JPH09330118A - 制御機器の予防保全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロセスアラーム、システムアラーム、内部
エラー等をアラーム監視の対象として選択できる制御機
器の予防保全装置を提供すること。 【解決手段】 被制御対象となるプラントに設置された
検出端からの測定値や操作端への操作量を入出力して制
御するプラント制御部１０と、このプラント制御部で入
出力する情報をオペレータに伝えるマンマシン・インタ
ーフェイス部２０とを有する制御機器に用いられる予防
保全装置であって、前記プラント制御部やマンマシン・
インターフェイス部に生じる通信エラーや機器停止等の
システムアラーム収集手段３０と、前記プラント制御部
やマンマシン・インターフェイス部の機器内部の動作状
態を収集する手段４０と、当該システムアラーム収集手
段で収集されたシステムアラームと機器内部状態収集手
段で収集された機器内部状態に基づいて、当該制御機器
の異常兆候情報を表示する保全情報部５０とを具備する
ことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石油化学工業や原
子力発電所等のプロセス産業の制御装置に用いられる制
御機器の予防保全装置に関し、特にアラーム監視の対象
やアラームの通報先を顧客が容易に取捨選択できる改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラントの運転状態を監視する装置は、
例えば特開平５−１６６０８６号公報に開示されている
ように、運転中のプロセスにアラームが発生した場合に
表示装置に警報と詳細情報を表示してオペレータに知ら
せている。このようなプロセスアラームは、プラントを
制御している運転形態において発生したアラームで、例
えばプロセスからの入力値が設定しておいた値を超える
ような時に発生するＨＩアラームや、プロセスへの出力
値が設定しておいた値を超えるような時に発生する操作
量ＨＩアラーム等がある。

【０００３】ところで、近年は予防保全の考え方から、
プロセス制御機器に故障が発生する前に、機器の劣化を
事前に予測して、劣化の程度が一定水準に達したとき
は、機器の交換を行うことが行われている。このような
予防保全によれば、顧客にとっては制御機器の不意打ち
的な故障がなくなり、操業計画が容易に立てられるとい
う利点がある。例えば、あるバルブコントローラに機能
劣化の兆候が生じているときは、オペレータを増員して
手動制御を行ってプラントの運転を確保しつつ、点検・
修理を計装エンジニアが行っている。現在のプラント運
転においては、従来に比較してオペレータの人数が減少
しているので、事前の作業計画の立案は大切になってい
る。

【０００４】そして予防保全を行うには、システムアラ
ームや内部エラーを検知する必要性が高まる。ここで、
システムアラームとは、通信エラーや機器停止等の自動
制御装置において発生したアラームを言い、内部エラー
とは、ハードディスクに対する読み書きにおいて、何回
かのリトライの結果正常に動作した時や、メモリパリテ
ィエラー修復機能が動作した時のように、自動制御装置
の内部に蓄積されている表面化しないシステムアラーム
を言う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来装置によ
れば、プロセスアラームを監視するに際しては、専用の
アラーム監視装置をゲートウェイを介して自動制御装置
に接続する必要があり、汎用性に欠けるという課題があ
った。また、システムアラームや内部エラーはオペレー
タにとっては緊急性の乏しいアラームであるため、アラ
ーム監視装置の監視対象から外れており、設備管理者に
とって予防保全に必要なアラーム情報の収集が困難であ
るという課題があった。本発明はこのような課題を解決
したもので、プロセスアラーム、システムアラーム、内
部エラー等をアラーム監視の対象として選択できる制御
機器の予防保全装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、被制御対象となるプラントに設置された検出端
からの測定値や操作端への操作量を入出力して制御する
プラント制御部１０と、このプラント制御部で入出力す
る情報をオペレータに伝えるマンマシン・インターフェ
イス部２０とを有する制御機器に用いられる予防保全装
置であって、前記プラント制御部やマンマシン・インタ
ーフェイス部に生じる通信エラーや機器停止等のシステ
ムアラームを監視する手段３０と、前記プラント制御部
やマンマシン・インターフェイス部の機器内部の動作状
態を監視する手段４０と、当該システムアラーム監視手
段で収集されたシステムアラームと、機器内部状態監視
手段で収集された機器内部状態を送信する保全情報送信
部５０と、この保全情報送信部から送られたシステムア
ラームと機器内部状態を用いて、当該制御機器の異常兆
候情報に編集して表示する保全情報呈示部６０とを具備
することを特徴としている。

【０００７】本発明の構成によれば、システムアラーム
監視部３０は、プラント制御部やマンマシン・インター
フェイス部に生じるシステムアラームを監視している。
機器内部状態監視部４０は、プラント制御部やマンマシ
ン・インターフェイス部の機器内部の動作状態を監視し
ている。保全情報送信部５０は、システムアラーム監視
部で収集されたシステムアラームと、機器内部状態監視
部で収集された機器内部状態を保全情報呈示部に送信し
ている。保全情報呈示部６０は、保全情報送信部から送
られたシステムアラームと機器内部状態を用いて、制御
機器の異常兆候情報に編集して表示する。マンマシン・
インターフェイス部はプラントの操業を担当するオペレ
ータが監視するのに対して、保全情報呈示部６０はプラ
ント制御部やマンマシン・インターフェイス部等の制御
機器を担当する計装技術者が監視するもので、予防保全
等に必要なデータ解析がなされている。

