JPH04166894A - トレンドグラフ表示装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、発電プラント等におけるプラントプロセス量
をＣＲＴ等の画面表示装置にトレンド表示するトレンド
グラフ表示装置に関する。

（従来の技術） たとえば発電プラントにおいては、プラントの状態を監
視するにあたって、プロセス量をＣＲＴ装置にトレンド
グラフで表示するものが用いられている。

トレンドグラフ表示は、プラントプロセス量の変化動向
を把握する手段として非常に有効であるが、従来は、そ
のグラフの縦軸や横軸のスケール値に関して運転員があ
る時点でのプロセス量を基にスケール値を決定し、計算
機にそのスケール値を設定していた。またプロセス量に
対して固定の設定値を用いる場合もあった。

運転員がスケール値を設定する場合、プロセス量の変化
に応じてスケール値の再設定を行って表示範囲を調整す
ることが必要となっていた。このため操作が繁雑となり
、かつ、スケール値の設定も１つの変化率を用いたスケ
ール設定であったので、プロセス量が短時間のうちに大
きな変化をしたような場合には、スケール値を逸脱する
ケースも多く発生した。

そこで、プロセス値の変化動向を予測し、プロセス量が
スケール値を逸脱する前にスケール値を変更するように
することも考えられる。すなわち、プロセス量の変化率
を求めその変化率から変化動向を予測し、その予測に基
づいてスケールを変更することが考えられる。

（発明が解決しようとする課題） ところが１つの変化率監視では、その周期のとり方によ
りプロセス量の短期的な変化と、長期的な変化とのいず
れか一方の監視しか出来ないため、プロセス量の変化に
よっては、スケールを適切に変更出来ない場合がある。

したがって、表示中のプロセス量が変化し、前に設定し
たスケール値をプロセス量が逸脱するような場合、運転
員はスケール値を再設定する必要があり、運転員はプロ
セス量の現在値及び変化動向を判断し、その都度最適な
スケール値を選定しなければならなかった。

本発明の目的は、プロセス量の変化動向を複数の異なる
変化率により判断し、プロセス量の変化動向にあったス
ケール値を自動設定することにより、オペレータの負荷
を軽減すると共に、監視性の向上を計ることのできるト
レンドグラフ表示装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のトレンドグラフ表示装置は、プラントから入力
したプロセス量のうちトレンド表示すべきプロセス量を
選択しそのプロセス量を運転員により指示された表示ス
ケールでＣＲＴ表示装置にトレンド表示するトレンドグ
ラフ表示装置において、トレンド表示すべきプロセス量
の変化率基準値を算出する変化率基準値算出手段と、ト
レンド表示すべきプロセス量を短周期でサンプリングし
短周期変化率を計算する短周期変化率計算手段と、［・
レンド表示すべきプロセス量を短周期より長い周期でサ
ンプリングし長期周期変化率を計算する長周期変化率計
算手段と、短周期変化率および長周期変化率が変化率基
準値より大か小かを判定し予め定めた複数個のケースの
うちいずれのケースに該当するかを判断するケース判断
手段と、トレンド表示すべきプロセス量がケース判断手
段で判断されたケースに対応して予め定められたスケー
ル設定条件を満たすかどうかを判定しその条件を満たす
ときは表示スケールの設定変更指令を出すスケール設定
条件判断手段と、表示スケールの設定変更指令があった
ときケース判断手段で判断されたケースに対応して予め
定められたスケール値計算式に基づいて表示スケール値
を計算する表示スケール値計算手段と、ここで算出され
た表示スケール値に基づいてトレンド表示すべきプロセ
ス量のトレンド表示を指示するスケール設定手段とを備
えている。

（作用） トレンド表示すべきプロセス量の変化率基準値、短周期
変化率および長周期変化率を算出し、これからトレンド
表示すべきプロセス量の変化傾向が予め定めたどのケー
スであるかを判定する。

そして、判定されたケースでのスケール設定条件を満た
すかどうか判定し、トレンド表示すべきプロセス量がそ
のスケール設定条件を満たすと、設定変更すべきスケー
ル値を算出し、その算出されたスケール値に基づきトレ
ンドグラフを表示する。

