知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ 株式会社東芝の特許一覧 ▶ 東芝エネルギーシステムズ株式会社の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-04-08
(45)【発行日】2022-04-18
(54)【発明の名称】プラント点検装置、方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
F01L 1/46 20060101AFI20220411BHJP
G05B 23/02 20060101ALI20220411BHJP
G21D 3/04 20060101ALI20220411BHJP
【ＦＩ】
F01L1/46 B
G05B23/02 T
G05B23/02 302R
G21D3/04 A
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2017236904
(22)【出願日】2017-12-11
(65)【公開番号】P2019105920
(43)【公開日】2019-06-27
【審査請求日】2020-02-25
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(73)【特許権者】
【識別番号】317015294
【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001380
【氏名又は名称】特許業務法人東京国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】須藤 要英
(72)【発明者】
【氏名】加藤 秋夫
(72)【発明者】
【氏名】長久 宏司
(72)【発明者】
【氏名】菊池 浩行
(72)【発明者】
【氏名】田原 卓兒
(72)【発明者】
【氏名】守屋 浩晃
【審査官】松本 泰典
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－２１８７３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１４／０９１９５２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平４－２１８８０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－７９６８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２５１８２２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０１Ｌ １／４６
Ｇ０５Ｂ ２３／０２
Ｇ２１Ｄ ３／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラントのプロセス値を計測するための多重化された第１センサ及び第２センサの各々から出力される第１計測信号及び第２計測信号を受信する第１受信回路と、前記第１計測信号及び前記第２計測信号のうち少なくとも一方に基づく入力に対し、前記プロセス値を制御する弁又はポンプで定義されるアクチュエータのそれぞれ弁開度又は回転量で定義される操作信号を出力する制御回路と、
前記第１計測信号及び前記第２計測信号を入力し、両者の第１偏差を算出する第１偏差算出回路と、
前記プラントの点検期間に挟まれる運転期間のうち少なくとも一部の指定期間において、入力した前記第１偏差を時間積分し、第１積分データとして出力する第１積分回路と、
各々の前記運転期間において前記点検期間の終了後に出力される前記第１積分データを蓄積するデータメモリと、
前記操作信号を入力した前記アクチュエータの実際の操作量の検出信号を受信する第２受信回路と、
前記操作信号及び前記検出信号を入力し、両者における前記操作量の第２偏差を算出する第２偏差算出回路と、
前記指定期間において入力した前記第２偏差を時間積分し、第２積分データとして出力する第２積分回路と、
各々の前記運転期間において前記点検期間の終了後に出力される前記第２積分データを蓄積するデータメモリと、を備えることを特徴とするプラント点検装置。
【請求項2】
請求項１に記載のプラント点検装置において、前記第１偏差が、予め設定された閾値を超えているか否かを判定する第１判定回路と、
前記判定の結果を入力して警報を出力する第１警報出力回路と、を備えることを特徴とするプラント点検装置。
【請求項3】
請求項１又は請求項２に記載のプラント点検装置において、前記第２偏差が、予め設定された閾値を超えているか否かを判定する第２判定回路と、
前記判定の結果を入力して警報を出力する第２警報出力回路と、を備えることを特徴とするプラント点検装置。
