JP2015176530A

JP2015176530A - プラント制御用計算機システム

Info

Publication number: JP2015176530A
Application number: JP2014054418A
Authority: JP
Inventors: 宏幸北澤; Hiroyuki Kitazawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2015-10-05

Abstract

【課題】発電プラント等に設置されたプラント機器に不具合が発生した原因調査、解析をプラント制御用計算機システムの運転中止を伴うことなく行う。
【解決手段】制御用計算機１００と専用保守ツール２００が設けられたプラント制御用計算機システム５０において、制御用計算機１００に設置のメインデータ部１２のデータを格納するサブデータ部１３のデータを、専用保守ツール２００の専用データ部２１に複製化の上格納し、不具合発生時の専用データ部２１のデータをデータ抽出部２２で抽出、表示要素作成部２３でグラフィック図を作成、表示部２４に表示する。
【選択図】図１

Description

この発明は、発電プラント等に設けられたプラント制御用計算機システムに係るものであり、特にプラント機器の不具合発生時における原因調査解析を容易とするプラント制御用計算機システムに関するものである。

従来より例えば火力発電プラントにおいて、プラント機器に不具合が発生した際、その不具合発生の原因調査資料としてプラントデータを必要とする場合がある。この調査に当っては制御用計算機の過去のデータや内蔵ログを参照しているが、十分なデータが得られないことやログ自体が時間の経過と共に紛失することにより調査、解析が不可能となることもあった。その理由の一つとして、従来の制御用計算機のデータ保存先であるハードディスク装置が１台であり、プラント運転中のリアルタイムデータが高速で書き込まれている状態において他の装置によって直接前記調査用データを取得することは、運転中のデータを破損するリスクが内在するからであり、またプラントデータは膨大な量であり、時間が経過するとデータは最新のデータに書き換えられるからである。一方、プラント運転のより高い信頼性向上を求められていることから、制御用計算機の停止を伴わずにデータの取得を可能とするニーズが高まっている。このようなニーズに対して、装置データベースを含む媒体が故障してから再起動するための時間を短縮する自動分析装置として、試薬残量の登録動作、キャリブレーション動作を実行せずとも、故障前のデータベースの復旧作業を簡便にし、かつ復旧したデータベースの安全性を確認する技術として、検量線情報、試薬残量情報等の装置固有情報のデータベースのバックアップを、装置外部の記憶媒体を利用して構築し、このバックアップを常時更新するための処理を製品ソフトウェアに盛り込み、装置のデータベースを保持する媒体が故障した場合にはこの交換時に、上述したデータベースの復元を行うものが示されている（例えば特許文献１）。

特開２００２−９０３６９号公報

一方、従来より発電プラント等のプラント制御向の計算機は、産業用パソコン等の汎用機器が使用されており、かつプラント運転の実務上、プラント制御の自立盤内に設置することが一般的である。従って上記特許文献１に示されている管理用計算機のように外部接続の大容量ハードディスク装置を接続する技術をもって、発電プラント等のプラント制御用計算機システムへの適用は受け入れられないという問題点がある。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであって、プラント運転中の機器に不具合が発生した際、その不具合調査、解析に必要とするデータを制御用計算機の停止を伴うことなく取得可能としたプラント制御用計算機システムを提供することを目的とする。

この発明は制御用計算機と専用保守ツールが設けられたプラント制御用計算機システムにおいて、制御用計算機にはプラント機器が出力するデータを格納するメインデータ部と、メインデータ部のデータを格納するサブデータ部とが設けられており、専用保守ツールに設けられた専用データ部にはサブデータ部のデータが複製化の上、格納されており、データ抽出部によってプラント機器に不具合が発生時のデータが専用データ部から抽出されるとともに表示要素作成部によってグラフィック図に作成され、表示部に表示されるものである。

