(57)【要約】  プロセス制御を支援するための表示装置を提供する。プロセス値選択部１０は、複数のプロセス値の候補の中から、オペレータが値を変更可能な手入力プロセス値および所定の目標値に制御すべきターゲットプロセス値の少なくとも一方をオペレータに選択させる。相関関係特定部２０は、選択された手入力プロセス値およびターゲットプロセス値の少なくとも一方と直接的または間接的に相関関係をもつ１以上の関連プロセス値を特定する。相関関係表示部５０は、相関関係にある２つのプロセス値の相関関係を示すグラフを並べて表示する。
2019176635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセス制御を支援するための表示装置であって、  複数のプロセス値の候補の中から、オペレータが値を変更可能な手入力プロセス値および所定の目標値に制御すべきターゲットプロセス値の少なくとも一方を前記オペレータに選択させる選択部と、  選択された前記手入力プロセス値および前記ターゲットプロセス値の少なくとも一方と直接的または間接的に相関関係をもつ１以上の関連プロセス値を特定する相関関係特定部と、  相関関係にある２つのプロセス値の相関関係を示すグラフを並べて表示する表示部とを含むことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記表示部は、過去の所定期間のプロセス制御の運転データを利用した前記２つのプロセス値の相関関係を示す散布図において前記２つのプロセス値が取り得る上限値と下限値を表示することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記表示部は、過去の所定期間のプロセス制御の運転データを利用して、前記２つのプロセス値の内、一方のプロセス値を所定の値に設定した場合の他方のプロセス値が取り得る値を度数分布で表示することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記相関関係特定部は、１以上の前記関連プロセス値の内、前記オペレータが値を変更可能な手入力プロセス値を特定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記相関関係特定部は、前記関連プロセス値について副作用をもたらす副作用プロセス値を特定することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
前記手入力プロセス値から前記ターゲットプロセス値に至る相関関係をもつプロセス値の連鎖経路を選択肢として提示する提示部とをさらに含むことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の表示装置。
【請求項７】
前記表示部は、前記手入力プロセス値を前記オペレータが設定する入力値に変更した場合、前記相関関係を示すグラフにおいてプロセス値の変化を表示することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の表示装置。
【請求項８】
前記手入力プロセス値を前記オペレータが設定する入力値に変更した場合、前記相関関係特定部により特定されたプロセス値が許容範囲または法律により規制される範囲を越えるならば、警告を出力する警告部をさらに含むことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の表示装置。
【請求項９】
プロセス制御を支援するための表示方法であって、  複数のプロセス値の候補の中から、オペレータが値を変更可能な手入力プロセス値および所定の目標値に制御すべきターゲットプロセス値の少なくとも一方を前記オペレータに選択させる選択ステップと、  選択された前記手入力プロセス値および前記ターゲットプロセス値の少なくとも一方と直接的または間接的に相関関係をもつ１以上の関連プロセス値を特定する相関関係特定ステップと、  相関関係にある２つのプロセス値の相関関係を示すグラフを並べて表示する表示ステップとを含むことを特徴とする表示方法。
【請求項１０】
プロセス制御を支援するためのプログラムであって、  複数のプロセス値の候補の中から、オペレータが値を変更可能な手入力プロセス値および所定の目標値に制御すべきターゲットプロセス値の少なくとも一方を前記オペレータに選択させる選択ステップと、  選択された前記手入力プロセス値および前記ターゲットプロセス値の少なくとも一方と直接的または間接的に相関関係をもつ１以上の関連プロセス値を特定する相関関係特定ステップと、  相関関係にある２つのプロセス値の相関関係を示すグラフを並べて表示する表示ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、プロセス制御を支援するための表示装置および表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  化学プラントや発電プラントなどのプロセス系システムでは制御ロジックによって自動で運転される部分と、オペレータが手動で設定する固定値に基づいて運転される部分とがある。このようなプロセス系システムを対象としたプロセス制御において、オペレータは自動運転に使用される制御パラメータや手動で設定する固定値を運転状態を監視しながら適宜調整し、運転状態を最適に保持する。【０００３】  プロセス制御における制御パラメータや固定値は、演繹的な演算により最適値を求められるものもあるが、多くの場合は理論的に算出することは困難であり、オペレータが試行錯誤を繰り返しながら調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−２１１８３９号公報