【請求項4】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプラント点検装置において、過去の前記運転期間に蓄積された前記第１積分データ及び現在の前記運転期間において積分された前記第１積分データを入力し、両者の第３偏差を算出する第３偏差算出回路と、
前記第３偏差が、予め設定された閾値を超えているか否かを判定する第３判定回路と、
入力した前記判定の結果に基づいて警報を出力する第３警報出力回路と、を備えることを特徴とするプラント点検装置。
【請求項5】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプラント点検装置において、過去の前記運転期間に蓄積された前記第２積分データ及び現在の前記運転期間において積分された前記第２積分データを入力し、両者の第４偏差を算出する第４偏差算出回路と、
前記第４偏差が、予め設定された閾値を超えているか否かを判定する第４判定回路と、
入力した前記判定の結果に基づいて警報を出力する第４警報出力回路と、を備えることを特徴とするプラント点検装置。
【請求項6】
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点検装置において、複数の前記運転期間に蓄積された各々の前記第１積分データを時系列に解析し、前記センサが異常な計測信号を出力するまでの寿命を推定する第１解析部を、さらに備えることを特徴とするプラント点検装置。
【請求項7】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のプラント点検装置において、複数の前記運転期間に蓄積された各々の前記第２積分データを時系列に解析し、前記アクチュエータが異常動作するまでの寿命を推定する第２解析部を、さらに備えることを特徴とするプラント点検装置。
【請求項8】
プラントのプロセス値を計測するための多重化された第１センサ及び第２センサの各々から出力される第１計測信号及び第２計測信号を受信するステップと、前記第１計測信号及び前記第２計測信号のうち少なくとも一方に基づく入力に対し、前記プロセス値を制御する弁又はポンプで定義されるアクチュエータのそれぞれ弁開度又は回転量で定義される操作信号を出力するステップと、
前記第１計測信号及び前記第２計測信号を入力し、両者の第１偏差を算出するステップと、
前記プラントの点検期間に挟まれる運転期間のうち少なくとも一部の指定期間において、入力した前記第１偏差を時間積分し、第１積分データとして出力するステップと、
各々の前記運転期間において前記点検期間の終了後に出力される前記第１積分データを蓄積するステップと、
前記操作信号を入力した前記アクチュエータの実際の操作量の検出信号を受信するステップと、
前記操作信号及び前記検出信号を入力し、両者における前記操作量の第２偏差を算出するステップと、
前記指定期間において入力した前記第２偏差を時間積分し、第２積分データとして出力するステップと、
各々の前記運転期間において前記点検期間の終了後に出力される前記第２積分データを蓄積するステップと、を含むことを特徴とするプラント点検方法。
【請求項9】
コンピュータに、プラントのプロセス値を計測するための多重化された第１センサ及び第２センサの各々から出力される第１計測信号及び第２計測信号を受信するステップ、
前記第１計測信号及び前記第２計測信号のうち少なくとも一方に基づく入力に対し、前記プロセス値を制御する弁又はポンプで定義されるアクチュエータのそれぞれ弁開度又は回転量で定義される操作信号を出力するステップ、
前記第１計測信号及び前記第２計測信号を入力し、両者の第１偏差を算出するステップ、
前記プラントの点検期間に挟まれる運転期間のうち少なくとも一部の指定期間において、入力した前記第１偏差を時間積分し、第１積分データとして出力するステップ、
各々の前記運転期間において前記点検期間の終了後に出力される前記第１積分データを蓄積するステップ、
前記操作信号を入力した前記アクチュエータの実際の操作量の検出信号を受信するステップ、
前記操作信号及び前記検出信号を入力し、両者における前記操作量の第２偏差を算出するステップ、
前記指定期間において入力した前記第２偏差を時間積分し、第２積分データとして出力するステップ、
各々の前記運転期間において前記点検期間の終了後に出力される前記第２積分データを蓄積するステップ、を実行させることを特徴とするプラント点検プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、多重化されたセンサで構築されるプラントの点検技術に関する。
【背景技術】
【0002】
