JP2015046005A - プラント状態解析システム及びプラント状態解析方法 - Google Patents

Abstract

【課題】セキュリティを確保しつつ有事の際の解析機能を備え、プラント情報が欠損した場合にもこれを迅速に補完するプラント状態解析システムを提供する。
【解決手段】プラント状態解析装置１０５は、プラント監視装置１０２から送信されたプラント情報と、作業管理システム１０３から送信された作業実績情報をデータストレージ１０７に蓄積する。検索処理部１０８は、操作端末１１４の要求に応じ、検索ライブラリ１０９を用いてデータストレージ１０７から所定の情報を検索する。検索した情報に欠損部がある場合、解析処理部１１０は、解析パターンライブラリ１１１を用いて欠損部を解析して情報を補完する。プラント監視装置１０２と作業管理システム１０３は、ファイヤーウォール１０４を介してプラント状態解析装置１０５に接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラント設備におけるプラント情報と作業実績情報とを統合して管理するプラント状態解析システム及びプラント状態解析方法に関する。

プラント設備を管理するため、通常、プラント監視装置と作業管理システムが備えられている。プラント監視装置は、プラントの各設備の操作情報や警報発生履歴およびプラントパラメータ（アナログ情報）などプラントのあらゆるデータを集約し、運転員に対してプラント全体の状態表示を行い、運転操作の支援を行う。また、各設備の運転状態を表示するデータを一定期間保存し、運転日誌の自動作成や、事故や不具合が発生した場合には、この履歴データを元に解析を行う。また、作業管理システムは、設備の保守作業を効率よく行うため、プラントの設備情報や点検データを集約管理する。

プラント監視装置の各設備情報は必ずしも正確な機器名称を所有しておらず、特に機器名称が非常に長い場合は運転情報を早期に理解してもらうために、表示文字数に制限を持たせている。そのため、専門の略語を用いて表示することが一般的であり、作業管理システムの設備情報と完全に一致されないことが多い。

これらに関連する技術として、特許文献１には、プラント監視制御システムと設備情報管理システムとの間で機器名称の紐付けを行い、プラント監視制御システムからプラント稼動状況の情報を取得する設備情報管理システムの構成が開示されている。また特許文献２には、運転制御情報と現場情報と設備保守技術情報とをネットワークで接続し、統合して管理するプラント状態監視システムの構成が開示されている。

特開２０１１−１９８１７６号公報 特開２００７−４２０１４号公報

作業管理システムにおいて、保守作業の計画は基本的に保修部の居室で行われるため、保修部の居室ネットワーク（通常は社内ＬＡＮなど）を用いた構成となる。このような作業管理システムをプラント監視装置に接続して管理すると、外部とのセキュリティの問題が生じてくる。よって、機密性の高いプラント設備においては、従来からプラント監視装置と作業管理システムは独立して構成されている。

一方、プラント設備の保守作業を行う場合、設備の電源を遮断する作業などでプラント監視装置に電源が供給されず、その期間プラント情報を収集できないことがある。その結果、プラント監視装置と作業管理システムが独立して構成される場合には、プラント情報を集約表示する中央制御室において、保守作業期間のプラント設備の状態を正確に把握することは困難となる。

特許文献１では、保守作業によりプラント機器への信号経路が遮断された場合、プラント監視装置からプラント情報を収集できない場合が考慮されていない。特許文献２では、ネットワーク上でプラント監視装置と作業管理システムを接続した場合のセキュリティ問題が考慮されていない。

また、上記以外の問題として、プラント情報と作業管理情報とを集約管理したとしても、例えば設備に事故が発生した際に行うプラント状態の解析作業が困難であることが挙げられる。プラント情報の解析には、既に収集したプラント情報を各機器の動作判定ロジックを用いて行うことになるが、プラント情報は短期間で大容量のデータとなり、またプラントが有する機器の数は膨大であるから、作業者が解析作業を行うのは容易ではなく、プラント情報の解析結果を迅速に得ることは困難である。

そこで本発明の目的は、セキュリティを確保しつつ有事の際の解析機能を備え、プラント情報が欠損した場合にもこれを迅速に補完するプラント状態解析システム及びプラント状態解析方法を提供することである。