【特許文献２】特開２０１７−２２８２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  オペレータによる試行錯誤の制御パラメータや固定値の調整は、プロセス系システムの安定運転継続を最優先にするため、微小量の設定値変更を行い、プロセス全体の変化を確認して、問題がないことを判断した上で、さらに微小量の設定値変更を行うという手順を繰り返すものであり、所望の結果を得るまでには多大な時間と労力を要する。また、オペレータが誤った設定値変更を行った場合には、プロセス系システムの安定運転継続や排ガス濃度等の法規制されている要素に多大な影響を及ぼすリスクもある。【０００６】  本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、プロセス系システムを最適な運転状態に保つための支援技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  上記課題を解決するために、本発明のある態様の表示装置は、プロセス制御を支援するための表示装置であって、複数のプロセス値の候補の中から、オペレータが値を変更可能な手入力プロセス値および所定の目標値に制御すべきターゲットプロセス値の少なくとも一方を前記オペレータに選択させる選択部と、選択された前記手入力プロセス値および前記ターゲットプロセス値の少なくとも一方と直接的または間接的に相関関係をもつ１以上の関連プロセス値を特定する相関関係特定部と、相関関係にある２つのプロセス値の相関関係を示すグラフを並べて表示する表示部とを含む。【０００８】  この態様によると、プロセス制御において手入力プロセス値またはターゲットプロセス値と相関関係にある関連プロセス値を特定して、相関関係にある２つのプロセス値の変動をグラフで確認することができる。【０００９】  本発明の別の態様は、表示方法である。この方法は、プロセス制御を支援するための表示方法であって、複数のプロセス値の候補の中から、オペレータが値を変更可能な手入力プロセス値および所定の目標値に制御すべきターゲットプロセス値の少なくとも一方を前記オペレータに選択させる選択ステップと、選択された前記手入力プロセス値および前記ターゲットプロセス値の少なくとも一方と直接的または間接的に相関関係をもつ１以上の関連プロセス値を特定する相関関係特定ステップと、相関関係にある２つのプロセス値の相関関係を示すグラフを並べて表示する表示ステップとを含む。【００１０】  なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システム、コンピュータプログラム、データ構造、記録媒体などの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１１】  本発明によれば、プロセス系システムを最適な運転状態に保つための支援技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態に係るプロセス制御を支援するための表示装置の構成図である。
【図２】手入力プロセス値とターゲットプロセス値の選択画面の例を示す図である。
【図３】図１の選択肢提示部により選択肢として提示される連鎖経路を示す図である。
【図４Ａ】図３の第１選択肢の詳細を示す図である。
【図４Ｂ】図３の第３選択肢の詳細を示す図である。
【図４Ｃ】図３の第４選択肢の詳細を示す図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｄ）は、２つのプロセス値の相関関係を示す散布図である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｄ）は、それぞれ図５（ａ）〜図５（ｄ）の散布図における上限値と下限値を示す図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｄ）は、２つのプロセス値の相関関係を示す散布図において一方のプロセス値が所定の値である場合に他方のプロセス値が取り得る値の範囲を示す図である。
【図８】図８（ａ）〜図８（ｄ）は、相関関係のある２つのプロセス値の内、一方のプロセス値が所定の値である場合に他方のプロセス値が取り得る値を度数分布で示した図である。
【図９】図９（ａ）〜図９（ｄ）は、連鎖経路における２つのプロセス値の相関関係を示す散布図である。
【図１０】図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、連鎖経路において相関関係のある２つのプロセス値の内、一方のプロセス値が所定の値である場合に他方のプロセス値が取り得る値を度数分布で示した図である。
【図１１】図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、手入力プロセス値を変更した場合に他のプロセス値が変化する様子を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、手入力プロセス値の変化によって副作用プロセス値が許容範囲や規制範囲を超える様子を示す図である。