これにより、短期および長期にわたりトレンド表示すべ
きプロセス量がトレンドグラフを逸脱することはない。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。プラ
ントからの複数のプロセス量はプロセス入力装置ｌを介
してデータ入力手段２に定期的に入力される。入力デー
タ編集処理手段３はデータ入力処理手段２が入力したプ
ロセス量をセンサ補正等のデータ処理を行い、プロセス
データとして保存する。ここで編集されたプロセス量は
トレンドデータサンプリング処理手段４およびスケール
自動設定処理手段８に入力される。

トレンドデータサンプリング処理手段４はトレンド表示
すべきプロセス量を入力データ編集処理手段３から入力
し、トレンドデータ表示処理手段５を介してＣＲＴ表示
装置にそのプロセス量をトレンドグラフ表示する。

一方、スケール自動設定処理手段８はトレンドグラフの
スケール値を計算し設定するもので、算出されたスケー
ル値はトレンド表示要求処理手段６に与えられる。トレ
ンド表示要求処理手段６はトレンドデータサンプリング
処理手段４およびトレンドデータ表示手段５にそのスケ
ール値を指示し、ＣＲＴ表示装置に表示されるトレンド
グラフのスケールを決定する。また、運転員からの指示
はキーボードからトレンド表示要求対話処理手段７を介
してトレンド表示要求処理手段６およびスケール自動設
定処理手段８に入力され、スケール値を手動で設定でき
るようにしている。

次に、スケール自動設定処理手段８はトレンドグラフの
スケール値を算出するものであり、まず入力したプロセ
ス量のうちトレンド表示を必要とするプロセス量につい
て、その変化率基準値、短周期変化率および長周期変化
率をそれぞれ変化率基準値計算手段１００、短周期変化
率計算手段１０１および長周期変化率計算手段１０２で
計算する。

変化率基準値ＣＡは、プロセス量の入力範囲（計算機入
力の際の入ノルンジ）から、その単位時間当りの変化率
の制限値を算出するもので、次式ににより求められる。

変化率基準値 ここで、ｔはプロセス量の予測時間と使用される定数で
あり、表示されるトレンドグラフの時間幅にもよるが、
通常１〜５分程度とするのが良い。Ｋは変化率の制限値
を入力レンジ幅の何％に設定するかという係数であり、
通常１０〜２０％とするのが良＜０−１００％の範囲で
設定する。

次に、短周期変化率及び長周期変化率は、最小二乗法に
より計算する。短周期の変化率計算に用いる入力データ
のサンプリング周期をｔｌとし、長周期の変化率計算の
サンプリング周期をｔ２とすると、１、とｔ７は次のよ
うに選ぶ。

ｔ、＝ｎｔ、　　ｔ、）ｔ、　　（ｎは正の整数）通常
Ｌ１は５〜２０秒、Ｌ２はｎを１０〜２０倍にして求め
、変化率の計算は、ｔｌ及びｔ２の周期でサンプルされ
たＱ− ４〜１２個のデータより計算する。これにより、ノイズ
等の影響を排除でき、良好となる。

ここで求められた短周期変化率をａｌ、長周期変化率を
ａ２とし、その絶対値を１８．１．ｌａ、　ｌとする。

入力ケース判断手段】０３では、短周期変化率ｌａ、ｌ
および長周期変化率１．、ｌと変化率基準値ＣＡとの大
小関係を判別し、以下のように４つのケースに場合分け
する。

（１）ケースＩ 短周期変化率１ａ、ｌおよび長周期変化率１．、！とも
に変化率基準値ＣＡ以下の場合である。

〈ケース判定条件〉 ＣＡ≧１ａ１１か−）ＣＡ≧１ａ２１ （２）ケース■ 短周期変化率１ａ１１が変化率基準値ＣＡを越え、長周
期変化率１ａ、ｌは変化率基準値ＣＡ以内の場合である
。

くケース判定条件〉 ＣＡ（ｌａ、１か−）ＣＡ≧ｌａ、１ （３）ケース■ ＝１０− 長周期変化率１ａ２１が変化率基準値ＣＡを越え、短周
期変化率１ａ、ｌは変化率基準値ＣＡ以内の場合である
。

