(57)【要約】      （修正有）【課題】従来プラント内に設置していた原料タンクや中間タンクを用いなくとも、生成物の均一化を容易に図ることのできる連続系プロセス制御方法および連続系プロセス制御システムを提供する。【解決手段】連続系プロセス制御方法では、プラント内に配置されたセンサから得たプロセスデータをもとに、ある単位で離散化した連続系プロセスの生成物についてプロセス内の移動と共にプロセス情報を収集し、このプロセス情報に基づいて前記ある単位で離散化された生成物の性状を推定し、この推定値があらかじめ指定した目標値に近付くように前記プラント内に配置された制御装置を制御する。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラント内に配置されたセンサから得たプロセスデータをもとに、ある単位で離散化した連続系プロセスの生成物についてのプロセス内の移動と共にプロセス情報を収集し、このプロセス情報に基づいて前記ある単位で離散化された生成物の性状を推定し、この推定値があらかじめ指定した目標値に近付くように前記プラント内に配置された制御装置を制御することを特徴とする連続系プロセス制御方法。
【請求項２】
プラント内に配置されたセンサから得たプロセスデータを受け、ある単位で離散化した生成物のプロセス内の移動に伴うプロセス情報を収集し保存するトレース情報処理部と、
前記ある単位で離散化された生成物についての性状などを前記プロセス情報をもとに計算により推定する状態推定部と、
この状態推定部により求めた推定値があらかじめ指定した目標値に近付くように制御演算を行い、前記プラント内に配置された制御装置を制御するための制御指令を発生する制御部
を備えたことを特徴とする連続系プロセス制御システム。
【請求項３】
前記プロセス情報は、温度、流量、圧力などであることを特徴とする請求項２に記載の連続系プロセス制御システム。
【請求項４】
前記トレース情報処理のプロセス情報に基づき前記生成物の反応器内の移動によりその生成物が受けてきた温度履歴トレンドを表示する表示部
を備えたことを特徴とする請求項２または３に記載の連続系プロセス制御システム。
【請求項５】
前記離散化された生成物の移動と共にその生成物のプロセス履歴データをもとに、これらに追従するようにプラントの動作を模擬するシミュレータを備えたことを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の連続系プロセス制御システム。
【請求項６】
前記シミュレータは、前記生成物のトレース情報をもとに、実時間より高速に動作させて、前記生成物の今後の熱履歴を予測するように構成されたことを特徴とする請求項５に記載の連続系プロセス制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石油・化学プラントなどの連続系プロセスに係る連続系プロセス制御方法およびその方法を用いた連続系プロセス制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石油プラントや石油化学プラントなどで、複数の原料を投入し、複数の工程を経て最終製品を生成する連続系システムにおいては、専ら、反応器や攪拌器の入口や出口などの定点における時間的情報（例えば、温度、流量、圧力、組成など）に基づいて製品の品質を決定する制御量を決め、生産を行っていた。
【０００３】
図４に従来の連続系プロセスの要部構成の一例を示す。不均一な原料をブレンドするための原料タンク１〜３や、各工程間に一時的に生成物を蓄える中間タンク９を設置し、品質の変動を抑えている。また、常時、各工程（反応）で生成物の性状を分析計７，１１などにより行い、品質管理を実施している。
不均一な原料をブレンドするための原料タンクや、一時的に生成物を蓄える中間タンクを設置する先行技術については、例えば特許文献１に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３１５２２５３号公報（第３頁の段落００１４〜００１６、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の、複数の工程を経て最終生成物へ加工する連続系のプロセスでは、原料タンク１〜３や中間タンク９などの設置面積、設備維持コストが問題になっている。また、各工程で実施されている性状の品質管理チェックも生産コストを押し上げるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、流体あるいはスラリーや粉体などの物質が、連続して流れている連続系システムにおいて、物質をある単位で離散化し、この離散化された単位毎に過去の履歴を考慮して制御を行い、従来プラント内に設置していた原料タンクや中間タンクを用いなくとも、生成物の均一化を容易に図ることのできる連続系プロセス制御方法および連続系プロセス制御システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を達成するために、本発明の請求項１記載の連続系プロセス制御方法は、
プラント内に配置されたセンサから得たプロセスデータをもとに、ある単位で離散化した連続系プロセスの生成物についてプロセス内の移動と共にプロセス情報を収集し、このプロセス情報に基づいて前記ある単位で離散化された生成物の性状を推定し、この推定値があらかじめ指定した目標値に近付くように前記プラント内に配置された制御装置を制御することを特徴とする。
【０００８】
この方法によれば、状態推定モデルを利用して生成物の性状を推定し、この推定値があらかじめ指定した目標値に近付くよう制御装置を制御する。これにより、きめ細かな操作ができ、従来のような品質を調整する原料タンクや中間タンクを用いることなく、生成物の性状を容易に均一化することができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の連続系プロセス制御システムは、
プラント内に配置されたセンサから得たプロセスデータを受け、ある単位で離散化した生成物のプロセス内の移動に伴うプロセス情報を収集し保存するトレース情報処理部と、
前記ある単位で離散化された生成物についての性状などを前記プロセス情報をもとに計算により推定する状態推定部と、