【図１３】図１の選択肢提示部により選択肢として提示される連鎖経路の具体例を示す図である。
【図１４Ａ】図１３の第１選択肢の詳細を示す図である。
【図１４Ｂ】図１３の第２選択肢の詳細を示す図である。
【図１４Ｃ】図１３の第３選択肢の詳細を示す図である。
【図１４Ｄ】図１３の第４選択肢の詳細を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】  以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１４】  図１は、本実施の形態に係るプロセス制御を支援するための表示装置１００の構成図である。表示装置１００は、化学プラントや発電プラントなどのプロセス系システムの運転支援装置の一部として構成される。表示装置１００は、プロセス値選択部１０と、相関関係特定部２０と、選択肢提示部３０と、プロセス値入力部４０と、相関関係表示部５０と、警告部６０と、相関関係記憶部７０と、運転データＤＢ（データベース）８０とを含む。
【００１５】  プロセス制御においては複数のプロセス変数が相関関係をもつため、一つのプロセス変数の値に注目するだけではプロセス全体の管理はできない。そこで、複数のプロセス変数の間の相関関係を見ながら運転状況を把握することが必要である。
【００１６】  相関関係記憶部７０には、複数のプロセス変数の間の相関関係を記憶する。プロセス変数間の相関関係は理論的な数式で記述されているものもあれば、経験則で得られるものもある。
【００１７】  運転データＤＢ８０には、プロセス系システムを実際に運転させた場合のプロセス変数の値が運転データとして登録されている。運転データは常設または仮設の各種計器によって随時収集され、運転データＤＢ８０に継続的に蓄積されるため、現時点の運転データだけでなく、過去の運転データも参照可能である。
【００１８】  プロセス値選択部１０は、複数のプロセス値の候補の中から、所定の目標値に制御すべき「ターゲットプロセス値」をオペレータに選択させる。プロセス値選択部１０はまた、複数のプロセス値の候補の中から、オペレータが値を変更可能な「手入力プロセス値」をオペレータに選択させてもよい。手入力プロセス値は、後述のように相関関係特定部２０が自動的に見つけることもできるのでオペレータによる手入力プロセス値の選択は必須ではない。
【００１９】  図２は、手入力プロセス値とターゲットプロセス値の選択画面の例を示す図である。表示装置１００の画面には、手入力プロセス値をオペレータに選択させるための手入力プロセス値選択ウィンドウ２００と、ターゲットプロセス値をオペレータに選択させるためのターゲットプロセス値選択ウィンドウ２１０が表示される。ウィンドウ内の項目は上下にスクロールすることで表示しきれない部分の閲覧が可能である。
【００２０】  手入力プロセス値選択ウィンドウ２００には、オペレータが値を変更可能な複数の手入力プロセス値の候補が表示され、オペレータは複数の手入力プロセス値の候補の中から、運転状況を改善するために設定値を変更したい手入力プロセス値を適宜選択する。オペレータがどの手入力プロセス値を調整すればよいかわからない場合は、いずれの手入力プロセス値も選択せずに、相関関係特定部２０が自動的に選択するのに任せることもできる。図２の例では、オペレータは手入力プロセス値としてプロセス値Ａ、プロセス値Ｂ、プロセス値Ｄを選択しており、これらのプロセス値がハイライト表示されている。
【００２１】  ターゲットプロセス値選択ウィンドウ２１０には、所定の目標値に制御すべき複数のターゲットプロセス値の候補が表示され、オペレータは複数のターゲットプロセス値の候補の中から、運転状況を改善するために目標値に制御したいターゲットプロセス値を選択する。図２の例では、オペレータはターゲットプロセス値としてプロセス値Ｑを選択しており、プロセス値Ｑがハイライト表示されている。
【００２２】  相関関係特定部２０は、相関関係記憶部７０を参照して、オペレータが選択したターゲットプロセス値と直接的または間接的に相関関係をもつ「関連プロセス値」を特定する。ターゲットプロセス値と直接的に相関関係をもつ関連プロセス値を特定し、その関連プロセス値と直接的に相関関係をもつ別の関連プロセス値を特定し、これを繰り返すことでターゲットプロセス値と連鎖的に相関関係をもつ１以上の関連プロセス値の連鎖経路が得られる。
【００２３】  ターゲットプロセス値と直接的または間接的に相関関係をもつ関連プロセス値の連鎖経路の中には、オペレータが値を変更可能な手入力プロセス値が見つかることがある。関連プロセス値の連鎖経路の中で見つかった手入力プロセス値は、オペレータが手入力プロセス値選択ウィンドウ２００で選択した手入力プロセス値である場合と、手入力プロセス値選択ウィンドウ２００で選択しなかった手入力プロセス値である場合とがある。
【００２４】  選択肢提示部３０は、手入力プロセス値から関連プロセス値を経てターゲットプロセス値に至る連鎖経路を選択肢として提示する。
【００２５】  図３は、選択肢提示部３０により選択肢として提示される連鎖経路を示す図である。各連鎖経路の選択肢は、選択肢識別子３００、手入力プロセス値３０２、関連プロセス値３０４、ターゲットプロセス値３０６、リスク３０８の順に表示される。リスク３０８はオプションであり、表示しない場合もある。
