(57)【要約】【課題】  煩雑な作業を要求されることなく、高精度にプラントの異常を監視することができる異常監視システムおよび異常監視方法を提供する。【解決手段】  シミュレーション手段１０１は、プラントを構成するフィールド機器の動作を、機器モデルを用いてシミュレーションする。比較手段１０２は、シミュレーション手段１０１によるシミュレーションにより得られた出力データと、フィールド機器の実際の出力データと、を比較する。判断手段１０３は、比較手段１０２による比較結果に基づいてプラントの異常の有無を判断する。誤差推定手段１０８は、フィールド機器への入力データとして示されるプロセスデータと、フィールド機器に実際に入力される入力データと、の間の誤差を推定する。この場合、機器モデルには、誤差推定手段１０８による推定結果に基づき補正されたプロセスデータを入力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの異常を監視する異常監視システムにおいて、
プラントを構成するフィールド機器の動作を、機器モデルを用いてシミュレーションするシミュレーション手段と、
前記シミュレーション手段によるシミュレーションにより得られた出力データと、前記フィールド機器の実際の出力データと、を比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に基づいてプラントの異常の有無を判断する判断手段と、
を備えることを特徴とする異常監視システム。
【請求項２】
前記フィールド機器への入力データとして示されるプロセスデータと、前記フィールド機器に実際に入力される前記入力データと、の間の誤差を推定する誤差推定手段を備え、
前記機器モデルには、前記誤差推定手段による推定結果に基づき補正されたプロセスデータを入力することを特徴とする請求項１に記載の異常監視システム。
【請求項３】
前記判断手段は、前記比較手段により比較される出力データ間の差異が所定の閾値を越えた継続時間に基づいて判断することを特徴とする請求項１または２に記載の異常監視システム。
【請求項４】
前記判断手段は、前記比較手段により比較される出力データ間の差異が所定の閾値を越えた所定時間内における回数に基づいて判断することを特徴とする請求項１または２に記載の異常監視システム。
【請求項５】
前記判断手段は、前記比較手段により比較される出力データ間の差異が所定の閾値を越えた所定時間内における積算時間に基づいて判断することを特徴とする請求項１または２に記載の異常監視システム。
【請求項６】
前記閾値をユーザの指示に基づいて規定する閾値規定手段を備えることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の異常監視システム。
【請求項７】
前記フィールド機器の動作履歴を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された動作履歴を画面表示する表示手段と、
を備え、
前記閾値規定手段は、前記表示手段による表示画面上でユーザによる指示を受け付けることを特徴とする請求項６に記載の異常監視システム。
【請求項８】
前記機器モデルをユーザの指示に基づいて規定する機器モデルパラメータ規定手段を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の異常監視システム。
【請求項９】
前記フィールド機器の動作履歴を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された動作履歴を画面表示する表示手段と、
を備え、
前記機器モデルパラメータ規定手段は、前記表示手段による表示画面上でユーザによる指示を受け付けることを特徴とする請求項８に記載の異常監視システム。
【請求項１０】
プラントの異常を監視する異常監視システムにおいて、
フィールド機器の動作に基づき、所定の判断基準に従ってプラントの異常の有無を判断する判断手段と、
前記フィールド機器の動作履歴を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された動作履歴を画面表示する表示手段と、
前記表示手段による表示画面上でユーザによる前記所定の判断基準の入力を受け付ける受付手段と、
を備えることを特徴とする異常監視システム。
【請求項１１】
前記判断手段は前記判断基準に対応する閾値を用いて異常の有無を判断することを特徴とする請求項１０に記載の異常監視システム。
【請求項１２】
前記受付手段は、ユーザによる前記表示画面上の境界線の指定により、前記閾値の入力を受け付けることを特徴とする請求項１１に記載の異常監視システム。
【請求項１３】
プラントの異常を監視する異常監視方法において、
プラントを構成するフィールド機器の動作を、機器モデルを用いてシミュレーションするステップと、
前記シミュレーションにより得られた出力データと、前記フィールド機器の実際の出力データと、を比較するステップと、