発電所等のプラントは、多くの制御機器で構成され、各種プロセス値を制御して所定の目標を達成するための運転が安定的になされている。それぞれの制御機器は、これらプロセス値を計測したセンサの計測信号を入力し、この計測信号と予め設定した目標値との偏差を計算し、この偏差が所定範囲に収まるようにアクチュエータの操作量を制御する。この操作量の制御信号を受信してアクチュエータが動作すると、各種プロセス値が変化し、センサの計測信号は目標値に漸近する。
【0003】
ここで具体的に、プラントのプロセス値としては温度、圧力、水位（変位）、流速（速度）、加速度等が挙げられ、アクチュエータとしては動力ポンプ、動力シリンダ、弁等が挙げられる。
【0004】
ところで、センサに何らかの原因で障害が発生すると、プロセス値の制御に支障をきたし、プラント運転の安定性が損なわれ、場合によって運転停止となることが懸念される。そのような事態を回避するために、センサを多重化（冗長化）して並列動作させることにより、信頼性の向上を図っている。さらにセンサは、プロセス値の計測精度を維持するために、連続的な運転期間とは別個に定期的な点検期間を設け、点検及び校正、並びに必要に応じた交換が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特許第５７８３９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
これまでにおいて、多重化されたセンサで構成されるプラントは、運転期間におけるセンサの断線等の異常の有無を判定し、異常判定されたセンサの計測信号を不採用とすることで運転中の信頼性を確保してきた。
しかし、センサの経時劣化等に伴い生じた計測信号の精度低下は、直ちに異常判定が下されることはないが、近い将来において異常判定が下される可能性を潜在的に有する。
しかし、センサの経時劣化等に伴い生じた計測信号の精度低下は、直ちに異常判定が下されることはないが、近い将来において異常判定が下される可能性を潜在的に有する。
【0007】
そのような近い将来に異常判定が下されるセンサは、点検期間において発見され、正常品に交換されるべきである。しかし、検査対象となるセンサは、膨大な数量がプラント内に存在しているために、点検期間の限られた期間内で潜在的な異常を発見できる確実性が低いことが懸念される。
【0008】
本発明の実施形態はこのような事情を考慮してなされたもので、プラントを構成するセンサやアクチュエータの劣化の進行に伴い表面化する潜在的な異常を事前に察知できるプラントの点検技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
実施形態に係るプラント点検装置において、プラントのプロセス値を計測するための多重化された第１センサ及び第２センサの各々から出力される第１計測信号及び第２計測信号を受信する第１受信部と、前記第１計測信号及び前記第２計測信号のうち少なくとも一方に基づく入力に対し前記プロセス値を制御する弁又はポンプで定義されるアクチュエータのそれぞれ弁開度又は回転量で定義される操作信号を出力する制御回路と、前記第１計測信号及び前記第２計測信号を入力し両者の第１偏差を算出する第１偏差算出回路と、前記プラントの点検期間に挟まれる運転期間のうち少なくとも一部の指定期間において入力した前記第１偏差を時間積分し第１積分データとして出力する第１積分回路と、各々の前記運転期間において前記点検期間の終了後に出力される前記第１積分データを蓄積するデータメモリと、前記操作信号を入力した前記アクチュエータの実際の操作量の検出信号を受信する第２受信回路と、前記操作信号及び前記検出信号を入力し両者における前記操作量の第２偏差を算出する第２偏差算出回路と、前記指定期間において入力した前記第２偏差を時間積分し第２積分データとして出力する第２積分回路と、各々の前記運転期間において前記点検期間の終了後に出力される前記第２積分データを蓄積するデータメモリと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明の実施形態により、プラントを構成するセンサやアクチュエータの劣化の進行に伴い表面化する潜在的な異常を事前に察知できるプラントの点検技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の第１実施形態に係るプラント点検装置のブロック図。
【図2】第２実施形態に係るプラント点検装置のブロック図。
【図3】第３実施形態及び第４実施形態に係るプラント点検装置のブロック図。
【図4】第５実施形態に係るプラント点検装置のブロック図。
【図5】プラントの運転スケジュールの概略図。
【図6】点検スケジュールを作成するための解析回路のブロック図。
【図7】積分データの系列（ｋ＝１～ｍ）の値をプロットしたグラフ。