本発明は、プラント設備の動作状態を監視するプラント監視装置と、プラント設備の保守作業を管理する作業管理システムと、プラント設備の稼働状態を解析するプラント状態解析装置と、プラント状態解析装置を操作する操作端末を備えたプラント状態解析システムであって、プラント状態解析装置は、プラント監視装置から送信されたプラント情報と、作業管理システムから送信された作業実績情報を蓄積するデータストレージと、操作端末の要求に応じ、検索ライブラリを用いてデータストレージから所定の情報を検索する検索処理部と、検索した情報に欠損部がある場合、解析パターンライブラリを用いて欠損部を解析して情報を補完する解析処理部と、を備え、プラント状態解析装置による検索結果と解析結果を操作端末に表示する構成とする。ここに、プラント監視装置と作業管理システムをファイヤーウォールを介してプラント状態解析装置に接続する。

本発明によれば、セキュリティを確保しつつ有事の解析機能を備え、プラント情報が欠損した場合にもこれを迅速に補完できるので、プラント状態の解析機能が向上する。

プラント状態解析システムの一実施例を示す全体構成図。 プラント状態解析装置１０５のハードウェア構成を示す図。 プラント状態解析システム１０１内の各ブロックの処理フローを示す図。 プラント状態解析装置１０５の行うデータ解析の処理フローを示す図。 プラント監視装置１０２から受信するプラント情報の例を示す図。 作業管理システム１０３から受信する作業実績情報の例を示す図。 プラント情報（アナログデータ）に対する検索パターンを示す図。 プラント情報（ディジタルデータ）に対する検索パターンを示す図。 作業実績情報に対する検索パターンを示す図。 プラント設備の各種設計図面を示す図。 データ解析事例を示す図。 解析パターンライブラリ１１１の例を示す図。 操作端末１１４における検索結果と解析結果の表示方法を示す図。

以下、図面を用いて本発明に関する実施の形態を説明する。
図１は、本発明によるプラント状態解析システムの一実施例を示す全体構成図である。プラント状態解析システム１０１は、プラント監視装置１０２と作業管理システム１０３をファイヤーウォール１０４を介してプラント状態解析装置１０５に接続し、またプラント状態解析装置１０５にはハブ（ＨＵＢ）１１３を介して操作端末１１４を接続して構成される。

プラント監視装置１０２はプラント設備を監視し、プラントを構成する機器や配管のアナログ信号、機器の動作信号や警報状態などのディジタル信号を収集し、これに収集した日時データを付与し、ファイヤーウォール１０４を介して一定周期でプラント状態解析装置１０５に送信する。以下、プラント監視装置１０２から送られる情報を「プラント情報」と呼ぶ。

作業管理システム１０３はプラント設備の保守作業を管理し、プラントの機器や配管の保守作業に関する作業項目、作業日、各機器の隔離状態などの予定・実績データを、ファイヤーウォール１０４を介して、予定登録時及び作業実績登録時にプラント状態解析装置１０５に送信する。以下、作業管理システム１０３から送られる情報を「作業実績情報」と呼ぶ。

このように本実施例では、プラント監視装置１０２と作業管理システム１０３とプラント状態解析装置１０５との間をファイヤーウォール１０４を介して接続する構成としている。よって、仮に作業管理システム１０３に外部ネットワークから第三者が侵入しても、プラント監視装置１０２やプラント状態解析装置１０５で扱うデータやプログラムを保護し、システムのセキュリティを確保することができる。

プラント状態解析装置１０５は、プラント監視装置１０２や作業管理システム１０３から送信されたデータを受信して蓄積するとともに、要求に応じて蓄積したデータを検索し、プラント情報が欠損した場合には解析して補完する機能を備える。プラント監視装置１０２と作業管理システム１０３から収集した受信データは、一旦入出力メモリ１０６に転写された後、データストレージ１０７にて保存する。

操作端末１１４から、ある期間の機器動作またはパラメータの表示要求を受けると、検索処理部１０８は、対象時刻でのプラント情報、機器動作情報、及び作業実績情報をデータストレージ１０７から検索する。検索作業では、検索項目を選択するための検索ライブラリ１０９を用いて効率的に行う。また解析処理部１１０は、検索処理部１０８が検索した情報について欠損がある場合、欠損箇所の機器動作やパラメータの解析を行う。解析作業では、各機器の動作判定ロジックを記述した解析パターンライブラリ１１１を用いて効率的に行う。操作入出力部１１２は、検索・解析の結果を、ＨＵＢ１１３を介して、操作端末１１４に送信する。操作端末１１４では、ＧＵＩ(Graphical User Interface）画面を用いて検索要求の入力や解析結果の表示を行う。

