JP7743432B2 - 表示装置、制御装置、制御方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、プラントの運転に関する指標を表示する表示装置、制御装置、制御方法及びコンピュータプログラムに関する。

従来、プラントにセンサを設置して、センサの測定値を通じてプラントの稼働状況を監視することが行われている。例えば、特許文献１には、操作者がセンサの検出対象や検出結果を直感的に把握できるように、表示画面上のオブジェクトが選択されると、そのオブジェクトに関するセンサからの情報が表示されることが開示されている。また、特許文献２には、警報監視画面内に複数の警報メッセージが表示され、操作者が表示画面上のグラフ表示を押下することにより、対応する警報メッセージのグラフの情報が表示されることが開示されている。

特開平４－３０８８９５号公報 特開２０１６－１１５１９５号公報

これらの従来の構成においては、プラントに設置されたセンサのデータを監視することはできるが、過去の所定期間におけるプラントの運転に関する稼働率を確認することは困難である。

本発明のある態様の例示的な目的の一つは、プラントの運転に関する稼働率を操作者に示すことができる表示装置、制御装置、制御方法及びコンピュータプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明のある態様の表示装置は、プラントの運転に関する指標を表示する表示装置であって、選択された期間における指標としてプラントの運転に関する稼働率を表示する。

上記態様によれば、プラントの運転に関する稼働率を操作者に示すことができる。

本発明の別の態様の制御装置は、プラントの運転に関する指標を表示する表示装置を制御する制御装置であって、プラントのプロセスデータを取得する取得部と、取得されたプロセスデータに基づいて、プラントの運転に関する指標としてのプラントの運転に関する稼働率を算出する算出部と、表示装置に、算出された稼働率を表示させる表示制御部と、を備える。

上記態様によれば、取得したプラントのプロセスデータに基づいて算出された、プラントの運転に関する稼働率を操作者に示すことができる。

本発明の別の態様の制御方法は、プラントの運転に関する指標を表示する表示装置を制御する制御方法であって、プラントのプロセスデータを取得する取得ステップと、取得されたプロセスデータに基づいて、プラントの運転に関する指標としてのプラントの運転に関する稼働率を算出する算出ステップと、表示装置に、算出された稼働率を表示させる表示ステップと、を含む。

上記態様によれば、取得したプラントのプロセスデータに基づいて算出された、プラントの運転に関する稼働率を操作者に示すことができる。

本発明の別の態様のコンピュータプログラムは、コンピュータに、プラントのプロセスデータを取得する取得ステップと、取得されたプロセスデータに基づいて、プラントの運転に関する指標としてのプラントの運転に関する稼働率を算出する算出ステップと、算出された稼働率を表示装置に表示させる表示ステップと、を実行させる。

上記態様によれば、取得したプラントのプロセスデータに基づいて算出された、プラントの運転に関する稼働率を操作者に示すことができる。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システム、コンピュータプログラム、データ構造、記録媒体などの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、プラントの運転に関する稼働率を操作者に示すことができる。

本実施形態に係るプラントの全体構成を示す概略図である。 本実施形態に係るシステムの機能ブロックを示す図である。 本実施形態に係るシステムの物理的構成を示す図である。 本実施形態に係る各種の表示画面の遷移を示した図である。 本実施形態に係る稼働率表示画面の一例を示す図である。 本実施形態に係る計画停止期間を追加するための領域の一例を示す図である。 本実施形態に係る稼働率の表示に係る動作処理の一例を示すフローチャートである。 本実施形態に係るダッシュボード表示画面の一例を示す図である。 本実施形態に係る効率の表示に係る動作処理の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らない。各図面に示される同一又は同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。

図１は、本実施形態に係るプラントの全体構成を示す概略図である。まず、図１を用いて、本実施形態が対象とするプラント１の構成について説明する。プラント１は、例えば、循環流動層ボイラ（Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ Ｂｅｄ型）を含む発電プラント（焼却プラント）であって、高温で流動する珪砂等の循環材を循環させながら燃料を燃焼して、蒸気を発生させるボイラを備えるものである。プラント１の燃料としては、石炭のような化石燃料の他、例えば非化石燃料（木質バイオマス、廃タイヤ、廃プラスチック、スラッジ等）を使用することができる。プラント１で発生した蒸気は、タービン１００の駆動に用いられる。なお、本実施形態が対象とするプラントは、ボイラを含む発電プラントや焼却プラントに限られるものではなく、化学プラント、排水処理プラント等、プロセスデータが取得できるプラントであればよい。

プラント１は、火炉２内で燃料を燃焼させ、固気分離装置として機能するサイクロン３によって排ガスから循環材を分離し、分離された循環材を火炉２内に戻して循環させるように構成されている。分離された循環材は、サイクロン３の下方に接続された循環材回収管４を経由して火炉２の下部に返送される。なお、循環材回収管４の下部と火炉２の下部とは、流路が絞られたループシール部４ａを介して接続されている。これにより、循環材回収管４の下部には所定量の循環材が貯められた状態となる。サイクロン３によって循環材が取り除かれた排ガスは、排ガス流路３ａを経由して後部煙道５に供給される。

ボイラは、燃料を燃焼させるための火炉２と、燃焼により得られた熱を用いて水蒸気等を発生させるための熱交換器を備える。火炉２の中間部には、燃料を供給する燃料供給口２ａが設けられており、火炉２の上部には、燃焼ガスを排出するガス出口２ｂが設けられている。図示されていない燃料供給装置から火炉２に供給される燃料は、燃料供給口２ａを介して火炉２の内部に供給される。また、火炉２の炉壁には、ボイラ給水を加熱するための炉壁管６が設けられている。炉壁管６を流れるボイラ給水は、火炉２での燃焼によって加熱される。

火炉２内では、下部の給気ライン２ｃから導入される燃焼・流動用の空気により、燃料供給口２ａから供給された燃料を含む固形物が流動し、燃料は流動しながら例えば約８００～９００℃で燃焼する。サイクロン３には、火炉２で発生した燃焼ガスが循環材を同伴しながら導入される。サイクロン３は、遠心分離作用により循環材と気体とを分離し、循環材回収管４を介して分離された循環材を火炉２に戻すとともに、循環材が除かれた燃焼ガスを排ガス流路３ａから後部煙道５へと送出する。