この発明に係るプラント制御用計算機システムは、上記のような構成を採用しているので、プラント運転中にかかわりなく、また制御用計算機のデータには何ら影響を与えることなく、プラント機器の運転に不具合が発生した時のデータが抽出された上、グラフィック図で表示されるので、不具合発生の原因調査、解析が迅速化かつ容易となり、コスト低減されるとともに、プラント運転の信頼性が向上するという効果がある。

実施の形態１によるプラント制御用計算機システムを示すブロック図である。実施の形態１による専用保守ツールの詳細を示すブロック図である。実施の形態１の油タンクの全体配管系統を示す図である。実施の形態２による専用保守ツールの詳細を示すブロック図である。実施の形態３による専用保守ツールの詳細を示すブロック図である。実施の形態４によるプラント制御用計算機システムを示すブロック図である。実施の形態４による専用保守ツールの詳細を示すブロック図である。

実施の形態１．
以下、この発明によるプラント制御用計算機システム５０を図に基づいて説明する。図１は実施の形態１による制御用計算機１００と、専用保守ツール２００とで構成されたプラント制御用計算機システム５０を示すブロック図である。尚この発明によるすべての実施の形態では、火力発電プラントにおける各種機器用の冷却水配管や潤滑油配管等の、配管系統を例としたプラント制御用計算機システム５０の場合について説明するが、水、油の配管系統に限定されず、例えば空圧配管や動力用や信号用配線等についても適用できる。前記制御用計算機１００には、図示省略したプラント機器が出力するプラントデータ（以下データと略す）をハードディスクに格納するメインデータ部１２と、このメインデータ部１２のデータを使用して例えば後述するプラント機器のグラフィック配管系統図２４Ｂを表示部１５に表示を行うよう指示する演算・指令部１１と、プラントの運転記録である運転日誌を作成する運転日誌作成部１６が設けられているとともに、前記メインデータ部１２に格納されているデータをデータ複製部１４によってサブデータとして複製化し、このサブデータをハードディスクに格納するサブデータ部１３とが設けられている。前記専用保守ツール２００には、前記制御用計算機１００のサブデータ部１３に格納されたサブデータを取得して格納する専用データ部２１と、この専用データ部２１に格納されているデータからグラフィック配管系統図２４Ｂを作成するのに必要とするデータを抽出するデータ抽出部２２と、このデータ抽出部２２が抽出したデータを使用して、表示すべき要素のグラフィック図、この場合はグラフィック配管系統図２４Ｂを作成する表示要素作成部２３と、その結果を表示する表示部２４とが設けられている。尚、前記専用データ部２１と表示部２４は後に図２で詳述する。

次に動作について説明する。プラントの運転中、図示省略したプラント機器が出力する各種プラントのデータは制御用計算機１００のメインデータ部１２に連続的に格納される。プラント技術員が運転制御に必要とするプラント情報であるグラフィック配管系統図２４Ｂは演算・指令部１１によって前記メインデータ部１２に格納された各種プラントのデータを基にして作成され、その結果は制御用計算機１００に設置の表示部１５に表示される。前記データは運転日誌作成部１６によって時系列的に記録、作成される。さらに前記メインデータ部１２に格納されたデータはデータ複製部１４によって複製化の上、サブデータ部１３のハードディスクに格納されるとともに、複数のハードディスクを冗長構成で使い、データのコピーを取るミラーリング方式（ＲＡＩＤ−１）によって複製化されたデータが前記専用保守ツール２００の専用データ部２１に格納される。尚、前記サブデータ部１３に格納されるデータは、前記複製化されたデータに限らず前記プラントデータが前記サブデータ部１３に直接格納されるものであってもよい。次に専用保守ツール２００の動作を図２に基づき説明する。この図２は前述した図１の構成の内、専用データ部２１と表示部２４をより詳細に記載したものである。図２に示すように専用データ部２１には、制御用計算機１００のサブデータ部１３より複製化されたアナログデータ２１Ａ、デジタルデータ２１Ｂ、グラフィックデータ２１Ｃ等異なる種別のデータが格納されている。これらはいずれも時間データが結びついている。データ抽出部２２は表示すべき例えば図３に示す油タンクの全体系統配管図の内の不具合発生箇所と想定される特定のバルブ４０のデータのアナログデータ２１Ａまたはデジタルデータ２１Ｂおよびグラフィックデータ２１Ｃを抽出し、そのデータに基づき表示要素作成部２３がバルブ４０のグラフィック配管系統図２４Ｂを作成し、その結果が表示部２４に表示される。また表示部２４にはプラント機器が出力するデータが前記メインデータ部１２に入力された月日、時刻を表示するとともに、前記専用データ部２１からデータを時刻毎に指定し抽出するよう指令を行う抽出対象時刻指示部２４Ａが設けられている。図３にＴ−１６、Ａ、ＢＦＰＴ系統の油タンクの全体配管系統図を指す。図３に示されるバルブの内、不具合が発生したと想定される特定のバルブ４０が図２の表示部２４にグラフィック配管系統図２４Ｂに表示されている。