【０００８】

【発明の実施の形態】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す構成ブロック図で
ある。図において、プラント制御部１０は、被制御対象
となるプラントに設置された検出端からの測定値や操作
端への操作量を入出力して制御するもので、単ループ調
節計や分散型フィールド制御装置に対応している。マン
マシン・インターフェイス部２０は、プラント制御部１
０で入出力する情報をオペレータに伝えるもので、例え
ば汎用のワークステ−ションが用いられる。

【０００９】システムアラーム監視部３０は、プラント
制御部１０やマンマシン・インターフェイス部２０に生
じる通信エラーや機器停止等のシステムアラームを監視
する。機器内部状態監視部４０は、プラント制御部１０
やマンマシン・インターフェイス部２０の機器内部の動
作状態を監視する。この動作状態は、機器内部の温度で
あるとか、ファンの動作状態、前回の点検以降の実動作
時間、停電バックアップ用電池の電圧がある。マンマシ
ン・インターフェイス部２０に固有の監視すべき動作状
態として内部エラーがある。内部エラーには、メモリー
に関しては誤り訂正機能（ＥＤＣ）の動作状態、ディス
クに関しては遅延時間や再試行の回数等が該当する。プ
ラント制御部１０に固有の監視すべき動作状態として各
プリント基板にレディーモードや自己診断モードへのモ
ード遷移を命令して、当該プリント基板がモード遷移命
令に従うか確認すると共に、自己診断モードで異常のな
いことを確認する。

【００１０】保全情報送信部５０は、システムアラーム
監視部３０で収集されたシステムアラームと、機器内部
状態監視部４０で収集された機器内部状態を保全情報呈
示部６０に送信する。これらのシステムアラーム監視部
３０、機器内部状態監視部４０、及び保全情報送信部５
０は、例えばマンマシン・インターフェイス部２０に併
設すると、プロセスアラームやシステムアラームの監視
機能を併用できて便利である。

【００１１】保全情報呈示部６０は、保全情報送信部か
ら送られたシステムアラームと機器内部状態を用いて、
制御機器の異常兆候情報に編集して表示する。大型のプ
ラントであれば、計装技術者と操業担当者とは別の建屋
にいる場合もあるため、例えばマンマシン・インターフ
ェイス部２０と通信回線を用いて接続されたワークステ
ーションで構成するとよい。

【００１２】図２は、図１の装置を実現する具体的な計
装設備の説明図である。大きなコンビーナートでは、Ａ
工場とＢ工場のように複数の工場が汎用ＬＡＮを用いて
接続されている。汎用ＬＡＮには、各工場のマンマシン
・インターフェイス部２０の他、保全情報呈示部６０の
機能を搭載したＰＣや、注文を受けた商品をどの工場で
製造して、どのように顧客に引き渡すかを管理する生産
管理計算機等が接続されている。各工場では、計装用Ｌ
ＡＮが敷設されて、プラント制御部１０やマンマシン・
インターフェイス部２０が接続されている。そして、計
装技術者は保全情報呈示部６０を監視しているだけで、
汎用ＬＡＮに接続された各工場の設備の予防保全に必要
な情報を入手できる。そして、計装技術者は予防保全デ
ータの内容を確認し、且つ事象の内容を説明するメッセ
ージ詳細内容と製造者の保守担当との協議をしてトラブ
ル重要度を検討して、最適なメンテナンス方法を導き出
す。この結果、システムダウンする前に処置することが
でき、プラントの安定した運転を確保できる。

【００１３】図３は、機器内部状態監視部４０で監視す
る信号の一例を示す図で、縦軸は機器内部温度[゜Ｃ]、
横軸は実動作時間[Ｈ]を表している。ここでは、機器内
部温度が１４〜２３[゜Ｃ]と室温の近傍で変動している
だけであり、電子機器は熱的には異常のないことが判断
される。好ましくは、異常兆候を早期に発見するため、
温度勾配が所定のしきい値、例えば１０[゜Ｃ／Ｈ]を超
過するような急激な温度上昇をしたときは、ファンの動
作状態を確認するなどの措置をとる。

【００１４】次に、機器内部状態監視部４０で内部エラ
ーを監視している場合を説明する。メモリエラーに関し
ては、マンマシン・インターフェイス部２０のシステム
側でＥＤＣ(Error Detection & Correcting)機能を採用
して信頼性を高めているので、従来のパリティエラーに
相当する１ビット誤りについては内部的に補正されるた
め、利用者にメモリエラーの発生が認識されることはな
い。しかし、同一アドレスにアクセスする度にＥＤＣ機
能が動作する場合には、将来２ビット以上の誤りが発生
する蓋然性が高くなり、問題となる。