火炉２では、底部に炉内ベッド材と呼ばれる循環材の一部が滞留する。このベッド材には、循環流動に不適な粗い粒径を有するベッド材や排燃夾雑物が含まれることがあり、これらの循環材として不適なベッド材によって流動不良が発生することがある。そのため、流動不良を抑制するために、火炉２では、底部の排出口２ｄから炉内ベッド材が連続的又は断続的に外部に排出されている。排出されたベッド材は、図示されていない循環ライン上で金属や粗大粒径等の不適物を取り除いた後、再び火炉２に供給されるか、若しくはそのまま廃棄される。火炉２の循環材は、火炉２、サイクロン３及び循環材回収管４で構成される循環系内を循環する。

後部煙道５は、サイクロン３から排出されたガスを後段へ流す流路を有している。後部煙道５は、排ガスの熱を回収する排熱回収部として、過熱蒸気を発生させる過熱器１０と、ボイラ給水を予熱する節炭器１２と、を有している。後部煙道５を流れる排ガスは、過熱器１０及び節炭器１２を流通する蒸気やボイラ給水と熱交換されて冷却される。また、節炭器１２を通過したボイラ給水が貯留される蒸気ドラム８を有し、蒸気ドラム８は炉壁管６にも接続されている。

節炭器１２は、排ガスの熱をボイラ給水に伝熱して、ボイラ給水を予熱するものである。節炭器１２は、管２１によってポンプ７と接続される一方、管２２によって蒸気ドラム８と接続されている。ポンプ７から管２１を経由して節炭器１２に供給され、節炭器１２によって予熱されたボイラ給水は、管２２を経由して蒸気ドラム８に供給される。

蒸気ドラム８には、降水管８ａ及び炉壁管６が接続されている。蒸気ドラム８内のボイラ給水は、降水管８ａを下降し、火炉２の下部側で炉壁管６に導入されて蒸気ドラム８へ向かって流通する。炉壁管６内のボイラ給水は、火炉２内で発生する燃焼熱によって加熱されて、蒸気ドラム８内で蒸発し蒸気となる。

蒸気ドラム８には、内部の蒸気を排出する飽和蒸気管８ｂが接続されている。飽和蒸気管８ｂは、蒸気ドラム８と過熱器１０とを接続している。蒸気ドラム８内の蒸気は、飽和蒸気管８ｂを経由して過熱器１０に供給される。過熱器１０は、排ガスの熱を用いて蒸気を過熱して過熱蒸気を生成するものである。過熱蒸気は、管１０ａを通り、プラント１外のタービン１００に供給されて発電に利用される。

タービン１００から排出された蒸気の圧力と温度は、過熱器１０から排出される蒸気の圧力と温度よりも低い。特に限定されるものではないが、タービン１００へ供給される蒸気の圧力は、約１０～１７ＭＰａ程度であり、温度は約５３０～５７０℃程度となる。タービン１００から排出される蒸気の圧力は、約３～５ＭＰａ程度であり、温度は約３５０～４００℃程度となる。

タービン１００の下流には復水器１０２が設けられている。タービン１００から排出された蒸気は復水器１０２に供給され、復水器１０２において凝縮して飽和水に戻された上でポンプ７へと供給される。タービン１００には、タービン１００の回転により得られる運動エネルギーを電気エネルギーに変換するジェネレータが接続される。

ポンプ７ａは、復水器１０２の水位を一定に保つように、補給水を供給する。図１では、ポンプ７ａにより補給される補給水流量ｕ１（「プロセスデータ」の一例）を示している。

本実施形態で取り扱うプロセスデータ（プラント１の運転に関するデータ）は、プラント１に関する任意のデータであってよいが、例えば、プラント１の状態をセンサで測定したデータ（「プロセスデータ」の一例）であってよく、より具体的には、プラント１の温度、圧力及び流量等の測定値を含んでよい。図１では、ポンプ７から節炭器１２に供給されるボイラ給水流量ｕ２（「プロセスデータ」の一例）を示している。さらに、図１では、過熱器１０からタービン１００に供給されるボイラ出口蒸気流量ｕ３（「プロセスデータ」の一例）を示し、蒸気ドラム８から過熱器１０に供給される飽和蒸気流量ｕ４を示している。なお、補給水流量ｕ１は、飽和蒸気流量ｕ４に追従するように制御されてよい。また、ボイラ出口蒸気流量ｕ３（又は過熱蒸気流量）と、蒸気ドラム８の液面レベルの双方を監視しながら、ボイラ給水流量ｕ２を調整に追従するように制御されてよい。

プラント１を構成する管系統に破孔が生じた場合、補給水流量ｕ１が上昇したり、ボイラ給水流量ｕ２とボイラ出口蒸気流量ｕ３の流量差が増大したりする。ＤＣＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）２０は、補給水流量ｕ１、ボイラ給水流量ｕ２、ボイラ出口蒸気流量ｕ３及び飽和蒸気流量ｕ４等のプラント１のプロセスデータをプラント１から受信し、プラント１を構成するボイラおよびタービン１００の稼働率を含む稼働状況を把握し、プラント１に異常が生じていないか監視する。

なお、プロセスデータとして補給水流量ｕ１、ボイラ給水流量ｕ２、ボイラ出口蒸気流量ｕ３及び飽和蒸気流量ｕ４を例示したが、プラント１に関するプロセスデータは、他のデータであってもよい。プラント１に関するプロセスデータは、温度、圧力等の他のデータ、または、複数のプロセスデータに基づいて算出されたデータであってもよいし、センサ等から取得された計算処理されていないデータであってもよい。

次に、図２及び図３を用いて、本実施形態に係るシステム３０について説明する。図２は、本実施形態に係るシステム３０の機能ブロックを示す図である。図３は、本実施形態に係るシステム３０の物理的構成を示す図である。

