(57)【要約】【課題】必要なプラントの情報に容易にアクセスできるプラント運転支援システムおよびプラント運転支援方法を提供する。【解決手段】モデル入力・検索システム３は、シミュレータ２のモデル式で使用される変数に検索キーを対応付ける操作を受け付ける検索キー受付手段３１と、上記検索キーを用いた検索条件を受け付ける検索条件受付手段３２と、検索条件受付手段３２により受け付けた検索条件に従って、上記モデル式を検索し、検索結果を出力する定義式検索手段３３と、を構成する。これにより、変数名に対応付けた意味情報等を検索キーとして入力できるとともに、意味情報等を検索条件に用いた検索ができるため、必要な情報に容易にアクセスすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの情報を提供することでプラントの運転を支援するプラント運転支援システムにおいて、
プラントの挙動を記述する定義式で使用される変数に検索キーを対応付ける操作を受け付ける検索キー受付手段と、
前記検索キーを用いた検索条件を受け付ける検索条件受付手段と、
前記検索条件受付手段により受け付けた検索条件に従って、変数に前記検索キーが対応付けられた前記定義式を検索し、検索結果を出力する定義式検索手段と、
を備えることを特徴とするプラント運転支援システム。
【請求項２】
前記定義式は、前記プラントの状況をシミュレーションするためのモデル式であることを特徴とする請求項１に記載のプラント運転支援システム。
【請求項３】
前記検索条件にはプロセスデータの値が含まれることを特徴とする請求項１または２に記載のプラント運転支援システム。
【請求項４】
前記検索キー受付手段は、前記定義式を選択する操作を受け付け、その後、選択された当該定義式に含まれる変数を選択する操作を受け付け、さらにその後、選択された当該変数に検索キーを対応付ける操作を受け付けることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラント運転支援システム。
【請求項５】
前記検索キーは当該変数の意味情報であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラント運転支援システム。
【請求項６】
プラントの情報を提供することでプラントの運転を支援するプラント運転支援方法において、
プラントの挙動を記述する定義式で使用される変数に検索キーを対応付ける操作を受け付けるステップと、
前記検索キーを用いた検索条件を受け付けるステップと、
前記検索条件を受け付けるステップにより受け付けた検索条件に従って、変数に前記検索キーが対応付けられた前記定義式を検索し、検索結果を出力するステップと、
を備えることを特徴とするプラント運転支援方法。
【請求項７】
前記定義式は、前記プラントの状況をシミュレーションするためのモデル式であることを特徴とする請求項６に記載のプラント運転支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントの情報を提供することでプラントの運転を支援するプラント運転支援システムおよびプラント運転支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラントの監視や操作を行う場合、プラント内に配置されたセンサ値や操作量に固有のタグ名をそれぞれ与え、この中からユーザが選択した監視したい、あるいは管理したいタグ名を事前に指定し、これらのセンサ値や操作量をオペレーション画面上に表示することで、プラントの監視や操作を行っている。
【特許文献１】特開２００７−９４８４３号公報
【特許文献２】特開２００７−９４８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般的に、監視・操作が必要となる対象は、プラントの運転状況、例えば立上げ、銘柄変更、定常運転などの状況に応じて異なる。しかし、従来のシステムでは、運転状況に応じた適切な情報をオペレーション画面中に表示することができず、オペレーション画面の大きさの制約もあり、最初の設計段階で表示するタグ名や計測値は固定化されてしまう。
【０００４】
一方、プラントを運営するために必要な職域は多岐に渡り、プラントを操作する役割、プラントの安全管理の役割、プラントの保全を担当する役割など存在する。これら異なる職域では、プラントからおのおの固有の切り口で情報収集を行うことが必要だが、現在のプラントでは各職域に必要となるすべての情報を取り出すことが難しい。
【０００５】
また、画面上に表示される情報も、タグ名称と密接に結びつき、直感的に見たい情報にアクセスすることができない。例えば、タグ名が、温度あるいは流量に関するものであることが判断できたとしても、どこに設置された温度計あるいは流量計の計測値かは直感的にはわからない。