【図8】実施形態に係るプラント点検方法及びプラント点検プログラムのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0012】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、第１実施形態に係るプラント点検装置１０は、プラントのプロセス値を計測するための多重化された第１センサ１１及び第２センサ１２の各々から出力される第１計測信号２１及び第２計測信号２２を受信する第１受信回路１５と、第１計測信号２１及び第２計測信号２２のうち少なくとも一方に基づく入力に対しプロセス値を制御するアクチュエータ１９の操作信号２４を出力する制御回路１７と、第１計測信号２１及び第２計測信号２２を入力し両者の第１偏差４１を算出する第１偏差算出回路３１と、プラントの点検期間８５k+1,８５k（ｋ＝１，２…ｍ）（図５）に挟まれる運転期間８６kのうち少なくとも一部の指定期間２７kにおいて入力した第１偏差４１を時間積分し第１積分データ５１として出力する第１積分回路６１と、各々の運転期間８６kにおいて点検期間８５kの終了後に出力される第１積分データ５１（５１1，５１2，…５１m）を蓄積するデータメモリ２５と、を備えている。
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、第１実施形態に係るプラント点検装置１０は、プラントのプロセス値を計測するための多重化された第１センサ１１及び第２センサ１２の各々から出力される第１計測信号２１及び第２計測信号２２を受信する第１受信回路１５と、第１計測信号２１及び第２計測信号２２のうち少なくとも一方に基づく入力に対しプロセス値を制御するアクチュエータ１９の操作信号２４を出力する制御回路１７と、第１計測信号２１及び第２計測信号２２を入力し両者の第１偏差４１を算出する第１偏差算出回路３１と、プラントの点検期間８５k+1,８５k（ｋ＝１，２…ｍ）（図５）に挟まれる運転期間８６kのうち少なくとも一部の指定期間２７kにおいて入力した第１偏差４１を時間積分し第１積分データ５１として出力する第１積分回路６１と、各々の運転期間８６kにおいて点検期間８５kの終了後に出力される第１積分データ５１（５１1，５１2，…５１m）を蓄積するデータメモリ２５と、を備えている。
【0013】
さらに第１実施形態のプラント点検装置１０は、第１偏差４１が予め設定された閾値を超えているか否かを判定する第１判定回路７１と、この判定の結果を入力して警報を出力する第１警報出力回路８１と、を備えている。
【0014】
図５の概略図は、プラントの運転スケジュールを示している。
プラントの操業は、計画的に点検期間８５k（ｋ＝１，２…）を設けて、運転期間８６k（ｋ＝１，２…）においてトラブルが発生しないように、運転スケジュールが組まれている。
それぞれの運転期間８６kにおいて、第１センサ１１及び／又は第２センサ１２により計測されたプロセス値をアルゴリズム処理し、アクチュエータ１９の操作量を決定し、というルーチンを繰り返すことで、プラント全体が自動制御されている。
それぞれの点検期間８５kでは、プラントの制御を止めて、このアルゴリズム処理を停止させた状態で、第１センサ１１及び第２センサ１２のキャリブレーション又は交換、アクチュエータ１９のメンテナンス又は交換が行われる。
プラントの操業は、計画的に点検期間８５k（ｋ＝１，２…）を設けて、運転期間８６k（ｋ＝１，２…）においてトラブルが発生しないように、運転スケジュールが組まれている。
それぞれの運転期間８６kにおいて、第１センサ１１及び／又は第２センサ１２により計測されたプロセス値をアルゴリズム処理し、アクチュエータ１９の操作量を決定し、というルーチンを繰り返すことで、プラント全体が自動制御されている。
それぞれの点検期間８５kでは、プラントの制御を止めて、このアルゴリズム処理を停止させた状態で、第１センサ１１及び第２センサ１２のキャリブレーション又は交換、アクチュエータ１９のメンテナンス又は交換が行われる。
【0015】
第１センサ１１及び第２センサ１２は、同一仕様のものが組み合わされて一種類のセンサ系統を成し、着目する計測対象に対し並列動作するように多重化されている。実施形態においてセンサ系統は、二つのセンサの組み合わせからなるものが例示されているが、三つ以上の組み合わせからなる場合もある。また、実施形態では一種類のセンサ系統で、一つのアクチュエータ１９を操作する態様を示しているが、複数種類のセンサ系統で、一つのアクチュエータ１９を操作する場合もある。さらに、実施形態の説明のためアクチュエータ１９を一つだけ開示しているが、プラントでは複数のアクチュエータ１９が設けられている。
【0016】
第１センサ１１及び第２センサ１２は、プラントを構成する配管、タンク、回転機器、燃焼機器、及びその他の部材や機器等に取り付けられている。そして、これらにおいて、通過したり保持されたりする流体、これらが置かれる雰囲気、これら自身に関する、温度、圧力、水位（変位）、流速（速度）、加速度、ガス濃度等といった物理量を計測するものである。アクチュエータ１９としては動力ポンプ、動力シリンダ、弁等が挙げられる。