【００２６】  第１選択肢２２０は、選択肢識別子Ｓ１、手入力プロセス値Ａ、第１関連プロセス値Ｘ１、第２関連プロセス値Ｘ２、第３関連プロセス値Ｘ３、ターゲットプロセス値Ｑ、リスク高の順に示されている。手入力プロセス値Ａは第１関連プロセス値Ｘ１と直接的に相関があり、第１関連プロセス値Ｘ１は第２関連プロセス値Ｘ２と直接的に相関があり、第２関連プロセス値Ｘ２は第３関連プロセス値Ｘ３と直接的に相関があり、第３関連プロセス値Ｘ３はターゲットプロセス値Ｑと直接的に相関があることを示しており、プロセス値Ａ、プロセス値Ｘ１、プロセス値Ｘ２、プロセス値Ｘ３、プロセス値Ｑの順に連鎖して相関関係がある。
【００２７】  同様に、第２選択肢２３０は、選択肢識別子Ｓ２を有し、手入力プロセス値Ｂ、第４関連プロセス値Ｘ４、第５関連プロセス値Ｘ５、第６関連プロセス値Ｘ６、第７関連プロセス値Ｘ７、ターゲットプロセス値Ｑの順に連鎖して相関関係があり、リスク高である。
【００２８】  第３選択肢２４０は、選択肢識別子Ｓ３を有し、手入力プロセス値Ｄ、第８関連プロセス値Ｘ８、第９関連プロセス値Ｘ９、ターゲットプロセス値Ｑの順に連鎖して相関関係があり、リスク中である。
【００２９】  第４選択肢２５０は、選択肢識別子Ｓ４を有し、手入力プロセス値Ｆ、第１０関連プロセス値Ｘ１０、第１１関連プロセス値Ｘ１１、第１２関連プロセス値Ｘ１２、ターゲットプロセス値Ｑの順に連鎖して相関関係があり、リスク低である。
【００３０】  第１選択肢２２０、第２選択肢２３０、第３選択肢２４０のそれぞれの手入力プロセス値Ａ、Ｂ、Ｄはオペレータが手入力プロセス値選択ウィンドウ２００で選択した手入力プロセス値であるが、第４選択肢２５０の手入力プロセス値Ｆはオペレータが手入力プロセス値選択ウィンドウ２００で選択しなかった手入力プロセス値であり、相関関係特定部２０により自動的に見つけられたものである。
【００３１】  オペレータが図３の各選択肢２２０、２３０、２４０、２５０をクリックすると各選択肢２２０、２３０、２４０、２５０の詳細が表示され、関連プロセス値から副作用として影響が出る副作用プロセス値が表示される。
【００３２】  図４Ａは、図３の第１選択肢２２０の詳細を示す図である。第１関連プロセス値Ｘ１は第１副作用プロセス値Ｙ１と直接的な相関関係があり、第２関連プロセス値Ｘ２は第２副作用プロセス値Ｙ２と直接的な相関関係があり、第３関連プロセス値Ｘ３は第３副作用プロセス値Ｙ３および第４副作用プロセス値Ｙ４と直接的な相関関係がある。
【００３３】  図４Ａに示される副作用プロセス値の内、第１副作用プロセス値Ｙ１と第４副作用プロセス値Ｙ４はリスクがある項目であるため、リスク項目であることを示すマーク（「リスクマーク」と呼ぶ）が表示されている。リスクのある副作用プロセスが２つあるため、第１選択肢２２０はリスクが「高」であるとされている。リスクを評価する際、副作用プロセス値がリスク要因となる性質のものであるかどうかでリスクを静的に評価してもよいが、副作用プロセス値が許容範囲を超える値であるかどうかでリスクを動的に評価してもよい。リスクを静的に評価する場合は、副作用プロセス値が具体的にどのような値になるかをシミュレーションすることなく、副作用プロセス値がリスクをもたらす項目であるかどうかという性質だけで評価するため、迅速かつ簡便にリスクの評価が可能である。リスクを動的に評価する場合は、シミュレーションの結果、副作用プロセス値が許容範囲を超える値になるかどうかで評価するため、許容範囲に収まる場合はリスクを低く見積もり、許容範囲を超える場合はリスクを高く見積もることにより、具体的で正確なリスクの評価が可能である。また、リスクの判定結果を定量的に数値で示してもよい。リスクを定量的に数値で示すことにより、リスクの高低をより正確に把握することができ、また、選択肢間で容易にリスクを比較することができる。
【００３４】  図４Ｂは、図３の第３選択肢２４０の詳細を示す図である。第８関連プロセス値Ｘ８は第５副作用プロセス値Ｙ５と直接的な相関関係があり、第９関連プロセス値Ｘ９は第６副作用プロセス値Ｙ６と直接的な相関関係がある。第６副作用プロセス値Ｙ６はさらに第７副作用プロセス値Ｙ７と直接的な相関関係がある。
【００３５】  図４Ｂに示される副作用プロセス値の内、第７副作用プロセス値Ｙ７はリスク項目であるため、リスクマークが表示されている。リスクのある副作用プロセスが１つあるため、第３選択肢２４０はリスクが「中」とされている。
【００３６】  図４Ｃは、図３の第４選択肢２５０の詳細を示す図である。第１０関連プロセス値Ｘ１０は第８副作用プロセス値Ｙ８と直接的な相関関係があり、第１１関連プロセス値Ｘ１１は第９副作用プロセス値Ｙ９と直接的な相関関係があり、第１２関連プロセス値Ｘ１２は第１０副作用プロセス値Ｙ１０と直接的な相関関係がある。
【００３７】  図４Ｃに示される副作用プロセス値には、リスク項目がないため、第４選択肢２５０はリスクが「低」とされている。
【００３８】  このようにオペレータは各選択肢の詳細を閲覧して、どのような副作用があるかを確認し、副作用のリスクの有無や高低を調べることができる。