前記比較するステップによる比較結果に基づいてプラントの異常の有無を判断するステップと、
を備えることを特徴とする異常監視方法。
【請求項１４】
前記フィールド機器への入力データとして示されるプロセスデータと、前記フィールド機器に実際に入力される前記入力データと、の間の誤差を推定するステップを備え、
前記機器モデルには、前記誤差推定手段による推定結果に基づき補正されたプロセスデータを入力することを特徴とする請求項１３に記載の異常監視方法。
【請求項１５】
前記判断するステップでは、前記比較するステップにより比較される出力データ間の差異が所定の閾値を越えた継続時間に基づいて判断することを特徴とする請求項１３または１４に記載の異常監視方法。
【請求項１６】
前記判断するステップでは、前記比較するステップにより比較される出力データ間の差異が所定の閾値を越えた所定時間内における回数に基づいて判断することを特徴とする請求項１３または１４に記載の異常監視方法。
【請求項１７】
前記判断するステップでは、前記比較するステップにより比較される出力データ間の差異が所定の閾値を越えた所定時間内における積算時間に基づいて判断することを特徴とする請求項１３または１４に記載の異常監視方法。
【請求項１８】
前記閾値をユーザの指示に基づいて規定するステップを備えることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の異常監視方法。
【請求項１９】
前記フィールド機器の動作履歴を記憶するステップと、
前記記憶するステップで記憶された動作履歴を画面表示するステップと、
を備え、
前記閾値を規定するステップでは、前記表示画面上でユーザによる指示を受け付けることを特徴とする請求項１８に記載の異常監視方法。
【請求項２０】
前記機器モデルをユーザの指示に基づいて規定するステップを備えることを特徴とする請求項１３〜１８のいずれか１項に記載の異常監視方法。
【請求項２１】
前記フィールド機器の動作履歴を記憶するステップと、
前記記憶するステップで記憶された動作履歴を画面表示するステップと、
を備え、
前記機器モデルのパラメータを規定するステップでは、前記表示画面上でユーザによる指示を受け付けることを特徴とする請求項２０に記載の異常監視方法。
【請求項２２】
プラントの異常を監視する異常監視方法において、
フィールド機器の動作に基づき、所定の判断基準に従ってプラントの異常の有無を判断するステップと、
前記フィールド機器の動作履歴を記憶するステップと、
前記記憶するステップで記憶された動作履歴を画面表示するステップと、
前記表示画面上でユーザによる前記所定の判断基準の入力を受け付けるステップと、
を備えることを特徴とする異常監視方法。
【請求項２３】
前記判断するステップでは前記判断基準に対応する閾値を用いて異常の有無を判断することを特徴とする請求項２２に記載の異常監視方法。
【請求項２４】
前記入力を受け付けるステップでは、ユーザによる前記表示画面上の領域の指定により、前記閾値の入力を受け付けることを特徴とする請求項２３に記載の異常監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントの異常を監視する異常監視システムおよび異常監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油プラント、化学プラント、石油化学プラント、鉄鋼プラント等のプラントに配置されたフィールド機器の動作状況に基づいてプラントの異常を検出する異常監視システムが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−５４５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の異常監視システムでは、四則演算で構成される計算式にフィールド機器で取り扱われるプロセスデータを当てはめ、計算された値に基づいて異常の有無を判定している。しかし、連立方程式や連立微分方程式で表現された複雑なモデルは定義できず、フィールド機器の動作状況を計算式により正確に表現することができないため、異常検出の精度を向上させることができない。
【０００５】
また、フィールド機器は使用される環境に応じて動作状況が変化するため、計算式や計算式で使用するパラメータをユーザ側で調整する必要がある。しかし、計算式の作成には、化学工学や高度な数学などの専門知識が必要である。また、計算式のパラメータを決定する場合、複数のパラメータを少しずつ変更しながら調整し、試行錯誤でパラメータを決定するしかなく、パラメータの合わせこみに時間や手間がかかる。
【０００６】
さらに、計算式による計算結果に基づいて異常の有無を診断する際に、計算結果と所定の閾値とを比較する。しかし、このような異常診断に用いる閾値を決定するためには、プロセスの状態を見ながら閾値を少しずつ変更しながら決めていくしかなく、閾値の合わせこみにも時間や手間がかかる。