ＤＣＳ２０は、プラント１を制御するための分散制御システムであり、図２に示されるように、プラント１に設けられるセンサ等からプロセスデータを取得し、これに基づいてプラント１を制御するための制御信号をプラント１に供給する。

システム３０は、制御部３１、及び表示装置３２、を備えている。制御部３１は、例えば、プロセスデータ取得部３１１と、指標算出部３１２と、受付部３１３と、表示制御部３１４とを備える。

プロセスデータ取得部３１１は、例えば、ＤＣＳ２０からプロセスデータを取得する。プロセスデータ取得部３１１は、プラント１の運転中にＤＣＳ２０からプロセスデータを順次に取得する。

指標算出部３１２は、プロセスデータに基づいて、プラント１の運転に関する各種の指標を算出する。指標算出部３１２が算出する指標は、プラント１の運転に関するものであれば任意の指標であってよいが、例えば、プラント１の運転に関する稼働率、及びプラント１の運転に関する効率を含んでもよい。

指標算出部３１２は、例えば、予め設定された任意のタイミング（日毎、週毎、月毎等）において、プラント１の運転に関する稼働率を算出する。ここで、プラント１の運転に関する稼働率は、プラント１全体の稼働率の他、プラント１に含まれる各種のコンポーネントの稼働率を含んでもよい。具体的には、例えば、プラント１の運転に関する稼働率は、プラント１に含まれるボイラの稼働率であるボイラ稼働率、プラント１に含まれるタービンの稼働率であるタービン稼働率、及びプラント１全体の稼働率であるプラント稼働率を含んでもよい。

プラント１の運転に関する稼働率は、例えば、プラント１の少なくとも一部のコンポーネントが稼働している時間の合計を、稼働率算出期間で除して得られる値として算出されてもよい。なお、「対象となるコンポーネントが稼働している時間の合計」は、当該対象となるコンポーネントの任意の効率に基づいて算出されてもよい。具体的には、任意の周期で区切られた単位時間に、当該単位時間における当該コンポーネントの運転効率（例えば、ボイラであれば負荷効率）を乗じて得られる値を、稼働率算出期間について合計（積算、積分等）して得られる値であってもよい。また、指標算出部３１２は、例えば後述する稼働率表示画面ＤＰ１において選択された集計周期によって、稼働率を算出してもよい。

また、指標算出部３１２は、稼働率の算出において、稼働率算出期間から操作者が登録した計画停止期間を除いてもよい。ここで、計画停止期間は、プラント１の運転を停止することが計画された期間であり、例えば、プラント１の定期点検や中間点検等の点検のためにプラント１の稼働を停止する期間がこれに含まれ得る。したがって、指標算出部３１２は、計画停止期間を除いた稼働率と、計画停止期間を含めた稼働率との両方を算出可能である。なお、計画停止期間を除いた稼働率は、稼働率算出期間から計画停止期間が除かれた期間である計画運転期間（プラント１の運転が計画されていた期間）と、プラント１の運転が行われていた運転期間とに基づいて算出される。具体的には、計画停止期間を除いた稼働率は、当該計画運転期間に対する当該運転期間の割合として算出される。このように、計画停止期間を除いた稼働率は、プラント１の運転が計画されていた期間における正味の稼働率を表しているといえる。

また、プラント１の運転に関する効率は、例えば、プラント１の少なくとも一部のコンポーネントの任意の効率であってよい。プラント１の運転に関する効率は、例えば、プラント１に含まれるボイラの効率であるボイラ効率η_ｂ、プラント１に含まれるタービンの効率であるタービン室効率η_ｔ、及びプラント１全体の効率である発電端効率η_ｎを含んでもよい。

ボイラ効率η_ｂ（％）は、η_ｂ＝（１－Ｌ／（Ｈ＋Ｑ））×１００として定義されてもよい。ここで、Ｌは、熱損失量の合計（ｋＪ／ｋｇ）であり、Ｈは燃料の発熱量（ｋＪ／ｋｇ〕であり、Ｑは燃料以外の入熱量の合計（ｋＪ／ｋｇ）である。

タービン室効率η_ｔ（％）は、η_ｔ＝Ｐ_ｇ×３．６／｛Ｚ×（ｈ_ｓ－ｈ_ｗ）｝×１００として定義されてもよい。ここで、Ｐ_ｇは発電出力（ｋＷ）であり、Ｚは水・蒸気流量（ｋｇ／ｈ）であり、ｈ_ｓは蒸気エンタルピ（ｋｇ／ｈ〕であり、ｈ_ｗは給水エンタルピ（ｋｇ／ｈ）である。

発電端効率η_ｎ（％）は、η_ｎ＝η_ｂ×η_Ｐ／１００×η_ｔ／１００として定義されてもよい。ここで、η_Ｐは、主管伝達効率（％）である。

受付部３１３は、操作者の操作に応じた各種の情報の入力、指示、及び選択等を受け付ける。受付部３１３は、例えば、表示画面遷移の指示、計画停止期間の指定、入力、選択、稼働率算出期間や集計周期の選択、プラント１の運転に関する指標の表示の選択等を受け付ける。

表示制御部３１４は、取得されたプロセスデータや当該プロセスデータに基づいて算出された各種の指標（稼働率及び効率等）に基づいて表示データを生成し、当該表示データに基づく表示画面を表示装置３２に表示させる。

表示装置３２は、表示制御部３１４によって供給される表示データに基づいて、プラント１の運転に関する情報を含む各種の表示画面を表示する。表示装置３２が表示する各種の表示画面については後述する。

システム３０は、物理的には、図３に示すようにＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３０ａと、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３０ｂと、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３０ｃと、通信部３０ｄと、入力部３０ｅと、表示部３０ｆと、を有しており、これらの各構成は、バスを介して相互にデータ送受信可能に接続されている。図２に示すシステム３０の各機能ブロックは、図３に示す物理的構成により実現される。

