JPH06150175A - プラント監視装置 - Google Patents
プラント監視装置Info
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- JPH06150175A JPH06150175A JP4301226A JP30122692A JPH06150175A JP H06150175 A JPH06150175 A JP H06150175A JP 4301226 A JP4301226 A JP 4301226A JP 30122692 A JP30122692 A JP 30122692A JP H06150175 A JPH06150175 A JP H06150175A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラント内に存在する装置群を所定の範囲毎
にまとめて一単位とし、その制御ユニット毎にプラント
モデルに基づき予測制御を行い、早期に適切な警報表示
を行い、併せてオペレータのために処置方法のガイド表
示を行い、異常を未然に防止し、異常が発生した時には
速やかに異常要因を通報し、迅速な処置を可能とするこ
とにある。 【構成】 ＣＲＴ等の表示装置からなるアラーム情報表
示手段において、制御変数を入力とし、制御ユニットの
制御の目的値となる操作変数及び操作出力の予測値を出
力とするプラントのモデル予測制御手段と、この予測制
御手段が出力する操作変数及び操作出力の予測値と当該
制御ユニットによる制御結果である制御変数及び操作出
力から求めた予測値とを比較する手段を設け、この比較
手段から得られるアラーム出力をアラーム情報表示手段
の入力とし、制御ユニットの区分毎に識別できるように
表示することを特徴とする。
にまとめて一単位とし、その制御ユニット毎にプラント
モデルに基づき予測制御を行い、早期に適切な警報表示
を行い、併せてオペレータのために処置方法のガイド表
示を行い、異常を未然に防止し、異常が発生した時には
速やかに異常要因を通報し、迅速な処置を可能とするこ
とにある。 【構成】 ＣＲＴ等の表示装置からなるアラーム情報表
示手段において、制御変数を入力とし、制御ユニットの
制御の目的値となる操作変数及び操作出力の予測値を出
力とするプラントのモデル予測制御手段と、この予測制
御手段が出力する操作変数及び操作出力の予測値と当該
制御ユニットによる制御結果である制御変数及び操作出
力から求めた予測値とを比較する手段を設け、この比較
手段から得られるアラーム出力をアラーム情報表示手段
の入力とし、制御ユニットの区分毎に識別できるように
表示することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＲＴや液晶表示器な
どの表示装置を備えたプラント監視装置に関し、更に詳
しくは、工場内に存在する各種の制御機器やプラント群
の制御や運転状況の監視を、表示画面を用いて効率的に
行えるようにしたプラント監視装置であって、主として
モデル予測に基づいた早期警報に関するものである。
どの表示装置を備えたプラント監視装置に関し、更に詳
しくは、工場内に存在する各種の制御機器やプラント群
の制御や運転状況の監視を、表示画面を用いて効率的に
行えるようにしたプラント監視装置であって、主として
モデル予測に基づいた早期警報に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＣＲＴ表示装置を用いて、プ
ラントの制御運転や監視を行う分散型制御装置がある。
これらの装置においては、制御装置内に構成される各種
の内部計器が扱うプロセス量や設定値との偏差、制御出
力等に着目しそれらの値が予め設定された警報値を超え
るような場合、各計器単位にアラームの通報を行うよう
に構成されている。あるアラームが発生したことによる
誘発アラームが多量に発生すると、本当の異常要因を区
別し適切な判断を行うためには相当な経験を必要とする
うえに、処置が遅れるとプラント運転に重要な影響を与
えるなどの問題があった。また制御性の改善のために導
入される予測制御にあっては、プラントを制御するため
に被制御プロセスのモデルを用いてプロセスの動き即ち
制御変数の動きを予測し、その予測結果に基づき次の操
作変数を決定するため、制御変数及び操作変数の予測値
はある監視幅をもって監視する必要があった。
ラントの制御運転や監視を行う分散型制御装置がある。