【０００７】
本発明の目的は、煩雑な作業を要求されることなく、高精度にプラントの異常を監視することができる異常監視システムおよび異常監視方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の異常監視システムは、プラントの異常を監視する異常監視システムにおいて、プラントを構成するフィールド機器の動作を、機器モデルを用いてシミュレーションするシミュレーション手段と、前記シミュレーション手段によるシミュレーションにより得られた出力データと、前記フィールド機器の実際の出力データと、を比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいてプラントの異常の有無を判断する判断手段と、を備えることを特徴とする。
この異常監視システムによれば、フィールド機器の動作を、機器モデルを用いてシミュレーションするので、フィールド機器の動作を高精度に監視することができる。
【０００９】
前記フィールド機器への入力データとして示されるプロセスデータと、前記フィールド機器に実際に入力される前記入力データと、の間の誤差を推定する誤差推定手段を備え、前記機器モデルには、前記誤差推定手段による推定結果に基づき補正されたプロセスデータを入力してもよい。
この場合には、機器モデルに、誤差の推定結果に基づき補正されたプロセスデータを入力するので、より高精度にフィールド機器の動作を監視できる。
【００１０】
前記判断手段は、前記比較手段により比較される出力データ間の差異が所定の閾値を越えた継続時間に基づいて判断してもよい。
【００１１】
前記判断手段は、前記比較手段により比較される出力データ間の差異が所定の閾値を越えた所定時間内における回数に基づいて判断してもよい。
【００１２】
前記判断手段は、前記比較手段により比較される出力データ間の差異が所定の閾値を越えた所定時間内における積算時間に基づいて判断してもよい。
【００１３】
前記閾値をユーザの指示に基づいて規定する閾値規定手段を備えてもよい。
【００１４】
前記フィールド機器の動作履歴を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された動作履歴を画面表示する表示手段と、を備え、前記閾値規定手段は、前記表示手段による表示画面上でユーザによる指示を受け付けてもよい。
この場合には、表示画面上でユーザによる指示を受け付けるので、閾値を容易に適切な値に設定できる。
【００１５】
前記機器モデルをユーザの指示に基づいて規定する機器モデルパラメータ規定手段を備えてもよい。
【００１６】
前記フィールド機器の動作履歴を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された動作履歴を画面表示する表示手段と、を備え、前記機器モデルパラメータ規定手段は、前記表示手段による表示画面上でユーザによる指示を受け付けてもよい。
この場合には、表示画面上でユーザによる指示を受け付けるので、適切な機器モデルを容易に設定できる。この場合、機器モデルのパラメータを規定するモデルパラメータの値の入力を受け付けてもよい。
【００１７】
本発明の異常監視システムは、プラントの異常を監視する異常監視システムにおいて、フィールド機器の動作に基づき、所定の判断基準に従ってプラントの異常の有無を判断する判断手段と、前記フィールド機器の動作履歴を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された動作履歴を画面表示する表示手段と、前記表示手段による表示画面上でユーザによる前記所定の判断基準の入力を受け付ける受付手段と、を備えることを特徴とする。
この異常監視システムによれば、動作履歴を表示した表示画面上でユーザによる判断基準の入力を受け付けるので、容易に適切な判断基準を設定することができる。判断基準には、判断の基準となる閾値等が含まれる。
【００１８】
前記判断手段は前記判断基準に対応する閾値を用いて異常の有無を判断してもよい。
【００１９】
前記受付手段は、ユーザによる前記表示画面上の境界線の指定により、前記閾値の入力を受け付けてもよい。
【００２０】
本発明の異常監視方法は、プラントの異常を監視する異常監視方法において、プラントを構成するフィールド機器の動作を、機器モデルを用いてシミュレーションするステップと、前記シミュレーションにより得られた出力データと、前記フィールド機器の実際の出力データと、を比較するステップと、前記比較するステップによる比較結果に基づいてプラントの異常の有無を判断するステップと、を備えることを特徴とする。
この異常監視方法によれば、フィールド機器の動作を、機器モデルを用いてシミュレーションするので、フィールド機器の動作を高精度に監視することができる。
【００２１】
