JPH1115519A - プロセス診断装置、プロセス診断方法および記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 下水処理プラントの監視ロジックを視覚的に
容易に把握できるようにする。 【解決手段】この計算機２は、複数の計測機器からそれ
ぞれ入力されるデータを個々に診断する子ルールを設定
するアイコン１００〜１１０を表示画面上に縦横に複数
配置し、その中で関係付けるアイコン、例えばアイコン
１０４とアイコン１０７とが指示された場合、ルール編
集部２６がデータベース２５を参照して互いを関係付け
可能か否かの判定を行い、判定結果、アイコン１０４、
１０７間が関係付け不可能な場合は細い横線で互いを接
続し関係付け可能な場合は互いを太い横線で接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば下水処理プ
ラントなどで利用されるプロセス診断装置、プロセス診
断方法および記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば下水処理プラントなどでは、プラ
ント内に流れ込む下水の流量を計測する流量計、下水を
溜めておく池（沈殿池）の水位を計測する水位計、その
温度を計測する温度計、下水の水質を検査、分析する計
器類などが利用されており、それぞれの計測機器から得
られたデータ（プロセスデータ）を監視ロジックにかけ
ることで、プラント制御・監視などに役立てている。

【０００３】ところで、従来の監視ロジックは、設計者
が論理積（ＡＮＤ）、論理和（ＯＲ）などの記号を組み
合わせて診断ルールを生成している。

【０００４】この監視ロジックを設計者本人以外の者が
検証する場合、これらの記号から信号の流れなどは判る
ものの、個々のロジックの判定がどういう意味を持つも
のなのかを読み取れず、解析に多大な時間を要すること
になる。

【０００５】また、検証結果、監視ロジック自体に間違
えがなかったとしても、下水処理プラントの沈殿池、調
整池、各種反応槽などの機能や仕組みを熟知した者でな
ければ、監視ロジックが完全に機能するか否かを発見で
きず、プラント内で起こる異常を見逃すことになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来
は、設計者が個々のプロセスの条件を考慮した上で論理
積や論理和などの記号を組み合わせて監視ロジックを生
成していたが、生成された監視ロジックを検証する場
合、ロジックからではプロセスの条件などが詳細に判ら
ず、監視ロジックを設計した本人でなければ監視ロジッ
クの解析ができないという問題があった。

【０００７】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、個々のプロセスの診断ルールを組み合
わせて監視ロジックを生成する上で、監視ロジックを視
覚的に判り易くすることのできるプロセス診断装置、プ
ロセス診断方法および記録媒体を提供することを目的と
している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１記載の発明のプロセス診断装置は、複
数のデータ発生源からそれぞれ入力されるデータを個々
に診断する複数の診断処理手段と、各診断処理手段が実
行する診断処理をアイコン化した診断キーを表示画面上
に縦横に配置して表示する手段と、前記表示画面上に縦
横に表示された診断キー間を関係付ける指示を行う入力
手段と、前記入力手段により指示された前記診断キー間
について、互いを関係付け可能か否かの判定を行う判定
手段と、前記判定手段により判定された結果、前記診断
キー間が関係付け不可能な場合と関係付け可能な場合と
で表示形態を変えて関係付け表示を行う手段とを具備し
たことを特徴としている。

【０００９】請求項２記載の発明のプロセス診断方法
は、複数のデータ発生源からそれぞれ入力されるデータ
を個々に診断するための診断キーを表示画面上に縦横に
配置して表示し、前記表示画面上に縦横に表示された診
断キー間を関係付ける指示が行われたとき、前記診断キ
ー間について、互いを関係付け可能か否かの判定を行
い、前記診断キー間が関係付け不可能な場合と関係付け
可能な場合とで表示形態を変えて関係付け表示を行うこ
とを特徴としている。

