(57)【要約】【課題】タンクに出入りする流体の性状または流量をリアルタイムに監視することができるタンク監視システムおよびタンク監視方法を提供する。【解決手段】タンク監視装置４は、プラントに設けられたタンクの内容物について、その性状および量の監視を実行する。タンク監視装置４には、プラント内のタンクに出入りする流体の性状または流量に関するパラメータをリアルタイムに取得する取得手段４１と、取得手段４１で取得されたパラメータを時間的に積算することにより、タンク内の流体の性状または量をリアルタイムに推定する演算手段４２と、演算手段４２での性状値の推定演算に使用するモデル式を修正するモデル式修正手段４３と、が設けられている。【選択図】図１
2009237653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントに設けられたタンクの内容物について監視を行うタンク監視システムにおいて、
前記タンクに出入りする流体の性状または流量に関するパラメータをリアルタイムに取得する取得手段と、
前記取得手段で取得された前記パラメータから得られる性状値または流量を時間的に積算することにより、前記タンク内の流体の性状または量をリアルタイムに推定する演算手段と、
を備えることを特徴とするタンク監視システム。
【請求項２】
前記取得手段は、前記タンクに出入りする流体の性状に関するパラメータを取得し、
前記演算手段は、前記取得手段で取得された前記パラメータから得られる性状値を時間的に積算することにより、前記タンク内の流体の性状を推定することを特徴とする請求項１に記載のタンク監視システム。
【請求項３】
前記演算手段は、前記性状値と、前記取得手段で取得された前記パラメータとの相関を示すモデル式に基づいて前記性状値を算出することを特徴とする請求項２に記載のタンク監視システム。
【請求項４】
前記タンク内の流体の性状をサンプリングして計測する計測手段を備え、
前記演算手段は、前記計測手段による計測結果を、サンプリング時の前記性状として遡って設定し直し、当該設定に従って前記タンク内の流体の過去の推定結果を修正することを特徴とする請求項３に記載のタンク監視システム。
【請求項５】
前記計測手段により計測された性状に基づいて、前記モデル式を修正するモデル式修正手段を備えることを特徴とする請求項４に記載のタンク監視システム。
【請求項６】
プラントに設けられたタンクの内容物について監視を行うタンク監視方法において、
前記タンクに出入りする流体の性状または流量に関するパラメータをリアルタイムに取得するステップと、
前記パラメータを取得するステップで取得された前記パラメータから得られる性状値または流量を時間的に積算することにより、前記タンク内の流体の性状または量をリアルタイムに推定するステップと、
を備えることを特徴とするタンク監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントに設けられたタンクの内容物について監視を行うタンク監視システムおよびタンク監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製油所／工場のプラントなどでは、タンクヤード／入出荷プロセスのオペレーションを実行するオフサイトシステムが用いられている。このようなオフサイトシステムに、各種製品等を製造するプロセスのオペレーションを実行するオンサイトシステムを組み合わせることで、製油所／工場全体における、例えば、原料の入荷から製品出荷に至るプロセスラインを構成することができる。
【特許文献１】特表２００７−５２７５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のオフサイトシステムには、多数存在するタンクの内容物を全タンクを対象としてリアルタイムに監視し、あるいはタンクの内容物をリアルタイムに監視する機能がなく、工場全体として品質ロスを監視することができない。しかし、石油等のタンクの内容物の量や性状を監視しながらオンサイトの運転に反映させ、あるいはタンクの内容物の量や性状をリアルタイムに制御できれば、製品の品質管理の自動化や工場全体でのロスの抑制を図ることができる。
【０００４】
本発明の目的は、タンクに出入りする流体の性状または流量をリアルタイムに監視することができるタンク監視システムおよびタンク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】
【０００５】
本発明のタンク監視システムは、プラントに設けられたタンクの内容物について監視を行うタンク監視システムにおいて、前記タンクに出入りする流体の性状または流量に関するパラメータをリアルタイムに取得する取得手段と、前記取得手段で取得された前記パラメータから得られる性状値または流量を時間的に積算することにより、前記タンク内の流体の性状または量をリアルタイムに推定する演算手段と、を備えることを特徴とする。
