００２４】
次に、本実施例の運転状態監視装置の動作について説明する。
【００２５】
図３は、図２に示すプラント設備の一部分を表示画面１５にグラフィック表示する例を示している。操作監視装置１０には、プラント２に設けられたプラント設備の情報である設備データ１８（図１）が格納されており、この設備データ１８に基づいて、プラント設備の状態（プロセスフロー）が表示手段１４により表示される。ユーザは、操作受付部１６または表示画面１５を介する指示により、表示画面１５に表示されるプラント設備の領域を自由に設定することができる。操作受付部１６または表示画面１５に対するユーザの指示が受け付けられると、表示手段１４はその指示に従って設備データ１８を検索し、指示された領域のプラント設備が読み込まれて表示画面１５にグラフィック表示される。また、その領域内にあるセンサで計測されるプロセス値（例えば、流量計２２，２３，２４，２５の流量）は適宜、流入量取得手段１１、流出量取得手段１２および算出手段１３を介して表示手段１４に読み込まれ、表示画面１５に表示される。
【００２６】
なお、図３では、図２に示すプラント設備と表示画面１５における表示領域との対応関係を示すために、表示画面１５の外側まで連続的にプラント設備のグラフィック表示を描画している。
【００２７】
図２および図３に示すように、表示画面１５（図３）には、図２に示すプラント設備のうち、装置２１を含む一部の領域がグラフィック表示されている。
【００２８】
装置２１についての物質収支を知りたい場合、ユーザは操作受付部１６や表示画面１５上への操作を介して、表示画面１５上に表示された装置２１を指定することで、算出手段１３にその範囲での物質収支を算出させ、算出結果を表示画面１５に表示させることができる。例えば、図３では、装置２１を囲む表示５１により装置２１（図２）が指定されていることが示されている。この場合、表示画面１５の領域５２には、装置２１における物質収支がグラフにより表示される。また、表示画面１５の領域５３には、物質収支に関する指標値の履歴（時間変化）がトレンドグラフにより表示される。さらに、領域５４には、領域５３に示される指標値の１つである積算値をリセットするためのリセットボタンが表示される。積算値については後述する。
【００２９】
物質収支の算出範囲は、単独の装置に限らず、複数の装置や設備を伴う広い範囲として指定することもできる。この場合、例えば、表示５１をその範囲まで広げる操作により、広い範囲を指定できるようにしてもよい。なお、表示画面１５に表示されるプラント設備が設定された際に、その領域内で中心的な装置を、自動的に物質収支の算出範囲として設定するようにしてもよい。
【００３０】
図４は、物質収支の算出および表示にかかる操作監視装置１０の動作を示すフローチャートである。
【００３１】
図４のステップＳ１では、算出手段１３は、物質収支の算出範囲が指定されるのを待って、ステップＳ２へ進む。
【００３２】
ステップＳ２では、算出手段１３は設備データ１８にアクセスし、物質収支の算出に必要な情報を取得する。この情報には、指定された算出範囲について物質収支を計算するのに必要な情報が含まれる。例えば、装置２１が指定された場合、「Feed１」、「Feed２」、「Prod.１」、「Prod.２」の流量を用いた計算式や、これらの流量が流量計２２，２３，２４，２５の流量として得られる旨の情報が含まれる。
【００３３】
次に、ステップＳ３では、物質収支の算出範囲が変更されたか否か判断し、判断が肯定されればステップＳ２へ戻り、算出手段１３は、変更された算出範囲についての物質収支の算出に必要な情報を取得する。一方、ステップＳ３の判断が否定されればステップＳ５へ進む。
【００３４】
ステップＳ５では、算出手段１３は、ステップＳ２で取得された情報に基づき、流入量取得手段１１および流出量取得手段１２を介して物質収支の計算に使用するための最新のプロセス値を取得する。例えば、装置２１が指定されている場合、流入量取得手段１１を介して流量計２２，２３の流量が、流出量取得手段１２を介して流量計２４，２５の流量を介して、それぞれ取得される。
【００３５】
次に、ステップＳ６では、算出手段１３は、ステップＳ２で取得された情報およびステップＳ５で取得されたプロセス値に基づき、物質収支を算出するための演算を実行する。ここでは、指定された物質収支の算出範囲に対する物質の流入量の合計、この算出範囲からの物質の流出量の合計、上記流入量の合計と上記流出量の合計との差分、この差分の積算値（時間積分値）などが算出される。
【００３６】
次に、ステップＳ７では、ステップＳ６における算出結果を表示手段１４により表示画面１５にグラフィック表示する。