前記フィールド機器への入力データとして示されるプロセスデータと、前記フィールド機器に実際に入力される前記入力データと、の間の誤差を推定するステップを備え、前記機器モデルには、前記誤差推定手段による推定結果に基づき補正されたプロセスデータを入力してもよい。
この場合には、機器モデルに、誤差の推定結果に基づき補正されたプロセスデータを入力するので、より高精度にフィールド機器の動作を監視できる。
【００２２】
前記判断するステップでは、前記比較するステップにより比較される出力データ間の差異が所定の閾値を越えた継続時間に基づいて判断してもよい。
【００２３】
前記判断するステップでは、前記比較するステップにより比較される出力データ間の差異が所定の閾値を越えた所定時間内における回数に基づいて判断してもよい。
【００２４】
前記判断するステップでは、前記比較するステップにより比較される出力データ間の差異が所定の閾値を越えた所定時間内における積算時間に基づいて判断してもよい。
【００２５】
前記閾値をユーザの指示に基づいて規定するステップを備えてもよい。
【００２６】
前記フィールド機器の動作履歴を記憶するステップと、前記記憶するステップで記憶された動作履歴を画面表示するステップと、を備え、前記閾値を規定するステップでは、前記表示画面上でユーザによる指示を受け付けてもよい。
この場合には、表示画面上でユーザによる指示を受け付けるので、閾値を容易に適切な値に設定できる。
【００２７】
前記機器モデルをユーザの指示に基づいて規定するステップを備えてもよい。
【００２８】
前記フィールド機器の動作履歴を記憶するステップと、前記記憶するステップで記憶された動作履歴を画面表示するステップと、を備え、前記機器モデルのパラメータを規定するステップでは、前記表示画面上でユーザによる指示を受け付けてもよい。
この場合には、表示画面上でユーザによる指示を受け付けるので、適切な機器モデルを容易に設定できる。この場合、機器モデルのパラメータを規定するモデルパラメータの値の入力を受け付けてもよい。
【００２９】
本発明の異常監視方法は、プラントの異常を監視する異常監視方法において、フィールド機器の動作に基づき、所定の判断基準に従ってプラントの異常の有無を判断するステップと、前記フィールド機器の動作履歴を記憶するステップと、前記記憶するステップで記憶された動作履歴を画面表示するステップと、前記表示画面上でユーザによる前記所定の判断基準の入力を受け付けるステップと、を備えることを特徴とする。
この異常監視方法によれば、動作履歴を表示した表示画面上でユーザによる判断基準の入力を受け付けるので、容易に適切な判断基準を設定することができる。判断基準には、判断の基準となる閾値等が含まれる。
【００３０】
前記判断するステップでは前記判断基準に対応する閾値を用いて異常の有無を判断してもよい。
【００３１】
前記入力を受け付けるステップでは、ユーザによる前記表示画面上の領域の指定により、前記閾値の入力を受け付けてもよい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の異常監視システムによれば、フィールド機器の動作を、機器モデルを用いてシミュレーションするので、フィールド機器の動作を高精度に監視することができる。また、本発明の異常監視システムによれば、動作履歴を表示した表示画面上でユーザによる判断基準の入力を受け付けるので、容易に適切な判断基準を設定することができる。
【００３３】
本発明の異常監視方法によれば、フィールド機器の動作を、機器モデルを用いてシミュレーションするので、フィールド機器の動作を高精度に監視することができる。また、本発明の異常監視方法によれば、動作履歴を表示した表示画面上でユーザによる判断基準の入力を受け付けるので、容易に適切な判断基準を設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１は本発明による異常監視システムを機能的に示すブロック図である。
【００３５】
図１（ａ）において、シミュレーション手段１０１は、プラントを構成するフィールド機器の動作を、機器モデルを用いてシミュレーションする。比較手段１０２は、シミュレーション手段１０１によるシミュレーションにより得られた出力データと、フィールド機器の実際の出力データと、を比較する。判断手段１０３は、比較手段１０２による比較結果に基づいてプラントの異常の有無を判断する。
【００３６】
誤差推定手段１０８は、フィールド機器への入力データとして示されるプロセスデータと、フィールド機器に実際に入力される入力データと、の間の誤差を推定する。この場合、機器モデルには、誤差推定手段１０８による推定結果に基づき補正されたプロセスデータを入力する。
【００３７】
また、閾値規定手段１０４は、閾値をユーザの指示に基づいて規定する。機器モデルパラメータ規定手段１０５は、機器モデルをユーザの指示に基づいて規定する。
【００３８】
