(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントを構成する各装置から取り入れたデータをリアルタイムでコンピュータにて処理し、該プラントの状態を画面に表示させることによって非定常状態における運転員のプラント運転を支援する方法において、
プラントの非定常状態での運転時の操作管理に必要とされる一連の操作項目と当該操作の終了判定式からなる表形式の知識ベースを各装置毎に外部から読み込む処理と、
前記読み込んだ知識ベース中の操作項目と終了判定式の修正および追加を可能とする処理と、
前記各装置からオンラインで入力される運転データを使用して、上記各操作項目毎に定められた終了判定式に基づいて未操作、操作中、操作終了を判断する終了判定プログラムを各装置毎に自動的に作成する終了判定プログラム作成処理と、
非定常状態での運転時の各操作項目毎の運転データおよび終了時間を記録する操作項目リストを各装置毎に作成する操作項目リスト作成処理と、
知識ベース中に判定式の定められていない操作項目に対して運転員が該操作終了を操作項目リストに入力する処理と、
上記操作項目リストの内容を読みとりネットワーク図あるいは操作項目リストとして表示させる描画処理と、
描画処理での結果を運転記録票として出力する出力処理
を実行することを特徴とするプラントの非定常状態における運転支援方法。
【請求項２】
任意の操作項目の過去の標準となる運転データおよび終了判定結果と現在の運転データおよび終了判定結果を並立して表示させることを特徴とする請求項１記載のプラントの非定常状態における運転支援方法。
【請求項３】
プラントの非定常状態での運転時の操作管理に必要とされる一連の操作項目と当該操作の終了判定式からなる表形式の知識ベースを各装置毎に外部から読み込む記憶手段と、
前記読み込んだ知識ベース中の操作項目と終了判定式の修正および追加を可能とする修正・追加手段と、
前記各装置からオンラインで入力される運転データを使用して、上記各操作項目毎に定められた終了判定式に基づいて未操作、操作中、操作終了を判断する終了判定プログラムを各装置毎に自動的に作成する終了判定プログラム作成手段と、
非定常状態での運転時の各操作項目毎の運転データおよび終了時間を記録する操作項目リストを各装置毎に作成する操作項目リスト作成手段と、
知識ベース中に判定式の定められていない操作項目に対して運転員が該操作終了を操作項目リストに入力する手段と、
上記操作項目リストの内容を読みとりネットワーク図あるいは操作項目リストとして表示させる描画処理手段と、
描画処理での結果を運転記録票として出力する出力手段と
を有することを特徴とする非定常状態における運転支援装置。
【請求項４】
操作項目リストの内容を記録する記録ファイルを複数設け、過去の操作項目リストを実績として複数読み込めるようにしておき、操作項目リスト中の任意の操作項目の過去の標準となる運転データおよび終了判定結果と現在の運転データおよび終了判定結果を上記描画処理機能が並立して表示させることを特徴とする請求項３記載の非定常状態における運転支援装置。
【請求項５】
プラントの非定常状態での運転時の操作管理に必要とされる一連の操作項目と当該操作の終了判定式からなる表形式の知識ベースを各装置毎に外部から読み込む処理、
前記読み込んだ知識ベース中の操作項目と終了判定式の修正および追加を可能とする処理、
前記各装置からオンラインで入力される運転データを使用して、上記各操作項目毎に定められた終了判定式に基づいて未操作、操作中、操作終了を判断する終了判定プログラムを各装置毎に自動的に作成する終了判定プログラム作成処理、非定常状態での運転時の各操作項目毎の運転データおよび終了時間を記録する操作項目リストを各装置毎に作成する操作項目リスト作成処理、
知識ベース中に判定式の定められていない操作項目に対して運転員が該操作終了を操作項目リストに入力する処理、
上記操作項目リストの内容を読取りネットワーク図あるいは操作項目リストとして表示させる描画処理、
描画処理での結果を運転記録票として出力する出力処理
をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項６】