これらの装置においては、制御装置内に構成される各種
の内部計器が扱うプロセス量や設定値との偏差、制御出
力等に着目しそれらの値が予め設定された警報値を超え
るような場合、各計器単位にアラームの通報を行うよう
に構成されている。あるアラームが発生したことによる
誘発アラームが多量に発生すると、本当の異常要因を区
別し適切な判断を行うためには相当な経験を必要とする
うえに、処置が遅れるとプラント運転に重要な影響を与
えるなどの問題があった。また制御性の改善のために導
入される予測制御にあっては、プラントを制御するため
に被制御プロセスのモデルを用いてプロセスの動き即ち
制御変数の動きを予測し、その予測結果に基づき次の操
作変数を決定するため、制御変数及び操作変数の予測値
はある監視幅をもって監視する必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、プラ
ント内に存在する制御機器やプラント群を所定の範囲毎
にまとめて一単位とし、当該単位毎に制御ユニットを構
成し、その制御ユニット毎にプラントモデルに基づき予
測制御を行って求めた操作変数（制御ユニットに対する
制御の目標値であって制御ユニットは制御変数がこの値
になるように制御の動作をする）及び操作出力につい
て、制御結果である実際の制御変数及び操作出力につい
て求めた予測値との間の偏差が所定の監視幅を超える時
刻を予測し、早期に適切な警報表示を行い、併せてオペ
レータのために処置方法のガイド表示を行い、異常を未
然に防止し、異常が発生した時には速やかに異常要因を
通報し、迅速な処置を可能とすることにある。
ント内に存在する制御機器やプラント群を所定の範囲毎
にまとめて一単位とし、当該単位毎に制御ユニットを構
成し、その制御ユニット毎にプラントモデルに基づき予
測制御を行って求めた操作変数（制御ユニットに対する
制御の目標値であって制御ユニットは制御変数がこの値
になるように制御の動作をする）及び操作出力につい
て、制御結果である実際の制御変数及び操作出力につい
て求めた予測値との間の偏差が所定の監視幅を超える時
刻を予測し、早期に適切な警報表示を行い、併せてオペ
レータのために処置方法のガイド表示を行い、異常を未
然に防止し、異常が発生した時には速やかに異常要因を
通報し、迅速な処置を可能とすることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】外乱として発生する変数
と制御変数を入力とし、操作変数及び操作出力の予測値
を出力するプラントのモデル予測制御手段と、プラント
の運転制御の状況を監視するための表示手段とを備えた
プラント監視装置において、 １）表示画面上に、プラント内に存在する各種の制御機
器やプラント群を所定の範囲でまとめて一つの情報処理
の単位とし、当該単位あたりの信号を扱う制御ユニット
に係わるアラーム情報を、制御ユニットの区分毎に識別
できるように表示する表示手段と、
と制御変数を入力とし、操作変数及び操作出力の予測値
を出力するプラントのモデル予測制御手段と、プラント
の運転制御の状況を監視するための表示手段とを備えた
プラント監視装置において、 １）表示画面上に、プラント内に存在する各種の制御機
器やプラント群を所定の範囲でまとめて一つの情報処理
の単位とし、当該単位あたりの信号を扱う制御ユニット
に係わるアラーム情報を、制御ユニットの区分毎に識別
できるように表示する表示手段と、
【０００５】２）モデル予測制御手段の出力である操作
変数を目標設定値（その連続曲線を参照軌道と言う）と
して、制御ユニットが行った制御動作の結果である実際
の制御変数及び操作出力について、その変動傾向から予
測値を求めるトレンド予測演算手段と、 ３）上記のモデル予測制御手段が出力する操作変数及び
操作出力の予測値と、上記のトレンド予測演算手段が出
力する制御変数の予測値及び操作出力の予測値（各々の
連続曲線を予測軌道と言う）を夫々比較し、所定の監視
幅を超える時点を予測してアラーム情報を表示手段へ出
力する比較演算手段とを具備したことを特徴とする。
変数を目標設定値（その連続曲線を参照軌道と言う）と
して、制御ユニットが行った制御動作の結果である実際
の制御変数及び操作出力について、その変動傾向から予
測値を求めるトレンド予測演算手段と、 ３）上記のモデル予測制御手段が出力する操作変数及び
操作出力の予測値と、上記のトレンド予測演算手段が出
力する制御変数の予測値及び操作出力の予測値（各々の
