(57)【要約】【課題】監視装置負荷やネットワーク負荷を高めることなく、短時間の間にプラントプロセス状態が的確に検出できるようにする。【解決手段】プラントプロセス状態をプロセス入力装置４を介してプロセス伝送装置３０に取込み、ネットワーク５を介して監視装置２０に取込んでプラント監視する。このときプロセス伝送装置３０は、送信するプラントプロセス状態を格納する送信データ部３２、このプロセスデータを一定周期で送信するプロセスデータ送信部３３、プロセス状態保持の要否及び検出変化状態をプロセス毎に設定するプロセス保持情報データベース３５、プロセス状態変化時の保持時間を設定するプロセス保持時間データベース３６、プロセス入力装置４から最後に受信したプロセス状態を保存する前回プロセスデータ保持部３７、一定時間プロセス変化状態を保持するプロセスデータ保持部３４により構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラント機器に接続されたプロセス入力装置を介してプロセスデータを定期的に取込み、これを取込み速度より遅い所定周期でネットワークを介して送信する複数のプロセス伝送装置と、前記ネットワークに接続されて、前記プロセス伝送装置から送信されたプロセスデータを取込んでプラント監視を行う複数の監視装置とを備えたプラント監視装置において、
前記プロセス伝送装置が、前記プロセス入力装置から取込んだプラントプロセスの状態変化が、予め設定されたプラントプロセスの状態変化である場合には、当該取込んだプロセスデータを一定時間保持するプロセス状態保持手段と、
前記プロセスデータを前記ネットワークを介して送信する送信手段とを設けたことを特徴とするプラント監視装置。
【請求項２】
前記プロセス状態保持手段が、前記プロセスデータを一定時間保持するためにプラントプロセス毎にプラントデータを一定時間保持するプラントプロセスであるか否かを示す判定情報と、プラントデータを一定時間保持する状態変化であるか否かを示す変化情報とを定義するプロセス保持情報データベースと、
前回検出したプラントデータを前回プラントデータとして保存する前回プロセスデータベースと、
最新のプラントデータと前記前回プラントデータとを比較して、プラントプロセスの状態変化を判断し、その状態に変化を検出した際には、前記プロセス保持情報データベースの判定情報及び変化情報に基づき当該プラントデータを一定時間保持するプロセスデータ保持部とを備えることを特徴とする請求項１記載のプラント監視装置。
【請求項３】
前記プロセス状態保持手段が、プロセスデータを一定時間保持する際の保持時間を、プラントプロセス毎に格納するプロセス保持時間データベースを備えることを特徴とする請求項１又は２記載のプラント監視装置。
【請求項４】
プラント機器に接続されたプロセス入力装置を介してプロセスデータを定期的に取込み、これを取込み速度より遅い所定周期でネットワークを介して送信する複数のプロセス伝送装置と、前記ネットワークに接続されて、前記プロセス伝送装置から送信されたプロセスデータを取込んでプラント監視を行う複数の監視装置とを備えたプラント監視装置において、
前記プロセス伝送装置が、プロセスデータを所定周期で送信する際に、当該送信周期内での変化順序を示すプロセス変化順序情報を当該プロセスデータに付加して送信するための変化順序検出手段を設けたことを特徴とするプラント監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラント機器のプロセス状態を取込み、ネットワークを介して監視装置に送ることにより、当該監視装置でプラント監視が行えるようにしたプラント監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発電プラント等におけるプラント監視装置では、プロセスデータをプロセス伝送装置に取込み、これをネットワークを介して数１００ｍｓ〜数秒周期で監視装置に出力して、該監視装置でプラントプロセスの状態変化を監視している（特許文献１参照）。
【０００３】
このとき、プラントプロセスの状態変化が、プロセス伝送装置からの送信周期より短い時間内で変化しないようにプラントプロセスの最短変化時間を電気的または機械的に一定時間保持する仕組みを設ける場合がある。
【０００４】
図６は、従来のプラント監視装置の概略構成を示すブロック図で、当該プラント監視装置１０１は、プロセスデータをプロセス入力装置１０４及びプロセス入力バス１０７を介して一定周期で取込むプロセス伝送装置１３０、該プロセス伝送装置１３０とネットワーク１０５を介して接続されてプロセス伝送装置１３０からのプロセスデータに基づきプラント監視を行う監視装置１２０等を有している。
【０００５】
また、監視装置１２０は、プロセス情報データベース１２１、プロセス監視部１２２等により構成され、プロセス伝送装置１３０は、プロセスデータ入力部１３１、送信データ部１３２、プロセスデータ送信部１３３等により構成されている。