図２は、プラント状態解析装置１０５のハードウェア構成を示す図である。プラント状態解析装置１０５は例えばマイクロコンピュータで構成され、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、不揮発性ストレージ２０４が、バス２０５を介して接続されている。さらにバス２０５には、ファイヤーウォール１０４に接続される入出力メモリ１０６と、ＨＵＢ１１３に接続されるＮＩＣ（Network Interface Card）２０６が接続されている。

ＣＰＵ２０１は、プラント状態解析装置１０５でのデータの入出力を制御するとともに、図１における検索処理部１０８と解析処理部１１０の機能を実行する。不揮発性ストレージ２０４は例えばハードディスク装置で構成され、図１におけるデータストレージ１０７の機能を有し、検索ライブラリ１０９と解析パターンライブラリ１１１が格納され、さらに、ＣＰＵ２０１にて使用するプログラムが格納されている。

図３は、プラント状態解析システム１０１内の各ブロックの処理フローを示す図である。データストレージ１０７には、プラント監視装置１０２と作業管理システム１０３から受信したプラント情報と作業実績情報とが保存されている。以下、保存されている情報の検索と解析処理の流れを説明する。

操作者は操作端末１１４を操作して、検索対象の開始時刻と終了時刻を入力し、プラント状態解析装置１０５に送信する（Ｓ３０１）。操作入出力部１１２は対象時刻を受信すると（Ｓ３０２）、検索処理部１０８に渡し検索対象時刻を設定する（Ｓ３０３）。続いて操作者は、操作端末１１４から検索対象となる情報（検索項目）を選択し、プラント状態解析装置１０５へ送信する（Ｓ３０４）。操作入出力部１１２は検索対象の情報を受信すると（Ｓ３０５）、検索処理部１０８へデータ検索を要求する（Ｓ３０６）。

検索処理部１０８は、Ｓ３０３で設定した検索対象時刻の範囲と、Ｓ３０６で要求されたデータ検索項目について、検索ライブラリ１０９を用いてデータストレージ１０７からデータ検索する（Ｓ３０７）。検索したデータの中に欠損部がある場合、解析処理部１１０は、解析パターンライブラリ１１１を用いて欠損部の解析に必要な付随データを決定し（Ｓ３０８）、検索処理部１０８に付随データの検索を要求する（Ｓ３０９）。

検索処理部１０８は要求された付随データを、検索ライブラリ１０９を用いてデータストレージ１０７から検索し（Ｓ３１０）、検索した付随データを解析処理部１１０に送付する（Ｓ３１１）。解析処理部１１０は、受け取った付随データを用いて、解析パターンライブラリ１１１に従い欠損部のデータ解析を行う（Ｓ３１２）。解析処理部１１０は解析を完了すると、操作入出力部１１２を介して解析結果を操作端末１１４へ送信し（Ｓ３１３）、操作端末１１４は検索対象の情報を表示する（Ｓ３１４）。

図４は、プラント状態解析装置１０５の行うデータ解析の処理フローを示す図であり、図３の処理フローを時系列に記述したものである。まず、プラント状態解析装置１０５には、検索処理と解析処理を行うための検索ライブラリ１０９と解析パターンライブラリ１１１を事前登録し（Ｓ４０１）、プラント監視装置１０２や作業管理システム１０３からプラント情報及び作業実績情報を収集し、データストレージ１０７に保存する（Ｓ４０２）。以後、データの収集と保存を継続する。

操作者は操作端末１１４から、検索対象の期間である開始時刻と終了時刻を入力し（Ｓ４０３）、検索ライブラリ１０９を用いて表示される選択画面から検索対象項目を選択する（Ｓ４０４）。検索処理部１０８は、検索ライブラリ１０９を用いてデータストレージ１０７から要求されたデータを検索する（Ｓ４０５）。

解析処理部１１０は検索したデータに欠損部があるか否かを判定する（Ｓ４０６）。具体的には、検索したプラント情報の中に、データ値が不定とされる期間があるか否かを判定する。欠損部がなければＳ４１０へ進む。欠損部がある場合は、解析処理部１１０は、解析パターンライブラリ１１１を参照して欠損部の解析に必要な付随データを決定し、検索処理部１０８を介してデータストレージ１０７から取得する（Ｓ４０７）。

解析処理部１１０は、取得した付随データを用いて欠損部のデータ解析を行う（Ｓ４０８）。その内容は、（１）欠損の生じた解析対象時刻を設定し、（２）解析パターン（判定ロジック回路）と付随データを用いて解析し、（３）欠損部のデータを補完する。データ解析は所定の間隔で複数の時刻に対して行い、欠損部の全期間が終了するまで繰り返す（Ｓ４０９）。