なお、本実施形態では、システム３０が一台のコンピュータで構成される場合について説明するが、システム３０は、複数のコンピュータが組み合わせられて実現されてもよい。例えば、表示部３０ｆの他に、他の情報を表示するための異なる表示部を構成するディスプレイが設けられてもよい。また、システム３０は、タブレット端末で構成されてもよい。タブレット端末でシステム３０を構成することで、システム３０を持ち歩くことができ、例えばプラント１を巡回しながらシステム３０を利用することができる。また、図３で示す構成は一例であり、システム３０はこれら以外の構成を有してもよいし、これらの構成のうち一部を有さなくてもよい。また、構成の一部が遠隔地に設けられてもよい。例えば、ＣＰＵ３０ａ等を有する制御部３１を遠隔地に設けてもよい。この場合、表示部３０ｆ等を有する表示装置３２は、遠隔地に設けられた制御部３１において生成された制御信号をネットワークを介して取得するように構成されてもよい。

ＣＰＵ３０ａは、ＲＡＭ３０ｂ又はＲＯＭ３０ｃに記憶されたプログラムの実行に関する制御やデータの演算、加工を行う演算部である。ＣＰＵ３０ａは、プラント１のプロセスデータのグラフと説明文を表示するプログラム（監視プログラム）を実行する演算部である。ＣＰＵ３０ａは、入力部３０ｅや通信部３０ｄから種々のデータを受け取り、データの演算結果を表示部３０ｆに表示したり、ＲＡＭ３０ｂに格納したりする。

ＲＡＭ３０ｂは、記憶部のうちデータの書き換えが可能なものであり、例えばＤＲＡＭ又はＳＲＡＭ等の半導体記憶素子で構成されてよい。ＲＡＭ３０ｂは、ＣＰＵ３０ａが実行するプログラム、プラント１のプロセスデータといったデータを記憶してよい。なお、これらは例示であって、ＲＡＭ３０ｂには、これら以外のデータが記憶されていてもよいし、これらの一部が記憶されていなくてもよい。

ＲＯＭ３０ｃは、記憶部のうちデータの読み出しが可能なものであり、例えばフラッシュメモリ等の半導体記憶素子又はＨＤＤで構成されてよい。ＲＯＭ３０ｃは、例えば、本実施形態に示される各種処理を実行するためのコンピュータプログラム及び書き換えが行われないデータ、を記憶してよい。書き換えが行われないデータとは、例えば、プラント１、プラント１のコンポーネントの仕様等に関する情報を含む。また、ＲＯＭ３０ｃは、例えば、プラント１のプロセスデータ、プラント１の運転に関する指標（稼働率及び効率等）、及び計画停止期間等のデータを記憶してよい。

通信部３０ｄは、システム３０を他の機器に接続するインターフェースである。通信部３０ｄは、インターネット等の通信ネットワークに接続されてよい。

入力部３０ｅは、操作者による操作に応じたデータの入力を受け付けるものであり、例えば、キーボード及びタッチパネルを含んでよい。

表示部３０ｆは、ＣＰＵ３０ａによる演算結果を視覚的に表示する画面を有するものであり、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）により構成されてよい。表示部３０ｆは、プロセスデータのグラフや説明文を表示してよい。また、複数のディスプレイを連ねることによって、一画面を構成するように、表示部３０ｆを設けてもよい。

本実施形態に示される各種処理を実行するためのコンピュータプログラムは、ＲＯＭ３０ｃ等のコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供されてもよいし、通信部３０ｄにより接続される通信ネットワークを介して提供されてもよい。システム３０では、ＣＰＵ３０ａが監視プログラムを実行することにより、本実施形態に含まれる様々な動作が実現される。なお、これらの物理的な構成は例示であって、必ずしも独立した構成でなくてもよい。例えば、システム３０は、ＣＰＵ３０ａとＲＡＭ３０ｂ又はＲＯＭ３０ｃが一体化したＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ-Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を備えていてもよい。

図４は、本実施形態に係る各種の表示画面の遷移を示した図である。図４に示すように、表示装置３２は、ログイン表示画面ＤＰ０、稼働率表示画面ＤＰ１、及び、ダッシュボード表示画面ＤＰ２を表示する。図４に示される各表示画面間の矢印は、操作者からの指示に基づいて各表示画面が遷移することを示したものである。すなわち、システム３０においては、操作者からの指示に基づいて、ログイン表示画面ＤＰ０から、稼働率表示画面ＤＰ１及びダッシュボード表示画面ＤＰ２へ遷移可能である。なお、システム３０において各表示画面が遷移する場合、前の表示画面が次の表示画面に入れ替わってもよいし、あるいは、前の表示画面が残ったままで次の表示画面が併せて表示されてもよい。また、上述した表示画面は一例であって、表示装置３２はこれら表示画面以外の表示画面を表示してもよい。

ログイン表示画面ＤＰ０は、操作者がシステム３０にログインするために必要な情報を表示する。ログインに必要な情報は、例えば操作者のユーザＩＤ及びパスワードなどである。ログイン表示画面ＤＰ０は、操作者からユーザＩＤ及びパスワードの入力を受け付ける。ログイン表示画面ＤＰ０からは、ダッシュボード表示画面ＤＰ２、及び稼働率表示画面ＤＰ１等に遷移可能である。

稼働率表示画面ＤＰ１は、過去の所定期間におけるプラント１の運転に関する稼働率を表示する。ここで、プラント１の運転に関する稼働率は、プラント１全体の稼働率の他、プラント１に含まれる各種のコンポーネントの稼働率を含んでもよい。稼働率表示画面ＤＰ１は、例えば、選択された稼働率算出期間に含まれるボイラ稼働率、タービン稼働率、及び、プラント稼働率等を表示する。また、稼働率表示画面ＤＰ１は、例えば、選択された集計周期によって集計された各稼働率を表示する。また、稼働率表示画面ＤＰ１では、計画停止期間の追加や削除が可能である。稼働率表示画面ＤＰ１では、操作者が登録した計画停止期間を除いた稼働率や、当該計画停止期間を含む稼働率を表示可能である。