【００１０】請求項３記載の発明の記録媒体は、複数の
データ発生源からそれぞれ入力されるデータを個々に診
断するための診断キーを表示画面上に縦横に配置して表
示し、前記表示画面上に縦横に表示された診断キー間を
関係付ける指示が行われたとき、前記診断キー間につい
て、互いを関係付け可能か否かの判定を行い、前記診断
キー間が関係付け不可能な場合と関係付け可能な場合と
で表示形態を変えて関係付け表示を行う処理をコンピュ
ータに実行させるプログラムを記録したことを特徴とし
ている。

【００１１】この発明では、入力手段により指示された
診断キー間について互いを関係付け可能か否かの判定が
行われた後、診断キー間が関係付け不可能な場合と関係
付け可能な場合とで表示形態を変えて関係付け表示が行
われるので、診断キー間の関係が正常か否かが視覚的に
判るようになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００１３】図１は本発明のプロセス診断装置に係る一
つの実施形態のプラント状態診断装置の構成を示す図で
ある。

【００１４】同図において、１はデータ発生源である。
このデータ発生源１は、下水処理プラントで処理される
下水を溜めておく沈殿池に設置され、その沈殿池に溜ま
った水の高さ（水位）を常に計測する水位計１ａなどで
ある。下水処理プラントには、この水位計１ａ以外のデ
ータ発生源１として、例えば流量計１ｂ、温度計１ｃ、
水質分析装置１ｄなども設置されている。２は計算機で
あり、下水処理プラントのある建物内に設置されてお
り、下水処理に係る各制御機器（ポンプ、弁など）を制
御するための計算を行う。３はデータ伝送手段であり、
データ発生源１から計算機２へデータを伝送するもので
あり、例えばＲＳ２３２ＣケーブルやＥｔｈｅｒｎｅｔ
（通信網）、ＭＡＰ（Manufacturing Automation Proto
col:工業用ＬＡＮ）などである。

【００１５】計算機２は、入力部２１、子ルール設定部
２２、子ルール判定部２３、親ルール判定部２４、デー
タベース２５、ルール編集部２６、異常通知部２７など
を有している。入力部２１は例えばキーボード、マウス
などの入力装置、および各種計測器から出力されたデー
タを定周期（一定の時間間隔）で読み込みタイムスタン
プを付してプロセスデータとして計算機２に入力するた
めのインターフェースである。子ルール設定部２２は各
種子ルールの条件設定を表示画面上で行うものである。
ここで、子ルールとは、各計測機器からのデータを基に
プロセスが正常か異常かを判定する最小単位の診断処理
手順（監視ロジック）を言う。子ルール判定部２３は各
計測機器からのデータと子ルール設定部２２により設定
された各子ルールの設定条件とを比較してプロセスの状
態が正常か異常かを判定するものである。親ルール判定
部２４は異常となっている子ルールに関係する親ルール
が正常か異常かを判定するものである。データベース２
５は子ルールおよび親ルールの具体的な監視ロジック
（診断処理手順）を格納したルールデータベースであ
る。ルール編集部２６は入力部２１により指示された子
ルール間や子ルールと親ルール間などの接続関係につい
てデータベース２５を参照して互いの関係付けが正常か
異常かを判定し、その判定結果に応じて互いを接続する
線の種類、例えば線の色や太さなどを変えて関係付けた
り、表示されているルールボタンの配置換えを行うもの
である。異常通知部２７は例えばモニタなどの表示装置
であり、表示画面上に子ルールおよび親ルールを絵記号
化した診断キー、つまりアイコンを表示する。また異常
通知部２７は親ルールで生じた異常を外部に通知するも
のである。

【００１６】以下、図２〜図７を参照してこのプラント
状態診断装置の動作を説明する。

【００１７】図２〜図４は子ルールの条件設定例を示す
図、図５は親ルールの構成の一例を示す図、図６は親ル
ールの具体例を示す図である。

【００１８】図２に示すように、ある子ルールは、ある
プロセスデータ、例えば第１沈殿池に配置された水位計
１ａからのデータなどに対して、異常となる上限値を−
１ｍなどと設定し、異常となる下限値を−１０ｍと設定
し、これらのしきい値からデータの値が外れた場合、異
常と判定する処理である。