【0017】
そのような物理量を計測する第１センサ１１及び第２センサ１２は、アナログ値である第１計測信号２１及び第２計測信号２２をそれぞれ出力する。この第１計測信号２１及び第２計測信号２２の各々は、第１受信回路１５（１５ａ，１５ｂ）で受信され、デジタル値に変換された後に、選択処理回路３５、第１偏差算出回路３１及び故障検出回路３８に出力される。
【0018】
ここで、第１計測信号２１及び第２計測信号２２は、同じプロセス値を計測対象としているために、両者は一致していることが理想的である。しかし、現実的には個体差や経年劣化により、完全には一致しない。
【0019】
故障検出回路３８は、第１計測信号２１及び第２計測信号２２の両方を入力し、通常取り得る値として予め定められた範囲内に有るか否かに基づいて、対応する第１センサ１１及び第２センサ１２が正常か故障（例えば、断線）かを検出し、その結果を選択処理回路３５に出力する。
そして、第１センサ１１及び第２センサ１２のいずれかに故障が検出された場合は、その旨を知らせる警報を発令させる（図示略）。
そして、第１センサ１１及び第２センサ１２のいずれかに故障が検出された場合は、その旨を知らせる警報を発令させる（図示略）。
【0020】
選択処理回路３５は、第１計測信号２１及び第２計測信号２２の両方を入力し、故障検出回路３８からいずれか一方の故障検出が通知されている場合は、正常検出されている方の計測信号を制御回路１７に出力する。また、両方が正常検出されている場合は、第１計測信号２１及び第２計測信号２２を平均処理したり、高値又は低値を選択したり、予め定めた優先順が上位の計測信号を選択したりして、制御回路１７に出力する。
【0021】
制御回路１７は、選択処理回路３５から、第１計測信号２１及び第２計測信号２２のうち少なくとも一方に基づく信号を入力する。そして、この入力信号が目標とするプロセス値２８に漸近するよう制御されるための操作信号２４を、ＰＩＤ演算等で算出し、アクチュエータ１９に出力する。
【0022】
この操作信号２４は、Ｄ／Ａ変換回路３７にて、デジタル信号からアナログ信号に変換され、アクチュエータ１９に出力される。ここで操作対象のアクチュエータ１９が弁であれば、所望する弁開度に調整するものであり、アクチュエータ１９がポンプであれば所望する回転数に調整するものである。
【0023】
ここで、自動／手動切替回路３６は、自動モードと手動モードとを切り替える回路である。自動モードとは、制御回路１７が出力する操作信号２４を、そのままＤ／Ａ変換回路３７を介してアクチュエータ１９に入力し、自動運転させるものである。手動モードとは、操作信号２４の入力を遮断し、図示略の手動レバー等で、アクチュエータ１９を手動操作するものである。
【0024】
第１偏差算出回路３１は、第１計測信号２１及び第２計測信号２２の両方を入力し、両者の差分を計算した第１偏差４１を、第１判定回路７１及び第１積分回路６１に出力する。
第１計測信号２１及び第２計測信号２２は、正常検出が共にされていたとしても、経年劣化とともに何時かは異常検出される。経年劣化の進行速度はセンサ毎に個体差があり一様ではないが、異常検出されるような寿命を迎える一定期間前から、プロセス値に対する計測信号の誤差が拡大していくことが知られている。このために、同じプロセス値を計測した第１計測信号２１及び第２計測信号２２の差分が拡大していくということは、第１センサ１１及び第２センサ１２のうち少なくとも一方が異常検出されることが近いことをあらわしている。
第１計測信号２１及び第２計測信号２２は、正常検出が共にされていたとしても、経年劣化とともに何時かは異常検出される。経年劣化の進行速度はセンサ毎に個体差があり一様ではないが、異常検出されるような寿命を迎える一定期間前から、プロセス値に対する計測信号の誤差が拡大していくことが知られている。このために、同じプロセス値を計測した第１計測信号２１及び第２計測信号２２の差分が拡大していくということは、第１センサ１１及び第２センサ１２のうち少なくとも一方が異常検出されることが近いことをあらわしている。
【0025】
第１判定回路７１は、第１偏差４１を入力し、予め定めた正常範囲の上限値である閾値と対比して、第１偏差４１がこの正常範囲を超えているか否かについて判定する。この第１偏差４１が閾値を超えずに正常範囲内であれば、第１センサ１１及び第２センサ１２は共に正常であると判定される。そして、この第１偏差４１が閾値を超えて正常範囲を外れた時は、第１センサ１１及び第２センサ１２の少なくとも一方に異常が発生したこと示す警報が第１警報出力回路８１より発令される。
【0026】