【００３９】  この例では、第４選択肢２５０が最もリスクが低いため、オペレータが最適な手段として選択する選択肢となる。第４選択肢２５０の手入力プロセス値Ｆは、オペレータが手入力プロセス値選択ウィンドウ２００で選択しなかったものであるため、オペレータは、ターゲットプロセス値Ｑを目標値に制御する手段として自分で見つけることのできなかった連鎖経路を見つけることができたことになる。
【００４０】  相関関係表示部５０は、各選択肢の連鎖経路において２つのプロセス値を選択し、２つのプロセス値の間の相関関係を示すグラフを表示する。連鎖経路における関連プロセス値の変化を見るため、連鎖する２つのプロセス値の間の相関関係を示すグラフを複数並べて表示してもよい。
【００４１】  相関関係表示部５０は、運転データＤＢ８０を参照し、過去の所定期間のプロセス制御の運転データを利用して２つのプロセス値の相関関係を示す散布図において２つのプロセス値が取り得る上限値と下限値を表示することができる。
【００４２】  図５（ａ）〜図５（ｄ）は、２つのプロセス値の相関関係を示す散布図である。図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）は、それぞれ過去１か月、３か月、６か月、１年の運転データを利用したプロセス値Ｘとプロセス値Ｙの相関関係を示す散布図である。オペレータが調べたい運転条件の期間を具体的に指定して散布図を表示することも可能である。たとえば、プラントの運転状態は気温、湿度などの季節変動の影響を受けるため、夏や冬などの期間を指定して散布図を表示してもよい。
【００４３】  図６（ａ）〜図６（ｄ）は、それぞれ図５（ａ）〜図５（ｄ）の散布図における上限値と下限値を示す図である。図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）、図６（ｄ）は、それぞれ過去１か月、３か月、６か月、１年の運転データを利用してプロセス値Ｘとプロセス値Ｙの相関関係を示す散布図においてプロセス値Ｘとプロセス値Ｙの取り得る上限値と下限値を実線で示したものである。これにより、オペレータはプロセス値Ｘを変更したときにプロセス値Ｙが取り得る値の範囲を確認することができる。数学的に上限値と下限値を求める方法として、最小二乗法、単純な一次関数近似を用いてもよく、あるいは近似関数の誤差として任意に設定してもよい。
【００４４】  また、相関関係表示部５０は、過去の所定期間のプロセス制御の運転データを利用して、２つのプロセス値の内、一方のプロセス値を所定の値に設定した場合の他方のプロセス値が取り得る値を度数分布で表示することもできる。
【００４５】  図７（ａ）〜図７（ｄ）は、２つのプロセス値の相関関係を示す散布図において一方のプロセス値が所定の値である場合に他方のプロセス値が取り得る値の範囲を示す図である。図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）、図７（ｄ）は、それぞれ過去１か月、３か月、６か月、１年の運転データを利用したプロセス値Ｘとプロセス値Ｙの相関関係を示す散布図においてプロセス値Ｘを縦棒で示す所定の値としたときにプロセス値Ｙの取り得る値の範囲を示す図である。
【００４６】  図８（ａ）〜図８（ｄ）は、相関関係のある２つのプロセス値の内、一方のプロセス値が所定の値である場合に他方のプロセス値が取り得る値を度数分布で示した図である。図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）、図８（ｄ）は、それぞれ過去１か月、３か月、６か月、１年の運転データを利用したプロセス値Ｘとプロセス値Ｙの相関関係を示す散布図においてプロセス値Ｘを縦棒で示す所定の値としたときにプロセス値Ｙの取り得る値を度数分布で示した図である。横軸はプロセス値Ｙの値であり、縦軸はプロセス値Ｙの度数である。度数分布の上限値と下限値を点線で示している。上限値と下限値は標準偏差の任意の倍数で設定することができる。
【００４７】  相関関係表示部５０が、連鎖経路における２つのプロセス値の相関関係を示す散布図または度数分布を複数並べて表示することで、手入力プロセス値の調整が関連プロセス値を経てターゲットプロセス値に及ぼす影響を確認することができる。
【００４８】  図９（ａ）〜図９（ｄ）は、連鎖経路における２つのプロセス値の相関関係を示す散布図である。ここでは図４Ａの第１選択肢２２０の場合で説明する。図９（ａ）は、手入力プロセス値Ａと第１関連プロセス値Ｘ１の相関関係の散布図の上限値および下限値を示す。図９（ｂ）は、第１関連プロセス値Ｘ１と第２関連プロセス値Ｘ２の相関関係の散布図の上限値および下限値を示す。図９（ｃ）は、第２関連プロセス値Ｘ２と第３関連プロセス値Ｘ３の相関関係の散布図の上限値および下限値を示す。図９（ｄ）は、第３関連プロセス値Ｘ３とターゲットプロセス値Ｑの相関関係の散布図の上限値および下限値を示す。
【００４９】  図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、連鎖経路において相関関係のある２つのプロセス値の内、一方のプロセス値が所定の値である場合に他方のプロセス値が取り得る値を度数分布で示した図である。ここでは図４Ａの第１選択肢２２０の場合で説明する。図１０（ａ）は、手入力プロセス値Ａが所定の値である場合に第１関連プロセス値Ｘ１が取り得る値を度数分布で示す。図１０（ｂ）は、第１関連プロセス値Ｘ１が所定の値である場合に第２関連プロセス値Ｘ２が取り得る値を度数分布で示す。図１０（ｃ）は、第２関連プロセス値Ｘ２が所定の値である場合に第３関連プロセス値Ｘ３が取り得る値を度数分布で示す。図１０（ｄ）は、第３関連プロセス値Ｘ３が所定の値である場合にターゲットプロセス値Ｑが取り得る値を度数分布で示す。
