JPH0520576A - 異常監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、プラント状態を適正にチェックで
き、１つのセンサーでは検出不可能な異常状態でも確実
に検知することにある。 【構成】 プラント１１各所のセンサー１３，…から出
力される故障信号を含む状態信号を取り込む信号入力手
段１４と、予め前記プラントから想定される異常状態ご
とに少なくとも２つ以上の信号状態および条件を設定し
てなるチェックパターンが格納されたデータベース１７
と、このデータベースのチェックパターンに従って前記
故障信号を含む状態信号について前記信号状態の成立・
不成立をチェックし、かつ、このチェック結果が前記条
件に合致しているか否かに応じて前記プラントの異常状
態をチェックする異常状態チェック１６手段とを有する
プラントの異常監視装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電力プラント，計装プ
ラントその他各種のプラント設備の異常監視に利用され
る異常監視装置に係わり、特にプラント状態のチェック
の他、異常時の故障原因およびその復旧方法をガイダン
スする技術を設けた異常監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の異常監視装置は、適用分
野，監視目的等から種々の構成のものが考えられるが、
大略図８に示すような構成のものが用いられている。こ
の異常監視装置は、プロセス入力手段１にて一定周期ま
たは故障発生時にプラント２を構成する設備や機器に設
置されているセンサーから故障信号を含むプラント状態
信号を取り込んでマンマシンインターフェイス３に送出
する。このマンマシンインターフェイス３では、予め上
下限値や許容値が設定され、プロセス入力手段１からの
プロセス状態信号と上下限値などと比較し、プラント２
のある設備・機器が異常であると判断したとき、その異
常情報を、オペレータの指示の下にプリンタ４から印字
出力し、警報器５から警報を発生し、或いはプラント監
視画面６に例えば故障シンボルなどを表示することによ
り、プラントの異常状態をオペレータに通知している。

【０００３】従って、このような異常監視装置では、オ
ペレータは通知された異常状態から何れの設備，機器が
異常であるのかを把握できるが、個々の異常情報に対す
る設備や機器の異常状態、さらにはプラント設備・機器
相互間の影響などについては過去の経験、知識に基づい
て判断し、その異常が何らかの処置を必要とする故障な
のか否かを判断し監視する方式である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、以上のような
異常監視装置においては、単一のセンサーから送られて
くる故障信号を含むプロセス状態信号と上下限値などと
比較して異常の有無を判断し、異常有りと判断されたと
きにオペレータに知らせる構成であるので、例えば薬品
混合制御の如き薬品貯槽が空になれば故障信号を発生す
るが、別の待機中の薬品貯槽に切り替わるために、故障
信号が発生したとしても実際には故障でなかったり、或
いは流量が零の場合には流量センサーの出力が零となり
うるが、その結果として例えば管の途中が破損したよう
な場合には既に異常が発生しているにも拘らずセンサー
自体の出力から異常を検出できなかったり、さらにはプ
ラントの特性上からセンサーでは直接検出できなかった
り、つまり重大な故障に対して適切な監視を行えず、監
視本来の目的を十分に果たせない問題がある。

【０００５】また、オペレータの過去の経験、知識に基
づいて異常状態を判断しているが、そのためにはオペレ
ータ自身が相当な熟練を要するばかりか、その時々の状
況に応じて異なる判断を下す危険性があり、またその判
断結果を出すのに時間がかかるなどの問題がある。

【０００６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、プラント状態を適正にチェックでき、１つのセンサ
ーの出力で検出不可能な異常状態でも確実に検知できる
異常監視装置を提供することを目的とする。

【０００７】また、本発明の他の目的は、プラント状態
のチェック結果に基づいてオペレータに適切な故障原因
およびその復旧方法をガイダンスする異常監視装置を提
供することにある。