第１積分回路６１は、運転期間８６k（ｋ＝１，２…）（図５）のうち定められた指定期間２７k（ｋ＝１，２…）において第１偏差４１を入力し時間積分して、第１積分データ５１を出力するものである。なお、指定期間２７kは、セッティングしたオフディレイタイマ（図示略）に、データ取得時間を予め設定して決定することができる。この第１積分データ５１（５１1，５１2，…５１m）は、点検期間８５kを挟んで運転期間８６kが再開される毎に出力され、データメモリ２５に蓄積されていく。
【0027】
これにより、データメモリ２５に蓄積された第１積分データ５１（５１1，５１2，…５１m）が、運転期間８６kの再開の度に拡大していくのであれば、第１センサ１１及び第２センサ１２のうち少なくとも一つの劣化が加速しており、近い将来に第１判定回路７１で異常判定がなされる可能性を示唆している。
このように、第１積分データ５１の変化を運転期間８６k毎に追跡することにより、センサの劣化傾向を確認することが可能となり、点検期間８５kにおいて劣化の進行が疑われるセンサの検査に重点を置くことにより、点検作業の効率化を図ることができる。
このように、第１積分データ５１の変化を運転期間８６k毎に追跡することにより、センサの劣化傾向を確認することが可能となり、点検期間８５kにおいて劣化の進行が疑われるセンサの検査に重点を置くことにより、点検作業の効率化を図ることができる。
【0028】
（第２実施形態）
次に図２を参照して本発明における第２実施形態について説明する。なお、図２において図１と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し重複する説明を省略する。
第２実施形態のプラント点検装置１０は、さらに、操作信号２４を入力したアクチュエータ１９の実際の操作量の検出信号２３を受信する第２受信回路１６と、操作信号２４及び検出信号２３を入力し両者における操作量の第２偏差４２を算出する第２偏差算出回路３２と、指定期間２７において入力した第２偏差４２を時間積分し第２積分データ５２として出力する第２積分回路６２と、各々の運転期間８６kにおいて点検期間８５kの終了後に出力される第２積分データ５２（５２1，５２2，…５２m）を蓄積するデータメモリ２５と、を備えている。
次に図２を参照して本発明における第２実施形態について説明する。なお、図２において図１と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し重複する説明を省略する。
第２実施形態のプラント点検装置１０は、さらに、操作信号２４を入力したアクチュエータ１９の実際の操作量の検出信号２３を受信する第２受信回路１６と、操作信号２４及び検出信号２３を入力し両者における操作量の第２偏差４２を算出する第２偏差算出回路３２と、指定期間２７において入力した第２偏差４２を時間積分し第２積分データ５２として出力する第２積分回路６２と、各々の運転期間８６kにおいて点検期間８５kの終了後に出力される第２積分データ５２（５２1，５２2，…５２m）を蓄積するデータメモリ２５と、を備えている。
【0029】
さらに第２実施形態のプラント点検装置１０は、第２偏差４２が、予め設定された閾値を超えているか否かを判定する第２判定回路７２と、この判定の結果を入力して警報を出力する第２警報出力回路８２と、を備えている。
【0030】
第２実施形態においてアクチュエータ１９は、操作信号２４を入力したアクチュエータ１９が出力した操作量を検出する検出回路１８を備えている。ここで操作量とは、アクチュエータ１９が弁であれば弁開度であり、アクチュエータ１９がポンプであれば回転量である。
第２受信回路１６は、検出回路１８が出力した検出信号２３を受信し、デジタル値に変換した後に、第２偏差算出回路３２に出力する。
第２受信回路１６は、検出回路１８が出力した検出信号２３を受信し、デジタル値に変換した後に、第２偏差算出回路３２に出力する。
【0031】
第２偏差算出回路３２は、検出信号２３及び操作信号２４の両方を入力し、両者の差分を計算した第２偏差４２を、第２判定回路７２及び第２積分回路６２に出力する。
アクチュエータ１９に入力した操作信号２４と、アクチュエータ１９が出力した操作量とは、一致していることが理想的であるが、アクチュエータ１９の経年劣化とともに両者の差分は拡大していく。
アクチュエータ１９に入力した操作信号２４と、アクチュエータ１９が出力した操作量とは、一致していることが理想的であるが、アクチュエータ１９の経年劣化とともに両者の差分は拡大していく。
【0032】
第２判定回路７２は、第２偏差４２を入力し、予め定めた正常範囲の上限値である閾値と対比して、第２偏差４２がこの正常範囲を超えているか否かについて判定する。この第２偏差４２が閾値を超えずに正常範囲内であれば、アクチュエータ１９は正常であると判定される。そして、この第２偏差４２が閾値を超えて正常範囲を外れた時は、アクチュエータ１９に異常が発生したこと示す警報が第２警報出力回路８２より発令される。