このようにこの実施の形態１によるプラント制御用計算機システム５０は、制御用計算機１００に入力するデータをミラーリング（ＲＡＩＤ−１）を利用して専用保守ツール２００に複製格納しているのでプラント運転中に関係なく、また制御用計算機１００のデータに影響を与えることなく、プラント機器の不具合発生時のデータを専用保守ツール２００によって抽出し、かつこの不具合発生時の時刻のグラフィック配管系統図２４Ｂが表示部２４に表示される、すなわちプラントの運転技術員の指令により不具合発生の原因調査用データ入力時刻に対応したその時点における配管系統の状況をグラフィック配管系統図２４Ｂに表示されるので、従来のように熟練した技術者でしか判断不可能であったログ解析に代わり、通常の運転技術者でも不具合発生の原因調査、解析が容易になるという効果がある。尚、前記データ抽出部２２が抽出するデータは、不具合発生時刻の前や、前後の複数個のデータがあってもよく、不具合の程度によっては不具合時発生の時刻に一致するデータがのみであってもよい。

実施の形態２．
図４に実施の形態２によるプラント制御用計算機システム５０の専用保守ツール２００を示す。この図４は図２と同様に専用データ部２１と表示部２４のみについての詳細構成を示す図であり、これ以外は実施の形態１と同様である。図４に示すように専用データ部２１には実施の形態１の図２のグラフィックデータ２１Ｃに代替して、ディスプレイオペレーション操作端データ２１Ｄが設けられている。また表示部２４には図２のバルブ４０のグラフィック配管系統図２４Ｂに代替して、表示すべきグラフィック図となるディスプレイオペレーション操作端の動作を示す図のディスプレイオペレーション操作端図２４Ｃが表示されている。

次に動作を説明する。データ抽出部２２は不具合発生と想定される特定のバルブ４０およびアナログデータ２１Ａまたはデジタルデータ２１Ｂおよびディスプレイオペレーション操作端データ２１Ｄを抽出し、その抽出したデータに基づき表示要素作成部２３はディスプレイオペレーション操作端図２４Ｃを作成し、表示部２４に表示する。

このように、この実施の形態２によるプラント制御用計算機システム５０は、実施の形態１と同様に制御用計算機１００のメインデータ部１２に影響なく、またプラントの制御状態にも影響を与えることなく、不具合発生時の操作端の状態を再現するので、原因調査、解析を容易とするという効果がある。

実施の形態３．
図５に実施の形態３による専用保守ツール２００を示す。この実施の形態３は前述した図４の専用保守ツール２００の構成に、データ時系列順表示機能部２５を追加して設けている。前記データ時系列順表示機能部２５は、後述する表示部２４に表示されるグラフィック配管系統図２４Ｂおよびディスプレイオペレーション操作端図２４Ｃが表示される表示開始時刻と自動遷移が終る表示終了時刻の時間帯にわたって時刻列順に表示を行うよう指令する。