【００３７】
図５（ａ）は、ステップＳ７において表示画面１５の領域５２および領域５３に表示されるグラフィック表示を例示する図である。
【００３８】
図５（ａ）に示すように、例えば、物質収支の算出範囲として装置２１が指定されている場合、表示画面１５の領域５２内の左側の領域５２Ａには、物質の流入量である流量計２２の流量（１５０kl/h）を示すバー５２ａと、流量計２３の流量（１４５kl/h）を示すバー５２ｂと、が積み上げられてこれらの流入量の合算（２９５kl/h）を示すバーとして表示される。一方、表示画面１５の領域５２内の右側の領域５２Ｂには、物質の流出量である流量計２４の流量（６８kl/h）を示すバー５２ｃと、流量計２５の流量（２１３kl/h）を示すバー５２ｄと、が積み上げられてこれらの流出量の合算（２８１kl/h）を示すバーとして表示される。
【００３９】
このように、装置２１への流入量の合算と装置２１からの流出量の合算とが左右に並んで表示されるため、流入量と流出量とのバランス、アンバランスが一目瞭然であり、物質収支の正常、異常を容易に認識できる。例えば、図５（ａ）の例では、流入量の合算を示す領域５２Ａのバーが、流出量の合算を示す領域５２Ｂのバーよりもやや上回っているため、装置２１では、流入量が流出量よりもやや大きいことが把握できる。
【００４０】
また、図５（ａ）に示すように、例えば、物質収支の算出範囲として装置２１が指定されている場合、表示画面１５の領域５３には、上記流入量の合算と上記流出量の合算との差分、（例えば、「上記流入量の合算」−「上記流出量の合算」）の時間変化を、横軸を時刻とするトレンドグラフ５３ａとして示している。また、上記流入量の合算と上記流出量の合算との差分の積算値（時間積分値）の時間変化をトレンドグラフ５３ｂとして示している。これらのトレンドグラフには、過去の時刻Ｔ１から現在時刻Ｔまでの変化が示されている。
【００４１】
このように、流入量の合算と流出量の合算との差分、およびこの差分の積算値がトレンドグラフとして表示されるため、流入量と流出量とのバランス、アンバランスの変化を一目で確認することができる。とくに流入量の合算と流出量の合算との差分の積算値は、一定時間内における物質収支を的確に示す指標となるため、積算値の変化を容易に把握可能とするトレンドグラフの表示は極めて有用である。例えば、積算値を監視することで、長時間にわたって少しずつ装置に蓄積された物質が溢れ出す危険等を検知できる。また、計器の異常などを容易に把握することもできる。
【００４２】
また、積算値を表示する期間、すなわち、図５（ａ）における時刻Ｔ１から現在時刻Ｔまでの時間を自由に設定可能とすることにより、様々な視点で物質収支を監視することが可能となる。
【００４３】
次に、図４のステップＳ８では、表示画面１５の領域５４に表示されたリセットボタンに対する操作があったか否か判断し、判断が肯定されればステップＳ６へ戻り、判断が否定されればステップＳ３へ戻る。
【００４４】
ステップＳ８の判断が肯定された場合、ステップＳ６では、トレンドグラフ５３ｂとして示される上記積算値の現在値をゼロにリセットする。
【００４５】
図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す状態で、リセットボタンが操作された場合のトレンドグラフ５３ｂの表示状態を示す図である。
【００４６】
領域５４に表示されたリセットボタンが操作されると、ステップＳ６において、算出手段１３は上記積算値の現在値がゼロとなるように、上記積算値をシフトする。これにより、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、表示手段１４により表示されるトレンドグラフ５３ｂの全体が上下方向に平行移動し（ステップＳ７）、現在時刻Ｔの値がゼロを示す表示状態となる（図５（ｂ））。積算値には計器誤差も蓄積されるため、誤差によって積算値が表示範囲を超える可能性もあるため、本実施例では、リセットボタンの操作により容易に積算値の表示範囲を適正化できるようにしている。また、リセットボタンの操作により、リセット時点からの積算値の変化を正確に把握することができる。
【００４７】
流入量の合算と流出量の合算との差分、またはこの差分の積算値が一定値を超えた場合にアラームを発生させるようにすることで、監視業務の負担を軽減できる。例えば、装置２１における流入量と流出量との差分、またはこの差分の積算値が大きくなった場合には、物質収支の算出範囲での物質の保持量が変化しているはずであるが、アラーム発生時に液面計２６（図２）の計測値が合理的な動きをしていない場合には、いずれかの計器の異常と推定できる。このように、流入量と流出量のバランスを監視することにより、プラントにおける異常の検知能力を高めることができる。