連続曲線を予測軌道と言う）を夫々比較し、所定の監視
幅を超える時点を予測してアラーム情報を表示手段へ出
力する比較演算手段とを具備したことを特徴とする。
【０００６】
【作用】以上の構成をとることにより、プラントを制御
するためにプラントのモデルを用いてプロセスの動き即
ち制御変数の動きを予測し、予測軌道を作成し、その予
測結果に基づき次の操作変数を決定し、参照軌道を作成
する。制御ユニットは予測軌道をこの参照軌道に近づけ
るように制御する。この動作を自動的に繰り返すので、
制御変数及び操作変数の予測値はある監視幅を設けて監
視する必要があったが、次の通り実現したので詳しく説
明する。
するためにプラントのモデルを用いてプロセスの動き即
ち制御変数の動きを予測し、予測軌道を作成し、その予
測結果に基づき次の操作変数を決定し、参照軌道を作成
する。制御ユニットは予測軌道をこの参照軌道に近づけ
るように制御する。この動作を自動的に繰り返すので、
制御変数及び操作変数の予測値はある監視幅を設けて監
視する必要があったが、次の通り実現したので詳しく説
明する。
【０００７】
【実施例】ここで用語は次の意味で使用しています。制
御変数とは、プラントの制御運転上直接又は間接的に必
要となる計測量であって、プラントからの情報として、
プラントモデルの作成や警報のための入力としても使用
される変数である。この変数を基に予測演算手段により
求めた連続曲線を予測軌道と言う。外乱として加わる変
数とは、不定な蒸気使用量の変動など予測しにくい制御
変数である。操作変数とは、プラントの制御運転上直接
又は間接的に制御すべき量を示す変数であって、予測制
御手段が出力する二次調節計への目標設定値や目標操作
値（その連続曲線を参照軌道と言う）等が含まれる。操
作出力とは、予測制御手段や調節計が出力する操作量を
決める出力である。
御変数とは、プラントの制御運転上直接又は間接的に必
要となる計測量であって、プラントからの情報として、
プラントモデルの作成や警報のための入力としても使用
される変数である。この変数を基に予測演算手段により
求めた連続曲線を予測軌道と言う。外乱として加わる変
数とは、不定な蒸気使用量の変動など予測しにくい制御
変数である。操作変数とは、プラントの制御運転上直接
又は間接的に制御すべき量を示す変数であって、予測制
御手段が出力する二次調節計への目標設定値や目標操作
値（その連続曲線を参照軌道と言う）等が含まれる。操
作出力とは、予測制御手段や調節計が出力する操作量を
決める出力である。
【０００８】以下図面を用いて本発明を説明する。図１
は本発明の一実施例を示したシステムの構成ブロック図
である。本図において、プラントＰＬＴ１は多くの制御
機器や装置群で構成されるプラントの一つを代表的に示
したものであり、ここには各種のセンサーや調節弁が設
置されている。ＳＵ１はプラントＰＬＴ１を制御するた
めの制御ユニットで、各種のセンサーからの信号を入力
とし、制御のための操作出力を自動調節弁等の操作端に
出力している。制御の動作点を決める目標設定値（Ｓ
Ｖ）はモデル予測制御手段から与えられる。
は本発明の一実施例を示したシステムの構成ブロック図
である。本図において、プラントＰＬＴ１は多くの制御
機器や装置群で構成されるプラントの一つを代表的に示
したものであり、ここには各種のセンサーや調節弁が設
置されている。ＳＵ１はプラントＰＬＴ１を制御するた
めの制御ユニットで、各種のセンサーからの信号を入力
とし、制御のための操作出力を自動調節弁等の操作端に
出力している。制御の動作点を決める目標設定値（Ｓ
Ｖ）はモデル予測制御手段から与えられる。
【０００９】１はアラーム監視装置で、通常、制御運転
や制御状態を監視するためＣＲＴ等の表示装置を備えた
オペレータステーションが用いられる。このアラーム監
視装置１は、通信バスを介して各制御ユニットＳＵ１等
に接続されている。１１はデータ収集手段であり、アラ
ーム監視装置１が扱う各種のデータをサイクリックに収
集するために、制御ユニットとのインタフェースとし
て、実測した制御変数、操作変数等のデータを収集し一
時保管する。１２はアラーム情報表示手段であり、ＣＲ
Ｔ等の表示画面上に、プラントＰＬＴ１内に存在する各
種制御機器やプラント群（制御ユニット内の各種の内部
計器を含む）を所定の範囲でまとめて表示する。
や制御状態を監視するためＣＲＴ等の表示装置を備えた
オペレータステーションが用いられる。このアラーム監