任意の操作項目の過去の標準となる運転データおよび終了判定結果と現在の運転データおよび終了判定結果を並立して表示させる処理をもコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な請求項５記載の記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラントのスタートアップ、シャットダウンあるいは運転モード、原料の変更等の非定常状態における運転操作管理について、コンピュータを用いて運転員を支援するための運転支援方法、その装置及び記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の石油精製、石油化学プラントでは２年周期の定期修理が一般的となっており、プラントのスタートアップ及びシャットダウンの機会が従来の半分に減少してしまった。それに伴って、運転員の教育、訓練の機会も同時に減少してきている。さらに運転員の少人数化や熟練運転員が減少していく傾向がより顕著に現れてきている。このような現状を考慮すると、プラントのスタートアップ及びシャットダウンを安全に行うことのできる何らかの手立てを得ることが工場運営の管理上重要な課題となっている。
【０００３】
これに対応するために運転員の教育訓練用にトレーニングシミュレータが導入されてきたが、運転員の少人数化がますます要求される状況において、運転員に過剰の負担をかけられず、スタートアップ・シャットダウン時に運転員を支援し安全性の確保を図ることのできる手立てが望まれている。
【０００４】
その目的のために運転自動化を前提として
（１）プラントのスタートアップ、シャットダウン及び原料切り替えなどの非定常状態での各操作に含まれる工程の運転フローシートを画面上に作成することにより運転自動化のためのシーケンスプログラムを作成する。さらに上記非定常状態の運転に必要な各種基本操作のアルゴリズム、例えば、ポンプスタートアップ、調整弁開度設定、レベル計チェックなどの単位操作をアイコンで表現し、それらを画面上で運転要領書に従って繋げてシーケンスプログラムを作成すると共に、各単位操作の状況を表示させ、その作成された画面が運転監視画面となるように構成した非定常運転の運転支援方法が提案されている。
（２）また、各基本操作の異常診断機能を付加させた方法等も提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記方法によって、非定常状態での運転時における運転員の負担を軽減することが可能となったが、自動化されていないプラントにおいては非定常状態での運転時に必要な一連の操作項目を運転員に提供し、各操作項目の未操作、操作中、操作終了を運転員に効果的に認識させる手段がなかった。また、一連の操作項目のリスト及び各操作の終了を判定するための終了判定プログラムを容易に作成、修正できる手段がなかった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑みて、プラントのスタートアップ・シャットダウン等の非定常状態での運転時に必要な各運転操作毎に未操作、操作中、操作終了等の状態をリストや操作のネットワーク上に色の相違などで自動的に表示し、また操作終了に関しては操作の終了を確認する判定式がある場合は自動的に、無い場合は運転員が入力することにより、プラントの非定常状態時に各操作の状況を運転員が容易に把握できるようにすることで運転員の業務を支援することにある。
【０００７】
さらに、本発明の目的は、運転員が高度な情報処理技術の知識を必要とするプログラミングや特殊な使い方を要するコンピュータソフトウェアの使用の必要無しに終了判定プログラムを容易に作成、修正できる方法の提供にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、プラントを構成する各装置から取り入れたデータをリアルタイムでコンピュータにて処理し、該プラントの状態を画面に表示させることによって非定常状態における運転員のプラント運転を支援する方法において、
プラントの非定常状態での運転時の操作管理に必要とされる一連の操作項目と当該操作の終了判定式からなる表形式の知識ベースを各装置毎に外部から読み込む処理と、前記読み込んだ知識ベース中の操作項目と終了判定式の修正および追加を可能とする処理と、前記各装置からオンラインで入力される運転データを使用して、上記各操作項目毎に定められた終了判定式に基づいて未操作、操作中、操作終了を判断する終了判定プログラムを各装置毎に自動的に作成する終了判定プログラム作成処理と、非定常状態での運転時の各操作項目毎の運転データおよび終了時間を記録する操作項目リストを各装置毎に作成する操作項目リスト作成処理と、知識ベース中に判定式の定められていない操作項目に対して運転員が該操作終了を操作項目リストに入力する処理と、上記操作項目リストの内容を読みとりネットワーク図あるいは操作項目リストとして表示させる描画処理と、描画処理での結果を運転記録票として出力する出力処理、さらには任意の操作項目の過去の標準となる運転データおよび終了判定結果と現在の運転データおよび終了判定結果を並立して表示させる処理を行うことのできるプラントの非定常状態における運転支援方法、その装置およびそのための記録媒体である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は本発明の運転支援方法の一実施形態を摸式的に表したブロック図であり、情報管理の構成と、必要とされるプログラムの機能実現手段を模式的に示している。図２は非定常状態での操作項目と終了判定条件を記載した知識ベースを示す図である。