【０００６】
そして、プロセス伝送装置１３０は、プロセスデータをプロセス入力バス１０７を介してプロセスデータ入力部１３１で取込み、このプロセスデータを送信データ部１３２に保存する。
【０００７】
プロセスデータ送信部１３３は、送信データ部１３２からプロセスデータを読取り、プロセスデータ入力部１３１における入力周期より長い時間の時間周期でネットワーク１０５を介して監視装置１２０に送信する。
【０００８】
プロセス監視部１２２は、ネットワーク１０５を介してプロセスデータを受信し、プラントプロセス状態をプロセス情報データベース１２１に設定された監視条件に基づき比較判定して、その結果を通知手段１０６に出力することにより、運転員にプラントプロセス状態の警報変化や正常復帰変化等を通知する。
【０００９】
このような構成において、プロセスデータがプロセスデータ送信部１３３から送信される際に周期より、短い時間で変換する場合（例えば、プラントプロセス状態がパルス状に変化するような場合）、監視装置１２０では、このような短い時間での状態変化を検出することができない。
【００１０】
そこで、監視装置１２０がプロセス状態の変化を検出できるように、プロセス入力装置１０４やプロセス状態を測定するプロセス測定機器に、プロセスデータを保持させる電気的な保持回路等を取付けている。
【００１１】
このことを図７のタイミングチャートに従い説明する。プロセスデータ送信部１３３の送信周期Ｔの場合、この送信周期Ｔより短い時間ｔで状態変化するプラントプロセス（プロセス信号ｂを参照）を監視対象として設定しても、監視装置１２０にはこのラントプロセスの変化状態は通知されず、状態変化を検出することができない。
【００１２】
そこで、このようなプラントプロセスに対しては電気的な保持回路等を設け、監視装置１２０が状態変化を検出できる時間だけプロセスデータを保持させることで状態監視を可能にしている。
【００１３】
【特許文献１】
特開２０００−１７２３２９号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような保持回路等を設ける場合は、監視装置１２０の性能やそれぞれのプラントプロセス毎の変化特性に応じて設けなければならないため、プロセス測定機器が複雑になり、設備コストが高くなる問題が生じる。
【００１５】
また、プラントトリップ等の異常挙動によりプラントプロセスが短時間内に連鎖的に変化する事象が発生した場合には、保持回路等によりプロセスデータが保持されるため、図８のタイミングチャートに示すように、監視装置１２０には同じタイミングの変化としてプラントプロセス状態が通知される。
【００１６】
従って、運転員は、複数のプラントプロセスの状態変化を時系列的に把握することができなくなってしまうという問題が生じる。
【００１７】
そこで、本発明は、監視装置やネットワークの負荷を高めることなく、短時間に起きるプラントプロセス状態の変化も的確に監視し、また短時間に複数のプラントプロセスが連鎖的に状態変化する場合には、その変化順序通りに監視できるようにしたプラント監視装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、プラント機器に接続されたプロセス入力装置を介してプロセスデータを定期的に取込み、これを取込み速度より遅い所定周期でネットワークを介して送信する複数のプロセス伝送装置と、ネットワークに接続されて、プロセス伝送装置から送信されたプロセスデータを取込んでプラント監視を行う複数の監視装置とを備えたプラント監視装置において、プロセス伝送装置が、プロセス入力装置から取込んだプラントプロセスの状態変化が、予め設定されたプラントプロセスの状態変化である場合には、当該取込んだプロセスデータを一定時間保持するプロセス状態保持手段と、プロセスデータをネットワークを介して送信する送信手段とを設けたことを特徴とする。
【００１９】
この構成において、プロセス入力装置から取込んだプラントプロセスの状態変化が、予め設定されたプラントプロセスで、かつ、その状態変化が予め設定された状態変化であるか否かを判断し、予め設定されたプラントプロセスで、かつ、予め設定された状態変化である場合には、当該取込んだプロセスデータを一定時間保持し、プロセスデータをネットワークを介して送信するため、監視装置やネットワークの負荷を高めることなく、短時間に起きるプラントプロセス状態の変化も的確に監視できる。
【００２０】
請求項４の発明は、プラント機器に接続されたプロセス入力装置を介してプロセスデータを定期的に取込み、これを取込み速度より遅い所定周期でネットワークを介して送信する複数のプロセス伝送装置と、ネットワークに接続されて、プロセス伝送装置から送信されたプロセスデータを取込んでプラント監視を行う複数の監視装置とを備えたプラント監視装置において、プロセス伝送装置が、プロセスデータを所定周期で送信する際に、当該送信周期内での変化順序を示すプロセス変化順序情報を当該プロセスデータに付加して送信するための変化順序検出手段を設けたことを特徴とする。