【０００８】さらに、本発明の他の目的は、常に適切な
方向にチェック、故障原因および復旧方法を修正し得、
プラント監視の向上に大きく貢献する異常監視装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】先ず、請求項１に対応す
る発明は上記課題を解決するために、プラント各所のセ
ンサーから出力される故障信号を含む状態信号を取り込
む信号入力手段の他、予め前記プラントから想定される
異常状態（異常チェック名称）ごとに少なくとも２つ以
上の項目の信号状態および条件よりなるチェックパター
ンが設定されているデータベースを設け、さらにデータ
ベースのチェックパターンに従って故障信号を含む状態
信号について前記信号状態の成立・不成立をチェック
し、かつ、このチェック結果が前記条件に合致している
か否かに応じて前記プラントの異常状態をチェックする
異常状態チェック手段を設けた異常監視装置である。

【００１０】次に、請求項２に対応する発明では、前記
信号入力手段の他、予めプラントから想定される異常状
態ごとに少なくとも２つ以上の項目の信号状態、条件の
他、異常状態に対する故障原因および復旧方法の何れか
１方または両方よりなるチェックパターンが設定されて
いるデータベースを設け、またこのデータベースのチェ
ックパターンに従ってプラント各所のセンサーから出力
する故障信号を含む状態信号について前記信号状態の成
立・不成立をチェックし、かつ、このチェック結果が前
記条件に合致しているか否かに応じて前記プラントの異
常状態をチェックし、前記プラントが異常状態であると
判断されたとき、前記故障原因および復旧方法の何れか
１方または両方の内容を読み出して出力するガイダンス
手段を設けた異常監視装置である。

【００１１】さらに、請求項３に対応する発明では、前
記データベースに、チェックパターンの内容を修正、追
加できるデータベースメンテナンス手段を付加した異常
監視装置である。

【００１２】

【作用】従って、請求項１に対応する発明においては、
異常状態チェック手段においてデータベースから故障信
号を含む状態信号と関連する異常チェック名称のチェッ
クパターンを選択し、当該状態信号がそのチェックパタ
ーンに設定する複数項目の信号状態に従っているか否か
をチェックし、故障信号を含む状態信号が信号状態と等
しいとき状態成立と判断する。さらに、これら状態成立
および状態不成立がチェックパターンに設定する条件に
かなっているか否かをチェックし、かなっていると判断
したとき、異常チェック名称に相当する異常状態である
と決定するので、プラント状態を適正にチェックでき、
しかも複数項目の信号状態からチェックしているので１
つのセンサーで検出不可能な異常状態であっても確実に
検知できる。

【００１３】また、請求項２に対応する発明では、プラ
ントが異常状態であると判断されたとき、その異常状態
を起こしている故障原因とその故障に対する復旧方法を
データベースから読み出してガイダンスすることによ
り、オペレータはその故障原因から何れの設備・機器で
どのような故障が発生しているのかを容易に把握でき、
また復旧方法に従って迅速に復旧作業を進めることがで
きる。

【００１４】さらに、請求項３に対応する発明では、デ
ータベースメンテナンス手段にてデータベースに格納さ
れているチェックパターン内容を追加、修正できるの
で、異常状態に対する原因追及等を経ながらチェックパ
ターンの信号状態の項目を増やしたり、より適切な条件
設定を行うことにより、プラント監視の機能を徐々に高
めることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明装置の構成を機能的に表した
図である。同図において１１は各種のプラントであっ
て、このプラント１１を構成する設備・機器等１２には
その検出目的に合ったセンサー１３が設置されている。
１４は所定の周期またはオペレータの指示に基づく任意
の時期に各センサー１３，…の故障信号を含むプロセス
状態信号を順次取り込んでファイリングし、さらに必要
に応じてディジタルデータに変換するなどの処理を行っ
てファイリングするプロセス入力手段である。１５はチ
ェックデータ作成手段、１６はプラント異常状態チェッ
ク手段であって、これらの手段１５，１６はプロセス入
力手段１４で取り込んだプロセス状態信号からプラント
状態をチェック判断し、故障原因の取り出しおよび復旧
方法の取り出しなどの処理を行っている。