視装置１は、通信バスを介して各制御ユニットＳＵ１等
に接続されている。１１はデータ収集手段であり、アラ
ーム監視装置１が扱う各種のデータをサイクリックに収
集するために、制御ユニットとのインタフェースとし
て、実測した制御変数、操作変数等のデータを収集し一
時保管する。１２はアラーム情報表示手段であり、ＣＲ
Ｔ等の表示画面上に、プラントＰＬＴ１内に存在する各
種制御機器やプラント群（制御ユニット内の各種の内部
計器を含む）を所定の範囲でまとめて表示する。
【００１０】１３はモデル予測制御手段であり、プラン
トＰＬＴ１から通信バスを介して送られてくる、外乱と
なるものを含んだ各種のセンサーからの信号（制御変
数）を入力とし、予め求めておいたプラントモデルに基
づいて予測演算を行い、目標設定値となる操作変数（参
照軌道）を作成し、プラントＰＬＴ１を制御している制
御ユニットＳＵ１等への設定値（ＳＶ）として出力す
る。又制御ユニットＳＵ１の操作出力の予測値を作成し
出力する。出力はつねに新しい制御変数の入力により更
新する。
トＰＬＴ１から通信バスを介して送られてくる、外乱と
なるものを含んだ各種のセンサーからの信号（制御変
数）を入力とし、予め求めておいたプラントモデルに基
づいて予測演算を行い、目標設定値となる操作変数（参
照軌道）を作成し、プラントＰＬＴ１を制御している制
御ユニットＳＵ１等への設定値（ＳＶ）として出力す
る。又制御ユニットＳＵ１の操作出力の予測値を作成し
出力する。出力はつねに新しい制御変数の入力により更
新する。
【００１１】１４はトレンド予測演算手段であって、モ
デル予測制御手段１３により操作変数（ＳＶ）が設定さ
れた制御ユニットＳＵ１等から、制御動作の結果得られ
た制御変数のセンサー出力値及び操作出力値を受けてそ
の傾向曲線から所定の演算を行って、制御変数及び操作
出力の予測値を求める。１５は比較演算手段であって、
モデル予測制御手段１３のプラントモデルから求めた操
作変数及び操作出力の予測値（参照軌道）とトレンド予
測演算手段１４から求めた、制御結果による実際の制御
変数及び操作出力の予測値（予測軌道）とを比較し、実
際の制御変数及び操作出力が所定の監視幅を超える時点
を予測し、上述のアラーム情報表示手段１２へ出力す
る。
デル予測制御手段１３により操作変数（ＳＶ）が設定さ
れた制御ユニットＳＵ１等から、制御動作の結果得られ
た制御変数のセンサー出力値及び操作出力値を受けてそ
の傾向曲線から所定の演算を行って、制御変数及び操作
出力の予測値を求める。１５は比較演算手段であって、
モデル予測制御手段１３のプラントモデルから求めた操
作変数及び操作出力の予測値（参照軌道）とトレンド予
測演算手段１４から求めた、制御結果による実際の制御
変数及び操作出力の予測値（予測軌道）とを比較し、実
際の制御変数及び操作出力が所定の監視幅を超える時点
を予測し、上述のアラーム情報表示手段１２へ出力す
る。
【００１２】図２はアラーム情報表示手段としてＣＲＴ
上に表示されたオーバビュー画面の例を示している。詳
しくは２１は一つのプラント又は装置の情報処理を一単
位として表した表示ユニットの集合体である。表示内容
は装置名称，運転の開始と停止，自動と手動を切り換え
る操作スイッチ，及び運転の正常，警告，異常の別等が
表示されている。またタッチスイッチ等を使用し切り換
える。２２は重点的に対応を求められる警報要因の表示
ユニットである。詳しくは図３において説明する。
上に表示されたオーバビュー画面の例を示している。詳
しくは２１は一つのプラント又は装置の情報処理を一単
位として表した表示ユニットの集合体である。表示内容
は装置名称，運転の開始と停止，自動と手動を切り換え
る操作スイッチ，及び運転の正常，警告，異常の別等が
表示されている。またタッチスイッチ等を使用し切り換
える。２２は重点的に対応を求められる警報要因の表示
ユニットである。詳しくは図３において説明する。
【００１３】２３は関連警報の表示ユニットである。付
帯設備等の関連する警報を表示する。図３はオーバービ
ュー画面で指定された詳細画面である。３１はオーバー
ビュー画面図２において重点対応ユニット２２として表
示した部分の詳細画面であり、警報表示中の表示ユニッ
ト２１と併せて表示の指定する。この詳細画面の表示は
自動又は手動が選択できる。３２はオーバービュー画面
図２で警報表示があった表示ユニット２１と重点対応ユ
ニット２２をあわせて指定することによって表示される