【００１９】また、ある子ルールは、図３に示すよう
に、上記水位計１ａからのデータに対して、異常となる
上限値のみを−１ｍなどと設定したものもある。

【００２０】さらに、ある子ルールは、図４に示すよう
に、上記水位計１ａからのデータに対して、異常となる
下限値のみを−１０ｍなどと設定したものもある。

【００２１】親ルールは、上記した複数の子ルールを関
連付けて総合的な異常を判断する診断処理手順である。

【００２２】例えば図５に示すように、第１沈殿池Ｂの
上限異常の判定ルールである子ルール３１と、第１沈殿
池Ａの上限異常の判定ルールである子ルール３２との論
理和をとるには互いの間を縦列に接続し、第１沈殿池Ａ
の下限異常という子ルール３３と調整池の下限異常とい
う子ルール３４との論理和をとるには互いの間を縦列に
接続し、子ルール３４と第１沈殿Ｂの下限異常の判定ル
ールである子ルール３５とを論理積をとるには互いの間
を並列に接続し、子ルール３２と子ルール３４の出力を
親ルール４０に接続し総合的に判定させるためには、子
ルール３２と子ルール３４との左横に親ルール４０を配
置すれば、個々のルールのキー配置の表示で一種の論理
回路を構成することができる。

【００２３】図５に示した異常診断ルールは、図６に示
すように、上流プロセスからの流入水が第１沈殿池Ａと
第１沈殿池Ｂとに並列に入り、これらの第１沈殿池Ａ、
Ｂから排出される水が調整池を介して下流プロセスに流
入するという形態のプラントに適用できる。

【００２４】この場合、第１沈殿池ＡまたはＢのうち、
どちらか一方が上限を越えても、他方の第１沈殿池Ｂま
たはＡが上限を越えなければ、沈殿池が溢れる恐れはな
く、また第１沈殿池ＡおよびＢの水の量が下限に満たな
くても調整池に十分な水が溜まっていれば、水は下流プ
ロセスに流れて行く。

【００２５】ここで、親ルール４０が異常となる条件を
まとめてみる。

【００２６】第１の条件としては、子ルール３１と子ル
ール３２とが共に異常となると、親ルール４０は異常と
判定する。つまり、子ルール３１と子ルール３２の論理
和を演算し、演算結果として“１”が出力されれば、親
ルール４０はこのプロセスを異常と判定する。

【００２７】第２の条件としては、子ルール３３または
子ルール３４と子ルール３５とが共に異常となると、親
ルール４０は異常と判定する。つまり、子ルール３３と
子ルール３４との論理和を演算し、子ルール３４と子ル
ール３５との論理和を演算し、互いの論理和の論理積を
演算し、演算結果として“１”が出力されれば、親ルー
ル４０はこのプロセスを異常と判定する。

【００２８】また、下水処理プラントを監視する上で
は、親ルールも一つの子ルールとなる。 例えば図７に
示すように、処理水が第１沈殿池Ａ、Ｂから調整池へ流
入し、調整池から流出した水が生物反応槽へ流れ込み、
生物反応槽から流れ出した水が第２沈殿池へ流れ込むよ
うな形態の下水処理プラントの場合、個々の池などで上
限や下限の異常が発生しても、上流から下流に滞りなく
水が流れれば、個々の異常を外部に報知しなくても良
い。

【００２９】このような形態のプラントに対して、複数
のルールに対応するアイコンを縦横の線で接続して監視
ロジックを生成する場合、図８に示すように、第１沈殿
池Ａ、Ｂと調整池との異常を判定する親ルール４０、生
物反応槽の異常を判定する親ルール４１、第２沈殿池Ｃ
の異常を判定する親ルール４２、これら親ルールの異常
の中で総合的に外部に通知する必要が生じる事象を外部
通知４３などとすると、監視ロジックとしては、親ルー
ル４０と親ルール４１とを横線（論理和）で結び、親ル
ール４１と親ルール４２とを縦線（論理積）で結び、親
ルール４１と外部通知４３とを横線（論理和）で結ぶこ
とになる。