【0033】
第２積分回路６２は、運転期間８６k（図６）のうち定められた指定期間２７において第２偏差４２を入力し時間積分して、第２積分データ５２を出力するものである。なお、この指定期間２７は、第１積分回路６１を動作させる指定期間と一致していてもよいし、不一致でもよい。この第２積分データ５２は、点検期間８５kを挟んで運転期間８６kが再開される毎に、データメモリ２５に蓄積されていく。
【0034】
データメモリ２５は、各々の運転期間８６kにおいて点検期間８５kの終了後に出力される第２積分データ５２（５２1，５２2，…５２m）を蓄積する。
これにより、データメモリ２５に蓄積された第２積分データ５２が、運転期間８６ｋの再開の度に拡大しているのであれば、アクチュエータ１９の劣化が加速しており、近い将来に第２判定回路７２で異常判定がなされる可能性を示唆している。
このように、第２積分データ５２の変化を運転期間８６k毎に追跡することにより、アクチュエータ１９の劣化傾向を確認することが可能となり、点検期間８５において劣化の進行が疑われるアクチュエータ１９の検査に重点を置くことにより、点検作業の効率化を図ることができる。
これにより、データメモリ２５に蓄積された第２積分データ５２が、運転期間８６ｋの再開の度に拡大しているのであれば、アクチュエータ１９の劣化が加速しており、近い将来に第２判定回路７２で異常判定がなされる可能性を示唆している。
このように、第２積分データ５２の変化を運転期間８６k毎に追跡することにより、アクチュエータ１９の劣化傾向を確認することが可能となり、点検期間８５において劣化の進行が疑われるアクチュエータ１９の検査に重点を置くことにより、点検作業の効率化を図ることができる。
【0035】
（第３実施形態）
次に図３を参照して本発明における第３実施形態について説明する。なお、図３において図１及び図２と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
第３実施形態のプラント点検装置１０は、さらに、過去の運転期間８６1，８６2…８６m-1に蓄積された第１積分データ５１1，５１2…５１m-1及び現在の運転期間８６mにおいて積分された第１積分データ５１mを入力し両者の第３偏差４３を算出する第３偏差算出回路３３と、この第３偏差４３が予め設定された閾値を超えているか否かを判定する第３判定回路７３と、この判定の結果を入力して警報を出力する第３警報出力回路８３と、を備えている。
次に図３を参照して本発明における第３実施形態について説明する。なお、図３において図１及び図２と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
第３実施形態のプラント点検装置１０は、さらに、過去の運転期間８６1，８６2…８６m-1に蓄積された第１積分データ５１1，５１2…５１m-1及び現在の運転期間８６mにおいて積分された第１積分データ５１mを入力し両者の第３偏差４３を算出する第３偏差算出回路３３と、この第３偏差４３が予め設定された閾値を超えているか否かを判定する第３判定回路７３と、この判定の結果を入力して警報を出力する第３警報出力回路８３と、を備えている。
【0036】
第３偏差算出回路３３は、データメモリ２５において蓄積されている過去の運転期間８６1，８６2…８６m-1の第１積分データ５１1，５１2…５１m-1を入力する。さらに第１積分回路６１から出力された現在の運転期間８６mにおける第１積分データ５１mを入力する。そして、過去と現在の第１積分データ５１の差分をとった第３偏差４３を算出する。
一般に、この第３偏差４３は、運転期間８６が更新される度に、第１センサ１１及び第２センサ１２の経年劣化を反映して、拡大していくものである。
一般に、この第３偏差４３は、運転期間８６が更新される度に、第１センサ１１及び第２センサ１２の経年劣化を反映して、拡大していくものである。
【0037】
第３判定回路７３は、第３偏差４３を入力し、予め定めた正常範囲の上限値である閾値と対比して、第３偏差４３がこの正常範囲を超えているか否かについて判定する。この第３偏差４３が閾値を超えずに正常範囲内であれば、第１センサ１１及び第２センサ１２は共に正常であると判定される。そして、この第３偏差４３が閾値を超えて正常範囲を外れた時は、第１センサ１１及び第２センサ１２の少なくとも一方に異常が発生したこと示す警報が第３警報出力回路８３より発令される。
【0038】
これにより、運転期間８６k（ｋ＝１，２…）の毎に出力される第３偏差４３が閾値を超えた場合は、第１センサ１１及び第２センサ１２のうち少なくとも一つが異常状態にあることを示唆する警報が出力される。
このように、第３偏差４３を運転期間８６k毎に判定することにより、センサに異常が生じたことを推定することが可能となり、点検期間８５k（ｋ＝１，２…）において異常の発生が疑われるセンサの検査に重点を置くことにより、点検作業の効率化を図ることができる。