〈ケース判定条件〉 ＣＡ≧１ａ１１かツｃＡ（ｌａ、１ （４）ケース■ 短周期変化率１ａ１１および長周期変化率１ａ、　ｌと
もに変化率基準値を越えている場合である。

〈ケース判定条件〉 ＣＡ（ｌａ、ｌかツＣＡ〈１ａ２１ 次に、スケール設定条件判断手段＋０４は、入力ケース
判断手段１０３で求めた各々ケースに対応して設けられ
たスケール設定条件を、トレンド表示すべきプロセス量
が満足しているかどうかを判断し、満足したときにスケ
ール値計算手段１０５にスケールの計算指令を出すもの
である。

そのスケール設定条件は、各々のケースＩ、ＴＩ。

■、■に対応して以下のように定められる。

（１）ケースＩ 〈スケール設定条件〉 Ｓｌ、１Ａｘ−に≦ＰあるいはＳＭ＋Ｎ＋に≧Ｐここで
、ＳＭＡＸは現スケール値の上限、ＳＭＩＮは現スケー
ル値の下限、ｋはスケール補正値、Ｐはプロセス量の現
在値である。

（２）ケース■ 〈スケール設定条件〉 ａ、≧０のとき　ＳＭＡＸ＜β・ａ、　ｔ＋ｐａ１〈０
のとき　ＳＭＩＮ＞β・ａ、　ｔ＋Ｐここで、βはスケ
ール設定調整用定数、ｔは予測時間である。

（３）ケース■ 〈スケール設定条件〉 ａ２≧ＯＳＭＡｘ＜ｙ−ａ、ｔ＋Ｐ ａ、＜ｏ　　　Ｓ＋、＋＋Ｎ：＞ｙ−ａ２ｔ＋Ｐここで
、γはスケール設定調整用定数である。

（４）ケース■ 〈スケール設定条件〉 ケース■およびケース■のスケール設定条件のいずれか
が成立したときにケース■のスケール設定条件は成立す
る。

次に、このスケール設定条件判断手段１０４で、以」二
述べたスケール設定条件が満たされたと判断されたとき
は、スケール値計算手段１０５が起動される。

スケール値計算手段＋０５では、各々のケースｌ。

ｎ、ｍ、ｒｖに対応して以下の計算式によりスケール値
が算出される。

（１）ケースＩ 〈スケール計算式〉 ここで、Ｓ’　ＭＡＸは設定スケール値上限、Ｓ’ＭＩ
Ｎは設定スケール値下限、αはスケール設定調整用定数
である。

（２）ケース■ 〈スケール計算式〉 ａ１≧０のときＳ’　ＭＡＸ”β・ａ、　ｔ＋Ｐａ、（
ＯのときＳ’ＭＩＮ−β・ａ、　ｔ＋Ｐ（３）ケース■ 〈スケール計算式〉 ａ２≧０のときＳ’　ＭＡＸ＝　１７　・ａ２ｔ＋ｐａ
２〈０のときＳ’　ＭＩＮ＝　γ−ａ、　ｔ＋ｐ（４）
ケース■ 〈スケール計算式〉 ケース■の条件成立のとき　ケースＨの計算式ケース■
の条件成立のとき　ケース■の計算式′ケース■、■双
方成立のときケースＨの計算式次に、上述の計算式によ
り計算されたスケール値は、スケール値設定手段＋０６
に入力され、スケール値設定手段１０６は、トレンド表
示要求処理手段７より自動スケール設定許可の指令があ
る場合にトレンド表示要求処理手段６に対しトレンドの
表示要求を行いスケールが変更される。ここで、ケース
■は短周期変化率１ａ、１および長周期変化率１ａ２１
ともに変化率基準値ＣＡ以下の場合であり、プロセス量
はほぼ一定と判定される場合もある。従って、スケール
値はプロセス量の現在値がトレンドの設定スケールの上
下限に近づいたときに更新されるようにし、その値は通
常現在値を基準に入力値の１０〜５０％（±α）を設定
する。例えば、プラントのプロセス量が０〜１００°Ｃ
の入力レンジを持つ温度入力であるとする。そして、こ
の変化率基準値ＣＡを±ｌＯ℃７５分すなわち、入力レ
ンジ幅の１０％値（１０℃）、予想時間ｔ（５分）とし
て設定されている。