【００４８】
なお、上記実施例では、流入量と流出量とのバランス、アンバランスをバーグラフで表示しているが、一定時間における流入量の積算値（時間積分値）と、流出量の積算値（時間積分値）と、を示すバーを並べて表示してもよい。流入量および流出量の瞬時値のバランス状態よりも、一定時間にわたる流入量および流出量の積算値のバランス状態の方が重要な情報となる場合には、積算値のバランスをバーグラフにより表示することが望ましい。もちろん、流入量と流出量とのバランス状態について、瞬時値および積算値の両者を表示してもよい。
【００４９】
また、上記実施例では、物質収支を示すグラフィック表示を、対応するプラント設備の領域の構成のグラフィック表示と並べて表示した例を示しているが、物質収支を示すグラフィック表示と、対応するプラント設備の領域の構成のグラフィック表示とを重ね合わせて表示してもよい。
【００５０】
以上のように、本実施例では、視認性の高いグラフィック表示により物質収支を表示画面に常駐させることで、運転員は物質収支のバランスの崩れを容易に認識することが可能となり、例えば液面計に不具合が生じた場合などでも異常を迅速に検知できる。さらに液面計の異常だけでなく、例えば配管の途中からの漏洩のようなプロセス異常も容易に検知でき、運転員の監視負担の軽減とより一層の安全運転に資することができる。
【実施例２】
【００５１】
実施例２の運転状態監視装置は、熱収支のバランスをグラフィック表示する例を示すものである。本実施例の運転状態監視装置は、プラントの運転を表示画面を介して監視するための操作監視装置の一部として構成される。
【００５２】
熱収支の場合には、物質収支とは異なり装置からの放熱で系外に逃げる熱があり、例えば装置が反応器の場合は反応熱になったりしてバランスを取ることが難しい。さらに、装置自体が熱容量を持っており、温度が変化するのに時間遅れを伴い、系がダイナミックに変化している時はバランスが合わない。これらの不確定要因はあるが、物質収支と同様に熱収支をグラフィック表示することで監視のために有用な種々の情報を得ることができる。
【００５３】
以下、実施例２の運転状態監視装置について、図１、図３、図６〜図７を参照しつつ、実施例１との相違点を中心に説明する。
【００５４】
図６は、プラント２（図１）に設けられたプラント設備の一部の構成（プロセスフロー）例を、表示画面１５上でのグラフィック表示の形態で示す図である。このようなグラフィック表示は実施例１と同様、表示手段１４により表示画面１５上に表示される。
【００５５】
図６に示す例では、図６に示される系２６の熱収支に着目した場合、系２６への入熱は、リボイラー２６ａで与えられる外部加熱量Ｑ１と、「Feed」として示すフィードのもつエンタルピーとを加えたものとなる。一方、蒸留塔２６からの出熱は、塔頂クーラー２６ｂで取り除かれる熱Ｑ２と、「Prod.１１」、「Prod.１２」、「Prod.１３」として示す３種類の製品が系２６から持ち去るエンタルピーとを加えたものになる。
【００５６】
図７（ａ）は、系２６の熱収支を示すグラフィック表示を例示する図である。このようなグラフィック表示は実施例１と同様、表示手段１４により表示画面１５上に表示される。
【００５７】
図７（ａ）に示すグラフィック表示に必要な計算のうち、系２６への入熱の計算は流入量取得手段１１および算出手段１３で、系２６からの出熱の計算は流出量取得手段１２および算出手段１３で、それぞれ計算される。エンタルピーの出入りの計算に必要なパラメータとして、プラント２の計器から得られる計測値（温度、圧力、流量）が用いられる。
【００５８】
図７（ａ）に示す例では、表示画面１５の領域５２（図３）内の左側の領域５２Ａには、リボイラー２６ａで与えられる外部加熱量Ｑ１を示すバー５２ｅと、「Feed」として示すフィードのもつエンタルピーを示すバー５２ｆと、が積み上げられてこれらの合算、すなわち系２６への入熱量を示すバーとして表示される。一方、表示画面１５の領域５２内の右側の領域５２Ｂには、塔頂クーラー２６ｂで取り除かれる熱Ｑ２を示すバー５２ｇと、「Prod.１１」、「Prod.１２」および「Prod.１３」として示す３種類の製品が系２６から持ち去るエンタルピーを示すバー５２ｈ、バー５２ｉおよびバー５２ｊと、が積み上げられてこれらの合算、すなわち系２６からの出熱量を示すバーとして表示される。
【００５９】
