(57)【特許請求の範囲】
【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論理和または論理積で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、データベースに記録された監視ロジックに基づき、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。
【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論理和または論理積で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、データベースに記録された監視ロジックに基づき、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。
【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論理和または論理積で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、データベースに記録された監視ロジックに基づき、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。
【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、表示画面上に縦横に表示された診断キー間を論理和および論理積で関係付ける指示を行う入力手段と、入力手段により指示された診断キー間について、データベースに記録された監視ロジックに基づき、互いを関係付け可能か否かの判定を行う判定手段と、判定手段により判定された結果、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、表示画面上に縦横に表示された診断キー間を論理和または論理積で関係付ける指示が行われたとき、診断キー間について、データベースに記憶された監視ロジックに基づき、互いを関係付け可能か否かの判定を行い、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、表示画面上に縦横に表示された診断キー間を論理和または論理積で関係付ける指示が行われたとき、診断キー間について、データベースに記録された監視ロジックに基づき、互いを関係付け可能か否かの判定を行い、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 Protocol: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２５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１０７、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４０〜４３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ＣＤ−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−ＲＯＭ、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。
【図１】
0003713362.tif 000002
【図２】
0003713362.tif 000003
【図３】
0003713362.tif 000004
【図４】
0003713362.tif 000005
【図５】
0003713362.tif 000006
【図６】
0003713362.tif 000007
【図７】
0003713362.tif 000008
【図８】
0003713362.tif 000009
【図９】
0003713362.tif 000010
【図１０】
0003713362.tif 000011
【図１１】
0003713362.tif 000012
【図１２】
0003713362.tif 000013