【０００６】
本発明の目的は、必要なプラントの情報に容易にアクセスできるプラント運転支援システムおよびプラント運転支援方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のプラント運転支援システムは、プラントの情報を提供することでプラントの運転を支援するプラント運転支援システムにおいて、プラントの挙動を記述する定義式で使用される変数に検索キーを対応付ける操作を受け付ける検索キー受付手段と、前記検索キーを用いた検索条件を受け付ける検索条件受付手段と、前記検索条件受付手段により受け付けた検索条件に従って、変数に前記検索キーが対応付けられた前記定義式を検索し、検索結果を出力する定義式検索手段と、を備えることを特徴とする。
このプラント運転支援システムによれば、プラントの挙動を記述する定義式で使用される変数に検索キーを対応付け、この検索キーが対応付けられた定義式を検索するので、必要なプラントの情報に容易にアクセスできる。
【０００８】
前記定義式は、前記プラントの状況をシミュレーションするためのモデル式であってもよい。
【０００９】
前記検索条件にはプロセスデータの値が含まれてもよい。
【００１０】
前記検索キー受付手段は、前記定義式を選択する操作を受け付け、その後、選択された当該定義式に含まれる変数を選択する操作を受け付け、さらにその後、選択された当該変数に検索キーを対応付ける操作を受け付けてもよい。
【００１１】
前記検索キーは当該変数の意味情報であってもよい。
【００１２】
本発明のプラント運転支援方法は、プラントの情報を提供することでプラントの運転を支援するプラント運転支援方法において、プラントの挙動を記述する定義式で使用される変数に検索キーを対応付ける操作を受け付けるステップと、前記検索キーを用いた検索条件を受け付けるステップと、前記検索条件を受け付けるステップにより受け付けた検索条件に従って、変数に前記検索キーが対応付けられた前記定義式を検索し、検索結果を出力するステップと、を備えることを特徴とする。
このプラント運転支援方法によれば、プラントの挙動を記述する定義式で使用される変数に検索キーを対応付け、この検索キーが対応付けられた定義式を検索するので、必要なプラントの情報に容易にアクセスできる。
【００１３】
前記定義式は、前記プラントの状況をシミュレーションするためのモデル式であってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のプラント運転支援システムによれば、プラントの挙動を記述する定義式で使用される変数に検索キーを対応付け、この検索キーが対応付けられた定義式を検索するので、必要なプラントの情報に容易にアクセスできる。
【００１５】
本発明のプラント運転支援方法によれば、プラントの挙動を記述する定義式で使用される変数に検索キーを対応付け、この検索キーが対応付けられた定義式を検索するので、必要なプラントの情報に容易にアクセスできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図１〜図８を参照して、本発明によるプラント運転支援システムの実施形態について説明する。
【００１７】
図１は、一実施形態のプラント運転支援システムが適用されるプラント制御システムの構成を示すブロック図である。
【００１８】
図１に示すように、プラント１０のフィールド機器群は、制御装置１により制御される。また、制御装置１には、プラント１０の挙動を模擬するシミュレータ２が接続されている。
【００１９】
シミュレータ２には、本実施形態のプラント運転支援システムを構成するモデル入力・検索システム３が接続されている。図１に示すように、モデル入力・検索システム３は、シミュレータ２のモデル式で使用される変数に検索キーを対応付ける操作を受け付ける検索キー受付手段３１と、上記検索キーを用いた検索条件を受け付ける検索条件受付手段３２と、検索条件受付手段３２により受け付けた検索条件に従って、上記モデル式を検索し、検索結果を出力する定義式検索手段３３と、を構成する。
【００２０】
図１に示すように、プラント１０からのセンサ信号は制御装置１に入力され、プラント１０は制御装置１からの制御操作信号に基づいて制御される。
【００２１】