記憶手段１０６は、フィールド機器の動作履歴を記憶する。表示手段１０７は、記憶手段１０６に記憶された動作履歴を画面表示する。この場合、閾値規定手段１０４は、表示手段１０７による表示画面上でユーザによる指示を受け付ける。また、機器モデルパラメータ規定手段１０５は、表示手段１０７による表示画面上でユーザによる指示を受け付ける。
【００３９】
図１（ｂ）において、判断手段１１１は、フィールド機器の動作に基づき、所定の判断基準に従ってプラントの異常の有無を判断する。記憶手段１１３は、フィールド機器の動作履歴を記憶する。表示手段１１４は、記憶手段１１３に記憶された動作履歴を画面表示する。受付手段１１２は、表示手段１１４による表示画面上でユーザによる所定の判断基準の入力を受け付ける。
【００４０】
次に、本発明による異常監視システムの実施例について説明する。
【実施例１】
【００４１】
以下、図２〜図４を参照して、本発明による異常監視システムの実施例１について説明する。
【００４２】
図２は本実施例の異常監視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。
【００４３】
図２に示すように、プラント制御システムは、プラントに設置される熱交換器、バルブ、コンプレッサー、ポンプ等のフィールド機器１を制御するフィールドコントローラ２，２，・・・と、プラントに分散配置されたフィールドコントローラ２，２，・・・との間で通信を行って各フィールド機器１を制御し、プロセスの自動操業を実行するプロセス制御装置３と、を備える。図２に示すように、フィールドコントローラ２，２，・・・およびプロセス制御装置３は、通信回線５を介して互いに接続されている。
【００４４】
また、通信回線５にはフィールド機器１の動作を介して、プラントの異常を監視する機器監視装置６が接続されている。
【００４５】
図２に示すように、機器監視装置６は、種々の情報処理および機器監視装置６各部の制御を実行する処理部６１と、処理部６１における処理結果等を表示する表示部６２と、フィールド機器１の動作履歴を示す履歴データ等を記憶する記憶部６３と、ユーザの操作を受け付ける端末装置６４と、を備える。
【００４６】
図３は、機器監視装置６における異常監視の処理手順を示すフローチャートである。この処理手順は、処理部６１の制御に基づき実行される。
【００４７】
図３のステップＳ１では、対応するフィールドコントローラ２を介してフィールド機器１のプロセスデータを取得する。プロセスデータは、フィールド機器１が取り扱う入出力データとして、プラント制御システムにおいて認識されるデータである。ステップＳ１では、プロセスデータをリアルタイムに取得する。
【００４８】
次に、ステップＳ２では、対応するフィールド機器１の機器モデルを用いて、このフィールド機器１の動作をシミュレーションする。機器モデルとは、機器の特性を物質収支式や熱収支式で表したものである。ここでは、対応する機器モデルに、実際のフィールド機器１と同一と推定される入力データを与え、そのときの出力データを算出する。機器モデルに与えられる入力データは、入力データを示すプロセスデータに誤差補正を加えたデータである。プロセスデータの誤差補正については後述する。
機器モデルはカセット式に組み込まれる構成になっていてもよい。これによって、機器モデルを用意に交換できる。
【００４９】
次に、ステップＳ３では、ステップＳ１で取得されたプロセスデータ、およびステップＳ２における機器モデルを用いたシミュレーション結果を、履歴データとして記憶部６３に格納する。
【００５０】
次に、ステップＳ５では、実際のフィールド機器１の出力データと、シミュレーションにより得られた出力データとに基づき、異常発生の有無を判定する。前者はステップＳ１において取得されたプロセスデータが示す出力データであり、後者はステップＳ２において取得された出力データである。ステップＳ５において異常発生と判定されれば、ステップＳ６へ進み、正常と判定されればステップＳ１へ戻って上記処理を繰り返す。
【００５１】
ステップＳ５では、実際のフィールド機器１の出力データと、シミュレーションにより得られた出力データとを比較する。
【００５２】
ステップＳ５における判定処理の方法は限定されないが、例えば、閾値を用いた以下の手法で異常発生の有無を判定する。
【００５３】
（１）両者の出力データの差異が所定の閾値を越えている継続時間に基づいて判定する。例えば、ステップＳ５における比較において、出力データの差異が繰り返し所定の閾値を越えている場合に、異常発生と判定する。
【００５４】
（２）所定時間内において、両者の出力データの差異が所定の閾値を越えた回数に基づいて判定する。例えば、所定時間内でのステップＳ５における比較において、出力データの差異が所定回数にわたり所定の閾値を越えた場合に、異常発生と判定する。
【００５５】