解析が終了したら、操作者は操作端末１１４から表示形式を選択し（Ｓ４１０）、操作端末１１４の画面に検索・解析結果を表示する（Ｓ４１１）。解析結果は必要に応じ保存または破棄を行う。

次に、データストレージ１０７、検索ライブラリ１０９、解析パターンライブラリ１１１に格納されるデータ構成と、これを用いたデータ検索方法、データ解析方法について説明する。

図５〜図６は、データストレージ１０７に保存されるプラント情報と作業実績情報の例を示す。
図５は、プラント監視装置１０２から受信してデータストレージ１０７に保存するプラント情報の例を示す図である。プラント情報は、アナログデータとディジタルデータに分類される。

（ａ）はアナログデータの場合で、圧力や流量、温度などのプロセス値が該当する。保存形式はテーブル５０１に示すように、プラントの系統を表す系統番号とアナログデータを表わす種別コードＡと一貫番号を用いて分類する。そして、収集した日時データを付与し時系列でプロセス値を格納する。

（ｂ）はディジタルデータの場合で、ポンプの起動停止状態や弁の開閉状態、警報の発生有無を２進数で表現した情報である。例えば弁の開閉状態は開信号と閉信号の組合せで表現し、開信号ＯＮ、閉信号ＯＦＦで開状態、開信号ＯＦＦ、閉信号ＯＮで閉状態を意味する。また、開信号ＯＮ、閉信号ＯＮは中間開状態を、開信号ＯＦＦ、閉信号ＯＦＦは不定状態を意味する。保存形式はテーブル５０２に示すように、プラントの系統を表す系統番号とディジタルデータを表わす種別コードＢと一貫番号で分類する。そして、収集した日時データを付与し時系列でディジタル情報を格納する。

テーブル５０１，５０２では系統番号と一貫番号を用いて分類することで、検索処理部１０８や検索ライブラリ１０９から、所望のデータを一意に検索することが可能となる。テーブル５０１，５０２は全信号を一定期間保存可能な領域を持つが、この保存領域は有限であるのでサイクリックに過去のデータに最新のデータを上書きする。

図６は、作業管理システム１０３から受信してデータストレージ１０７に保存する作業実績情報の例を示す図である。（ａ）は作業リストを、（ｂ）は各作業についての詳細情報を示す。

（ａ）は作業実績情報の作業リストで、保存形式はテーブル６０１に示すように、１つの作業に対して一意に識別する作業番号が付与され、プラントの系統を表す系統番号と機器の種別を表す機器コードと一貫番号によりプラントの機器を一意に識別できる機器情報、及び作業開始日と作業終了日を格納する。（ｂ）は１つの作業番号に対する詳細情報で、保存形式はテーブル６０２に示すように、作業の詳細な手順とその開始時間と終了時間、及び機器に対する作業状態の情報（機器停止）を格納する。

テーブル６０１，６０２では作業番号や機器情報（系統番号、機器コード、一貫番号）により分類することで、検索処理部１０８や検索ライブラリ１０９から、所望のデータを一意に検索することが可能となる。

図７〜図１０は、検索ライブラリ１０９に格納されている各種の検索パターン（検索項目のテーブル）の例を示す。検索ライブラリ１０９には、プラント情報、作業実績情報、プラント設備の設計図面を検索するための数万に及ぶ検索パターンのレコードが格納されているが、ここではその一部のみを開示する。

図７は、プラント情報（アナログデータ）に対する検索パターンを示す図である。検索ライブラリ１０９内のテーブル７０１には、検索項目であるプラントの系統番号と系統名称が記述され、テーブル７０２には、系統毎に一貫番号、信号名称、計器種別、計器番号、測定レンジ下限、測定レンジ上限、測定レンジの工学単位が記述されている。このテーブル７０１，７０２に用いられている系統番号と一貫番号は、前記図５（ａ）のプラント情報のテーブル５０１で用いられている番号・記号と共通である。

検索作業では、操作端末１１４の検索画面に検索パターンのテーブル７０１，７０２をプルダウン表示し、操作者は検索対象とする項目を選択して絞り込む。テーブル７０３は選択例を示し、ポインタ７０４で系統「ＸＸ」を、ポインタ７０５で一貫番号「Ａ００１」を選択している。これにより検索対象が一意に決定し、検索対象の関連情報が画面７０６のように１行にリスト表示される。テーブル７０３’は他の選択例を示し、ポインタ７０４で系統「ＸＸ」を選択した後、ポインタ７０７で計器種別「ＦＴ（流量）」を、ポインタ７０８で計器番号「００１」を選択している。この場合も検索対象が一意に決定し、検索対象の関連情報が画面７０６のように１行にリスト表示される。