一方、プラント１０からのセンサ信号はシミュレータ２にも入力され、シミュレータ２はトラッキング・シミュレーション技術により、シミュレータ２の一部内部パラメータを、取得したセンサ値に一致させるように逐次調整する。これによりシミュレータ２は見かけ上、現実のプラント１０を完全に模擬する。したがって、実際のプラント１０中にセンサが設置できない箇所の温度や圧力、あるいは分析に時間がかかる組成値などの推定値が瞬時に算出される。これらの算出値は制御装置１に与えられ、プラント１０の制御に反映される。なお、シミュレータ２に関する技術は、特開２００７−９４８５６号公報等に開示された公知技術であり、その詳細説明は省略する。
【００２２】
一般に、シミュレータでは、モデルへデータを入力し、演算結果を出力する。プラント１０を模擬するシミュレータ２では、プラント１０の挙動を記述した数式モデルで演算を行い、計算結果を出力する。この数式モデルは、物質収支や熱収支などの物理・化学の法則に基づき記述される。出力される結果は、モデル変数に格納された計算結果である。従来は、モデルに与える入力や演算結果の出力は登録された変数名（タグ名）に格納され、この変数名を呼び出すことで数値情報を入手している。後述するように、本実施形態のプラント運転支援システムでは、変数名に対応する名称等の意味情報を入力できるとともに、意味情報を検索条件に用いた検索ができるため、必要な情報に容易にアクセスすることができる。
【００２３】
次に、モデル入力・検索システム３の動作について説明する。
【００２４】
本実施形態のプラント運転支援システムでは、具体的な変数名を指定することなく、ユーザが直感的に取り扱いたい情報を検索・参照を可能とするために、モデル式を作成する際などに、モデル変数に数値情報だけでなく変数の意味情報を登録する。
【００２５】
図２は、モデル式を入力する際にオペレーション画面４に表示される入力画面を示している。この入力画面は検索キー受付手段３１により表示される。図２の入力画面では、モデル式の入力とモデル変数の定義を対話的に行なうことができ、入力内容は検索キー受付手段３１により受け付けられ、登録される。また、登録内容は必要な範囲でシミュレータ２に反映される。
【００２６】
新規にモデル式を作成するときは、図２の入力画面における入力枠４１の入力欄４１ａへの入力操作により、”１．モデル式入力”を選択する。続いて入力枠４１を用いてモデル式を入力する。
【００２７】
図３は、入力枠４１内の入力欄４１ｂにモデル式を入力した後の状態を示している。モデル式を入力すると、モデル式がシステムに登録され、「全モデル式」の表示枠４２内に、登録されたモデル式が登録番号と共に表示される。
【００２８】
モデル式中のモデル変数を定義するときは、図４に示すように、入力枠４１の入力欄４１ａへの入力操作により、”２．モデル式選択”を選択し、対象となるモデル式を「全モデル式」の表示枠４２内に表示されたモデル式から選択する。選択されたモデル式は、「選択中のモデル式」の表示枠４３内に、登録番号と共に表示される。
【００２９】
次に、入力枠４１の入力欄４１ｃへの入力操作により、”１．変数定義”を選択すると、現在選択中のモデル式にある全てのモデル変数について順番に意味情報を登録することができる。例えば、モデル変数F0については、入力欄４１ｄに、”反応器1，入力，投入原料流量”と入力し、モデル変数x01については、入力欄４１ｅに、”反応器1，入力，原料の組成比”と入力すると、それぞれの入力内容が、モデル変数F0とモデル変数x01の意味情報として登録される。
【００３０】
登録済みのモデル変数に意味情報を追加したいときは、図５に示すように、入力欄４１ｆにおいて”２．定義追加”を選択すると、各モデル変数について順番に意味情報を追加することができる。例えば、モデル変数F0については既に［反応器1，入力，投入原料流量］という意味情報が登録されているので、不足している［kg/H］を追加するために、入力欄４１ｇに、”kg/H”と入力する。また、モデル変数x01については、不足している意味情報が無いので入力欄４１ｈに、”Ｅｎｔｅｒキー”を押す。このような入力操作により、モデル変数F0には新たに意味情報が追加される。モデル変数x01には意味情報が追加されない。
【００３１】
次に、検索条件受付手段３２および定義式検索手段３３の動作を説明する。
【００３２】
検索条件受付手段３２は、オペレーション画面４を介する入力操作に従って、検索条件を受け付ける。例えば、オペレーション画面４上に表示される検索条件受付画面上で”反応器1/反応物質組成比/M1組成”と入力すると、入力内容が検索条件として受け付けられる。ここでは、「反応器1」における「M1組成」の「反応物質組成比」という意味の検索条件であると仮定する。このように、本実施形態のプラント運転支援システムでは、意味情報を用いた検索条件を設定できる。
【００３３】
この場合、定義式検索手段３３は、登録済みのモデル式について、上記検索条件に従ってモデル変数に登録されている意味情報を検索し、該当するモデル変数の数値情報を出力する。例えば、”反応器1/反応物質組成比/M1組成=70%”のような応答をオペレーション画面４上に出力する。