このように、系２６への入熱量の合算と系２６からの出熱量の合算とが左右に並んで表示されるため、入熱量と出熱量とのバランス、アンバランスが一目瞭然であり、熱収支の正常、異常を容易に認識できる。例えば、図７（ａ）の例では、入熱量の合算を示す領域５２Ａのバーが、出熱量の合算を示す領域５２Ｂのバーよりもやや上回っているため、系２６では、入熱量が出熱量よりもやや大きいことが把握できる。すなわち、領域５２Ａのバーの上端と領域５２Ｂのバーの上端との間の段差が、直接、最終的な熱収支を示している。
【００６０】
また、図７（ａ）に示すように、表示画面１５の領域５３（図３）には、系２６における入熱量と出熱量との差分の時間変化を、横軸を時刻とするトレンドグラフ５３ｃとして示している。また、この差分の積算値（時間積分値）の時間変化をトレンドグラフ５３ｄとして示している。これらのトレンドグラフには、過去の時刻Ｔ１から現在時刻Ｔまでの変化が示されている。
【００６１】
このように、入熱量と出熱量との差分、およびこの差分の積算値がトレンドグラフとして表示されるため、入熱量と出熱量とのバランス、アンバランスの変化を一目で確認することができる。とくに入熱量と出熱量との差分の積算値は、一定時間内における熱収支を的確に示す指標となるため、積算値の変化を容易に把握可能とするトレンドグラフの表示は極めて有用である。例えば、通常、系内に加えられた過剰な熱は系内温度の上昇や圧力の上昇として検知されるが、これらの計器の不具合があると、系にダメージをもたらす可能性がある。物質収支の監視と同様に、熱収支の監視は計器のバックアップ、プロセス異常の早期発見などに資することができる。さらに熱収支の解析により、省エネルギーの機会を見出すことができる。
【００６２】
また、積算値を表示する期間、すなわち、図７（ａ）における時刻Ｔ１から現在時刻Ｔまでの時間を自由に設定可能とすることにより、様々な視点で熱収支を監視することが可能となる。
【００６３】
また、入熱量と出熱量との差分、またはこの差分の積算値が一定値を超えた場合にアラームを発生させるようにすることで、監視業務の負担を軽減できる。
【００６４】
実施例１と同様、本実施例においても、入熱量と出熱量との差分の積算値の表示をリセットすることができる。
【００６５】
図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す状態で、領域５４（図３）のリセットボタンが操作された場合のトレンドグラフ５３ｄの表示状態を示す図である。
【００６６】
領域５４に表示されたリセットボタンが操作されると、算出手段１３は上記積算値の現在値がゼロとなるように、上記積算値をシフトする。これにより、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、表示手段１４により表示されるトレンドグラフ５３ｄの全体が上下方向に平行移動し、現在時刻Ｔの値がゼロを示す表示状態となる（図７（ｂ））。積算値には計器誤差も蓄積され、誤差によって積算値が表示範囲を超える可能性もあるが、リセットボタンの操作により容易に積算値の表示範囲を適正化できる。また、リセットボタンの操作により、その後の積算値の絶対値の変化を正確に把握することができる。
【００６７】
なお、上記実施例では、入熱量と出熱量とのバランス、アンバランスをバーグラフで表示しているが、一定時間における入熱量の積算値（時間積分値）と、出熱量の積算値（時間積分値）と、を示すバーを並べて表示してもよい。とくに熱収支については、入熱量および出熱量の瞬時値のバランス状態よりも、一定時間にわたる入熱量および出熱量の積算値のバランス状態の方が重要な情報となる場合が多いと考えられ、この場合には積算値のバランスをバーグラフにより表示することが望ましい。もちろん、入熱量と出熱量とのバランス状態について、瞬時値および積算値の両者を表示してもよい。
【００６８】
また、上記実施例では、熱収支を示すグラフィック表示を、対応するプラント設備の領域の構成のグラフィック表示と並べて表示した例を示しているが、熱収支を示すグラフィック表示と、対応するプラント設備の領域の構成のグラフィック表示とを重ね合わせて表示してもよい。
【００６９】
以上のように、本実施例では、視認性の高いグラフィック表示により熱収支を表示画面に常駐させることで、運転員は熱収支のバランスの崩れを容易に認識することが可能となる。
【００７０】
上記の各実施例では、物質収支または熱収支のバランスを左右に並べたバーグラフにより表現した例を示しているが、物質収支または熱収支のバランスを示すグラフィック表示の形態は任意である。
【００７１】
図８は、物質収支を示す別のグラフィック表示の例を示す図である。
【００７２】