なお、選択した項目だけでは検索情報を一意に絞り込めない場合には、関連する複数の検索対象を画面７０９のように複数行にリスト表示し、これから所望の対象を絞り込む、いわゆるあいまい検索も可能である。

図８は、プラント情報（ディジタルデータ）に対する検索パターンを示す図である。検索ライブラリ１０９内のテーブル８０１には、検索項目であるプラントの系統番号と系統名称が記述され、テーブル８０２には、系統毎に一貫番号、信号名称、機器種別、機器番号、ＯＮ状態の表示文字列、ＯＦＦ状態の表示文字列が記述されている。このテーブル８０１，８０２に用いられている系統番号と一貫番号は、前記図５（ｂ）のプラント情報のテーブル５０２で用いられている番号・記号と共通である。

検索作業では、操作端末１１４の検索画面に検索パターンのテーブル８０１，８０２をプルダウン表示し、操作者は検索対象とする項目を選択して絞り込む。テーブル８０３は選択例を示し、ポインタ８０４で系統「ＸＸ」を、ポインタ８０５で一貫番号「Ｂ００１」を選択している。これにより検索対象が一意に決定し、検索対象の関連情報が画面８０６のように１行にリスト表示される。テーブル８０３’は他の選択例を示し、ポインタ８０４で系統「ＸＸ」を選択した後、ポインタ８０７で機器種別「ＰＵＭＰ」を、ポインタ８０８で機器番号「００１」を選択している。この操作例では検索対象は一意に決定されず、関連する複数（２通り）の検索対象を画面８０９のように複数行にリスト表示され、これから所望の対象を絞り込むことも可能である。

図９は、作業実績情報に対する検索パターンを示す図である。検索ライブラリ１０９内のテーブル９０１には、検索項目であるプラントの系統番号と系統名称が記述され、テーブル９０２には、系統毎に機器/計器種別、機器/計器番号、機器/計器名称、状態１、状態２、単位、設置場所が記述されている。このテーブル９０１，９０２に用いられている番号は、前記図６の作業実績情報のテーブル６０１，６０２で用いられている番号・記号と共通である。

検索作業では、操作端末１１４の検索画面に検索パターンのテーブル９０１，９０２をプルダウン表示し、操作者は検索対象とする項目を選択して絞り込む。テーブル９０３は選択例を示し、ポインタ９０４で系統「ＸＸ」を、ポインタ９０５で機器/計器種別「ＰＵＭＰ」を、ポインタ９０６で機器/計器番号「００１」選択している。この場合は検索対象が一意に決定し、検索対象の関連情報が画面９０７のように１行にリスト表示される。

なお、選択した項目だけでは検索情報を一意に絞り込めない場合には、関連する複数の検索対象を画面９０８のように複数行にリスト表示し、これから所望の対象を絞り込む、いわゆるあいまい検索も可能である。

図１０は、検索ライブラリ１０９に格納されるプラント設備の各種設計図面を示す図である。テーブル１００１には、検索項目であるプラントの系統番号と系統名称が記述され、テーブル１００２には、各系統に関連する図面名称と図面番号が記述される。さらに、テーブル１００２に記述した図面番号に対応する設計図面データ１００３を格納している。ここに格納される図面データは、配管計装線図（以下Ｐ＆ＩＤと表記）など機器情報や計器情報を含んでおり、一例としてＰ＆ＩＤから検索対象の図面データを入手する手順を示す。

検索作業では、操作端末１１４の検索画面に設計図面のテーブル１００１，１００２をプルダウン表示し、操作者は検索対象を選択する。テーブル１００４は選択例を示し、ポインタ１００５で系統「ＸＸ」を、ポインタ１００６で図面名称「配管計装線図」を選択している。これにより検索対象が一意に決定し、検索対象のＰ＆ＩＤを複数の図面データ１００３から検索して、操作端末１１４に画面１００７のように表示する。

さらに、図面１００７上に表示された機器／計器「ＸＸ−ＰＵＭＰ−００１」をポインタ１００８で選択することにより、検索対象の機器／計器を指定し、前記図７から図９で説明したプラント情報や作業実績情報の検索操作を自動で行うこともできる。なお、検索対象の図面が一意に決定できない場合には、関連する複数の検索対象を画面１００９のようにリスト表示し、これからあいまい検索することも可能である。