詳細画面である。
帯設備等の関連する警報を表示する。図３はオーバービ
ュー画面で指定された詳細画面である。３１はオーバー
ビュー画面図２において重点対応ユニット２２として表
示した部分の詳細画面であり、警報表示中の表示ユニッ
ト２１と併せて表示の指定する。この詳細画面の表示は
自動又は手動が選択できる。３２はオーバービュー画面
図２で警報表示があった表示ユニット２１と重点対応ユ
ニット２２をあわせて指定することによって表示される
詳細画面である。
【００１４】対象とする装置から、予め想定した原因の
入力があった時に、警報の重要度あるいは関連する内容
に従って詳しく通報するように作成された画面である。
制御変数の変動の傾向とプラント運転上の対策案等を表
示している。詳しくは、グラフ画面において、供給水流
量の供給を増加させ続けると、蒸気消費量が減少傾向で
あるため、時点（イ）での予測では時点（ロ）において
ドラム水位は監視幅ＳＤ 1を超えるであろう予測を示し
ている。図４は一例として制御変数Ｍ1について予測値
を求め、モデルに基づく予測値と比較しアラ‐ム情報を
出力する信号の流れる過程を示している。
入力があった時に、警報の重要度あるいは関連する内容
に従って詳しく通報するように作成された画面である。
制御変数の変動の傾向とプラント運転上の対策案等を表
示している。詳しくは、グラフ画面において、供給水流
量の供給を増加させ続けると、蒸気消費量が減少傾向で
あるため、時点（イ）での予測では時点（ロ）において
ドラム水位は監視幅ＳＤ 1を超えるであろう予測を示し
ている。図４は一例として制御変数Ｍ1について予測値
を求め、モデルに基づく予測値と比較しアラ‐ム情報を
出力する信号の流れる過程を示している。
【００１５】図５はモデル予測に基づいて求めた操作変
数の出力（参照軌道）を点線で、監視幅を実線で示し、
又トレンド予測演算手段から求めた制御変数の出力の予
測値（予測軌道）を実線で示し両者を比較し予測軌道が
監視幅を離脱する時点でアラーム情報を出力することを
示している。部分拡大図では予測軌道を求める方法を示
している。時刻Ｔ0において参照軌道を作成し、以降予
め定めておいた間隔で時刻ｔ1，ｔ2，ｔ3と制御変数の
サンプリングを進め、ｔ7において求めた予測値はｔ8に
おいて図の値となることを直線近似による予測が示して
いる。図６はプラントの代表例として蒸気発生装置の計
装ブロック図である。供給水が加熱炉で蒸発加熱され蒸
気として消費されることを示している。
数の出力（参照軌道）を点線で、監視幅を実線で示し、
又トレンド予測演算手段から求めた制御変数の出力の予
測値（予測軌道）を実線で示し両者を比較し予測軌道が
監視幅を離脱する時点でアラーム情報を出力することを
示している。部分拡大図では予測軌道を求める方法を示
している。時刻Ｔ0において参照軌道を作成し、以降予
め定めておいた間隔で時刻ｔ1，ｔ2，ｔ3と制御変数の
サンプリングを進め、ｔ7において求めた予測値はｔ8に
おいて図の値となることを直線近似による予測が示して
いる。図６はプラントの代表例として蒸気発生装置の計
装ブロック図である。供給水が加熱炉で蒸発加熱され蒸
気として消費されることを示している。
【００１６】次に本装置の動作を説明する。図５におい
て、制御の目標値となる操作変数（参照軌道）を求める
方法について、プラントモデルに基づいて求める操作変
数を次の函数式で表す。 操作変数 Ｙ1＝Ｆ1（Ｔ−ｔ） 各制御変数毎に求
める。実際に使用するプラントの特性を表すモデル函数
Ｆ1の求め方は統計的モデル法、シミュレーション法そ
の他従来発表されている手法によるものとする。プラン
トの制御方法はプラントモデルによる予測ＤＤＣ制御、
又は予測制御に基づき操作変数を求め、制御目標値を指
定するＰＩＤ制御その他の方法があるが、従来発表され
ている手法を適宜利用する。
て、制御の目標値となる操作変数（参照軌道）を求める
方法について、プラントモデルに基づいて求める操作変
数を次の函数式で表す。 操作変数 Ｙ1＝Ｆ1（Ｔ−ｔ） 各制御変数毎に求
める。実際に使用するプラントの特性を表すモデル函数
Ｆ1の求め方は統計的モデル法、シミュレーション法そ
の他従来発表されている手法によるものとする。プラン
トの制御方法はプラントモデルによる予測ＤＤＣ制御、
又は予測制御に基づき操作変数を求め、制御目標値を指
定するＰＩＤ制御その他の方法があるが、従来発表され
ている手法を適宜利用する。