ダッシュボード表示画面ＤＰ２は、プラント１の運転に関する各種の指標をリアルタイムに表示する。換言すれば、ダッシュボード表示画面ＤＰ２は、所定時間毎に、プラント１の運転に関する最新の各種の指標を表示する。ダッシュボード表示画面ＤＰ２は、例えば、プラント１の運転に関する各種の指標に基づくトレンドグラフ等を表示する。また、ダッシュボード表示画面ＤＰ２は、例えば、プラント１の停止可能性を有する異常の発生や可能性を示す異常表示と、プラント１に関するプロセスデータが所定の状態となった場合の警告の発生や可能性を示す警告表示とを表示する。また、ダッシュボード表示画面ＤＰ２は、例えば、アラームの件数や発生時刻を表示する。

次に、図５を用いて、稼働率表示画面ＤＰ１の一例を説明する。稼働率表示画面ＤＰ１は、領域Ｒ１０～Ｒ１６と、算出表示５０とを含む。

領域Ｒ１０は、例えば、稼働率表示画面ＤＰ１の上部に表示される。領域Ｒ１０には、現在の画面のステータスとして、「稼働率計算」と表示されている。領域Ｒ１０の表示により、現在の画面が、いずれのシステムにおけるいずれのステータスであるかを容易に把握することができる。

領域Ｒ１１は、例えば、稼働率表示画面ＤＰ１の左上に表示される。領域Ｒ１１は、稼働率を算出乃至表示する期間（稼働率算出期間）の入力を受け付ける。図５に示す例では、稼働率算出期間の開始時点と、終了時点とがそれぞれ入力可能となっている。図５に示す例では、開始時点及び終了時点はいずれも年月によって指定する形式であるが、これに限らず更に日にちや時刻によって指定する形式としてもよい。また、領域Ｒ１１は、稼働率算出期間の終了時点として選択可能な時点の表示を含む。図５に示す例では、稼働率算出期間の終了時点として選択可能な時点として、領域Ｒ１１に「算出可能月：～２０２０－０５」と表示されている。これは、２０２０年５月までの稼働率が算出乃至表示可能であることを示している。これにより、操作者は、当該表示に示された時点までの時点を稼働率算出期間の開始時点や終了時点として入力可能となる。

領域Ｒ１２は、例えば、稼働率表示画面ＤＰ１の領域Ｒ１１の下側に表示される。領域Ｒ１２は、集計周期の入力を受け付ける。ここで、集計周期は、一つの稼働率を算出するために集計する期間を区切るための周期である。換言すれば、当該集計周期に示された期間を一つの単位とする稼働率が算出乃至表示される。集計周期の長さは、特に限定されないが、図５に示す例では、集計周期を月とする「ＭＯＮＴＨ」と、集計周期を年とする年とする「ＹＥＡＲ」とが含まれる。

領域Ｒ１３は、例えば、稼働率表示画面ＤＰ１の領域Ｒ１２の下側に表示される。領域Ｒ１３は、計画停止期間に関する各種の表示を含む。領域Ｒ１３は、既に登録済みの計画停止期間を表示してもよい。領域Ｒ１３は、最新データ更新表示５１と、計画停止追加表示５２と、削除表示５３と、を含む。

最新データ更新表示５１が選択されると、領域Ｒ１３において、最新の計画停止期間を反映した処理が実行される。例えば、領域Ｒ１３において、登録済みの最新の計画停止期間が表示されてもよい。これにより操作者は、計画停止期間として登録されている期間を把握することができる。また、例えば、指標算出部３１２は、最新の計画停止期間を反映した稼働率を算出し、算出した稼働率をＲＯＭ３０ｃ等の記憶部に記憶させてよい。

計画停止追加表示５２が選択されると、例えば図６に示す計画停止期間を追加するための領域Ｒ１３１が表示される。図６に示すとおり、領域Ｒ１３１は稼働率表示画面ＤＰ１においてポップアップの態様で表示される。図６に示す例では、計画停止期間の開始時点と、終了時点とがそれぞれ入力可能となっている。領域Ｒ１３１に含まれる「追加」の表示を選択すると、入力された期間が新たに計画停止期間として追加される。「閉じる」の表示を選択すると、計画停止期間の追加の操作が中断され、領域Ｒ１３１の表示が消える。

図５を再び参照する。削除表示５３が選択されると、例えば登録された計画停止期間のうちから選択された任意の計画停止期間について、当該登録が削除される。操作者は、例えば、最新データ更新表示５１が選択されることにより表示された登録済みの計画停止期間のうちから、削除したい期間を選択した上で削除表示５３を選択することにより、当該選択した期間について計画停止期間の登録を削除することができる。

算出表示５０を選択すると、例えば稼働率表示画面ＤＰ１の領域Ｒ１０～１３よりも右側において、プラント１の運転に関する稼働率が表示される。図５に示す例では、３つの領域Ｒ１４～１６のそれぞれにおいて、稼働率算出期間である２０２０年２月、３月、及び４月の各種の稼働率が棒グラフの態様で表示されている。例えば、領域Ｒ１４にはボイラ稼働率が、領域Ｒ１５及びＲ１６にはプラント稼働率がそれぞれ表示されている。なお、領域Ｒ１５には計画停止期間を含む稼働率が表示され、領域Ｒ１６には計画停止期間を除いた稼働率（計画運転期間に対する当該運転期間の割合としての稼働率）が表示されている。各棒グラフのうち上側に設けられた斜線部は対象となるコンポーネントが稼働していなかった期間の割合を示している。稼働率表示画面ＤＰ１に含まれる稼働率の表示領域の数は特に限定されず、図５に示すように３つであってもよいし、１つ、２つ、又は４つ以上であってもよい。また、稼働率の表示態様は、棒グラフに限らず、折れ線グラフ、円グラフ、散布図、ヒストグラム等の任意の態様であってよい。

稼働率表示画面ＤＰ１においては、計画停止期間を含む稼働率と、計画停止期間を除いた稼働率とが表示されている。更に、稼働率表示画面ＤＰ１においては、これら稼働率が並べて配置されている。そのため、操作者は、計画停止期間が稼働率に与える影響を容易に把握することが可能となる。

次に、図７を用いて、本実施形態に係る稼働率の表示に係る動作処理について説明する。図７は、当該動作処理の一例を示すフローチャートである。なお、以下に示すステップの内容や順序は一例であって、当該動作処理がこれに限られるものではない。