【００５０】  プロセス値入力部４０は、各選択肢における手入力プロセス値について入力値をオペレータに入力させる。オペレータは入力値を数値で与えてもよいが、相関関係表示部５０が表示する相関関係を示すグラフの手入力プロセス値の軸上でスライダー（つまみ）をスライドさせることで手入力プロセス値を現在の値から連続的に変更してもよい。相関関係表示部５０は、相関関係を示すグラフにおいて、手入力プロセス値をオペレータが与えた入力値に変更した場合の関連プロセス値、副作用プロセス値、ターゲットプロセス値の変化を表示することができる。
【００５１】  図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、手入力プロセス値を変更した場合に他のプロセス値が変化する様子を示す図である。ここでは図４Ａの第１選択肢２２０の場合で説明する。図１１（ａ）は、グラフの横軸上で三角形で示すスライダーをスライドさせることで手入力プロセス値Ａを実線で示す現在の値から点線で示す設定値に増加させた場合を示す。手入力プロセス値Ａの増加により、第１関連プロセス値Ｘ１、第２関連プロセス値Ｘ２、第３関連プロセス値Ｘ３、ターゲットプロセス値Ｑが連鎖的に変化する。
【００５２】  図１１（ａ）に示すように手入力プロセス値Ａと第１関連プロセス値Ｘ１は正の相関があるため、手入力プロセス値Ａが増加すると第１関連プロセス値Ｘ１も増加する。図１１（ｂ）に示すように第１関連プロセス値Ｘ１と第２関連プロセス値Ｘ２は負の相関があるため、第１関連プロセス値Ｘ１が増加すると第２関連プロセス値Ｘ２は減少する。図１１（ｃ）に示すように第２関連プロセス値Ｘ２と第３関連プロセス値Ｘ３は負の相関があるため、第２関連プロセス値Ｘ１が減少すると第３関連プロセス値Ｘ３は増加する。図１１（ｄ）に示すように第３関連プロセス値Ｘ３とターゲットプロセス値Ｑは負の相関があるため、第３関連プロセス値Ｘ３が増加するとターゲットプロセス値Ｑは減少する。
【００５３】  ここではターゲットプロセス値Ｑを減少させることが目標である場合、手入力プロセス値Ａを増加させることによって、連鎖的に関連プロセス値Ｘ１が増加、関連プロセス値Ｘ２が減少、関連プロセス値Ｘ３が増加、ターゲットプロセス値Ｑが減少し、目的を達成することができる。
【００５４】  警告部６０は、手入力プロセス値をオペレータが設定する入力値に変更した場合に関連プロセス値や副作用プロセス値が許容範囲を越えたり、法律により規制される範囲を超えるならば、メッセージやリスクマークなどで警告を出力する。
【００５５】  図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、手入力プロセス値の変化によって副作用プロセス値が許容範囲や規制範囲を超える様子を示す図である。ここでは図４Ａの第１選択肢２２０の場合で説明する。図１２（ａ）は、図１１（ｂ）に示したように第１プロセス値Ｘ１が増加した場合、第１プロセス値Ｘ１と負の相関がある第１副作用プロセス値Ｙ１が減少し、下限値αを下回ることを示す。図１２（ｂ）は、図１１（ｄ）に示したように第３プロセス値Ｘ３が増加した場合、第３プロセス値Ｘ３と正の相関がある第４副作用プロセス値Ｙ４が増加し、上限値βを上回ることを示す。
【００５６】  警告部６０は、関連プロセス値や副作用プロセス値が許容範囲や規制範囲を超えた場合、図４Ａ〜図４Ｃで説明した選択肢の詳細画面においてリスクマークを表示することで警告を発してもよく、また、相関関係表示部５０が相関関係を示すグラフを表示する画面においてメッセージなどで警告を発してもよい。図１２（ａ）および図１２（ｂ）のように制限値や規制値をグラフ内に表示し、手入力プロセス値を変えることで、関連プロセス値や副作用プロセス値が許容範囲や規制範囲を超えることが視認できるようにしてもよい。
【００５７】  実施例として、循環流動層（Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ  Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ  Ｂｅｄ）ボイラのプロセス制御に表示装置１００を適用する場合を説明する。ＣＦＢボイラでは発熱量や理論空気量は、実プロセスから逆算して推定可能であるが、プロセス変化が遅い炉内温度などのパラメータは逆算して推定することが非常に困難である。本実施の形態の表示装置１００を用いれば、手入力プロセス値の調整に対して容易に推定することが困難な連鎖的に関連するプロセス値の変動幅を過去の運転データにもとづいて容易に予測することができる。また、手入力プロセス値を実際に変更する前に、副作用プロセス値の変動を含めてプロセス全体に与える副次的影響を事前に評価することができる。
【００５８】  一例として、ＣＦＢボイラの一次空気比率とベッド温度、ベッド温度と窒素酸化物（ＮＯｘ）発生量、一次空気比率と窒素酸化物発生量の間にはそれぞれ相関関係がある。手入力プロセス値として一次空気比率を調整することで、ターゲットプロセス値であるベッド温度を目標値に制御する際、副作用プロセス値である窒素酸化物発生量を規制値以下に抑制することが求められる。一次空気比率、窒素酸化物発生量、ベッド温度の間の相関関係を運転データにももとづくグラフで確認しながら、一次空気比率を調整することで、窒素酸化物発生量を抑制しながらベッド温度を目標値に制御することができる。