【００３０】ここで、上記のような子ルール３１〜３５
や親ルール４０〜４３を生成する上での具体的な表示例
について説明する。

【００３１】このプラント状態診断装置の場合、モニタ
の表示画面上には、図９に示すように、操作モードのメ
ニューバー９１を有する編集画面９０が表示される。こ
の編集画面９１には、ルールどうしを関係付けるための
アイコン１００〜１１０が表示されている。この状態の
アイコン１００〜１１０は、まだ子ルールや親ルールと
は関係付けされていない。ここでの横の並びは、論理和
されるルールを示し、縦の並びは、論理積されるルール
を示す。

【００３２】ここで、ユーザが入力部２１を操作してメ
ニューバー９１の「編集」を選択し、アイコン１０４を
指示すると、図１０に示すように、診断ルール登録用の
ウィンドウ９２が表示される。

【００３３】ここで、プロセス、例えば１系散気風量な
どの上限値と下限値とを入力し、「設定」を選択する
と、子ルール設定部２２によりアイコン１０４が上記１
系散気風量からのデータを判定する子ルールと関係付け
られる。この操作を他のアイコン、例えばアイコン１０
７、１０８、１０９、１１０などに繰り返して行うこと
によりそれぞれのプロセスの子ルールとが関係付けられ
る。なお、この場合、アイコン１１０は親ルールに関係
付られている。

【００３４】続いて、ユーザが入力部２１を操作してメ
ニューバー９１の「結線」を選択し、アイコン１０４と
アイコン１０７とを指示すると、ルール編集部２６がデ
ータベース２５を参照して互いのルールの関係付けが正
常にできるか否かを判定する。 この判定結果、互いの
関係付けが可能な場合、互いが例えば太い横線で接続さ
れ、互いの関係付けが不可能な場合、互いが細い横線で
接続される。

【００３５】この実施形態の場合、図１１に示すよう
に、アイコン１０４とアイコン１０７の関係付けが不可
能であったため、互いが細い横線１１１で接続される。
なお、編集画面９０がカラーの場合は線の色を違えても
よい。この操作を繰り返すことにより、子ルール、およ
び親ルールが関係付けられ、後で不可能なものの位置を
移動するとか、接続を変えるとかすることで監視ロジッ
クを作成できる。

【００３６】このようにこのプラント状態診断装置によ
れば、複数の子ルール３１〜３５や、複数の親ルール４
０〜４３を示すアイコン１０１〜１１０を表示画面上に
縦横に配置して表示し、縦線は論理積、横線は論理和と
して、入力部２１から２つのアイコン間に関係付けを指
示すると、ルール編集部２６によってアイコン間が接続
可能か否かが判定され、その判定結果に応じて２つのア
イコン間が太線または細線のいずれかで接続して表示さ
れるので、監視ロジックを論理和や論理積などの記号自
体で記述したときよりも、下水処理プラント内のプロセ
スの関係を視覚的に把握しやすくなる。

【００３７】なお、本発明は、上記実施形態のみに限定
されるものではない。

【００３８】例えば図１に示した計算機２を構成する各
部（データ読込部２１、子ルール設定部２２、子ルール
判定部２３、親ルール判定部２４、データベース２５、
ルール編集部２６、異常通知部２７など）の機能（処
理）をプログラム化し、図１２に示すように、予めＣＤ
−ＲＯＭ５０などの記録媒体に書き込んでおき、このＣ
Ｄ−ＲＯＭ５０を、ＣＤ−ＲＯＭドライブを搭載した計
算機５１に装着し、計算機５１がＣＤ−ＲＯＭ５０から
プログラムをロードすることにより上記実施形態同様の
機能を実現することができる。なお記録媒体としては、
上記ＣＤ−ＲＯＭ５０以外に、磁気テープ、ＤＶＤ−Ｒ
ＯＭ、フロッピーディスク、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ−Ｒ、メ
モリカードなどでもよい。