図８の例では、表示部分の下半分の領域５５Ａに物質収支の瞬時値を、上半分の領域５５Ｂに物質収支の差分を、それぞれ示している。図８の例では、領域５５Ａにおいて表示の中央部分から左側に伸びるバー５５ａが物質の流入量を、表示の中央部分から右側に伸びるバー５５ｂが物質の流出量を、それぞれ示している。また、領域５５Ｂに表示されたバー５５ｃが流入量と流出量の差分を示しており、差分の正負に応じて、バー５５ｃが伸びる方向を左右に振り分けることで、バランス状態を瞬時に把握できる。図８に示す状態では、バー５５ｃが表示の中央部分から左側に伸びていることから、流入量が流出量を上回っていることが明確に認識できる。なお、一定時間の流入量、流出量、あるいはそれらの差分の積算値について、同様の表示形態をとることもできる。また、熱収支について同様の表示形態をとることもできる。
【００７３】
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、プラントの運転状態を、表示画面を介して監視するための運転状態監視装置等に対し、広く適用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１１ 流入量取得手段
１２ 流出量取得手段
１３ 算出手段
１４ 表示手段
１５ 表示画面（リセット受付手段）
１６ 操作受付部（リセット受付手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの運転状態を、表示画面を介して監視するための運転状態監視装置において、
プラント設備の所定領域に流入する物質量または熱量を取得する流入量取得手段と、
前記所定領域から流出する物質量または熱量を取得する流出量取得手段と、
前記流入量取得手段で取得された物質量と前記流出量取得手段で取得された物質量とのバランス、または前記流入量取得手段で取得された熱量と前記流出量取得手段で取得された熱量とのバランスを算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記バランスを表示画面上にグラフィック表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする運転状態監視装置。
【請求項２】
前記算出手段は、前記流入量取得手段で取得された物質量と前記流出量取得手段で取得された物質量との差分の積算値、または前記流入量取得手段で取得された熱量と前記流出量取得手段で取得された熱量との差分の積算値を前記バランスとして算出することを特徴とする請求項１に記載の運転状態監視装置。
【請求項３】
前記積算値の現在値がゼロとなるように前記算出手段をリセットする指示を受け付けるリセット受付手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の運転状態監視装置。
【請求項４】
前記算出手段は前記バランスを継続的に算出し、前記表示手段は前記算出手段により算出される前記バランスのトレンドをグラフィック表示することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の運転状態監視装置。
【請求項５】
前記表示手段は、前記プラント設備のうち、前記バランスが前記表示画面上に表示される対象となる領域の構成を、前記バランスと並べて、または前記バランと重ね合わせて前記表示画面上にグラフィック表示することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の運転状態監視装置。
【請求項６】
前記バランスが前記表示画面上に表示される対象となる領域の指示を、前記表示画面上に表示される前記プラント設備のグラフィック表示に対する操作を介して受け付ける領域受付手段を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の運転状態監視装置。
【請求項７】
プラントの運転状態を、表示画面を用いて監視するための運転状態監視方法において、
プラント設備の所定領域に流入する物質量または熱量を取得する流入量取得ステップと、
前記所定領域から流出する物質量または熱量を取得する流出量取得ステップと、
前記流入量取得ステップで取得された物質量と前記流出量取得ステップで取得された物質量とのバランス、または前記流入量取得ステップで取得された熱量と前記流出量取得ステップで取得された熱量とのバランスを算出する算出ステップと、
前記算出ステップにより算出された前記バランスをグラフィック表示する表示ステップと、
をコンピュータが実行することを特徴とする運転状態監視方法。
【請求項８】