【００５９】  図１３は、選択肢提示部３０により選択肢として提示される連鎖経路の具体例を示す図である。ここではＣＦＢボイラのターゲットプロセス値としてボイラ出口の排ガス温度を低下させることを制御目標にする場合を例に説明する。
【００６０】  第１、第２、第３、第４選択肢２６０、２７０、２８０、２９０が提示されており、手入力プロセス値３０２はそれぞれ「空気比関数設定変更（増）」、「空気比関数設定変更（減）」、「理論空気量設定値変更」、「燃焼空気配分設定値変更」であり、ターゲットプロセス値３０６は「ボイラ出口排ガス温度低下」である。「空気比関数設定変更（増）」、「空気比関数設定変更（減）」は空気比をそれぞれ増やす、減らす方向に変更することであり、手入力プロセス値は、このように設定値を変更する方向を含めて定義することもできる。
【００６１】  第１選択肢２６０では、手入力プロセス値「空気比関数設定変更（増）」に対して、関連プロセス値３０４として「空気比増加」、「総燃焼空気量増加」、「排ガス量増加」、「火炉収熱量増加」、「火炉出口排ガス温度低下」がこの順で連鎖的に関連し、ターゲットプロセス値「ボイラ出口排ガス温度低下」に至る連鎖経路が提示されている。
【００６２】  ここで各関連プロセス値に「増加」、「低下」など変化の方向が示されているのは、相関関係を示すグラフで言えば、一つ前の関連プロセス値の増減に対して正の相関であるか、負の相関であるかによるものであり、相関関係を示すグラフを表示しなくても、このように文字列で各関連プロセス値の増減を表示することもできる。
【００６３】  第２選択肢２７０では、手入力プロセス値「空気比関数設定変更（減）」に対して、関連プロセス値３０４として「空気比減少」、「総燃焼空気量減少」、「排ガス量減少」、「火炉収熱量低下」、「火炉出口排ガス温度増加」、「後部煙道内の熱交換器性能改善」がこの順で連鎖的に関連し、ターゲットプロセス値「ボイラ出口排ガス温度低下」に至る連鎖経路が提示されている。
【００６４】  第３選択肢２８０では、手入力プロセス値「理論空気量設定値変更」に対して、関連プロセス値３０４として「１次燃焼空気量のみ増加」、「火炉収熱量増加」、「火炉出口排ガス温度低下」がこの順で連鎖的に関連し、ターゲットプロセス値「ボイラ出口排ガス温度低下」に至る連鎖経路が提示されている。「１次燃焼空気量のみ増加」が「火炉収熱量増加」に連鎖するのは、炉内熱媒体である循環材の活動が活発になるためである。
【００６５】  第４選択肢２９０では、手入力プロセス値「燃焼空気配分設定値変更」に対して、関連プロセス値３０４として「１次燃焼空気量のみ増加」、「火炉収熱量増加」、「火炉出口排ガス温度低下」がこの順で連鎖的に関連し、ターゲットプロセス値「ボイラ出口排ガス温度低下」に至る連鎖経路が提示されている。
【００６６】  図１４Ａは、図１３の第１選択肢２６０の詳細を示す図である。副作用プロセス値が示され、リスクがある副作用プロセス値にはリスクマークが付けられる。
【００６７】  関連プロセス値「空気比増加」は副作用プロセス値「ＮＯｘ発生量増加」と相関関係があり、「総燃焼空気量増加」は副作用プロセス値「２次押込通風機消費動力増加」と相関関係があり、「排ガス量増加」は副作用プロセス値「誘因通風機消費動力増加」および「ボイラ効率低下」と相関関係があり、「火炉収熱量増加」は副作用プロセス値「炉内温度低下」と相関関係があり、副作用プロセス値「炉内温度低下」はさらに副作用プロセス値「脱硫効率低下（ＳＯｘ排出量増加）」と相関関係がある。
【００６８】  ここで、副作用プロセス値「ボイラ効率低下」はリスク項目である。なぜならボイラ効率が低下するとボイラの本来の目的達成が損なわれるからである。また、「脱硫効率低下（ＳＯｘ排出量増加）」もリスク項目である。大気汚染の観点から硫黄酸化物（ＳＯｘ）の排出量は法律により規制されており、規制値を超えると法律違反となるからである。
【００６９】  ここで脱硫反応には適切な温度帯があるが、本例では手入力プロセス値「空気比関数設定変更（増）」の調整により、適切な温度以下となり、脱硫反応が停止してしまい、ＳＯｘ排出量が規制値を超えてしまう。そのため、第１選択肢２６０は採用できない。
【００７０】  図１４Ｂは、図１３の第２選択肢２７０の詳細を示す図である。「総燃焼空気量減少」は副作用プロセス値「２次押込通風機消費動力増加」と相関関係があり、「排ガス量減少」は副作用プロセス値「誘因通風機消費動力増加」と相関関係があり、「火炉収熱量低下」は副作用プロセス値「炉内温度増加」と相関関係があり、副作用プロセス値「炉内温度増加」はさらに副作用プロセス値「脱硫効率低下（ＳＯｘ排出量増加）」および「ＮＯｘ発生量増加」と相関関係がある。
【００７１】  ここで、「脱硫効率低下（ＳＯｘ排出量増加）」と「ＮＯｘ発生量増加」がリスク項目である。大気汚染の観点から硫黄酸化物（ＳＯｘ）と同様、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生量も法律で規制されているからである。