（３）所定時間内において、両者の出力データの差異が所定の閾値を越えた積算時間に基づいて判定する。例えば、ステップＳ５における比較において、出力データの差異が所定の閾値を越えた回数をカウントし、カウント数が所定回数に達した場合に異常発生と判定する。
【００５６】
ステップＳ６では、対応するフィールドコントローラ２に異常の発生を通知し、ステップＳ１へ戻る。この場合、プラント制御システムでは、異常の発生状況に応じた処理が実行されることになる。
【００５７】
次に、プロセスデータの誤差補正の手順について説明する。本実施例では、図３のステップＳ１１〜ステップＳ１２により、プロセスデータの誤差補正を予め実行している。上記のように、誤差補正されたプロセスデータが、機器モデルに与えられる入力データとして使用される。
【００５８】
図３のステップＳ１１では、対応するフィールド機器１について格納された履歴データを、記憶部６３から取得する。
【００５９】
次に、ステップＳ１２では、履歴データに含まれるフィールド機器１の入出力データを示すプロセスデータに基づき、フィールド機器１に実際に入力された入力データと、その入力データを示すプロセスデータとの間の誤差推定（データリコンシレーション）を実行する。その後、処理を終了する。
【００６０】
通常、プロセスデータと、実際の入出力データとの間には、誤差が存在する。しかし、本実施例では、上記データリコンソレーションの処理により入力データに対応するプロセスデータの誤差を補正し、補正後のプロセスデータに基づいてフィールド機器１の動作をシミュレーションしている（ステップＳ２）。このため、より正確にフィールド機器の挙動を表すことが可能になり、モデル機器を用いたシミュレーションの精度を向上させることができる。
【００６１】
次に、モデルパラメータの設定手順について説明する。モデルパラメータはモデル機器でのシミュレーションの動作（ステップＳ２）を規定するパラメータである。本実施例では、モデル機器のモデルパラメータを、ユーザの指示に基づいて設定、変更することができる。
【００６２】
モデルパラメータの設定、変更は、表示部６２の表示画面上で行うことができる。図４はモデルパラメータの変更時における表示部６２の表示画面を例示する図である。この例では、フィールド機器１であるバルブの開度と流量に関するモデルパラメータを変更する場合を示している。
【００６３】
図４に示すように、表示部６２の表示画面には、実際のフィールド機器１における現在の実測値５０と、フィールド機器１における過去の実測値５１と、現在のモデルパラメータによるシミュレーション結果を示す曲線５２とが表示される。実測値５０はフィールド機器１に関する現在のプロセスデータである。実測値５１ａは記憶部６３に履歴データとして格納されたプロセスデータであり、処理部６１が記憶部６３から取得したものである。
【００６４】
図４に示す例では、曲線５２の位置と、実測値５１の分布とが一致しておらず、両者が乖離している。ユーザは端末装置６４に含まれるマウス等を用いて曲線５２の位置を表示画面上で移動させることができる。例えば、曲線５２を曲線５２ａの位置まで移動させることで、実測値５１の分布とシミュレーション結果とを一致させることができる。この場合、モデルパラメータは曲線５２ａに対応する値に自動的に設定される。新たに設定されたモデルパラメータは、履歴データの一部として記憶部６３に格納される。
【００６５】
このように、本実施例では、モデルパラメータの値自体を入力するのではなく、表示画面上の操作により適切なシミュレーションとなるようなモデルパラメータを選択する。このため、過去の実測値を参照しつつ、視覚的、直感的な操作によって適切なモデルパラメータを選択できる。また、例えば、流体物の比重や粘度等の物性データを考慮しなくとも、表示画面上で適切なモデルパラメータを選択可能となる。
【００６６】
なお、複数の値のモデルパラメータについてのシミュレーション結果を示す曲線を表示させ、この中からユーザが任意の曲線を指定することで、モデルパラメータを選択できるようにしてもよい。
【００６７】
１つの表示画面により複数のモデルパラメータを設定、変更することもできる。例えば、図４の曲線５２が複数のモデルパラメータにより決定される場合には、ユーザの操作により作成された曲線５２に合わせて、複数のモデルパラメータの値を自動的に設定するように構成してもよい。
【００６８】
また、本実施例では、図４の表示画面上で異常診断のための閾値を設定、変更することもできる。図４において、境界線５３ａおよび境界線５３ｂは閾値を示している。境界線５３ａおよび境界線５３ｂで囲まれた領域は正常を示し、その外部の領域が異常を示している。
【００６９】
ユーザは表示画面上の境界線５３ａおよび境界線５３ｂの位置を指定することで、現在のモデルパラメータによるシミュレーション結果、および過去の実測値を参照しつつ、視覚的、直感的な操作によって適切な閾値を決定できる。なお、境界線５３ａおよび境界線５３ｂの位置は、モデルパラメータの設定、変更と同様の操作で設定できる。新たに設定された閾値は履歴データの一部として記憶部６３に格納される。