次に動作について述べる。データ抽出部２２は不具合が発生したと想定される特定のバルブ４０のグラフィック配管系統図２４Ｂおよびそのバルブのディスプレイオペレーション操作端図２４Ｃに必要なアナログデータ２１Ａあるいはデジタルデータ２１Ｂのデータを、抽出対象時刻指示部２４Ａが指示する抽出開始から抽出終了までの時間帯にわたって複数のデータを専用データ部２１から抽出する。そして、この抽出されたデータおよび、データ時刻列順表示機能部２５の出力に基づき表示要素作成部２３は、前記複数のデータに関する前記バルブ４０のグラフィック配管系統図２４Ｂおよびディスプレイオペレーション操作端図２４Ｃが表示開始時刻から自動遷移が終了する表示終了時刻間にわたり時刻列順に表示可能となるよう作成する。表示部２４は時刻列順自動遷移表示機能部２６の出力により、前記グラフィック配管系統図２４Ｂがグラフィック配管系統図２４Ｂ１に、ディスプレイオペレーション操作端図２４Ｃがディスプレイオペレーション操作端図２４Ｃ１に自動遷移表示する。

このようにこの実施の形態３では不具合発生と想定される対象機器を時間データを条件として抽出し時間単位のグラフィック配管系統図２４Ｂとディスプレイオペレーション操作端図２４Ｃを表示するとともに、時系列順に自動遷移表示され、前記グラフィック配管系統図２４Ｂはグラフィック配管系統図２４Ｂ１と、前記ディスプレイオペレーション操作端図２４Ｃはディスプレイオペレーション操作端図２４Ｃ１と表示されるので、不具合発生時のプラントの動作を模擬することになり、原因調査、解析が容易となる。

実施の形態４．
実施の形態４のプラント制御用計算機システム５０のブロック図を図６に示す。前述した実施の形態１から実施の形態３はプラント機器の不具合発生時の原因調査、解析を行うものであるが、この実施の形態４は前記原因調査、解析後において、その調査、解析の補完を行うものである。この実施の形態４により、前述の実施の形態１から実施の形態３の不具合調査、解析の正確度や精度が向上するとともに、再発防止項目の抽出などの効果がある。図６に示す制御用計算機１００は前述した実施の形態１と同様の構成動作であるので説明を省略する。専用保守ツール２００Ａに設けられた専用データ部２１、表示要素作成部２３も実施の形態１と同様である。次に図７に示す専用保守ツール２００Ａの詳細図に基づき、他の構成要素の説明と動作について述べる。データ修正部２７からの出力によって専用データ部２１に格納されている不具合発生時のデータに対して任意のデータ値で、かつ不具合発生時前後の任意の時刻の値でもって修正が行われる。この修正されたデータを含む所要のデータがデータ抽出部２２によって抽出され、表示要素作成部２３で前述したグラフィック配管系統図２４Ｂおよびディスプレイオペレーション操作端図２４Ｃの双方、あるいはグラフィック配管系統図２４Ｂかディスプレイオペレーション操作端図２４Ｃのいずれか一方が必要性に応じて作成され、その結果がシミュレーション機能部３０に出力される。シミュレーションデータ部２８にはシミュレーションデータ挿入部２９からのシミュレーションに必要なデータであるアナログデータ２１Ａ１、デジタルデータ２１Ｂ１等が入力され、前記シミュレーションデータ部２８の出力が前記シミュレーション機能部３０に出力されて、前記表示要素作成部２３の出力に加えられることにより、不具合発生時やその前後の状態におけるプラント運転状態である配管系統の動作状態のシミュレーションを行い、そのシミュレーション状態が表示部３１に表示される。