図１１と図１２は、データ解析例と解析パターンライブラリ１１１の例を示す。
図１１はデータ解析事例を示す図であり、ポンプＡの点検作業により発生したプラント情報の欠損部を解析する場合について説明する。（ａ）は作業管理システム１０３から収集したポンプＡの作業実績情報である。（ｂ）はプラント監視装置１０２から収集したプラント情報のみにより判定したポンプＡの稼働状態である。（ｃ）は本実施例のプラント状態解析装置１０５により判定したポンプＡの稼働状態である。

（ａ）の作業実績情報に示されるように、ｔ２〜ｔ５の期間、ポンプの点検作業を行っている。作業の内訳は、ｔ２〜ｔ３の期間はポンプＡを停止し、点検後の確認の為にｔ３〜ｔ４の期間はポンプＡを起動し、ｔ４〜ｔ５の期間は本復旧の為に再度停止した。またポンプＡの信号入力装置は、改造作業のためｔ１〜ｔ６の期間停止した。

（ｂ）はプラント情報のみによるポンプＡの稼働状況判定結果である。ポンプＡの信号入出力装置の停止期間ｔ１〜ｔ６では、ポンプＡの起動信号と停止信号はともに“０”として検出される。これをポンプＡの稼働状況判定ロジックを参照すると、ｔ１〜ｔ６の期間は「不定」状態と判定され、稼働状況を判断できない。すなわちｔ１〜ｔ６の期間はプラント情報の欠損期間となる。

（ｃ）は、プラント情報の欠損期間ｔ１〜ｔ６を解析した結果である。解析のため、プラント情報の欠損期間ｔ１〜ｔ６について、（ａ）に示す作業実績情報を利用する。以下、ポンプＡの稼働状況を次のように判定する。

（ａ）の作業実績情報から、ｔ２の時点でポンプＡを停止したことが分かる。また、ｔ２の時点ではプラント情報が不定のままであるため、ｔ２の時点でポンプＡを停止したと判定する。ｔ２からｔ３の期間は、作業実績情報とプラント情報に変化がないことから、停止状態が継続していると判定する。ｔ３の時点で作業実績情報ではポンプＡが起動しており、一方プラント情報に変化がないことから、ｔ３の時点でポンプＡを起動したと判定する。ｔ３〜ｔ４の期間は、作業実績情報とプラント情報に変化がないことから、起動状態が継続していると判定する。ｔ４の時点で作業実績情報ではポンプＡが停止しており、プラント情報に変化がないことから、ｔ４の時点でポンプＡを停止したと判定する。ｔ４〜ｔ５の期間は、作業実績情報とプラント情報に変化がないことから、停止状態が継続すると判定する。ｔ５の時点で作業実績情報ではポンプＡが起動しており、プラント情報に変化がないことから、ｔ５の時点でポンプＡを起動したと判定する。ｔ５〜ｔ６の期間は作業実績情報とプラント情報に変化がないことから、起動状態が継続すると判定する。ｔ６の時点でプラント情報が正常に入力されているので、プラント情報による判定に切り替える。

図１２は、解析パターンライブラリ１１１の例を示す図であり、ここでは図１１で述べた解析事例に用いる解析パターンを示す。解析パターンライブラリ１１１内のテーブル１２０１には、機器／計器番号毎に、解析パターン番号（Ｎｏ）１２０２と動作解析で使用する入力項目１２０３のリストが記述される。一方、解析パターンライブラリ１１１は機器／計器番号毎に複数の解析パターン１２０４を格納しており、各解析パターン１２０４のパターン番号１２０６は、テーブル１２０１のパターン番号１２０２と紐づけている。

解析パターン１２０４は例えばロジック回路で構成し、ロジック回路の入力部１２０５は、テーブル１２０１の入力項目１２０３に対応している。入力部１２０５に解析対象時刻の機器状態を入力すると、対象時刻の機器の動作状態をロジック回路で演算して出力する。この演算は図１１（ｃ）で説明した判定方法に対応しており、欠損期間ｔ１〜ｔ６の各時刻における解析を繰返し実行することで、図１１（ｃ）と同じ判定結果を得ることができる。なお、解析パターン１２０４は必ずしもロジック回路で構成する必要はなく、テーブル１２０１の入力項目１２０３との対応が取れるものであれば良い。