【００７０】
また、閾値参考値を表示画面上に示すようにしてもよい。図４の例では、過去の実測値の平均から所定量ずれた値として、過去の実測値の３σの値を示す曲線５５ａおよび曲線５５ｂを表示している。この場合には、ユーザは閾値参考値を参照しつつ、閾値を設定できる。
【００７１】
以上説明したように、本実施例ではフィールド機器の挙動をシミュレーションした結果と、実際のフィールド機器の動作とを比較するので、フィールド機器の動作を高精度に監視することができる。したがって、オンライン／リアルタイムでプロセスの状態を正確に監視できる。
【００７２】
また、フィールド機器１の入力データを示すプロセスデータについて、その誤差推定と補正を前処理として行い、補正後のプロセスデータをシミュレーションの入力データとしている。このように、モデル機器に入力されるプロセスデータの誤差補正によって、より正確にフィールド機器１の挙動を表すことが可能になる。
【００７３】
本実施例では、フィールド機器１のシミュレーションはソフトウェアを用いて実行できる。このため、熱交換器、バルブ、コンプレッサー、ポンプなどの機器モデル毎にモジュールを用意し、モジュールを選択することで各フィールド機器のシミュレーションが可能となる。このようなモジュールをカセット形式で追加することで、フィールド機器の種類や台数の増加に柔軟に対応できる。
【００７４】
さらに、本実施例では、過去の実測値を表示した表示画面上の操作により、モデルパラメータおよび閾値を設定、変更する。このため、これらの値を視覚的、直感的に容易に設定、変更でき、そのための時間や手間を省くことができる。
【実施例２】
【００７５】
以下、図５を参照して、本発明による異常監視システムの実施例２について説明する。
【００７６】
本実施例の異常監視システムでは、フィールド機器のシミュレーションを行うことなく、フィールド機器の入出力データに基づいてプラントの異常を監視する例を示す。
【００７７】
図５は、異常診断に用いる閾値を設定するための表示画像を例示する図である。この例では、フィールド機器１であるバルブの開度と流量に関する閾値を設定する場合を示している。
【００７８】
図５に示すように、表示画面には、フィールド機器１における過去の実測値５１と、現在の閾値を示す境界線５３ａおよび境界線５３ｂとが表示される。実測値５１ａは履歴データとして格納されたプロセスデータである。また、境界線５３ａおよび境界線５３ｂで囲まれた領域は正常を示し、その外部の領域が異常を示している。
【００７９】
ユーザは図５に示す表示画面上の境界線５３ａおよび境界線５３ｂの位置を、マウス等を使用して指定することで、閾値を設定する。したがって、ユーザは過去の実測値を参照しつつ、視覚的、直感的な操作によって適切な閾値を決定できる。このため、閾値を容易に適切な値に設定でき、異常監視の精度を向上させることができる。
【００８０】
また、実施例１（図４）と同様、閾値参考値を表示画面上に示すようにしてもよい。図５の例では、図４の例と同様、過去の実測値の平均から所定量ずれた値として、３σの値を示す曲線５５ａおよび曲線５５ｂ等を表示している。この場合には、ユーザは閾値参考値を参照しつつ、閾値を設定できる。
【００８１】
本実施例では、過去の実測値を表示した表示画面上の操作で閾値を設定、変更するので、閾値を視覚的、直感的に容易に設定、変更できる。
【００８２】
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、プラントの異常を監視するシステムに対し、広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明による異常監視システムを機能的に示すブロック図。
【図２】実施例１の異常監視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３】異常監視の処理手順を示すフローチャート。
【図４】モデルパラメータの変更時における表示画面を例示する図。
【図５】閾値を設定するための表示画像を例示する図。
【符号の説明】
【００８４】
１      フィールド機器
６１    処理部（シミュレーション手段、比較手段、判断手段、閾値規定手段、機器モデルパラメータ規定手段、受付手段）
６２    表示部（表示手段）
６３    記憶部（記憶手段）
１０１  シミュレーション手段
１０２  比較手段
１０３  判断手段
１０４  閾値規定手段
１０５  機器モデルパラメータ規定手段
１０６  記憶手段
１０７  表示手段
１０８  誤差推定手段
１１１  判断手段
１１２  受付手段
１１３  記憶手段
１１４  表示手段
【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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