【００２１】
この構成において、プロセスデータを所定周期で送信する際に、当該送信周期内での変化順序を示すプロセス変化順序情報を当該プロセスデータに付加して送信することにより、監視装置が該プロセス変化順序情報に従いプラント監視を行えるため、例えば、プラントトリップ等の異常挙動によりプラントプロセスが短時間内に連鎖的に変化する場合でも、プラントプロセスの変化順序を正確に監視できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図１は、本実施の形態の説明に適用されるプラント監視装置１の構成図である。
【００２３】
当該プラント監視装置１は、プラント機器３に接続されて当該プラント機器３のプロセスデータを取込むプロセス入力装置４、該プロセス入力装置４とプロセス入力バス７により接続されたプロセス伝送装置３０、該プロセス伝送装置３０とネットワーク５により接続された監視装置２０等を主要構成としている。
【００２４】
監視装置２０は、ネットワーク５を介してプロセス伝送装置３０から受信したプロセスデータを、プロセス情報データベース２１に格納された監視条件と比較してプラントプロセスの状態を監視するプロセス監視部２２等を備え、このプロセス監視部２２に通知手段６が接続されてプラント変化や警報が運転員に通知されるようになってる。
【００２５】
プロセス伝送装置３０は、監視装置２０に送信するプロセスデータを格納する送信データ部３２、該送信データ部３２に格納されているプロセスデータを所定周期で送信するプロセスデータ送信部３３、プロセスデータの保持の要否及び当該プロセスデータを保持する際の状態変化条件が格納されているプロセス保持情報データベース３５、プロセスデータの保持時間が各プラントプロセス毎に格納されているプロセス保持時間データベース３６、プロセス入力装置４から最後に受信したプロセスデータを保存する前回プロセスデータ保持部３７、一定時間プロセスデータを保持するプロセスデータ保持部３４等を有している。
【００２６】
なお、プロセス保持情報データベース３５には、状態保持対象プロセス（例えば、「電磁弁」）であるか否かの判断基準をなす判定情報及びその変化状態が一定時間保持する状態変化（例えば、「弁開」）に該当するか否かの判断基準をなす変化情報が、各プラントプロセス毎に設定されている。
【００２７】
そして、このプロセスデータ保持部３４は、プロセス入力装置４からプロセスデータを高速周期で取込み、当該取込んだプロセスデータがプロセス保持情報データベース３５に格納されている判定情報及び変化情報と一致するか否かを判断する。
【００２８】
これらが一致した場合は、プロセス保持時間データベース３６に設定されている保持時間分だけ当該プロセスデータを保持すると共に、該プロセスデータを送信データ部３２と前回プロセスデータ保持部３７とに格納する。
【００２９】
一方、プラントプロセスが一致しても状態変化の態様が一致しない場合は、状態保持処理を行わずに入力したプロセスデータを送信データ部３２と前回プロセスデータ保持部３７に格納する。
【００３０】
また、プラントプロセスが保持対象でない場合は、入力したプロセスデータを送信データ部３２に格納する。
【００３１】
このようなプロセスデータ保持部３４の動作を、図２に示すフローチャートに従い説明する。
【００３２】
なお説明の都合上、プロセス状態保持対象のプラントプロセスをプロセスｎとして、このプロセスｎの状態変化を検出して一定時間保持し、当該保持を解除するまでの処理を時系列に説明する。
【００３３】
まず、プラントプロセスのプロセスデータを入力し（ステップＳＡ１）、そのプラントプロセスが状態保持対象のプロセスｎであるか否かをプロセス保持情報データベース３５に格納されている判定情報に基づき判定する（ステップＳＡ２）。
【００３４】
このときプロセスデータが、プロセスｎのデータで状態保持対象である場合には、ステップＳＡ３に進むが、状態保持対象でない場合にはステップＳＡ１２に進み、送信データ部３２に今回入力したプロセスｎの現在プロセスデータを格納する。
【００３５】
ステップＳＡ３では、プロセスｎのプロセスデータが保持中か否かの判定を行い、保持中でない場合は前回プロセスデータ保持部３７に記憶されているプロセスｎの前回のプロセスデータと今回入力した現在のプロセスデータとを比較し、プロセス保持情報データベース３５に格納されている変化情報に基づき保持する状態変化か否かを判断する（ステップＳＡ６）。
【００３６】
この結果、保持する状態変化であると判断した場合には、プロセスｎの状態保持時間をプロセス保持時間データベース３６より取出し、プロセスｎのプロセスデータを保持する（ステップＳＡ７）。