プラント情報や機器情報において、例えば機器の稼働状態や弁の開閉状態は２つのディジタル信号の組み合わせで定義している。例えば、弁を閉状態から開状態に変化した場合には、弁の開信号がＯＦＦ→ＯＮ、閉信号がＯＦＦ→ＯＮとなることから、判定ロジックは複雑である。また、プラントが有する機器の数は膨大であることから、プラント情報が欠損している場合、作業者が設計図面を基に解析するのは容易ではなく多大の時間を費やすことになる。これに対し本実施例では、解析パターンライブラリ１１１に機器毎の解析パターンを格納しているので、これを用いることで欠損情報を自動的に迅速に解析することができる。

図１３は、操作端末１１４における検索結果と解析結果の表示方法を示す図である。操作者は操作端末１１４から、表示期間（開始時刻と終了時刻）１３０１を年月日時分秒の形式で指定する。検索処理部１０８は、図７〜図１０で示した手順で指定された期間のプラント情報や作業実績情報を検索し、その表示条件を選択するための表示リスト１３０２を表示する。表示リスト１３０２では、プラント情報の欠損に対し作業実績情報による解析の要否を選択するチェックボックス１３０３を設ける。また、表示方法１３０４では、トレンド表示、ポイント表示、リスト表示などの表示形式を選択可能とする。アナログデータについては、表示範囲（下限値と上限値）１３０５を設定可能とする（なお、括弧内の値は測定範囲の下限値と上限値を示す）。

次に、各種情報の表示例について説明する。プラント情報（アナログデータ、ディジタルデータ）と作業実績情報（機器情報、作業情報）について、トレンド表示１３０６、ポイント表示１３０７、リスト表示１３０８の各表示形式で表示する場合を示す。

プラント情報のうち、アナログデータのトレンド表示１３０６では、Ｘ軸を時間軸、Ｙ軸をアナログ値とし、Ｙ軸は指定された表示範囲（下限値と上限値）とする。これにプラント監視装置１０２から収集したプラント情報（アナログデータ）をマッピングすることで、トレンドグラフを生成する。ポイント表示１３０７では、Ｘ軸を時間軸とし、カーソルの位置を時間軸の所望位置に合わせることで、その時刻でのアナログデータ値を表示する。リスト表示１３０８では、各時刻でのアナログデータ値を表形式に表示する。

他の情報を表示する場合もアナログデータの表示形式とほぼ同様である。なお、プラント情報のうちディジタルデータの場合や、作業実績情報のうち機器情報の場合は、表示するデータは「起動」または「停止」のいずれかとなる。作業実績情報のうち作業情報の場合は、表示するデータは保守点検作業の詳細項目である「準備」「分解」「交換」「組立」となる。ここに示すのは一例であり、表示するデータは表示対象に応じて適宜変更するのは言うまでもない。

これらの各検索結果・解析結果を組み合わせ、プラント監視装置１０２のプラント情報と、作業管理システム１０３の実績情報を一元表示することにより、プラントの稼働状態を統合して把握することができる。その際、プラント情報の表示では、プラント情報の一部が欠損した場合にも作業実績情報によりこれを補完した結果を表示するので、プラントの稼働状態をより正確にかつ迅速に把握することができる。

このように本実施例によれば、セキュリティを確保しつつ有事の解析機能を備え、プラント情報が欠損した場合にもこれを迅速に補完できるプラント状態解析システム及びプラント状態解析方法を実現できる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例や、応用例を含む。

例えば、上記した実施例は本発明をわかりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細且つ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行するためのソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の揮発性或は不揮発性のストレージ、または、ＩＣカード、光ディスク等の記録媒体に保持することができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１０１：プラント状態解析システム、
１０２：プラント監視装置、
１０３：作業管理システム、
１０４：ファイヤーウォール、
１０５：プラント状態解析装置、
１０７：データストレージ、
１０８：検索処理部、
１０９：検索ライブラリ、
１１０：解析処理部、
１１１：解析パターンライブラリ、
１１４：操作端末。

Claims (9)