【００１１】
本発明のプラント運転支援装置は、図１に示すとおり、外部から入力した知識ベース１に基づいて終了判定プログラム５を作成するための終了判定プログラム作成手段３や操作項目リスト６を作成するための操作項目リスト作成手段４を備え、非定常状態時の運転支援の処理等を行う。また、外部から入力した知識ベースの修正・追加手段８、ネットワーク図あるいは操作リストを入出力部（ＣＲＴ）９に表示させる描画処理手段７および操作項目リスト６の内容を記録、保存する記録ファイル１２が設けられている。
【００１２】
そして、本運転支援装置における非定常状態時の運転支援の各種処理は、記録媒体１１に記録されたプログラムに基づいて実行される。
【００１３】
各装置毎の非定常状態での運転時の操作管理に必要な表形式の知識ベースは、図２に示されるとおり、一連の操作項目と当該操作の終了判定条件からなる。また、終了判定条件は当該操作の終了判断に必要な計装ＴＡＧ名とその判定式から構成される。知識ベース自体は特別なソフトウェアを必要とせず一般に普及されている表計算ソフトウェアで作成する。
【００１４】
読み込んだ知識ベース中の操作項目と終了判定式に修正または追加が必要な場合は、外部から入力した表形式の知識ベースと同様の形式の表示が可能な修正・追加手段８があるため、容易に修正、追加が可能であり、修正・追加作業終了と同時に終了判定プログラム５および操作項目リスト６も修正される。
【００１５】
次に実施形態における動作について詳細に説明する。
【００１６】
運転支援装置内の終了判定プログラム作成手段３では、記録媒体１１に記録されたプログラムに基づいて、読み込んだ外部知識べ一ス１をもとに、各操作項目毎に当該操作の運転データの状態から未操作、操作中、操作完了を判断する終了判定プログラム５が各装置毎に自動的に作成される。同時に、操作項目リスト作成手段４によって非定常状態での運転時の各操作項目毎の運転データおよび終了時間を記録する操作項目リスト６も各装置毎に自動的に作成される。
【００１７】
終了判定プログラム５とは、例えば、図３の操作項目毎に終了判定する処理手順を示すフローチャートに示すように、スタートアップ・シャットダウン時に必要とされる各装置の操作項目毎に、各操作の終了を判定するプログラムである。このプログラムによって、オンラインで入力された運転データを使用し（ステップ１、２）、上記各操作項目毎に定められた終了判定式に基づいて未操作、操作中、操作終了を判断し（ステップ３〜５）、操作項目リストの所定の位置に記録する（ステップ６）。また、知識ベース中の、判定式の定められていない操作項目に対しては、図３のフローチャート中に示すように、運転員が操作終了時に操作項目リストに終了時間を手入力（ステップ１）することで操作終了と認識し（ステップ７）、終了時間とともに操作項目リストに記録される（ステップ６）。
【００１８】
各装置からのオンラインデータは、終了判定プログラム５にて処理され、その結果が終了であれば終了時間が操作項目リスト６の当該操作の項目に記入される。また、終了判定式が用意されていない操作項目であれば運転員がその終了時間を同様に入力する。操作が終了していないと判定されれば再度オンラインデータを処理して判定する。
【００１９】
描画処理手段７は、操作項目リスト６の内容を読みとり画面上にネットワーク図あるいは操作項目リストとして表示させるものであり、例えば、図４、図５に示すように、各操作項目が未操作、操作中、操作終了のいずれの状態にあるかをネットワーク図上あるいは操作リスト表に表示するためのプログラムを有する。
【００２０】
図４は、操作項目内の大項目をネットワークで結合して示したものであり、操作項目内の大項目が未操作、操作中、操作終了に応じてその色を変えて（例えば、未操作は赤色、操作完了したものは青色で表現する。）運転員に確認しやすいようすることも可能である。操作項目内の大項目が未操作、操作中、操作終了のいずれであるかは、大項目中の詳細の操作項目が全て未操作であるか、部分的に完了しているか、全て完了したかによって区別される。
【００２１】