【００１６】つまり、このチェックデータ作成手段１５
はプロセス入力手段１４に格納されているプロセス状態
信号の中からプラント異常監視用に必要なデータを抽出
し、プラント状態チェック用データに加工する。プラン
ト異常状態チェック手段１６は、チェック用データを基
に予めプラント異常チェックデータベース１７に設定さ
れている各チェックパターン情報から現在のプラント状
態に異常が発生しているか、さらには異常が発生してい
る場合にはデータベース１７から異常原因，復旧方法を
取り出す機能を持っている。

【００１７】なお、チェックパターン情報は、予めプラ
ントから想定される異常状態について過去の経験、知識
等に基づいて所定の順序でチェック項目をパターン化し
たものであって、具体的には後述する図４、図７に示す
如く例えば異常状態を端的に表す異常チェック名称、異
常状態を示すときの信号状態を設定する信号状態設定、
この信号状態に基づいて例えば論理的な条件を設定して
チェック判断を行う条件設定などからなり、さらにガイ
ダンス情報としてを故障原因や復旧方法が格納されてい
る。

【００１８】１８は表示制御手段であって、異常状態表
示機能１８ａ、故障原因表示機能１８ｂおよび復旧方法
表示機能１８ｃ等を有し、プラントの異常状態、プラン
ト異常チェックデータベース１７に記憶されている故障
原因や復旧方法を読み出してＣＲＴ表示装置１９に表示
する。

【００１９】２０はオペレータの指示の下に前記データ
ベース１７のチェックパターン情報を適宜適正な方向に
修正を加えたり、或いは新たにチェックパターン情報を
追加するなどの処理を行うデータベースメンテナンス手
段である。

【００２０】従って、以上のような構成の異常監視装置
によれば、概略図２に示すような手順に従って処理動作
を実行する。すなわち、動作開始に基づき、プロセス入
力手段１４によってＳＴ１に示す如く例えば所定の周期
で現在のプロセス状態信号を順次取り込んでファイリン
グメモリ１４ａに時系列データとして記憶する。しかる
後、チェックデータ作成手段１５では、現在のプロセス
状態信号と既にファイリングメモリ１４ａにファイルさ
れている時系列データとからチェック用データを作成す
る（ＳＴ２）。

【００２１】引き続き、プラント異常状態チェック手段
１６においてチェック用データを基にプラント異常チェ
ックデータベース１７に設定されている各チェックパタ
ーン情報から信号状態および複数の信号状態の間の相互
関係（前記条件設定）から現在のプラント状態に異常が
発生しているか否かをチェックする（ＳＴ３）。そし
て、ＳＴ４において異常の有無を判断し、異常有りの場
合には異常状態表示機能１８ａによって異常状態をＣＲ
Ｔ表示装置１９に表示する（ＳＴ５）。その後、原因表
示要求有りか否か、つまりオペレータから要求があった
か、或いは予め定めた約束の下に自動的に原因表示要求
が出されているか否かを判断し、原因表示要求有りの場
合には故障原因表示機能１８ｂによりデータベース１７
から前記異常状態に対応する故障原因のデータを取り出
してＣＲＴ表示装置１９に表示する（ＳＴ６，ＳＴ
７）。復旧方法についても同様の手順に基づいて復旧方
法をＣＲＴ表示装置１９に表示する（ＳＴ８，ＳＴ
９）。次に、実際のプラントに適用したときの具体例を
２つ上げて説明する。 具体例１

【００２２】このプラントは、図３に示す如く２回線受
電可能な電力受電系統を示し、常時は１号受電を行って
おり、停電時には２号受電に切り替えて受電を行う構成
である。なお、黒塗部分は入り状態の遮断器、白塗部分
は切り状態の遮断器、矢印は故障発生状態を示す。従来
では、このようなプラントの場合には２号受電側の２号
受電遮断器の不足電圧をセンサーで検出し、オペレータ
に対して故障である旨を通知している。一方、本発明装
置では、かかるプラントの場合には後記するように異常
状態でないと判断し、特にオペレータに対して異常通知
を行わない。