1. プラント設備の動作状態を監視するプラント監視装置と、前記プラント設備の保守作業を管理する作業管理システムと、前記プラント設備の稼働状態を解析するプラント状態解析装置と、該プラント状態解析装置を操作する操作端末を備えたプラント状態解析システムにおいて、
   前記プラント状態解析装置は、
   前記プラント監視装置から送信されたプラント情報と、前記作業管理システムから送信された作業実績情報を蓄積するデータストレージと、
   前記操作端末の要求に応じ、検索ライブラリを用いて前記データストレージから所定の情報を検索する検索処理部と、
   前記検索した情報に欠損部がある場合、解析パターンライブラリを用いて欠損部を解析して情報を補完する解析処理部と、を備え、
   前記プラント状態解析装置による検索結果と解析結果を前記操作端末に表示することを特徴とするプラント状態解析システム。
2. 請求項１に記載のプラント状態解析システムにおいて、
   前記解析パターンライブラリには、前記プラント設備に含まれる各機器についての動作状態を判定する解析パターンを格納しておき、
   前記解析処理部は、前記検索したプラント情報に欠損部が生じた場合、
   前記解析パターンライブラリから欠損部が生じた機器の解析パターンを取得し、
   前記データストレージから欠損部が生じた期間の前記作業実績情報を取得し、
   前記取得した解析パターンに前記取得した作業実績情報を入力することで欠損部の動作状態を判定することを特徴とするプラント状態解析システム。
3. 請求項１に記載のプラント状態解析システムにおいて、
   前記検索ライブラリには、前記プラント情報と前記作業実績情報を検索するための検索項目を記述した検索パターンを格納しておき、
   前記操作端末は前記検索パターンを用いて検索項目を選択し、
   前記検索処理部は、前記解析処理部が解析するのに必要な付随情報を前記検索パターンを用いて前記データストレージから取得することを特徴とするプラント状態解析システム。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のプラント状態解析システムにおいて、
   前記プラント監視装置と前記作業管理システムをファイヤーウォールを介して前記プラント状態解析装置に接続したことを特徴とするプラント状態解析システム。
5. 請求項４に記載のプラント状態解析システムにおいて、
   前記プラント設備の保守作業のため、前記データストレージに蓄積されている前記プラント監視装置からのプラント情報に欠損部が発生した場合、
   前記解析処理部は、前記データストレージに蓄積されている前記作業実績情報を参照して、前記保守作業を行った機器、作業手順、作業開始時間、作業終了時間、及び該機器に対する作業状態の情報を用いて前記欠損部の動作状態を判定することを特徴とするプラント状態解析システム。
6. プラント設備の稼働状態を解析するプラント状態解析方法において、
   プラント監視装置から前記プラント設備の動作状態を示すプラント情報を収集し、
   作業管理システムから前記プラント設備の作業実績情報を収集し、
   収集した前記プラント情報と前記作業実績情報をデータストレージに蓄積し、
   操作端末の要求に応じ、検索ライブラリを用いて前記データストレージから所定の情報を検索し、
   前記検索した情報に欠損部がある場合、解析パターンライブラリを用いて欠損部を解析して情報を補完し、
   前記検索結果と解析結果を前記操作端末に表示することを特徴とするプラント状態解析方法。
7. 請求項６に記載のプラント状態解析方法において、
   前記解析パターンライブラリには、前記プラント設備に含まれる各機器についての動作状態を判定する解析パターンを格納しておき、
   前記検索したプラント情報に欠損部が生じた場合、
   前記解析パターンライブラリから欠損部が生じた機器の解析パターンを取得し、
   前記データストレージから欠損部が生じた期間の前記作業実績情報を取得し、
   前記取得した解析パターンに前記取得した作業実績情報を入力することで欠損部の動作状態を判定することを特徴とするプラント状態解析方法。
8. プラント設備の動作状態を監視するプラント監視装置と、前記プラント設備の保守作業を管理する作業管理システムと、操作端末に接続され、前記プラント設備の稼働状態を解析するプラント状態解析装置において、
   前記プラント監視装置から送信されたプラント情報と、前記作業管理システムから送信された作業実績情報を蓄積するデータストレージと、
   前記操作端末の要求に応じ、検索ライブラリを用いて前記データストレージから所定の情報を検索する検索処理部と、
   前記検索した情報に欠損部がある場合、解析パターンライブラリを用いて欠損部を解析し情報を補完する解析処理部と、を備え、
   前記検索処理部による検索結果と前記解析処理部による解析結果を前記操作端末に出力することを特徴とするプラント状態解析装置。
9. 請求項８に記載のプラント状態解析装置において、
   前記解析パターンライブラリには、前記プラント設備に含まれる各機器についての動作状態を判定する解析パターンを格納しておき、
   前記検索したプラント情報に欠損部が生じた場合、
   前記解析パターンライブラリから欠損部が生じた機器の解析パターンを取得し、
   前記データストレージから欠損部が生じた期間の前記作業実績情報を取得し、
   前記取得した解析パターンに前記取得した作業実績情報を入力することで欠損部の動作状態を判定することを特徴とするプラント状態解析装置。

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