【００３９】また上記機能（処理）をプログラム化した
場合、ＣＤ−ＲＯＭ５０などの形態に限らず、上記機能
を実現する手段もある。

【００４０】例えば上記プログラムをハードディスクな
どに記録した計算機などから公衆回線網やＬＡＮなどを
通じて他の計算機にロードして実現することもできる。
また公衆回線網やＬＡＮなどのデータ通信網に限らず、
無線通信で上記プログラムを授受することも考えられ
る。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、表
示画面上に縦横に配置された診断キー間が関係付け不可
能な場合と関係付け可能な場合とで表示形態を変えて関
係付け表示が行われるので、診断キー間の関係が正常か
否かが視覚的に判るようになる。 この結果、監視ロジ
ックを視覚的に容易に把握できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施形態のプラント状態診断装
置の構成を示す図。

【図２】このプラント状態診断装置の使用される子ルー
ルの一例を示す図。

【図３】このプラント状態診断装置の使用される子ルー
ルの一例を示す図。

【図４】このプラント状態診断装置の使用される子ルー
ルの一例を示す図。

【図５】複数の子ルールと親ルールとを関係付けた監視
ロジックの一例を示す図。

【図６】図５の監視ロジックで監視される下水処理プラ
ントの構成例を示す図。

【図７】下水処理プラントの構成例を示す図。

【図８】図７の下水処理プラントを監視する監視ロジッ
クの一例を示す図。

【図９】表示画面に生成する監視ロジックの一例を示す
図。

【図１０】表示画面に生成する監視ロジックの一例を示
す図。

【図１１】表示画面に生成する監視ロジックの一例を示
す図。

【図１２】ＣＤ−ＲＯＭからプログラムをロードする例
を示す図。

【符号の説明】

１…データ発生源、２…計算機、３…データ伝送手段、
２１…データ読込部、２２…子ルール設定部、２３…子
ルール判定部、２４…親ルール判定部、２５…データベ
ース、２６…ルール編集部、２７…異常通知部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のデータ発生源からそれぞれ入力さ
   れるデータを個々に診断する複数の診断処理手段と、 各診断処理手段が実行する診断処理をアイコン化した診
   断キーを表示画面上に縦横に配置して表示する手段と、 前記表示画面上に縦横に表示された診断キー間を関係付
   ける指示を行う入力手段と、 前記入力手段により指示された前記診断キー間につい
   て、互いを関係付け可能か否かの判定を行う判定手段
   と、 前記判定手段により判定された結果、前記診断キー間が
   関係付け不可能な場合と関係付け可能な場合とで表示形
   態を変えて関係付け表示を行う手段とを具備したことを
   特徴とするプロセス診断装置。
2. 【請求項２】 複数のデータ発生源からそれぞれ入力さ
   れるデータを個々に診断するための診断キーを表示画面
   上に縦横に配置して表示し、 前記表示画面上に縦横に表示された診断キー間を関係付
   ける指示が行われたとき、前記診断キー間について、互
   いを関係付け可能か否かの判定を行い、 前記診断キー間が関係付け不可能な場合と関係付け可能
   な場合とで表示形態を変えて関係付け表示を行うことを
   特徴とするプロセス診断方法。
3. 【請求項３】 複数のデータ発生源からそれぞれ入力さ
   れるデータを個々に診断するための診断キーを表示画面
   上に縦横に配置して表示し、 前記表示画面上に縦横に表示された診断キー間を関係付
   ける指示が行われたとき、前記診断キー間について、互
   いを関係付け可能か否かの判定を行い、 前記診断キー間が関係付け不可能な場合と関係付け可能
   な場合とで表示形態を変えて関係付け表示を行う処理を
   コンピュータに実行させるプログラムを記録したことを
   特徴とする記録媒体。