この状態で、いまプロセス量が５０℃でほぼ一定で推移
しており、ｌａ、ｌ、ｌａ、ｌともに変化率基準値ＣＡ
以下であるとすると、ケースＩに相当する。また現表示
スケールが５０℃を中心として入力レンジ幅の２０％値
すなわち±２０℃で設定されているものとする。すなわ
ち、ＳＭ八へが７０℃であり、ＳＭＩＮが３０℃である
とする。ここで、スケール値の変更は、プロセス量が現
設定スケールの内側に設定される制限値を上限又は下限
方向に越えた場合に行われる。

いまケース■のスケール設定条件のｋを表示スケール幅
（ＳｌＡＭ−ＳＭＩＮ）の２５％とする。すなわち、ｋ
・１０℃とした場合、制限値の上限は６０℃となり、下
限は４０℃となる。したがって、プロセス量がこの上限
又は下限方向に逸脱した場合には、表示スケールをケー
スＩのスケール計算式に基づき、その時点のプロセス量
の現在値Ｐに対し、Ｐ±αに設定しなおすものである。

次に、ケース■では、短周期変化率１ａ１１だけが変化
率基準値ＣＡを越えたケースであり、プロセス量が短期
的に変化しているものの長期的にはほぼ一定と判定され
たケースである。ケースＩの例すなわち変化率基準値Ｃ
Ａが１０℃７５分を用いると、短周期変化率ａ、が、±
１５℃１５分であり、変化率基準値１０℃７５分を越え
ており、長周期変化率ａ２が５℃１５分であり、変化率
基準値１０℃７５分以下である場合のケースで短期的に
は±１５℃１５分の変化を伴いながら、長期的には５°
Ｃ７５分の変化で増加又は、減少しているケースである
。この場合プロセス量の現在値の短周期変化率ａ１によ
る５分後の予測値が、スケール値の上限７０℃下限３０
℃を越えた時、その予測値を基準にケース■のスケール
計算式に基づいてスケール値を計算する。βを適切な値
に設定し予測値より大きく設定する。

ケース■は、長周期変化率１ａ２１だけが変化率基半値
ＣＡを越えたケースであり、スケール値は変化の増減傾
向に従い、長周期変化ａ２によるｔ時間後の予測値によ
って求められる。プロセス量が長期的に変化した場合に
該当する。

ケース■は、短周期変化率１ａ１１および長周期変化率
１ａ２１共に変化率基準値ＣＡを越えるケースであり、
スケールは変化の増減傾向に従い、短周期変化率ａ１又
は長周期変化率ａ２によるｔ時間後の予測値により求め
られる。変化率ａ＋＋ａｔのいずれの変化率を用いるか
は、ケース■あるいはケース■のいずれのスケール設定
条件を満足するかで決定され、ケース■のスケール設定
条件を満足した場合は短周期変化率ａ１を用い、ケース
■のスケール設定条件を満足した場合は長周期変化率ａ
２を用いる。

ケース■及びケース■のスケール設定条件を同時に満足
した場合は、短周期変化率ａ１を用いる。通常、初回の
トレンド表示においては、ケース■を適用することによ
ってスケール値を決定することが出来る。

第２図は本発明のトレンドグラフ表示装置のスケール自
動設定処理手段８の動作を示すフローチャートである。

入力されるプロセス量の入力レンジから、変化率基準計
算手段１００で変化率の基準値を計算しくＳｌ）、短周
期変化率計算手段１０１で入力されたプロセス量を短周
期にてサンプリングし短周期変化率を計算しくＳ２）、
長周期変化率計算手段１０２で入力されたプロセス量を
長周期にてサンプリングし長周期変化率を計算する（Ｓ
３）。そして、入力ケース判断手段１０３で変化率基準
値に対する短周期変化率の大小関係および変化率基準値
に対する長周期変化率の大小関係組合せによる４つのケ
ースについて、プロセス量がいずれのケースに該当する
かを判断する（Ｓ４）。そして、各々のケースごとにス
ケール設定条件を満たしているかどうか判断しくＳ５）
、条件を満たしているときはスケール値を計算しくＳ６
）、その計算されたスケール値を設定する（Ｓ７）。