【００３４】
オペレーション画面４を介する入力操作により、検索条件として、７００℃以上の温度を意味する文字列”温度/>700℃”を入力した場合には、定義式検索手段３３は、登録済みのモデル式について温度を示す全モデル変数の数値を検索し、該当する７００℃以上の温度を示すモデル変数がすべて表示される。例えば、図６に示すような、プラント構成を示すグラフィカル画面上で、７００℃以上の温度となっている領域のすべてが特定色などにより表示される。
【００３５】
また、検索条件として、「反応器1」への入力要素を意味する検索条件として、”反応器1/入力”と入力した場合には、「反応器1」へ与えられるすべての原料フィードや加熱温度情報が表示される。
【００３６】
以上のように、本実施形態のプラント運転支援システムによれば、従来、変数名を直接指定して取り出していたプラントのシミュレーション情報を、具体的な変数名を指定することなく検索・参照することができ、簡単にモデル式から情報が取り出せる。抽象的な意味情報による検索も可能となる。これにより、オペレーション画面に表示するデータを現在関心のあるデータを容易に検索し表示させることができるようになる。また、プラントを運営する多岐に渡る職域で共通のプラントモデルを利用してプラント操業に当たることができる。
【００３７】
検索キー受付手段３１に対するモデル式の入力とモデル変数の定義を行うための画面として、プルダウンメニューによる入力画面を用いることもできる。
【００３８】
図７（ａ）は、モデル式およびその変数の詳細を入力する初期ウィンドウを示す。図７（ｂ）はその一部拡大図である。図７（ａ）に示すウィンドウでは、以前に入力したモデル式に新たに変数を追加する場合には、図７（ｂ）に示すように、モデル式の選択欄５１を展開することにより式を選択できる。新規にモデル式を作成する場合は、図７（ａ）に示すedit欄５２に式を入力することが可能である。
【００３９】
図８（ａ）は、モデル式を選択した後のウィンドウの表示を示している。モデル式を選択し、変数の選択欄５３を展開すると、選択可能な変数一覧が表示される。選択欄５３から変数を選択すると、同様に、反応器の選択欄５４に、以前に入力した反応器一覧が表示される。新規に登録したい場合は、edit欄５５に入力することも可能である。図８（ｂ）に示すように、上記の手順によりモデル式および変数名を選択した後、それぞれの選択欄またはedit欄を用いて反応器、情報一覧、詳細設定の情報を入力し、入力ボタン５６を押すことで、意味情報を簡易に登録することが可能である。表示欄５７には、入力操作中の情報が表示される。
【００４０】
上記実施形態では、プラントの挙動を記述する定義式として、シミュレータで使用するモデル式を例示したが、定義式の範囲はこれに限定されない。例えば、プロセス制御を実行する際の制御手順を記述した式などに対しても本発明を適用できる。また、定義式は、現在のプラントの状況に対応したものの他、将来のプラントの状況を予測するものでもよく、後者の場合、プラントの予測情報について検索、アクセスが可能となる。
【００４１】
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、プラントの情報を提供することでプラントの運転を支援するプラント運転支援システムおよびプラント運転支援方法に対し、広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】一実施形態のプラント運転支援システムが適用されるプラント制御システムの構成を示すブロック図。
【図２】モデル式を入力する際に表示される入力画面を示す図。
【図３】モデル式を入力した後の入力画面を示す図。
【図４】モデル式を選択する場合の入力画面を示す図。
【図５】意味情報を追加する場合の入力画面を示す図。
【図６】プラント構成を示すグラフィカル画面を示す図。
【図７】プルダウンメニューによる入力画面を示す図であり、（ａ）はモデル式およびその変数の詳細を入力する初期ウィンドウを示す図、（ｂ）はその一部拡大図。
【図８】プルダウンメニューによる入力画面を示す図であり、（ａ）はモデル式を選択した後のウィンドウの表示を示す図、（ｂ）は変数名を選択した後のウィンドウの表示を示す図。
【符号の説明】
【００４３】
３１    検索キー受付手段
３２    検索条件受付手段
３３    定義式検索手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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