このタンク監視システムによれば、タンクに出入りする流体の性状または流量に関するパラメータをリアルタイムに取得し、このパラメータから得られる性状値または流量を時間的に積算することでタンク内の流体の性状または量をリアルタイムに推定するので、タンクに出入りする流体の性状または流量をリアルタイムに監視できる。
【０００６】
前記取得手段は、前記タンクに出入りする流体の性状に関するパラメータを取得し、前記演算手段は、前記取得手段で取得された前記パラメータから得られる性状値を時間的に積算することにより、前記タンク内の流体の性状を推定してもよい。
【０００７】
前記演算手段は、前記性状値と、前記取得手段で取得された前記パラメータとの相関を示すモデル式に基づいて前記性状値を算出してもよい。
【０００８】
前記タンク内の流体の性状をサンプリングして計測する計測手段を備え、前記演算手段は、前記計測手段による計測結果を、サンプリング時の前記性状として遡って設定し直し、当該設定に従って前記タンク内の流体の過去の推定結果を修正してもよい。
【０００９】
前記計測手段により計測された性状に基づいて、前記モデル式を修正するモデル式修正手段を備えてもよい。
【００１０】
前記性状推定手段により推定された性状を目標値に近づけるように、前記タンクに流入する前記流体をフィードバック制御する制御手段を備えてもよい。
【００１１】
前記取得手段は、前記タンクに出入りする流体の流量を取得し、前記演算手段は、前記取得手段で取得された前記流量を時間的に積算することにより、前記タンク内の流体の量を推定してもよい。
【００１２】
前記演算手段により推定された流体の量を目標値に近づけるように、前記タンクに流入する前記流体をフィードバック制御する制御手段を備えてもよい。
【００１３】
本発明のタンク監視方法は、プラントに設けられたタンクの内容物について監視を行うタンク監視方法において、前記タンクに出入りする流体の性状または流量に関するパラメータをリアルタイムに取得するステップと、前記パラメータを取得するステップで取得された前記パラメータから得られる性状値または流量を時間的に積算することにより、前記タンク内の流体の性状または量をリアルタイムに推定するステップと、を備えることを特徴とする。
このタンク監視方法によれば、タンクに出入りする流体の性状または流量に関するパラメータをリアルタイムに取得し、このパラメータから得られる性状値または流量を時間的に積算することでタンク内の流体の性状または量をリアルタイムに推定するので、タンクに出入りする流体の性状または流量をリアルタイムに監視できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のタンク監視システムによれば、タンクに出入りする流体の性状または流量に関するパラメータをリアルタイムに取得し、このパラメータから得られる性状値または流量を時間的に積算することでタンク内の流体の性状または量をリアルタイムに推定するので、タンクに出入りする流体の性状または流量をリアルタイムに監視できる。
【００１５】
本発明のタンク監視方法によれば、タンクに出入りする流体の性状または流量に関するパラメータをリアルタイムに取得し、このパラメータから得られる性状値または流量を時間的に積算することでタンク内の流体の性状または量をリアルタイムに推定するので、タンクに出入りする流体の性状または流量をリアルタイムに監視できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図１〜図５を参照して、本発明によるタンク監視システムの実施形態について説明する。
【００１７】
図１は、一実施形態のタンク監視システムの構成例を示すブロック図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態のタンク監視システムは、オンサイト分散制御システム１およびオフサイト分散制御システム２を統合するシステムとして構成される。オフサイト分散制御システム２はタンクヤード／入出荷プロセスのオペレーションを実行するシステムであり、オンサイト分散制御システム１は、タンクヤード／入出荷プロセス以外の製造工程等のオペレーションを実行するシステムである。
【００１９】
図１に示すように、オンサイト分散制御システム１は高度制御システム１１により、オフサイト分散制御システム２はオフサイト運転制御システム２１およびブレンド最適化システム２２により、それぞれ制御される。また、オフサイト運転制御システム２１およびブレンド最適化システム２２は、高度制御システム１１と連結して統合され、これにより、オンサイト分散制御システム１およびオフサイト分散制御システム２は統合したシステムとして機能し、入荷から出荷までの各プロセスのオペレーションが統合される。