【００２３】以下、本発明装置について具体的に述べ
る。先ず、２号受電遮断器の不足電圧の故障時のパター
ンとして、プラント異常チェックデータベース１７に図
４に示すようなチェックパターン情報を格納するものと
する。このチェックパターン情報には幾つかの項目があ
り、例えば異常チェック名称の項目には「２号受電遮断
器不足電圧」と設定し、

【００２４】次に、信号状態設定項目には、その１項目
目“０１”には「点番号」を設定し、信号名称として
「２号受電遮断器」を設定し、信号状態として「不足電
圧」を選択設定する。さらに、２項目目“０２”には同
じく「点番号」を設定し、信号名称として「１号受電遮
断器」を設定し、信号状態として「切り」を選択設定す
る。次に、条件設定項目には、信号状態設定の「１項目
目」を設定し、条件ボタンの「ＡＮＤ」を設定し、さら
に信号状態設定の「２項目目」を設定する。

【００２５】従って、以上の一連の操作により、プラン
ト異常チェックデータベース１７内には、異常チェック
名称（２号受電遮断器不足電圧）、信号状態設定（信号
１…２号受電遮断器 不足電圧 信号２…１号受電遮断
器 切り）、条件設定（信号１ ＡＮＤ 信号２）とい
う内容が定義される。

【００２６】図５は、プラント異常状態チェック手段１
６にて前記データベース１７のチェックパターン情報を
用いて異常状態をチェックする例を示す図である。先
ず、チェック動作の開始に伴い、プロセスのある個所の
実際のプロセス状態信号から異常チェック名称として
「２号受電遮断器不足電圧」を選択し（ＳＴ１１）、当
該チェックパターンの信号状態設定に基づいて１項目目
の信号名称である２号受電遮断器の信号状態をファイル
メモリ１４ａから取り出し（ＳＴ１２，ＳＴ１３）、信
号状態がＯＫか否かを判断する（ＳＴ１４）。このと
き、２号受電遮断器が不足電圧であるので状態成立とす
る（ＳＴ１５）。そこで、次のステップＳＴ１６に移行
し、信号状態設定の２項目目の信号名称である１号受電
遮断器の信号状態をファイルメモリ１４ａから取り出し
て同様に信号状態がＯＫか否かを判断する（ＳＴ１２〜
ＳＴ１４）。しかし、この場合には信号状態がＯＫでな
いと判断される。何となれば、プラントは１号受電遮断
器の信号状態が「切り」の状態ではなく入りの状態にな
っているためである。その結果、条件不成立と判断する
ものである（ＳＴ１７）。

【００２７】以上のようにして信号状態をチェックした
ならば、ステップＳＴ１８に示すようにチェックパター
ンの条件設定に基づいて前記信号状態設定の１項目目と
２項目目の両方が条件として成立しているか否かをチェ
ックする（ＳＴ１９）。しかし、前述したように１号受
電遮断器が入りの状態にあって状態不成立となっている
ので、本条件は不成立と判断しチェック処理を終了す
る。

【００２８】従って、本装置では、プロセス状態信号と
して２号受電遮断器不足電圧の故障信号が入力されて
も、かかるプラント状態では異常でないと判断し、オペ
レータに異常状態を通知しない。 具体例２

【００２９】この具体例２のプラントは、図６に示す如
く薬品貯槽２１の薬品を薬品注入弁２２を経て例えば池
２３に注入するが、この注入ラインの途中で流量センサ
ー２４にて薬品注入量を測定しながら池２３の薬品注入
点に薬品を注入する薬品注入プラントである。

【００３０】ところで、従来、このようなプラントで
は、薬品貯槽２１に薬品が十分あり、かつ、薬品注入弁
２２が開の状態にありながら流量センサー２４で０．０
リットル／ｈを計測したとき、プラントが異常状態であ
ることを検出できなかった。

【００３１】一方、本発明装置では、かかるプラント状
態の場合には後記するように異常状態であると判断し、
オペレータにその故障原因および復旧方法をガイダンス
するものである。

【００３２】以下、そのチェック判断、ガイダンス等に
ついて具体的に説明する。今、薬品注入時のパターンと
して、データベース１７に図７に示すようなチェックパ
ターン情報が格納されているものとする。このチェック
パターン情報も図４と同様に例えば異常チェック名称の
項目には「薬品注入不良」と設定し、