【００３７】
次に、送信データ部３２に今回入力したプロセスｎのプロセスデータを格納する（ステップＳＡ８）。
【００３８】
なお、ステップＳＡ６で、プロセスｎの前回のプロセス状態と今回入力した現在プロセス状態とに変化が無い場合には、プロセスｎのプロセスデータを状態保持中に設定する必要がないので、ステップＳＡ７の処理をスキップしてステップＳＡ８を実行する。
【００３９】
送信データ部３２に今回入力したプロセスｎの現在のプロセス状態を格納した後、前回プロセスデータ保持部３７にも今回入力したプロセスｎの現在のプロセス状態を格納する（ステップＳＡ９）。
【００４０】
以上の処理を入力する全てのプラントプロセスについて行い（ステップＳＡ１０）、全プロセスの入力処理が完了したら一定時間遅延して同じ処理を繰り返し実行する（ステップＳＡ１１）。
【００４１】
このような処理により、ステップＳＡ７でプロセスｎが状態保持中に設定されるので、次の周期でステップＳＡ３におけるプロセスｎは状態保持中か否かの判断は、状態保持中となってステップＳＡ４に進み、その状態保持時間が終了したか否かが判断される。
【００４２】
当該判断で状態保持時間が未終了の場合には、送信データ部３２等への最新状態の更新を行なわれず、直接ステップＳＡ１０に進み、状態保持時間が終了した場合には状態保持を解除し（ステップＳＡ５）、ステップＳＡ８に進み送信データ部３２等への最新状態の更新が行われる。
【００４３】
図３は、このようなプラントプロセス入力処理を示したタイミングチャートである。
【００４４】
プロセス伝送装置３０のプロセスデータ保持部３４は、Δｔ１０周期でプラントプロセスの入力と状態変化の判定、及び送信データ部３２へのプラントプロセス状態を格納する。
【００４５】
送信データ部３２に設定されたプラントプロセス状態は、Δｔ１００周期にて監視装置２０に送られて、プラント監視の処理が行われる。
【００４６】
今、ｔ１２０のタイミングでプロセスデータ保持部３４がプロセス信号ｂのＯＦＦからＯＮの状態変化を検出した場合、プロセスデータ保持部３４はプロセス信号ｂのＯＮ状態を送信データ部３２に設定した後、状態保持時間であるΔｔ３００間は、送信データ部３２のプロセス信号ｂの状態更新を停止することで変化状態を保持する。
【００４７】
従って、Δｔ１７０のタイミングでプロセス信号ｂがＯＮからＯＦＦに復帰してもｔ４２０のタイミングまでは、プロセス信号ｂの状態はＯＮのままとなるため、監視装置２０はｔ３００のタイミングでプロセス信号ｂのＯＮ状態変化を検出することができる。
【００４８】
依って、監視装置２０への送信周期より短い時間でプロセス状態が変化して、元の状態に戻るようなパルス状に変化する特殊なプラントプロセスが監視対象として設定された場合でも、プラントプロセスの入力設備にプロセス状態保持回路を設けることなく、また監視装置２０やネットワーク５の負荷を高めることなくプロセス状態の変化を検出できるようになる。
【００４９】
また、プラントプロセス毎にプロセス保持時間を格納しているので、プラントプロセスの種類等に応じた保持時間とすることができる。
【００５０】
次に、本発明の第２の実施の形態を図を参照して説明する。図４は、第２の実施の形態の説明に適用されるプラント監視装置１の概略構成を示すブロック図で、当該プラント監視装置１は、プラント機器３に接続されてプロセスデータを入力するプロセス入力装置４、該プロセス入力装置４とプロセス入力バス７により接続されたプロセス伝送装置３０、該プロセス伝送装置３０とネットワーク５により接続された監視装置２０等を主要構成としている。
【００５１】
監視装置２０は、ネットワーク５を介してプロセス伝送装置３０から受信したプロセスデータからなるプロセス情報データベース２１、プロセス状態を監視するプロセス監視部２３等を備え、このプロセス監視部２３に通知手段６が接続されてプラント変化や警報が運転員に通知されるようになってる。
【００５２】
プロセス伝送装置３０は、プラントプロセスの変化順序を判定するプロセスデータ変化順序検出部３８、プロセス入力装置４から最後に受信したプロセス状態を保存する前回プロセスデータ保持部３７、監視装置２０に送信するプラントプロセス状態とプロセス状態変化順序のデータが格納される送信データ部３９、該送信データ部３９を一定周期で監視装置２０へ送信し、送信が完了したらプロセスデータ変化順序検出部３８に送信完了を通知するプロセスデータ送信部３３ａ等により構成されている。
【００５３】
そして、プロセスデータ変化順序検出部３８は、プロセスデータをプロセス入力装置４から高速周期に入力し、プロセス状態の変化検出を行う。
【００５４】
この変化検出により状態変化が検出されると、入力した最新のプロセス状態とプロセス状態変化順序を示す順序情報が送信データ部３９に格納されると共に、最新のプロセスデータが前回プロセスデータ保持部３７に格納される。