【００１７】予測軌道を求める方法について制御ユニッ
トＳＵ１の制御動作の結果から演算で求める予測値を次
式で表す。 予測制御変数 Ｙ3＝Ｋ3＊Ｆ' 3（Ｔ−ｔ，Ｍ）＋Ａ Ｆ３（Ｔ−ｔ，Ｍ）は時刻Ｔ−ｔにおいて制御変数Ｍの
値をもつ函数を表すものとしている。
トＳＵ１の制御動作の結果から演算で求める予測値を次
式で表す。 予測制御変数 Ｙ3＝Ｋ3＊Ｆ' 3（Ｔ−ｔ，Ｍ）＋Ａ Ｆ３（Ｔ−ｔ，Ｍ）は時刻Ｔ−ｔにおいて制御変数Ｍの
値をもつ函数を表すものとしている。
【００１８】Ｔはモデルを作成した時刻，ｔはその後の
制御変数のサンプリング時間である。ｔ7，ｔ8等で示し
ている。Ｆ' 3（Ｔ−ｔ，Ｍ）は時刻Ｔ−ｔにおいて、当
該制御ユニットの示している制御変数について求めた時
間微分係数である。Ｋ3は主としてプラントの特性や運
転条件等に起因して補正するゲイン定数である。Ａは時
刻ｔ7における時間微分係数を求めた時の制御変数を表
す初期値である。
制御変数のサンプリング時間である。ｔ7，ｔ8等で示し
ている。Ｆ' 3（Ｔ−ｔ，Ｍ）は時刻Ｔ−ｔにおいて、当
該制御ユニットの示している制御変数について求めた時
間微分係数である。Ｋ3は主としてプラントの特性や運
転条件等に起因して補正するゲイン定数である。Ａは時
刻ｔ7における時間微分係数を求めた時の制御変数を表
す初期値である。
【００１９】以上の定義に基づいて、図５は制御ユニッ
トＳＵ１の制御動作の結果から求められた制御変数Ｍ1
について、トレンド予測演算手段１４によって求めた予
測値（予測軌道）Ｙ3が、モデル予測に基づいて求めた
操作変数（参照軌道）Ｙ1を中心とした監視幅ＳＤ１か
ら離脱する時点を示し、この参照軌道上の予測値Ｙ1，
から所定の監視幅ＳＤ1を超えると予知される時、即ち
Ｙ3−Ｙ1≧ＳＤ1となる時刻ｔ8を求め、警報として予告
することを示している。尚制御ユニットについての操作
出力からの予測軌道も同様にして求める。
トＳＵ１の制御動作の結果から求められた制御変数Ｍ1
について、トレンド予測演算手段１４によって求めた予
測値（予測軌道）Ｙ3が、モデル予測に基づいて求めた
操作変数（参照軌道）Ｙ1を中心とした監視幅ＳＤ１か
ら離脱する時点を示し、この参照軌道上の予測値Ｙ1，
から所定の監視幅ＳＤ1を超えると予知される時、即ち
Ｙ3−Ｙ1≧ＳＤ1となる時刻ｔ8を求め、警報として予告
することを示している。尚制御ユニットについての操作
出力からの予測軌道も同様にして求める。
【００２０】グラフは何れも時点Ｔ0時（グラフの起
点）において求めたｔ時間後の変動の予測値を示してい
る。制御ユニットＳＵ１のたどった実際の制御の結果は
現在時刻までの実線の通りで、現時点ｔ7における制御
変数の変動傾向からトレンド予測演算手段の演算出力は
ｔ8において領域監視幅を超えることを予測しておりア
ラームが発せられる。
点）において求めたｔ時間後の変動の予測値を示してい
る。制御ユニットＳＵ１のたどった実際の制御の結果は
現在時刻までの実線の通りで、現時点ｔ7における制御
変数の変動傾向からトレンド予測演算手段の演算出力は
ｔ8において領域監視幅を超えることを予測しておりア
ラームが発せられる。
【００２１】また、監視幅を超える予知回数のカウンタ
−１６を設けて、規定回数以上の予知警報が発生した場
合にのみアラームを出力することも可能とする。
−１６を設けて、規定回数以上の予知警報が発生した場
合にのみアラームを出力することも可能とする。
【００２２】図７は先に説明したプラントＰＬＴ１、蒸
気発生器の計器装備の例で、図１の制御変数及び操作変
数とに夫々対応している。このモデル予測制御の目標は
蒸気流量が需要によって変動するにも係わらず制御変数
としての蒸気の圧力、温度及びドラムの水位を所定の値
に保って良質の蒸気を供給することである。この過程で
他の操作変数の操作による影響や外乱要素を予測して最
適の制御結果が得られるよう予測制御により参照軌道を
修正してゆく。
気発生器の計器装備の例で、図１の制御変数及び操作変
数とに夫々対応している。このモデル予測制御の目標は
蒸気流量が需要によって変動するにも係わらず制御変数
としての蒸気の圧力、温度及びドラムの水位を所定の値
に保って良質の蒸気を供給することである。この過程で
他の操作変数の操作による影響や外乱要素を予測して最
適の制御結果が得られるよう予測制御により参照軌道を
修正してゆく。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、制御結果に基づいて求