【００１５】そこで、ＥＤＣ機能が動作したときは、そ
のメモリアドレスに注目して、一定時間その内容を蓄積
してエラー監視を行う。これにより、短時間でのメモリ
エラーの連続発生の検出を可能としている。利用者に
は、メモリエラーの連続発生がしきい値を超過したとき
に通報することで、保全容貌データとして利用される。

【００１６】ディスクエラーに関しても、マンマシン・
インターフェイス部２０のシステム側で読み込み／書込
み時のエラーチェックを実施しており、エラーが発生す
ると予備領域を使用することになっている。そこで、デ
ィスクエラーの発生が利用者の目に触れることもない。
しかし、予備領域は有限であり、予備領域の使用頻度が
高ければ、予備領域が底をついてしまう可能性もあり問
題である。

【００１７】そこで、予備領域の使用を検知した時点か
ら一定時間内に使用される予備領域の使用量を監視する
ことで、短時間でのディスクエラーの連続発生の検出を
可能にしている。また、一定の監視周期を定めて、予備
領域の空き容量を監視している。利用者には、ディスク
エラーの連続発生がしきい値を超過した時と、空き容量
がしきい値を下回った時に通報することで、予防保全デ
ータとして活用できるようにしている。

【００１８】図４は本発明の他の実施例を示す構成ブロ
ック図である。こごては、図１の装置に予防データ定義
部７０を付加している。予防保全データ定義部７０は、
システムアラーム監視部３０や機器内部状態監視部４０
で監視すべきデータを定義してあるファイルである。設
備の更新を行うときは、この予防保全データ定義部７０
も更新された設備に適合するように再度の定義を行うこ
とで、設備の更新や増設があったときも、簡易なエンジ
ニアリング作業で予防保全が確実に行える。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、保
全情報呈示部６０では保全情報送信部５０によりシステ
ムアラーム監視部３０で収集されたシステムアラームや
機器内部状態監視部４０で収集された機器内部の動作状
態を呈示して、計装担当者がプラント制御部１０やマン
マシン・インターフェイス部２０の予防保全に必要なデ
ータを監視できるので、異常状態の兆候が現れた時点で
制御機器の異常を把握でき、システムダウンのような重
大事象の生ずる前に対応が可能となり、プラント運転の
信頼性が高まるという効果がある。更に、請求項２記載
の発明によれば、予防保全データ定義部７０により設備
の更新や増設に対応して予防保全データの再度の定義を
行うことで、設備の更新や増設があったときも、簡易な
エンジニアリング作業で予防保全が確実に行えるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。

【図２】図１の装置を実現する具体的な計装設備の説明
図である。

【図３】機器内部状態監視部４０で監視する信号の一例
を示す図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す構成ブロック図であ
る。

【符号の説明】

１０ プラント制御部 ２０ マンマシン・インターフェイス部 ３０ システムアラーム監視部 ４０ 機器内部状態監視部 ５０ 保全情報送信部 ６０ 保全情報呈示部 ７０ 予防保全データ定義部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被制御対象となるプラントに設置された検
   出端からの測定値や操作端への操作量を入出力して制御
   するプラント制御部（１０）と、このプラント制御部で
   入出力する情報をオペレータに伝えるマンマシン・イン
   ターフェイス部（２０）とを有する制御機器に用いられ
   る予防保全装置であって、 前記プラント制御部やマンマシン・インターフェイス部
   に生じる通信エラーや機器停止等のシステムアラームを
   監視する手段（３０）と、 前記プラント制御部やマンマシン・インターフェイス部
   の機器内部の動作状態を監視する手段（４０）と、 当該システムアラーム監視手段で収集されたシステムア
   ラームと、機器内部状態監視手段で収集された機器内部
   状態を送信する保全情報送信手段（５０）と、 この保全情報送信手段から送られたシステムアラームと
   機器内部状態を用いて当該制御機器の異常兆候情報に編
   集して表示する保全情報呈示手段（６０）と、 を具備することを特徴とする制御機器の予防保全装置。
2. 【請求項２】被制御対象となるプラントに設置された検
   出端からの測定値や操作端への操作量を入出力して制御
   するプラント制御部（１０）と、このプラント制御部で
   入出力する情報をオペレータに伝えるマンマシン・イン
   ターフェイス部（２０）とを有する制御機器に用いられ
   る予防保全装置であって、 前記プラント制御部やマンマシン・インターフェイス部
   に生じる通信エラーや機器停止等のシステムアラームを
   監視する手段（３０）と、 前記プラント制御部やマンマシン・インターフェイス部
   の機器内部の動作状態を監視する手段（４０）と、 当該システムアラーム監視手段で収集されたシステムア
   ラームと、機器内部状態監視手段で収集された機器内部
   状態を送信する保全情報送信手段（５０）と、 この保全情報送信手段から送られたシステムアラームと
   機器内部状態を用いて当該制御機器の異常兆候情報に編
   集して表示する保全情報呈示手段（６０）と、 前記システムアラーム監視手段で監視するシステムアラ
   ームと、前記機器内部状態監視手段で監視する機器内部
   状態を定義する予防保全データ定義部（７０）と、 を具備することを特徴とする制御機器の予防保全装置。