【００７２】  また、手入力プロセス値「空気比関数設定変更（減）」は、ボイラの高運用負荷帯では適用不能であることも手入力プロセス値に関するリスク項目として表示されている。
【００７３】  本例では、手入力プロセス値「空気比関数設定変更（減）」の調整により、脱硫反応が起きる温度以下となり、脱硫反応が停止してしまい、ＳＯｘ排出量が規制値を超えること、また、ＮＯｘ排出量も規制値を超えることから、第２選択肢２７０は採用できない。
【００７４】  図１４Ｃは、図１３の第３選択肢２８０の詳細を示す図である。「１次燃焼空気量のみ増加」は副作用プロセス値「１次押込通風機消費動力増加」および「２次押込通風機による排ガスＯ２補正機能低下（または喪失）」と相関関係があり、「火炉収熱量増加」は副作用プロセス値「炉内温度低下」と相関関係があり、副作用プロセス値「炉内温度低下」はさらに副作用プロセス値「脱硫効率低下（ＳＯｘ排出量増加）」と相関関係がある。
【００７５】  ここで、「脱硫効率低下（ＳＯｘ排出量増加）」がリスク項目である。また、手入力プロセス値「理論空気量設定値変更」は、運用負荷を変化させた場合に再度設定が必要であることが手入力プロセス値に関するリスク項目として表示されている。
【００７６】  本例では、手入力プロセス値「理論空気量設定値変更」の調整により、ＳＯｘ排出量が規制値を超えることから、第３選択肢２８０は採用できない。
【００７７】  図１４Ｄは、図１３の第４選択肢２９０の詳細を示す図である。「１次燃焼空気量のみ増加」は副作用プロセス値「１次押込通風機消費動力増加」および「２次押込通風機による排ガスＯ２補正機能低下（または喪失）」と相関関係があり、「火炉収熱量増加」は副作用プロセス値「炉内温度低下」と相関関係があり、副作用プロセス値「炉内温度低下」はさらに副作用プロセス値「脱硫効率低下（ＳＯｘ排出量増加）」と相関関係があり、「火炉出口排ガス温度低下」は副作用プロセス値「後部煙道内の熱交換器性能低下」と相関関係がある。
【００７８】  本例では、手入力プロセス値「燃焼空気配分設定値変更」を調整しても、ＳＯｘ排出量が規制値を超えないことから、「脱硫効率低下（ＳＯｘ排出量増加）」はリスク項目とされていない。そのため、第４選択肢２９０を最もリスクなく運用できる手段として採用することができ、燃焼空気配分を負荷に見合った設定値に調整することにより、ボイラ出口の排ガス温度を目標値まで下げることができる。
【００７９】  以上説明したように、本実施の形態の表示装置１００によれば、手入力プロセス値からターゲットプロセス値に至る連鎖経路の関連プロセス値や副作用プロセス値を確認できるため、手入力プロセス値を調整した場合のターゲットプロセス値の変動を見るだけでは見落としてしまう関連プロセス値や副作用プロセス値の変動を確認することができる。
【００８０】  また、表示装置１００によれば、オペレータは、手入力プロセス値の設定値を実際に変更する前に影響の出るプロセス値の変化の程度を予測して、悪影響がある場合は手入力プロセス値の設定値の変更を中止することができる。具体的には、手入力プロセス値に直接的に相関関係のある関連プロセス値の変化の程度を予測し、さらに連鎖的に相関関係のある関連プロセス値や副作用プロセス値の変化の程度を予測できる。また、相関関係にある２つのプロセス値の相関関係を示すグラフを並列に表示することができるため、手入力プロセス値を調整した場合に直接的または間接的に相関関係にある他のプロセス値の変化幅を一度に予測することができる。
【００８１】  また、表示装置１００によれば、過去の運転データを利用することで、これまで経験に頼って調整されていたプロセス値に最適値を容易に調べることができる。
【００８２】  一般に数値シミュレーションでプロセス値間の相関関係を評価する場合、伝達関数を定義することが必要であるが、伝達関数に含まれる時定数や時間遅れ、各種の係数、定数を設定するのは困難である。一方、本実施の形態の表示装置１００によれば、実運転データからプロセス値間の相関関係をグラフ表示して調べることができるため、煩雑な伝達関数の設定やシミュレーションなどの数値計算は不要である。またプラントの特性（たとえば発熱量、燃料の種類、蒸気の温度・圧力・流量等）によらず、実運転データから評価することができるため、本方式はプラントの個体差によらずに燃焼系プラントに限らず、化学系プラントも含めた多種多様なプロセス系システムに幅広く適用可能であり、汎用性が高い。
【００８３】  このように、本実施形態の表示装置１００によれば、オペレータの労力を大幅に低減することができ、また、プラントの安定運用に貢献することができる。
【００８４】  以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。
【産業上の利用可能性】
【００８５】  プロセス制御を支援するための表示技術に利用できる。
【符号の説明】
【００８６】  １０  プロセス値選択部、  ２０  相関関係特定部、  ３０  選択肢提示部、  ４０  プロセス値入力部、  ５０  相関関係表示部、  ６０  警告部、  ７０  相関関係記憶部、  ８０  運転データＤＢ、  １００  表示装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【国際調査報告】
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