めた、刻々と変わる予測値曲線が、プラントモデルに基
づいて求めた制御変数曲線（参照軌道）の持つ許容幅か
ら、離脱する時刻を予測して、前もって信号を発生する
ので、早期の警報表示に併せて、オペレータのために処
置操作についてガイド表示を行うことができるので、プ
ラントを運転する上で異常を未然に防止し、もし異常が
発生した時にも、異常要因の予報があるので、迅速な処
置を行うことができる顕著な効果がある。また、予測値
は初期の入出力応答モデルから計算されるため、長い期
間に徐々に生じるドリフト等として現れる入出力機器の
劣化故障も検出することができる。
めた、刻々と変わる予測値曲線が、プラントモデルに基
づいて求めた制御変数曲線（参照軌道）の持つ許容幅か
ら、離脱する時刻を予測して、前もって信号を発生する
ので、早期の警報表示に併せて、オペレータのために処
置操作についてガイド表示を行うことができるので、プ
ラントを運転する上で異常を未然に防止し、もし異常が
発生した時にも、異常要因の予報があるので、迅速な処
置を行うことができる顕著な効果がある。また、予測値
は初期の入出力応答モデルから計算されるため、長い期
間に徐々に生じるドリフト等として現れる入出力機器の
劣化故障も検出することができる。
【図１】本発明の一実施例を示したシステムの構成ブロ
ック図面である。
ック図面である。
【図２】表示ユニット等を配列したオーバービュー画面
の図面である。
の図面である。
【図３】重点対応ユニットを選択した結果表示される詳
しい警報、操作ガイドの図面である。
しい警報、操作ガイドの図面である。
【図４】プラントモデルに基づく操作変数、制御ユニッ
トの制御結果について求めた制御変数の予測値を求め、
双方を比較し監視幅ＳＤ1を超える時点を予測しアラー
ム情報を出力することを示している図面である。
トの制御結果について求めた制御変数の予測値を求め、
双方を比較し監視幅ＳＤ1を超える時点を予測しアラー
ム情報を出力することを示している図面である。
【図５】モデル予測制御手段による出力である操作変数
（参照軌道）からトレンド演算により求めた制御変数に
ついての予測値（予測軌道）が一定の監視幅だけ離脱す
る時刻を予測をすることを示す図面である。制御変数を
例にして予測軌道を求める方法を併せて示している。
（参照軌道）からトレンド演算により求めた制御変数に
ついての予測値（予測軌道）が一定の監視幅だけ離脱す
る時刻を予測をすることを示す図面である。制御変数を
例にして予測軌道を求める方法を併せて示している。
【図６】蒸気発生プラントと制御変数、操作変数を示す
図面である。
図面である。
ＳＵ１ プラントＰＬ１の信号を扱う制御ユニット ＰＣ 圧力調節要素 ＦＩＣ 流量指示調節要素 ＬＩＣ 水位調節要素 Ｍ1〜Ｍ7 制御変数（測定値） ＳＤ1，ＳＤ2 制御変数の監視幅 ＳＶ2，ＳＶ3，ＳＶ5 操作変数（設定値） （ＭＶ2），（ＭＶ4） 操作出力（弁開度）予測値 Ｙ1 モデル予測手段から求めた操作変数を示す函数 Ｙ3 制御変数の予測値を示す函数 １ アラーム監視装置 １１ データ収集手段 １２ アラーム情報表示手段 １３ モデル予測制御手段 １４ トレンド予測演算手段 １５ 比較演算手段 １６ カウンタ １７ 流量計その他のセンサー １８ 自動調節弁等の操作端 ２１ 表示ユニット ２２ 最重点対応ユニット ２３ 関連管理ユニット ３１ オーバービュー画面上の重点対応ユニットを詳細
画面 ３２ 重点対応ユニットを指定し導かれる警報要因、対
策等を示す画面
画面 ３２ 重点対応ユニットを指定し導かれる警報要因、対
策等を示す画面
Claims (1)
- 【請求項１】外乱として発生する変数と制御変数を入力
とし、制御ユニットの制御の目標値となる操作変数及び
操作出力の予測値を出力するプラントのモデル予測制御
手段と、 プラントの運転制御の状況を監視するための表示手段と
を備えたプラント監視装置において、 １）上記表示手段の表示画面上に、プラント内に存在す
る各種の制御機器や装置群を所定の範囲でまとめて一つ
の情報処理の単位とし、当該単位あたりの信号を扱う制
御ユニットに関するアラーム情報を、制御ユニットの区
分毎に識別できるように表示する表示手段と、 ２）制御ユニットによる制御結果である実際の制御変数
及び操作出力についてその変動傾向から予測値を求める
トレンド予測演算手段と、 ３）上記のモデル予測制御手段が出力する操作変数及び