【００２０】
操業実績管理システム３は、オンサイト分散制御システム１およびオフサイト分散制御システム２からのデータを蓄積し、操業実績の管理を行うとともに、高度制御システム１１、オフサイト運転制御システム２１およびブレンド最適化システム２２に生産工程を指示する。オンサイト分散制御システム１およびオフサイト分散制御システム２は指示された生産工程に応じたオペレーションを実行する。
【００２１】
図１に示すように、タンク監視装置４は、高度制御システム１１、オフサイト運転制御システム２１およびブレンド最適化システム２２に接続される。後述するように、タンク監視装置４は、プラントに設けられたタンクの内容物について、その性状および量の監視を実行する。
【００２２】
タンク監視装置４には、プラント内のタンクに出入りする流体の性状または流量に関するパラメータをリアルタイムに取得する取得手段４１と、取得手段４１で取得されたパラメータから得られた性状値または流量を時間的に積算することにより、タンク内の流体の性状値または量をリアルタイムに推定する演算手段４２と、演算手段４２での性状値の推定演算に使用するモデル式を修正するモデル式修正手段４３と、が設けられている。
【００２３】
次に、タンク監視装置４の動作について説明する。
【００２４】
図２（ａ）は、タンクＴＫに出入りする流体の流量を監視する構成例を示している。図２（ａ）において、流量計８１はタンクＴＫへの単位時間当たりの流入量Ｆinを計測する。また、流量計８２はタンクＴＫからの単位時間当たりの流出量Ｆoutを計測する。流量計８１および流量計８２は、オンサイト分散制御システム１およびオフサイト分散制御システム２のいずれに接続されていてもよい。
【００２５】
取得手段４１は、各流量計の計測値を、演算のためのパラメータとしてリアルタイムに取得し、この計測値を演算手段４２に与える。タンクＴＫにある流体の量（マテリアルバランス）は、流入量Ｆinおよび流出量Ｆoutをそれぞれ時間的に積算した差分であり、
【００２６】
Σ（流入量Ｆin）−Σ（流出量Ｆout）
としてリアルタイムに推定される。マテリアルバランスの推定結果に上下限警報を設定し、計測値の異常などの監視を行うことができる。
【００２７】
また、
Σ（流入量Ｆin）−Σ（流出量Ｆout）＝タンク液位変化×タンク断面積
が成立するため、液位、流量間での変換演算を実行することもできる。この場合、タンクＴＫの液位と断面積ないし容量の関係を示すタンクテーブルを使用すればよい。
【００２８】
また、流入量Ｆinまたは流出量Ｆoutが０であることが判っている場合には、該当する流量計の設置または流量の演算を省略できる。
【００２９】
図２（ｂ）は、タンクの内容物の性状を推定する構成例を示している。タンクＴＫ１〜ＴＫｎの上流側には、流体の性状値ｐを取得するためのセンサ８３が設けられている。センサ８３は、オンサイト分散制御システム１およびオフサイト分散制御システム２のいずれに接続されていてもよい。
【００３０】
取得手段４１は、センサ８３により取得された性状値ｐとオンサイト分散制御システム１からの流入量Ｆを、演算のためのパラメータとしてリアルタイムに取得し、この性状値ｐを演算手段４２に与える。各タンクＴＫ１〜ＴＫｎ内部の流体のタンク性状値Ｐ１〜Ｐｎは、性状値ｐを各タンクへの流入時間について積算することで、
タンク性状値Ｐ１〜Ｐｎ＝Σ（性状値ｐｉ・Ｆｉ）
としてリアルタイムに推定される。タンク性状値Ｐｎを監視しながら、ロスがあれば、オンサイトの運転に反映し、ｐの値を調整し、タンクが満タンになった時には可能な限りロスが小さくなるような行動がとれる。
【００３１】
通常、タンク性状は複数の性状値の組み合わせとして表されるため、個々の性状値に対応するセンサを複数組み合わせて使用し、複数の性状値を計測できるようにすればよい。
【００３２】
次に、図３（ａ）の例では、ブレンダ９２でブレンドした流体の性状値ｐを、センサ８４を用いて監視する構成を示している。センサ８４は、オンサイト分散制御システム１およびオフサイト分散制御システム２のいずれに接続されていてもよい。
【００３３】
取得手段４１は、センサ８４により取得された性状値ｐをリアルタイムに取得し、この性状値ｐを演算手段４２に与える。タンクＴＫのタンク性状値Ｐは、演算手段４２において性状値ｐを時間的に積算することで、
タンク性状値Ｐ＝Σ（性状値ｐｉ・Ｆｉ）
としてリアルタイムに推定される。
【００３４】
また、タンク性状値Ｐの現在値およびセンサ８４により取得される性状値ｐを利用することにより、オフサイト分散制御システム２は、タンク性状値Ｐの現在値およびセンサ８４により取得される性状値ｐに応じてブレンダ９２によるブレンド比率をフィードバック制御することで、タンクＴＫのタンク性状（タンク内部の流体の性状）を目標値に近づけるように常時制御できる。