【００３３】次に、信号状態設定項目には、その１項目
目“０１”には「点番号」を設定し、信号名称として
「薬品貯槽水位」を設定し、信号状態・条件として
「２．５ｍ以上」あれば良好であると選択設定する。ま
た、２項目目“０２”に同じく「点番号」を設定し、信
号名称として「薬品注入弁」を設定し、信号状態として
「開」条件を選択設定する。さらに、３項目目“０３”
に同じく「点番号」を設定し、信号名称として「薬品注
入量」を設定し、状態・条件として「０．０」イコール
を成立条件を選択設定する。

【００３４】次に、条件設定項目には、信号状態設定の
「１項目目」を設定し、条件ボタンの「ＡＮＤ」を設定
し、さらに信号状態設定の「２項目目」を設定し、条件
ボタンの「ＡＮＤ」を設定した後、さらに信号状態設定
の「３項目目」を設定する。一方、かかる信号状態の成
立時、ガイダンス情報の１つである故障原因には「薬品
注入管が破裂した」と設定し、また復旧方法には「薬品
注入弁を閉め、薬品注入管を取り替える」と設定してあ
る。

【００３５】そこで、プラント異常状態チェック手段１
６では、データベース１７のチェックパターン情報を用
い、かつ、図５に示す処理手順にしたがってチェックを
行う。すなわち、薬品注入不良の異常チェック名称に関
し、ステップＳＴ１２にて順次各項目の信号名称に相当
するプロセス状態信号を取り出し（ＳＴ１３）、状態Ｏ
Ｋか否かを判断する（ＳＴ１４）。このとき、１項目目
はレベルセンサー出力が３．０であるので状態成立、２
項目目は薬品注入弁開であるので状態成立、３項目目は
０．０リットル／ｈであるので状態成立となる。

【００３６】その結果、ステップＳＴ１８，ＳＴ１９で
は、全項目のＡＮＤ条件が成立するので、プラントが異
常状態にある旨をＣＲＴ表示装置１９に表示する一方、
データベース１７から故障原因と復旧方法とを読み出し
て同様にＣＲＴ表示装置１９に表示し、オペレータに故
障原因および復旧方法をガイダンスする（ＳＴ２０〜Ｓ
Ｔ２２）。ゆえに、オペレータはそのガイダンスされた
故障原因から何れの設備・機器にどのようなな異常が発
生しているかが容易に把握でき、またその復旧方法に基
づいて復旧作業を急ぐことになる。

【００３７】従って、以上のような実施例・具体例の構
成によれば、予めオペレータの経験・知識に裏付けされ
たチェックパターンに基づいてプラント状態信号につい
て状態成立・不成立をチェックし、かつ、条件に合致す
るか否かを判断しながらプラント状態の異常状態をチェ
ックするので、プラント状態を適正にチェックできる。
しかも、一度、チェックパターンを設定すれば、その後
はデータベース１７のチェックパターンに基いて自動的
にチェックするので、特に熟練を要するオペレータが常
時駐在して監視する必要がなく、オペレータの作業環境
上からも非常に有効なものである。さらに、１つのセン
サーの出力で到底検知できない異常状態であっても、複
数のセンサーの信号相互の関係から正確に異常状態を検
知できる。

【００３８】さらに、データベース１７の異常チェック
名称についてプラント状態が異常状態であると判断され
たとき、データベース１７からその異常状態に対応する
故障原因および復旧方法を読み出してオペレータにガイ
ダンスするので、何れの設備・機器にどのような故障が
発生しているのかが正確に把握でき、かつ、復旧方法に
基いて迅速に適切な処置を講じることができ、プラント
の誘発事故を未然に回避でき、監視の目的を十分に果た
すことができる。

【００３９】さらに、データベースメンテナンス手段２
０を付加することにより、プラント状態の異常発生ごと
に故障原因を究明しながらデータベース１７のチェック
パターンを修正するようにすれば、時間の経過とともに
チェックパターンの定義内容が充実し、非常に信頼性の
高い異常監視装置を実現できる。