前記算出ステップでは、前記流入量取得ステップで取得された物質量と前記流出量取得ステップで取得された物質量との差分の積算値、または前記流入量取得ステップで取得された熱量と前記流出量取得ステップで取得された熱量との差分の積算値を前記バランスとして算出することを特徴とする請求項７に記載の運転状態監視方法。
【請求項１】
プラントの運転状態を、表示画面を介して監視するための運転状態監視装置において、
プラント設備の所定領域に流入する物質量または熱量を取得する流入量取得手段と、
前記所定領域から流出する物質量または熱量を取得する流出量取得手段と、
前記流入量取得手段で取得された物質量と前記流出量取得手段で取得された物質量とのバランス、または前記流入量取得手段で取得された熱量と前記流出量取得手段で取得された熱量とのバランスを算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記バランスを表示画面上にグラフィック表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする運転状態監視装置。
【請求項２】
前記算出手段は、前記流入量取得手段で取得された物質量と前記流出量取得手段で取得された物質量との差分の積算値、または前記流入量取得手段で取得された熱量と前記流出量取得手段で取得された熱量との差分の積算値を前記バランスとして算出することを特徴とする請求項１に記載の運転状態監視装置。
【請求項３】
前記積算値の現在値がゼロとなるように前記算出手段をリセットする指示を受け付けるリセット受付手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の運転状態監視装置。
【請求項４】
前記算出手段は前記バランスを継続的に算出し、前記表示手段は前記算出手段により算出される前記バランスのトレンドをグラフィック表示することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の運転状態監視装置。
【請求項５】
前記表示手段は、前記プラント設備のうち、前記バランスが前記表示画面上に表示される対象となる領域の構成を、前記バランスと並べて、または前記バランと重ね合わせて前記表示画面上にグラフィック表示することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の運転状態監視装置。
【請求項６】
前記バランスが前記表示画面上に表示される対象となる領域の指示を、前記表示画面上に表示される前記プラント設備のグラフィック表示に対する操作を介して受け付ける領域受付手段を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の運転状態監視装置。
【請求項７】
プラントの運転状態を、表示画面を用いて監視するための運転状態監視方法において、
プラント設備の所定領域に流入する物質量または熱量を取得する流入量取得ステップと、
前記所定領域から流出する物質量または熱量を取得する流出量取得ステップと、
前記流入量取得ステップで取得された物質量と前記流出量取得ステップで取得された物質量とのバランス、または前記流入量取得ステップで取得された熱量と前記流出量取得ステップで取得された熱量とのバランスを算出する算出ステップと、
前記算出ステップにより算出された前記バランスをグラフィック表示する表示ステップと、
をコンピュータが実行することを特徴とする運転状態監視方法。
【請求項８】
前記算出ステップでは、前記流入量取得ステップで取得された物質量と前記流出量取得ステップで取得された物質量との差分の積算値、または前記流入量取得ステップで取得された熱量と前記流出量取得ステップで取得された熱量との差分の積算値を前記バランスとして算出することを特徴とする請求項７に記載の運転状態監視方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図５】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図５】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−７３５８４（Ｐ２０１３−７３５８４Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１４４５３（Ｐ２０１１−２１４４５３）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
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