まず、プラント１の運転中において、プロセスデータ取得部３１１は、ＤＣＳ２０からプラント１のプロセスデータを取得する（Ｓ１０）。プロセスデータ取得部３１１は、ＤＣＳ２０から順次に供給されるプロセスデータを、ＲＯＭ３０ｃ等に記憶させてもよい。

その後、指標算出部３１２は、予め設定された任意のタイミングにおいて、予め設定された条件による稼働率を算出する（Ｓ１１）。例えば、指標算出部３１２は、月毎に、当該月におけるプラント１の稼働率、及び／又は、プラント１に含まれる各種のコンポーネントの稼働率（ボイラ稼働率、タービン稼働率等）を算出する。このとき、計画停止期間が登録されている場合は、計画停止期間を含む稼働率及び／又は計画停止期間を除いた稼働率を算出してもよい。指標算出部３１２は、算出された稼働率をＲＯＭ３０ｃ等の記憶部に記憶する。

受付部３１３は、操作者が計画停止期間の登録の操作を行った場合、当該計画停止期間の登録を受け付ける（Ｓ１２）。具体的には、操作者が、稼働率表示画面ＤＰ１の領域Ｒ１３の計画停止追加表示５２を選択することにより領域Ｒ１３１が表示され、当該領域Ｒ１３１において計画停止期間の登録が行われる。そして、例えば受付部３１３は、計画停止期間をＲＯＭ３０ｃ等の記憶部に記憶させる。このとき、例えば稼働率表示画面ＤＰ２の領域Ｒ１３の最新データ更新表示５１が選択されたこと等に応じて、指標算出部３１２は最新の計画停止期間を反映した稼働率を新たに算出し、これをＲＯＭ３０ｃ等の記憶部に記憶させてもよい。

受付部３１３は、操作者が稼働率表示に関する各種の条件を選択した場合、当該選択を受け付ける（Ｓ１３）。例えば、受付部３１３は、稼働率表示画面ＤＰ２の領域Ｒ１１に対する操作者の操作に応じて、稼働率算出期間の選択を受け付ける。また、受付部３１３は、稼働率表示画面ＤＰ２の領域Ｒ１２に対する操作者の操作に応じて、集計周期の選択を受け付ける。なお、指標算出部３１２は、これら操作に応じて、新たな条件における稼働率を算出し、これをＲＯＭ３０ｃ等の記憶部に記憶させてもよい。

表示制御部３１４は、操作者が稼働率表示画面ＤＰ２の算出表示５０を選択した場合、選択された各種の条件（稼働率算出期間、集計期間等）における稼働率を稼働率表示画面ＤＰ２に表示させる（Ｓ１４）。例えば、表示制御部３１４は、図５に示した領域Ｒ１４～Ｒ１６等を稼働率表示画面ＤＰ２に表示させる。なお、選択された各種の条件（稼働率算出期間、集計期間等）における稼働率がＲＯＭ３０ｃ等の記憶部に記憶されていない場合、指標算出部３１２は、新たに当該条件における稼働率を算出し、これをＲＯＭ３０ｃ等の記憶部に記憶させてもよい。そして、当該新たな稼働率が、表示制御部３１４により稼働率表示画面ＤＰ２に表示される。以上で処理が終了する。

次に、図８を用いて、ダッシュボード表示画面ＤＰ２一例を説明する。ダッシュボード表示画面ＤＰ２は、領域Ｒ２０～Ｒ２５と、算出表示８０とを含む。

領域Ｒ２０には、現在の画面のステータスとして、「ダッシュボード」と表示されている。領域Ｒ２０の表示により、現在の画面がいずれのステータスであるかを容易に把握することができる。

ダッシュボード表示画面ＤＰ２の左上の領域Ｒ２１には、プラント１の停止可能性を有する異常の発生を示す情報と、その異常が発生した時間情報とが表示される。図８では、プラント１の停止可能性を有する異常の発生を示す情報の一例として、「噴破」という情報が大きなサイズの文字で表示される。その下には、「ＹＹＹＹ／ＭＭ／ＤＤ ｈｈ：ｍｍ：ｓｓ」という現在の時間情報が表示される。この現在の時間情報は、例えば所定時間ごと（例えば１分ごと）に自動更新される。あるいは操作者の操作によって手動更新が可能であってもよい。この領域Ｒ２１に表示される情報によって、プラント１の操作者は、噴破という、プラント１の停止可能性を有する重大な異常が、ＹＹＹＹ年ＭＭ月ＤＤ日ｈｈ時ｍｍ分ｓｓ秒現在に発生したことを認識することができる。なお、変形例として、「噴破」という情報の直下の時間情報は、異常が発生した時刻としてもよい。

ダッシュボード表示画面ＤＰ２の左下の領域Ｒ２２には、「最新アラーム情報」として、プラントに関するプロセスデータが所定の状態となった場合の警告の発生を示す警告表示が表示される。警告表示は、プラント１の運転効率に影響を与えるプロセスデータの所定状態を表示するものであり、例えば、噴破のようなプラント１の停止可能性を有するものではないが、プラント１の運転効率を低下させるものである。領域Ｒ２２において、警告表示の発生履歴は、その発生時を示す時間情報と、その内容を示す情報とを発生時の順番に配列された状態で表示される。例えば、領域Ｒ２２の先頭には、「ＹＹＹＹ／ＭＭ／ＤＤ ｈｈ：ｍｍ：ｓｓ」という時間情報と、「アラームＡ」という警告の内容を示す情報が対応付けられて表示されている。この領域Ｒ２２に表示される情報によって、プラント１の操作者は、アラームＡが、ＹＹＹＹ年ＭＭ月ＤＤ日ｈｈ時ｍｍ分ｓｓ秒に発生したことを認識することができる。同様にプラント１の操作者は、プラント１の運転効率に影響を与える他のプロセスデータの所定状態の発生時を示す時間情報とその内容を示す情報の履歴を認識することができる。