【００３５】
図４は、タンク性状値Ｐの推定値のバイアス調整方法を示す図である。
【００３６】
タンク性状は、図１に示す計測システム６により一定周期で計測される。計測システムはタンク内部の流体をタンクから周期的にサンプリングし、そのタンク性状値群を計測する。演算手段４２は計測システム６により計測された個々のタンク性状値Ｐの直前の計測値を基準として、その後のタンク性状値Ｐを推定する。
【００３７】
図４（ａ）では、演算手段４２は、計測システム６により時刻Ｔ１におけるサンプリングに基づいて計測されたタンク性状値Ｐの計測値５３ａを基準として、性状値を推定している。ここで、時刻Ｔ２は、計測システム６による次のサンプリングタイミングを示している。しかし、図４（ａ）に示す時点（現在時刻）では時刻Ｔ２におけるサンプリングの計測結果は未だ得られていないため、演算手段４２は計測値５３ａを基準とした性状値の推定を継続させる。図４（ａ）においてライン５１ａは、計測値５３ａを基準とする推定性状値を示している。
【００３８】
図４（ｂ）は、時刻Ｔ２でのサンプリングに基づいてタンク性状値Ｐが計測された後の状態を示している。図４（ｂ）に示す例では、実際の計測値のサンプリング時刻での値５３ｂと、ライン５１ａにより示される推定性状値とに差があるため、時刻Ｔ２以降の推定性状値を過去に遡って修正し、計測値５３ｂを基準とした推定性状値を新たに算出する。図４（ｂ）において、ライン５１ｂは、新たな推定性状値を示している。
【００３９】
この場合、ライン５１ｂで示す推定性状値の初期値（時刻Ｔ２での値）はあくまでもサンプリング時刻での実際の計測値とする。
【００４０】
図４（ｃ）に示すように、計測値５３ｂに応じて推定性状値を修正するに当たり、時刻Ｔ２以前の推定性状値を遡って修正してもよい。図４（ｃ）の例では、時刻Ｔ２での不連続性を解消させるような修正を施した新たな推定性状値を、ライン５１ｃとして示している。
【００４１】
次に、図３（ｂ）の例では、タンクＴＫａからタンクＴＫに流体を移送する例を示している。
【００４２】
この場合、取得手段４１は、タンクＴＫａの性状値ｐを取得し、この性状値ｐを演算手段４２に与える。流入量が一定の場合、タンクＴＫのタンク性状値Ｐは、演算手段４２において性状値ｐと流量Ｆを時間的に積算することで、
【００４３】
タンク性状値Ｐ＝Σ（性状値ｐｉ・Ｆｉ）
としてリアルタイムに推定される。この場合のＦはタンクレベルの変化率から求める。
【００４４】
上記各実施形態（図３〜図４）では、センサ等により流体の性状値が直接的に取得できる場合について説明している。しかし、センサ等により流体の性状値が直接的に取得できない場合には、性状値ｐと相関のあるパラメータをセンサ等により取得手段４１を介して取得し、演算手段４２において、取得されたパラメータに基づいて性状値ｐを算出することができる。
【００４５】
以上説明したように、本発明のタンク監視システムによれば、タンクに出入りする流体の性状または流量に関するパラメータをリアルタイムに取得し、このパラメータから得られる性状値または流量を時間的に積算することでタンク内の流体の性状または量をリアルタイムに推定するので、タンクに出入りする流体の性状または流量をリアルタイムに監視できる。
【００４６】
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、プラントを有する工場内に設けられたタンクの内容物について監視を行うタンク監視システムおよびタンク監視方法に対し、広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】一実施形態のタンク監視システムの構成例を示すブロック図。
【図２】タンク監視システムのプラントへの適用例を示す図であり、（ａ）は、タンクＴＫに出入りする流体の流量を監視する構成例を示す図、（ｂ）は、タンクの内容物の性状を推定する構成例を示す図。
【図３】タンク監視システムのプラントへの適用例を示す図であり、（ａ）は、ブレンダでブレンドした流体の性状値を監視する構成を示す図、（ｂ）は、他のタンクから流入する流体の性状値を監視する構成を示す図。
【図４】タンク性状値の推定方法を示す図。
【符号の説明】
【００４８】
１      オンサイト分散制御システム（制御手段）
２      オフサイト分散制御システム（制御手段）
４      タンク監視装置
６      計測システム（計測手段）
４１    取得手段
４２    演算手段
４３    モデル式修正手段
【図１】
2009237653.tif 000003
【図２】
2009237653.tif 000004
【図３】
2009237653.tif 000005
【図４】
2009237653.tif 000006