JPH02174920A - 膜分離装置の異常診断システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業」二の利用分野〉 本発明は、食品加ニブラントや化学プラントに使用され
る膜分離装置の異常診断システムに関する。

〈従来の技術〉 従来の膜分離装置の異常診断システムとしては第３図に
示すようなものがあった。

同図において、ｌは異常診断の対象となる膜分離装置、
２は前記膜分離装置ｌから各種の運転データを収集する
運転データ収集装置、３は収集された運転データを予め
設定されている境界値と比較し運転データが境界値を越
えている場合に異常と判定する異常判定装置、４は異常
判定装置３の判定結果を表示する表示装置、５は前記表
示装置を備えた監視盤である。

上記のンステムでは、まず、膜分離装置１の各種運転デ
ータが運転データ収集装置２に取り込まれる。運転デー
タとしては、たとえば、膜モジュールの入口圧力値、出
口圧力値、原液や濃縮液の温度、透過液量、原液流量等
のデータがある。そして、収集装置２により収集された
運転データは、異常判定装置３に入力される。異常判定
装置３では、予め運転データの各項目毎に警報判定の境
界値が設定されており、この境界値と前記の各運転デー
タとが比較され、運転デー−夕が境界値を越えている場
合は、異常、すなわち警報状態にあると判定される。そ
の判定結果は表示装置４に表示される。

膜分離装置１の運転員は、監視盤５にある表示装置４の
表示を見て、膜分離装置ｌの膜性能に異常があるか等、
異常の原因を同定する。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、従来の上記異常診断システムでは、運転デー
タの各項目毎に異常判定の境界値を一定の値として固定
的に設定しているので、運転の状況によっては、正常運
転であるにもかかわらず、異常判定が表示されることが
ある。

たとえば、膜分離装置ｌの稼働率が高率となって全体の
温度が上がったような場合、透過液の量は、低い稼働率
の場合に比べ大幅に増大するが、その透過液量の値は、
装置全体の運転状況を考慮すると、異常な値とはいえな
いにもかかわらず、固定的な境界値と比較すると、異常
と判定されることがある。

また、上記と反対の判定結果が表示される場合もある。

たとえば、膜モジュールは長期間使用すると、目詰まり
が生じて、透過液量が減少するが、その目詰まりの割に
透過液量が多い場合、目詰まりを考慮すると異常と判定
すべき透過液量であっても、固定的な境界値と比較する
と、正常と判定されることがある。

したがって、運転員は、いずれかの項目の運転データに
ついて異常の判定が表示された場合、直ちに装置全体の
異常と即断するのではなく、他の項目の運転データをも
見て装置全体の運転の状況を考慮し、異常原因の同定を
行わなければならない。そのため、異常原因の同定が運
転員の判断能力の個人差により左右されるばかりでなく
、異常原因の同定までに時間がかかる、という問題があ
る。

また、上記のように、正常運転の状態てらいずれかの項
目について異常の判定結果が表示されることがあるから
、運転員は、異常判定の表示があっても、その表示を軽
視する場合かあり、結局、異常の表示がなされているに
もかかわらず、装置全体の異常を見落としてしまう事態
を招来する。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって
、運転状況に応じた異常の判定が行われるようにして、
運転員の個人差による異常原因の同定の違いや遅れを無
くし、異常に対する的確で迅速な対応を可能にすること
を課題とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、上記の課題を達成するために、膜分離装置か
ら各種の運転データを収集する運転データ収集装置と、
収集された運転データに他の運転データもしくはその時
点での運転条件に基づいて所要の補正を加える補正装置
と、膜分離装置の動特性にほぼ対応する照合モデルデー
タを発生する照合モデルデータ発生装置と、この発生装
置からの照合モデルデータと補正された各運転データと
の偏差値を求め、その偏差値により異常の種類を判定す
る異常判定装置と、この判定装置の判定結果を表示する
表示装置とを備えて膜分離装置の異常診断システムを構
成した。

〈作用〉 上記の構成によれば、膜分離装置の各種の運転データは
、運転データ収集装置により収集され、補正装置におい
て、温度補正や圧力補正等の補正が加えられた後、異常
判定装置に入力される。

一方、照合モデルデータ発生装置は、過去の実績データ
もしくは実験データに基づいて、膜分離装置の動特性に
ほぼ対応する照合モデルデータを発生する。異常判定装
置では、この照合モデルデータ発生装置からの照合モデ
ルデータと、補正された運転データとが人力されて、両
データが比較される。ここで、運転データは、照合モデ
ルデータの設定条件と同一条件での値に補正されている
。

そして、照合モデルデータと収集運転データとの偏差値
が、予め設定されている境界値を越えた場合、異常と判
定され、また、その偏差値の正負の符号、あるいは他の
項目での異常判定との関係から異常の種類が識別される
。その判定結果は表示装置に表示される。

〈実施例〉 以ト、本発明を図面に示ケ実施例に基づいて詳細に説明
する。第１図は、本発明の一実施例に係る膜分離装置の
異常診断システムの構成図で、この異常診断システムは
、第３図に示した従来のシステムと同様に、異常診断の
対象となる膜分離装置Ｉと、この膜分離装置１から各種
の運転データを収集する運転データ収集装置２を有する
。

この実施例のシステムは、さらに、照合モデルデータを
発生する照合モデルデータ発生装置６と、収集さイ１に
運転データの補正を？］う補正装置７と、補正された運
転データと照合モデルデータとから異常の判定を行う異
常判定装置８と、その判定結果を表示する表示装置９と
を備え、表示装置９は、監視盤１０に設けられている。