ダッシュボード表示画面ＤＰ２の左側中央における領域Ｒ２１と領域Ｒ２２の間のスペースには、領域Ｒ２３が設けられる。領域Ｒ２３には、「機器・コンポーネント別」情報として、プラント１を構成する複数のコンポーネントが表示される。また、運転効率に影響を与える警告が発生した可能性があるコンポーネントは、他のコンポーネントと異なる態様で表示される。

具体的には、プラント１のコンポーネントとして、「プラント」、「ボイラ」、「タービン」、「ジェネレータ」及び「補機」が表示される。「ボイラ」は、火炉２等、ボイラを構成する部品に相当する。「タービン」は、タービン１００等、タービンを構成する部品に相当する。「補機」は、ポンプ７及びポンプ７ａ等、ボイラ等の主要部品には該当しない部品に相当する。また、「ジェネレータ」等、プラント１を構成し警告が発生する可能性が高い部品を適宜コンポーネントとして設定してもよい。また、運転効率に影響を与える警告の原因となるプロセスデータを特定し、これに基づいて、現時点において、警告が発生しているコンポーネント（例えば「ボイラ」及び「ジェネレータ」）を、例えば、赤色の背景色で表示し、警告が発生していないコンポーネント（例えば「プラント」及び「タービン」）を、例えば、緑色の背景色で表示し、評価項目が未設定のコンポーネント（例えば「補機」）を灰色で表示するように構成されている。更に、領域Ｒ２２に警告が継続しているアラームを赤字で表示し、領域Ｒ２３にそのアラームに対応するコンポーネントを赤の背景色で表示するようにして、運転効率に影響を与える警告の原因となるコンポーネントを容易に特定可能に構成してもよい。

ダッシュボード表示画面ＤＰ２の右下の領域Ｒ２５には、センサにより取得されたデータが異常値を示した回数を、センサごとに配列された態様で、異常の発生履歴が表示される。具体的には、「ＤＣＳアラーム集計」情報として、所定時間内、例えば、過去２４時間以内に、ＤＣＳ２０により判断された異常の回数を、センサごとに集計し、降順に並べたパレート図が示されている。なお、図８における「アラーム１」、「アラーム２」等は、具体的なセンサの識別情報が表示されるように構成してもよい。例えば、アラーム１として、特定の位置に設けられたＡＥセンサの識別情報が表示されてもよい。また、アラーム１として、特定のセンサにより検出される項目名が表示されてもよい。例えば、アラーム１として、補給水流量ｕ１を識別する情報が表示されてもよい。

ダッシュボード表示画面ＤＰ２の右上の領域Ｒ２４には、プラント１の運転に関する効率等の指標がリアルタイムに表示される。ここで、リアルタイムで指標を表示するとは、所定期間におけるプラント１の運転に関する効率等の指標が、当該所定期間から所定時間が経過する前に表示することであってよい。所定時間の長さは、特に限定されず、例えば、１秒、５秒、１０秒、３０秒等の秒単位であってもよいし、１分、２分等の分単位であってもよい。しかしながら、所定期間の長さは、短いほどダッシュボード表示画面ＤＰ２に表示される情報のリアルタイム性が向上するため好ましい。当該所定時間の長さは、操作者等が任意に設定可能であってよい。

例えば、領域Ｒ２４には、プラント１の安定的な運転のために重要な指標を縦軸とし、横軸を時間とする一又は複数のトレンドグラフが表示される。図８においては、例えば、上側に指標１及び指標２のトレンドグラフが重畳して表示され、下側に指標３及び指標４のトレンドグラフが重畳して表示されている。これらトレンドグラフの最右端の時刻は、これら指標が算出された最新の時刻である。そして、現在の時刻であるＹＹＹＹ年ＭＭ月ＤＤ日ｈｈ時ｍｍ分ｓｓ秒は、当該最右端の最新の時刻から未だ上述した所定時間が経過していない点に留意されたい。

上述した通り、領域Ｒ２４の上側には指標１及び指標２が重畳して表示されているが、例えば、指標１はボイラ効率であってよく、指標２は発電端効率であってよい。このように、ボイラ効率（指標１）と発電端効率（指標２）とは、縦軸が重畳して表示されている。これにより、ボイラ効率と発電端効率との相関を容易に把握することが可能となり、特にプラント１全体の効率である発電端効率に対して、プラント１の重要なコンポーネントであるボイラのボイラ効率がどの程度の影響を及ぼしているかを視覚的且つ直感的に把握することが可能となる。なお、領域Ｒ２４に表示される指標は、プラント１の運転に関する指標であれば特に限定されず、操作者によって任意に選択されることができる。

次に、図９を用いて、本実施形態に係る効率の表示に係る動作処理について説明する。図９は、当該動作処理の一例を示すフローチャートである。なお、以下に示すステップの内容や順序は一例であって、これに限られるものではない。以下では、プラント１は運転中であり、プロセスデータ取得部３１１がＤＣＳ２０を介してプラント１のプロセスデータを順次に取得しているものとする。

指標算出部３１２は、所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ２０）。ここで、所定時間の長さは、特に限定されず、例えば、１秒、５秒、１０秒、３０秒等の秒単位であってもよいし、１分、２分等の分単位であってもよい。しかしながら、所定期間の長さは、短いほどダッシュボード表示画面ＤＰ２に表示される情報のリアルタイム性が向上するため好ましい。当該所定時間の長さは、操作者等が任意に設定可能であってよい。指標算出部３１２は、所定時間が経過したと判定するまで、ステップＳ２０を繰り返す。

所定期間が経過したと判定された場合（Ｓ２０；Ｙｅｓ）、指標算出部３１２は、プロセスデータ取得部３１１がＤＣＳ２０を介して取得したプロセスデータに基づいて、プラント１の運転に関する各種の効率や他の指標を算出する。特に、指標算出部３１２は、予めダッシュボード表示画面ＤＰ２において表示するように設定された効率や他の指標を算出する。指標算出部３１２が算出するプラント１の運転に関する効率は、例えば、プラント１に含まれるボイラの効率であるボイラ効率η_ｂ、プラント１に含まれるタービンの効率であるタービン室効率η_ｔ、及びプラント１全体の効率である発電端効率η_ｎの少なくともいずれかを含んでもよい。