この状態推定部により求めた推定値があらかじめ指定した目標値に近付くように制御演算を行い、前記プラント内に配置された制御装置を制御するための制御指令を発生する制御部を備えたことを特徴とする。
このような構成の連続系プロセス制御システムにおいても、請求項１に記載の発明と同様の効果が発揮される。
【００１０】
この場合、請求項３に記載のように、プロセス情報は、温度、流量、圧力などである。
また、請求項４のように、当該生成物の温度履歴トレンドを表示する表示部を備えると、現場オペレータへより有用な情報を提供することができる効果がある。
また、請求項５に記載のようなシミュレータでは、プラントの動作をより精密に模擬することができる。
上記シミュレータは、請求項６のように、生成物のトレース情報をもとに、実時間より高速に動作させて、前記生成物の今後の熱履歴を予測するものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
（１）ある単位で連続系プロセスの生成物を離散化し、きめ細かく操作を行い、生成物の性状を均一にするため、品質を調整する原料タンクや中間タンクを不要とすることができる。
（２）ある単位で連続系プロセスの生成物を離散化し、どのよう原料から成り、また、どのような工程を経てきたのかをトレースした情報に基づき、状態推定部で生成物の性状を計算しているため、性状分析回数を低減化できる。
（３）離散化された生成物が受けてきた温度履歴トレンドを表示部に表示できるため、現場オペレータへより有用な情報を容易に提供できる。
（４）生成物のプロセス履歴データに基づきこれらに追従するようにプラントの動作を模擬するシミュレータを備え、実時間より高速に動作させて、生成物の今後の熱履歴を容易に予測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。図１は本発明に係る連続系プロセス制御システムの一実施例を示す要部構成図である。図１において、１００はプラント、１１０はプロセスデータサーバ、１２０はトレース情報処理部、１３０はシミュレータ、１４０は表示部、１５０は状態推定部、１６０は制御部である。
【００１３】
プラント１００内の複数箇所にそれぞれセンサ（図示せず）が配置されており、それらのセンサの出力はプロセスデータサーバ１１０に保存される。
トレース情報処理部１２０はセンサ出力（プロセスデータ）をプロセスデータサーバ１１０から適宜に読み出し、ある単位で離散化した生成物のプロセス内の移動にともなうプロセス情報（温度、流量、圧力など）を収集・保存する。
【００１４】
シミュレータ１３０は、トレース情報処理部１２０のデータをもとに、実時間より高速に動作させ、ある単位で離散化された生成物の今後の熱履歴を予測する。
表示部１４０は、トレース情報処理部１２０に保存されたプロセス情報のトレース情報等を適宜表示する。
【００１５】
状態推定部１５０は、トレース情報処理部１２０より出力されたある単位で離散化されたプロセスデータから生成物の性状などを計算するもので、ある単位で離散化された生成物がどのような原料からなり、またどのような工程を経てきたのかを、トレースした情報に基づきその生成物の性状（粘度や重合度などの品質情報）を算出（推定）することができるように構成されている。
【００１６】
状態推定部１５０で推定されたある単位で離散化された生成物の性状の推定値は、制御部１６０に送られる。制御部１６０は、その性状の推定値があらかじめ指定した目標値に近付くように制御演算を行って制御指令（制御パラメータ）を決定して、プラント１００内に配置された制御装置（図示せず）に伝達する。
【００１７】
このように本発明では、ある単位で連続系プロセスの生成物を離散化し、離散化された生成物の移動と共にその生成物の履歴を考慮し、状態推定モデルを利用して生成物の性状（品質情報）を推定し、次工程以降での制御パラメータを決定する。このようにしてプラント１００内の制御装置をきめ細かく制御する。
これにより、生成物の性状は均一に制御され、したがって、従来のような品質を調整するための原料タンクや中間タンクは全く不要である。
【００１８】
図２（ａ）はプラント１００の反応器内における生成物Ａの流れの様子を示す図である。反応器の入口と出口には温度センサ１０１、１０２がそれぞれ設置されていて、温度が計測されている。位置２から位置６までは反応器内部を示し、同図（ｂ）に示す各部の温度は、シミュレータ１３０により演算された温度を利用した温度履歴トレンドである。
シミュレータ１３０は、トレース情報処理部１２０で収集・保存されたトレース情報をもとに、実時間より高速に動作させて、ある単位で離散化された生成物の今後の熱履歴を予測できるようになっている。
【００１９】
同図（ｃ）は、生成物Ａの反応器内の移動により位置４に達するまでに生成物Ａが受けてきた温度履歴トレンドを示すものであり、表示部１４０ではこのような温度履歴トレンドを表示する。なお、時間Ｔ４以降における点線波形はシミュレータ１３０で求めた生成物Ａの今後の予測値を示すものである。
【００２０】
図３は温度履歴トレンドの活用例を説明する図である。位置４でのある単位で離散化された生成物Ａの温度履歴が、過去の生産実績（位置４で期待される生成物Ａのトレンドとして示す温度履歴）と大きく異なる場合には、図示のように、位置４以降の反応工程における温度を通常より高くして生成物Ａの性状に改善を加える例である。
【００２１】
なお、本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る連続系プロセス制御システムの一実施例を示す要部構成図である。
【図２】反応器内における生成物Ａの流れの様子を示す図である。
【図３】温度履歴トレンドの活用例を説明する図である。
【図４】従来の連続系プロセスの要部構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１００  プラント
１０１、１０２  温度センサ
１１０  プロセスデータサーバ
１２０  トレース情報処理部
１３０  シミュレータ
１４０  表示部
１５０  状態推定部
１６０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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