Ｍｉｎ記照合モデルデータ発生装置６は、膜分離装置１
の過去の実績データも（、＜は実験データを入カケるこ
とにより、膜分離装置ｌの正常運転状態での動特性を示
１゛照合モデルのデータを近似式とＬ７て生成出力する
。

補正装置７は、収集装置２で収集された各運転データに
ついて他の項［］の運転データ、もしくはその時点での
運転条件との関係で補正を行うしのである。その補正と
は、たとえば、原液温度が−に昇−４゛ると、これに比
例（２て透過量が増大するので、透過量のデータを基準
温度での透過量に補正する、といった補正である。前記
照合モデルデータ発生装置６での各照合モデルデータは
、それぞれ所定の運転条件での値であるから、この補正
装置７の補正によって、収集運転データと照合モ芦ルデ
ー夕との正確な比較が可能になる。

異常判定装置８は、照合モデルデータ発生装置６から照
合モデルデータを人力するととしに、補正装置７から補
正された運転データを入力１５、両データを比較し、そ
の偏差値が所定の境界値を越えているか否かを検出し、
境界値を越えている場合は異常と判定し、かつ、その偏
差値の正負符号、あるいは他の項目での異常判定との関
係から異常の種類を識別ケる。

表示装置９は、異常判定装置８での判定結果を表示する
。

なお、膜分離装置ｌは、膜モジュールＩＩと、この、嘆
モジュール１１に原液４ｆンプ［２により原液を供給す
る原液ラインＩ３と、膜モジノール１１からの濃縮液ラ
イン１４と、膜モジュールＩ＋から透過液を導出する透
過液ライン１５と、原液うイ〉］３から濃縮液ライン１
４に直結するバイパスライン１６とからなる。そして、
原液ライン！　３　Ｊ−には膜モジュール１１の入口圧
カセンザｌ〕１と原液温度センサＴ、とが設けられ、濃
縮液ライン１４−トには出［１圧カセンサＰ、と濃縮液
温度センサ′ｒ、とが設けられ、透過液ライン１５には
透過液流型センサＦ　３と透過液圧力センサ１−）３と
が設けらイ１ている。これら各センサの検出信号は、運
転データとして運転データ収集装置２に入力さイする。

次に、Ｌ記構酸での異常診断動作を第２図のフローヂャ
ートに基づいて説明する。

ステップＳ１では、膜分離装置Ｉから各種の運転データ
を一定周期毎に収集する。収集する運転データは、図示
例の膜分離装置１では、膜モノニール１１の入「１圧力
、出［１圧力、原液温度、ａ氷酸温度、透過液屯、透過
液圧力のデータである。

ステップＳ２では、異常判定の最初のルーチンか否かを
判断する。最初のルーチンであれば、照合モデルデータ
を用、きする必要があるから、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、照合をデルデータ発生装置６で照合
モ１ルデータを設定［る。、１１！１合（デルデータ発
生装置６には、異常診断に先立って、過去の実績データ
、あるいは実験データを入力しておき、照合モデル°デ
ータの発生は、これらのデータを基に行われる。

ステップＳ４では、補正装置７において、収集した各運
転データについて、温度補正、圧力補正等の所要の補正
を行う。これは、照合モデルデータとの正確な比較を可
能にするためのもので、ある項目の運転データか他の項
［］の運転データ、もしくは運転データには含まれない
運転条件に関連して変動Ｖるものであれば、他の項目の
運転データの値、もし、くはその時点の運転条件により
、当該項目の運転データを補正する。

ステップＳ５では、補正された運転データの経時変化量
を算出し、その算出値を照合モデルデータと比較して偏
差値を算出する。

ステップＳ６では、偏差値が所定の境界値を越えた場合
に、異常と判定するとともに、その偏差値の正負符号と
、あるいは他の項目での異常判定との関係から異常の種
類を識別する。

この場合、各運転データの異常とその異常の種類との関
係を、以下に例示する。

■膜モジュール１．１の入口圧力が異常で、かつ透過液
量が異常であれば、異常の原因は、膜モジュール１１の
膜面汚れである。

■膜モジュール１１の入力圧力が下方異常で、出口圧力
が下方異常であれば、異常の原因は、原液圧力不足であ
る。

■膜モジュールＩＩの入口圧力が上方異常で、透過液圧
力が上方異常であれば、異常の原因は、原液圧力異常で
ある。

異常の種類は表示装置９に表示され、この表示を行った
後、ステップＳ１に戻り、ステップ８１以下のルーチン
を繰り返す。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明によれば、膜分離装置の運転デー
タを、膜分離装置の動特性に対応する照合モデルデータ
と比較して異常の種類を判定するから、運転状況に応じ
た的確な異常判定がなされ、異常の判定に対する信頼性
が向上し、運転員に異常原因の同定を迅速かつ正確に行
わせることができる。

しかも、上記の異常の判定に先立って、膜分離装置の運
転データを補正するから、運転データと照合モデルデー
タとの比較が正確に行われ、この点からも、異常判定の
信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図はその動作
を示すフローチャート、第３図は従来例の構成図である
。 １・・膜分離装置、２・・・運転データ収集装置、６・
・・照合モデルデータ発生装置、７・・・補正装置、８
・・・異常判定装置、９・・・表示装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）膜分離装置から各種の運転データを収集する運転
   データ収集装置と、収集された運転データに他の運転デ
   ータもしくはその時点での運転条件に基づいて所要の補
   正を加える補正装置と、膜分離装置の動特性にほぼ対応
   する照合モデルデータを発生する照合モデルデータ発生
   装置と、この発生装置からの照合モデルデータと補正さ
   れた各運転データとの偏差値を求め、その偏差値により
   異常の種類を判定する異常判定装置と、この判定装置の
   判定結果を表示する表示装置とを備えたことを特徴とす
   る膜分離装置の異常診断システム。