以上のように本発明では、プラントのプロセス量に対し
て短周期変化率と長周期変化率の２つの変化率をトレン
ドグラフの表示スケールを変更するための監視パラメー
タとして使用することにより、プロセス量の短期的変化
と長期的変化との動向を検出する。例えば、プロセス量
が、はぼ一定の状態から、上昇又は下降に変化した場合
において、変化の初期段階においては短周期変化率にて
上昇又は下降を早く検出するため、その変化量に応じた
スケール設定が可能となり、上昇又は下降の度合いがゆ
るやかな場合は長周期の変化率が変化を検出するため、
従来１つの変化率で行っていたプロセス量の変化予測に
対してプロセス量の変化検出がより正確に行えるように
なり、スケールの変更タイミング及びスケール値の算出
を適切に行える。

第３図は本発明の他の一実施例を示すもので、第１図の
実施例に対し、プロセス入力の入力監視処理手段９とト
レンドグラフ自動表示要求処理手段１０とを増加したも
のである。プロセス入力値の変化動向を監視し、それが
警報点に達すると、そのタイミングからトレンドグラフ
を自動表示させるようにしたものである。これにより、
プラントの状態が、急激に変化又は変化しつつある時そ
のプロセス値を任意に選択し自動トレンド表示すること
が可能となる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、プラントプロセス量
のＣＲＴ　）レンドグラフ表示において、プロセス量の
変化を２つの異った同期の変化率を監視することにより
、自動的に表示スケールを設定変更することが可能とな
り、プロセス量がトレンドグラフの表示スケールを逸脱
する前にスケールを変更することができる。また設定さ
れるスケールは入力の変更化傾向に基づいて決定される
ため、適切な値に設定できる。

一方、トレンドグラフ表示要求時及びプロセス量の変化
時にオペレータが行っていたスケール値の変更操作が不
要となり、プロセス量の監視を連続的に行うことが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明の動作を示すフローチャート、第３図は本発明の
他の一実施例を示すブロック図である。 ■・・・プロセス入力装置、２・・・データ入力処理手
段、３・・・入力データ編集処理手段、４・・・トレン
ドデータサンプリング処理手段、５・・・トレンドデー
タ表示処理手段、６・・・トレンド表示要求処理手段、
７・・・トレンド表示要求対話処理手段、８・・・スケ
ール自動設定処理手段、９・・・入力監視処理手段、１
０・・・トレンド自動表示要求処理手段、１００・・・
変化率基準値計算手段、ｉｏｌ・・・短周期変化率計算
手段、ｌＯ２・・・長周期変化率計算手段、＋０３・・
・入力ケース判断手段、１０４・・・スケール設定条件
判断手段、１０５・・・スケール値計算手段、１０６・
・・スケール設定手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラントから入力したプロセス量のうちトレンド表示す
   べきプロセス量を選択しそのプロセス量を運転員により
   指示された表示スケールで画面表示装置にトレンド表示
   するトレンドグラフ表示装置において、前記トレンド表
   示すべきプロセス量の変化率基準値を算出する変化率基
   準値算出手段と、前記トレンド表示すべきプロセス量を
   短周期でサンプリングし短周期変化率を計算する短周期
   変化率計算手段と、前記トレンド表示すべきプロセス量
   を前記短周期より長い周期でサンプリングし長周期変化
   率を計算する長周期変化率計算手段と、前記短周期変化
   率及び前記長周期変化率が前記変化率基準値より大か小
   かを判定し予め定めた複数個のケースのうちいずれのケ
   ースに該当するかを判断するケース判断手段と、前記ト
   レンド表示すべきプロセス量が前記ケース判断手段で判
   断されたケースに対応して予め定められたスケール設定
   条件を満たすかどうかを判定しその条件を満たすときは
   表示スケールの設定変更指令を出すスケール設定条件判
   断手段と、前記表示スケールの設定変更指令があったと
   き前記ケース判断手段で判断されたケースに対応して予
   め定められたスケール値計算式に基づいて表示スケール
   値を計算する表示スケール値計算手段と、ここで算出さ
   れた表示スケール値に基づいて前記トレンド表示すべき
   プロセス量のトレンド表示を指示するスケール設定手段
   とを備えていることを特徴とするトレンドグラフ表示装
   置。