【００５５】
次に、プロセスデータ送信部３３ａは、一定周期に送信データ部３９のデータを監視装置２０に送信してプロセスデータ変化順序検出部３８にデータ送信完了を通知し、プロセスデータ変化順序検出部３８は、送信完了の通知を受けて順序カウンタの初期化を行う。
【００５６】
図５は、プロセスデータ変化順序検出部３８における送信データ部３９へのデータ設定等の処理手順を示したフローチャートである。なお、説明の都合上プロセス状態保持対象のプラントプロセスを任意のプロセスｎとする。
【００５７】
先ず、プロセスｎを入力したプロセスデータ変化順序検出部３８は（ステップＳＢ１）、送信データ部３９の監視装置２０に対するデータ送信が完了したか否かを判定し（ステップＳＢ２）、送信完了の場合には順序カウンタと送信データ部３９を初期化してステップＳＢ４に進む（ステップＳＢ３）。
【００５８】
データ送信が未完了の場合は、順序カウンタは初期化しないでカウンタを継続し、送信データ部３９の初期化も行わずにステップＳＢ４に進む。
【００５９】
ステップＳＢ４では、前回プロセスデータ保持部３７のプロセスｎの状態と今回入力したプロセスｎの状態を比較判定して状態変化を判断する。
【００６０】
この結果、プロセスｎの状態が変化している場合には、ステップＳＢ５に進み入力したプロセスｎの順序カウンタを送信データ部３９に格納してステップＳＢ６に進み、プロセスｎの状態が変化していない場合には、そのままステップＳＢ６に進んで、プロセスｎの状態を送信データ部３９に格納する。
【００６１】
続いて、入力したプロセスｎのプロセス状態を前回プロセスデータ保持部３７に保存する（ステップＳＢ７）。
【００６２】
以上の処理を入力する全てのプラントプロセスについて行い（ステップＳＢ８）、全プロセスの入力処理が完了したら一定時間遅延して同じ処理を繰り返し実行する（ステップＳＢ９）。
【００６３】
以上により、プロセス監視部２３はプロセス伝送装置３０から入力するプラントプロセス状態のデータに付加されているプラントプロセスの順序情報に基づき状態変化順序判定を行うことが可能になり、プラントプロセスの実際の変化に一致したプロセス変化情報を運転員に提供することができるようになる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、監視装置への送信周期より短い時間でプロセス状態が変化して、元の状態に戻るようなパルス状に変化する特殊なプラントプロセスが監視対象として設定された場合でも、プラントプロセスの入力設備にプロセス状態保持回路を設けることなく、また、監視装置やネットワークの負荷を高めることなくプロセス状態の変化を検出できる。
【００６５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わるプラント監視装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わるプラントプロセス状態変化検出方法を説明するタイミングチャートである。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係わるプラントプロセス状態状態保持部の処理フローを示した図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係わるプラント監視装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係わるプロセスデータ変化順序検出部の処理フローを示した図である。
【図６】従来のプラント監視装置の構成を示すブロック図である。
【図７】従来のプラント監視装置のプラントプロセス状態変化検出方法を説明するタイミングチャートである。
【図８】従来のプラント監視装置の複数プラントプロセス状態変化時の検出を説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
１    プラント監視装置
４    プロセス入力装置
５    ネットワーク
６    通知手段
７    プロセス入力バス
２０  監視装置
２１  プロセス情報データベース
２２，２３  プロセス監視部
３０  プロセス伝送装置
３１  プロセスデータ入力部
３２，３９  送信データ部
３３，３３ａ  プロセスデータ送信部
３４  プロセスデータ保持部
３５  プロセス保持情報データベース
３６  プロセス保持時間データベース
３７  前回プロセスデータ保持部
３８  プロセスデータ変化順序検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004272432.tif 000009
【図８】
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