次に、表示制御部３１４は、指標算出部３１２により算出された効率や他の指標に基づいて、ダッシュボード表示画面ＤＰ２の表示を更新する（Ｓ２２）。図８に示す例では、例えば、領域Ｒ２４の各種のトレンドグラフの時間軸（横軸）を最新の時刻の表記に更新した上で、指標算出部３１２が算出した効率や他の指標を当該トレンドグラフに追加して表示する。その後、処理はステップＳ２０に戻り、以降はステップＳ２０～Ｓ２２が繰り返される。これにより、操作者は、プラント１の運転に関する効率や他の指標をリアルタイムで確認することが可能となる。

以上のとおり、本実施形態によれば、プラント１に異常が発生した場合において、操作者が把握すべきプラント１の状態を段階的かつ順番に表示することができるため、プラントの状態をわかりやすく操作者に示すことができる。特に、プラントは、監視すべき事象やパラメータが非常に多く、プラントの状態に変化が生じた場合には、そのことを効率的かつ迅速に操作者に伝える必要があるところ、本実施形態に係るシステム及び方法によりプラントの状態を適正化するための方法を確認することができ、どのような対応が必要であるか迅速に把握することができるようになる。

上記実施形態を通じて説明された実施の態様は、用途に応じて適宜に組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施形態の記載に限定されるものではない。そのような組み合わせ又は変更若しくは改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１…プラント、２…火炉、２ａ…燃料供給口、２ｂ…ガス出口、２ｃ…給気ライン、２ｄ…排出口、３…サイクロン、３ａ…排ガス流路、４…循環材回収管、４ａ…ループシール部、５…後部煙道、６…炉壁管、７…ポンプ、７ａ…ポンプ、８…蒸気ドラム、８ａ…降水管、８ｂ…飽和蒸気管、１０…過熱器、１０ａ…管、１２…節炭器、２１…管、２２…管、３０…システム、３０ａ…ＣＰＵ、３０ｄ…通信部、３０ｅ…入力部、３０ｆ…表示部、３１…制御部、３２…表示装置、１００…タービン、１０２…復水器、３１１…プロセスデータ取得部、３１２…指標算出部、３１３…受付部、３１４…表示制御部

Claims (14)

1. プラントの運転に関する指標を表示する表示装置であって、
   選択された期間における前記指標として前記プラントの運転に関する稼働率を表示し、
   更に、前記プラント全体の効率である発電端効率と、前記プラントに含まれるコンポーネントの効率とを重畳して表示する、表示装置。
2. 前記稼働率は、選択された周期毎に集計された稼働率である、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記稼働率は、前記プラントの運転が行われていた運転期間と、前記プラントの運転が予定されていた計画運転期間と、に基づいて算出される、請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記稼働率は、前記プラントに含まれるボイラの稼働率であるボイラ稼働率、前記プラントに含まれるタービンの稼働率であるタービン稼働率、及び前記プラント全体の稼働率であるプラント稼働率の少なくともいずれかを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置。
5. 前記表示装置は、更に、前記プラントの運転に関する指標として前記プラントの運転に関する効率をリアルタイムで表示する、請求項１から４のいずれか一項に記載の表示装置。
6. 前記表示装置は、所定期間における前記効率を、前記所定期間から所定時間が経過する前に表示する、請求項５に記載の表示装置。
7. 前記コンポーネントの前記効率は、前記プラントに含まれるボイラの効率であるボイラ効率、及び前記プラントに含まれるタービンの効率であるタービン室効率の少なくともいずれかを含む、請求項５又は６に記載の表示装置。
8. 前記表示装置は、複数の前記効率を表示する、請求項５から７のいずれか一項に記載の表示装置。
9. 前記表示装置は、前記複数の前記効率を、軸を重畳させて表示する、請求項８に記載の表示装置。
10. プラントの運転に関する指標を表示する表示装置を制御する制御装置であって、
    前記プラントのプロセスデータを取得する取得部と、
    取得された前記プロセスデータに基づいて、前記プラントの運転に関する指標としての前記プラントの運転に関する稼働率、前記プラント全体の効率である発電端効率、及び前記プラントに含まれるコンポーネントの効率を算出する算出部と、
    算出された前記稼働率を前記表示装置に表示させる表示制御部と、
    を備え、
    前記表示制御部は、更に、算出された前記発電端効率と、算出された前記コンポーネントの前記効率とを重畳して前記表示装置に表示させる、
    制御装置。
11. 期間の選択を受け付ける受付部、を更に備え、
    前記表示制御部は、選択された前記期間における前記稼働率を前記表示装置に表示させる、請求項１０に記載の制御装置。
12. プラントの運転に関する指標を表示する表示装置を制御する制御方法であって、
    前記プラントのプロセスデータを取得する取得ステップと、
    取得された前記プロセスデータに基づいて、前記プラントの運転に関する指標としての前記プラントの運転に関する稼働率、前記プラント全体の効率である発電端効率、及び前記プラントに含まれるコンポーネントの効率を算出する算出ステップと、
    算出された前記稼働率を前記表示装置に表示させる表示ステップと、
    算出された前記発電端効率と、算出された前記コンポーネントの前記効率とを重畳して前記表示装置に表示させるステップと、を含む、制御方法。
13. 期間の選択を受け付ける受付ステップ、を更に含み、
    前記表示ステップは、選択された前記期間における前記稼働率を前記表示装置に表示させる、請求項１２に記載の制御方法。
14. コンピュータに、
    プラントのプロセスデータを取得する取得ステップと、
    取得された前記プロセスデータに基づいて、前記プラントの運転に関する指標としての前記プラントの運転に関する稼働率、前記プラント全体の効率である発電端効率、及び前記プラントに含まれるコンポーネントの効率を算出する算出ステップと、
    算出された前記稼働率を表示装置に表示させる表示ステップと、
    算出された前記発電端効率と、算出された前記コンポーネントの前記効率とを重畳して前記表示装置に表示させるステップと、を実行させるためのコンピュータプログラム。