このようにこの実施の形態４によれば、プラントの監視、制御を行う制御用計算機１００に何ら影響を与えることなく、任意の時刻のデータの推移に対して、不具合発生時と異なると想定されるデータ値を加えて補正したプラント機器の動作状態をシミュレーション可能とするので、不具合原因の調査、解析の幅が拡大され、原因究明の補完がより充実化されるという効果がある。

尚、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１２メインデータ部、１３サブデータ部、１４データ複製部、
２１専用データ部、２２データ抽出部、２３表示要素作成部、２４表示部、
２４Ｂグラフィック配管系統図、２４Ｃディスプレイオペレーション操作端図、
２５データ時系列順表示機能部、２７データ修正部、
２８シミュレーションデータ部、２９シミュレーションデータ挿入部、
３０シミュレーション機能部、３１表示部、５０プラント制御用計算機システム、１００制御用計算機、２００，２００Ａ専用保守ツール。

Claims

制御用計算機と専用保守ツールが設けられたプラント制御用計算機システムにおいて、前記制御用計算機にはプラント機器が出力するデータを格納するメインデータ部と、前記メインデータ部のデータを格納するサブデータ部とが設けられており、前記専用保守ツールに設けられた専用データ部には、前記サブデータ部のデータが複製化の上、格納されており、データ抽出部によって前記プラント機器に不具合が発生時のデータが前記専用データ部から抽出されるとともに、表示要素作成部によってグラフィック図に作成され、表示部に表示されることを特徴とするプラント制御用計算機システム。
前記専用保守ツールには、加えてデータ時系列順表示機能部と、前記表示部に抽出対象時刻指示部および時系列順自動遷移表示機能部が設けられており、前記データ抽出部は前記抽出対象時刻指示部の出力に基づき、抽出開始から抽出終了までの時間帯における前記プラント機器の不具合発生時に係る複数のデータを前記専用データ部から抽出し、前記データ時系列順表示機能部の出力を入力する前記表示要素作成部によって、前記抽出された複数のデータがそれぞれ複数のグラフィック図に作成されるとともに、この複数のグラフィック図が前記時系列順自動遷移表示機能部によって前記表示部に時系列順に自動遷移表示されることを特徴とする請求項１に記載のプラント制御用計算機システム。
前記専用保守ツールには、データ修正部とシミュレーションデータ部と、シミュレーションデータ挿入部とシミュレーション機能部とが設けられており、前記データ修正部の出力に基づき前記専用データ部に格納された不具合発生時前後の任意の時刻のデータに対して任意のデータ値で修正が行われ、この修正されたデータが前記データ抽出部によって抽出され、前記表示要素作成部によってグラフィック図が作成の上前記シミュレーション機能部に出力されるとともに、シミュレーションに必要な所要のデータが前記シミュレーションデータ挿入部から前記シミュレーションデータ部に入力され、前記シミュレーション機能部に前記シミュレーションデータ部の出力が入力されて、不具合発生時のプラント運転を模擬する状態が前記表示部に表示されることを特徴とする請求項１に記載のプラント制御用計算機システム。
前記グラフィック図が前記プラント機器のグラフィック配管系統図あるいは前記プラント機器のディスプレイオペレーション操作端図のいずれかであることを特徴とする請求項１または請求項３に記載のプラント制御用計算機システム。
前記グラフィック図が前記プラント機器のグラフィック配管系統図と前記プラント機器のディスプレイオペレーション操作端図であることを特徴とする請求項２に記載のプラント制御用計算機システム。
前記メインデータ部のデータがデータ複製部によって複製化されたデータを格納する前記サブデータ部のデータが、ミラーリング方式によって前記専用データ部に複製化され格納されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプラント制御用計算機システム。
前記データ抽出部が前記専用データ部から抽出するデータは、前記プラント機器に不具合発生前後の複数のデータであることを特徴とする請求項１、請求項３から請求項６のいずれか１項に記載のプラント制御用計算機システム。