【００４０】なお、上記実施例では、異常状態のチェッ
ク、故障原因および復旧方法をＣＲＴ表示装置１９に表
示したが、他の方法例えば音声等でガイダンスしてもよ
い。また、故障原因および復旧方法の何れか１つをガイ
ダンスするようにしてもよい。また、具体例のプラント
だけでなく、各種のプラントに適用できることは言うま
でもない。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲
で種々変形して実施できる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば次の
ような種々の効果を奏する。請求項１においては、プラ
ント状態を適正にチェックでき、１つのセンサーの出力
では検出不可能な異常状態であっても確実に検知でき
る。

【００４２】次に、請求項２では、プラント状態のチェ
ック結果に基づいてオペレータに適切な故障原因および
その復旧方法をガイダンスでき、これによって迅速に適
切な処置を講じ得ることができ、プラントの誘発事故を
未然に回避できる。

【００４３】さらに、請求項３では、異常状態の原因究
明を経ながら常に適切な方向にチェック判断、故障原因
および復旧方法を修正でき、プラント監視の向上に大き
く貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わる異常監視装置を概略的に示す
機能構成図。

【図２】 本発明装置の動作手順を説明するフローチャ
ート。

【図３】 本発明装置を適用するプラントの一具体例を
示す構成図。

【図４】 図３に示すプラントにおける「２号受電遮断
器不足電圧」に対するデータベースのチェックパターン
情報設定図。

【図５】 図３に示すプラントに対し、図４のチェック
パターン情報を用いて異常状態をチェックするフローチ
ャート。

【図６】 本発明装置を適用するもう１つのプラントの
一具体例を示す構成図。

【図７】 図６に示すプラントにおける「薬品注入不
良」に対するデータベースのチェックパターン情報設定
図。

【図８】 従来の異常監視装置の概略構成図。

【符号の説明】

１１…プラント、１２…設備・機器、１３…センサー、
１４…プロセス入力手段、１５…チェックデータ作成手
段、１６…プラント異常状態チェック手段、１７…プラ
ント異常チェックデータベース、１８…表示制御手段、
１９…表示装置、２０…データベースメンテナンス手
段、２１…薬品貯槽、２２…薬品注入弁、２３…池、２
４…流量センサー。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラント各所のセンサーから出力される
   故障信号を含む状態信号を取り込む信号入力手段と、予
   め前記プラントから想定される異常状態ごとに少なくと
   も２つ以上の項目の信号状態および条件よりなるチェッ
   クパターンが設定されているデータベースと、このデー
   タベースのチェックパターンに従って前記故障信号を含
   む状態信号について前記信号状態の成立・不成立をチェ
   ックし、かつ、このチェック結果が前記条件に合致して
   いるか否かに応じて前記プラントの異常状態をチェック
   する異常状態チェック手段とを備えたことを特徴とする
   異常監視装置。
2. 【請求項２】 プラント各所のセンサーから出力される
   故障信号を含む状態信号を取り込む信号入力手段と、予
   め前記プラントから想定される異常状態ごとに少なくと
   も２つ以上の項目の信号状態、条件の他、異常状態に対
   する故障原因および復旧方法の何れか１方または両方よ
   りなるチェックパターンが設定されているデータベース
   と、このデータベースのチェックパターンに従って前記
   故障信号を含む状態信号について前記信号状態の成立・
   不成立をチェックし、かつ、このチェック結果が前記条
   件に合致しているか否かに応じて前記プラントの異常状
   態をチェックする異常状態チェック手段と、この異常状
   態チェック手段によって前記プラントが異常状態である
   と判断されたとき、前記故障原因および復旧方法の何れ
   か１方または両方の内容を読み出して出力するガイダン
   ス手段とを備えたことを特徴とする異常監視装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載のものに、
   前記データベースに格納されているチェックパターンの
   内容を修正、追加するデータベースメンテナンス手段を
   付加したことを特徴とする異常監視装置。