操作出力の予測値と、上記のトレンド予測演算手段が出
力する制御変数の予測値及び操作出力の予測値を夫々比
較し、所定の監視幅を超える時点を予測してアラーム情
報を表示手段へ出力する比較演算手段とを具備したこと
を特徴としたプラント監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4301226A JP3047947B2 (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | プラント監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4301226A JP3047947B2 (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | プラント監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06150175A true JPH06150175A (ja) | 1994-05-31 |
| JP3047947B2 JP3047947B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=17894303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4301226A Expired - Fee Related JP3047947B2 (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | プラント監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3047947B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006290446A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Idemitsu Eng Co Ltd | タンク防災システム |
| WO2016158260A1 (ja) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | 株式会社日立製作所 | 電子制御装置 |
| JP2020091679A (ja) * | 2018-12-06 | 2020-06-11 | アズビル株式会社 | 運転監視装置および方法 |
| JP2020201683A (ja) * | 2019-06-10 | 2020-12-17 | 株式会社日立プラントサービス | 状態監視装置 |
| WO2026014127A1 (ja) * | 2024-07-10 | 2026-01-15 | 株式会社日立製作所 | プロセス管理システム及びプロセス管理方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6032776B1 (ja) * | 2016-07-25 | 2016-11-30 | Ｓｕｎ Ｔｅｃｈ株式会社 | 掲示板組立体 |
-
1992
- 1992-11-11 JP JP4301226A patent/JP3047947B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2016158260A1 (ja) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | 株式会社日立製作所 | 電子制御装置 |
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| WO2026014127A1 (ja) * | 2024-07-10 | 2026-01-15 | 株式会社日立製作所 | プロセス管理システム及びプロセス管理方法 |
| JP2026010785A (ja) * | 2024-07-10 | 2026-01-23 | 株式会社日立製作所 | プロセス管理システム及びプロセス管理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3047947B2 (ja) | 2000-06-05 |
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