図５は操作項目の詳細を操作順に表に示し、その詳細の操作項目が終了した時点で操作終了の判定結果を終了時間と共に示した操作リスト表である。運転員に確認しやすいように終了した項目を青色で示すとか太字で表示するなど表示方法は適宜選択することができる。
【００２２】
このように、プラントの各装置毎のスタートアップあるいはシャットダウン時における運転操作の経過を図あるいは表として表示することで、運転員が容易に現在の運転上の位置状況が確認でき、次の操作の準備を迅速、的確に行うことが出来る。
【００２３】
図６は標準状態と現状の運転状態との各データを示すグラフで、具体的には、ある装置のリアルタイムな温度変化と過去の当該装置の標準となる温度変化とを同時に記録した図である。このような表示を見ることで、現在の操作が順調に推移しているかどうかを運転者が判断することができ、必要に応じて標準操作に近づけるよう操作条件を変更することが可能となる。すなわち、図６に示すように、特定の操作項目について記録ファイル１２から得られた該操作の標準となる過去の経時変化と現在の経時変化を同時に表示することで、該操作が順調に進行しているかどうかを一目で運転員に認識させることができる。
【００２４】
記録ファイル１２は、過去の運転データあるいは健全な運転データと想定されるシミュレーション結果データを標準データとして記録したデータベースである。また、健全な運転時の運転データまたは健全な運転データと想定されるシミュレーション結果データは、現実の運転データと併せて画面上に表示するために使用できる。個々の操作項目が想定された範囲にあるかどうかを運転者が把握するため、必要と思われる操作項目においてはその状況を示すデータ、例えば、特定装置の温度、圧力、流量、レベルなどの標準データと実際の運転データを同時に表示させることにより運転状況の適否判断が極めて容易となる。
【００２５】
なお、当然のことながらプラントを構成する各装置からの温度、圧力、流量、レベル、弁の開度、スイッチコントローラ・インジケータ等のオン・オフデータ等をＤＣＳ（Distributed Control System：分散型制御システム）からオンラインリアルタイムにデータ収集する機能と、マウスあるいはキーボード等の入力装置、結果を表示するＣＲＴ等の出力装置あるいは印刷用のプリンタが必要とされるのはいうまでもない。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、プラントの非定常状態での運転時に各装置毎に必要とされる一連の操作項目と当該操作の終了判定式を表形式算にて知識ベースとして作成し、プラントの非定常状態における運転支援装置に入力することにより自動的に当該操作項目の未操作、操作中、操作完了を判断する終了判定プログラムを作成する。そのため各装置毎の操作項目の終了判定プログラム作成の作業が不要となる。
【００２７】
また、プラントのスタートアップ、シャットダウンあるいは運転モード、原料の変更等の非定常状態運転時に各単位操作の未操作、操作中、操作終了が画面上に表示され、また、現在の状況が順調であるかどうかが容易に判別可能なように、現状の運転データが過去の健全な運転データと同時に表示されるため、その操作が順調に推移しているかどうかが一目で判り、運転員の判断思考の負担を軽減することができる。更に操作項目毎に終了時間が記録されるため、次回のスタートアップ、シャットダウンあるいは運転モード、原料の変更等に係る非定常状態運転計画の参考にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の運転支援方法の一実施形態を模式的に表したブロック図
【図２】非定常状態での操作項目と終了判定条件を記載した知識ベースを示す図
【図３】操作項目毎にされる終了判定の処理手順を示すフローチャート
【図４】各操作項目毎にその状況を示す一例のネットワーク図
【図５】各操作項目毎にその状況を示す一例の操作リスト
【図６】標準状態と現状の運転状態との各データを示すグラフ
【符号の説明】
１    外部知識ベース
２    プラントデータ
３    終了判定プログラム作成手段
４    操作項リスト目作成手段
５    終了判定プログラム
６    操作項目リスト
７    描画処理手段
８    修正・追加手段
９    入出力部
１０    運転支援装置
１１    記録媒体
１２    記録ファイル
【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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