このように、第３偏差４３を運転期間８６k毎に判定することにより、センサに異常が生じたことを推定することが可能となり、点検期間８５k（ｋ＝１，２…）において異常の発生が疑われるセンサの検査に重点を置くことにより、点検作業の効率化を図ることができる。
【0039】
（第４実施形態）
次に図３を参照して本発明における第４実施形態について説明する。なお、図３において図１及び図２と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
第４実施形態のプラント点検装置１０は、過去の運転期間８６1，８６2…８６m-1に蓄積された第２積分データ５２1，５２2…５２m-1及び現在の運転期間８６mにおいて積分された第２積分データ５２mを入力し両者の第４偏差４４を算出する第４偏差算出回路３４と、この第４偏差４４が予め設定された閾値を超えているか否かを判定する第４判定回路７４と、この判定の結果を入力して警報を出力する第４警報出力回路８４と、を備えている。
次に図３を参照して本発明における第４実施形態について説明する。なお、図３において図１及び図２と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
第４実施形態のプラント点検装置１０は、過去の運転期間８６1，８６2…８６m-1に蓄積された第２積分データ５２1，５２2…５２m-1及び現在の運転期間８６mにおいて積分された第２積分データ５２mを入力し両者の第４偏差４４を算出する第４偏差算出回路３４と、この第４偏差４４が予め設定された閾値を超えているか否かを判定する第４判定回路７４と、この判定の結果を入力して警報を出力する第４警報出力回路８４と、を備えている。
【0040】
第４偏差算出回路３４は、データメモリ２５において蓄積されている過去の運転期間８６1，８６2…８６m-1の第２積分データ５２1，５２2…５１m-1を入力する。さらに第２積分回路６２から出力された現在の運転期間８６mにおける第２積分データ５２mを入力する。そして、過去と現在の第２積分データ５２の差分をとった第４偏差４４を算出する。
この第４偏差４４は、運転期間８６が更新される度に、アクチュエータ１９の経年劣化を反映して、拡大していくものである。
この第４偏差４４は、運転期間８６が更新される度に、アクチュエータ１９の経年劣化を反映して、拡大していくものである。
【0041】
第４判定回路７４は、第４偏差４４を入力し、予め定めた正常範囲の上限値である閾値と対比して、第４偏差４４がこの正常範囲を超えているか否かについて判定する。この第４偏差４４が閾値を超えずに正常範囲内であれば、アクチュエータ１９は正常であると判定される。そして、この第４偏差４４が閾値を超えて正常範囲を外れた時は、アクチュエータ１９に異常が発生したこと示す警報が第４警報出力回路８４より発令される。
【0042】
これにより、運転期間８６k（ｋ＝１，２…）の毎に出力される第４偏差４４が閾値を超えた場合は、アクチュエータ１９に異常状態にあることを示唆する警報が出力される。
このように、第４偏差４４を運転期間８６k毎に判定することにより、アクチュエータ１９に異常が生じたことを推定することが可能となり、点検期間８５k（ｋ＝１，２…）において異常の発生が疑われるアクチュエータ１９の検査に重点を置くことにより、点検作業の効率化を図ることができる。
このように、第４偏差４４を運転期間８６k毎に判定することにより、アクチュエータ１９に異常が生じたことを推定することが可能となり、点検期間８５k（ｋ＝１，２…）において異常の発生が疑われるアクチュエータ１９の検査に重点を置くことにより、点検作業の効率化を図ることができる。
【0043】
（第５実施形態）
次に図４を参照して本発明における第５実施形態について説明する。なお、図４において図１、図２及び図３と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
第５実施形態のプラント点検装置１０は、さらに、複数の運転期間８６（８６1，８６2…８６m）に蓄積された各々の第１積分データ５１（５１1，５１2…５１m）を時系列に解析しセンサ１１，１２が異常な計測信号を出力するまでの寿命を推定する第１解析部９１と、複数の運転期間８６（８６1，８６2…８６m）に蓄積された各々の第２積分データ５２（５２1，５２2，…５２m）を時系列に解析しアクチュエータ１９が異常動作するまでの寿命を推定する第２解析部９２とを、さらに備えている。
次に図４を参照して本発明における第５実施形態について説明する。なお、図４において図１、図２及び図３と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
第５実施形態のプラント点検装置１０は、さらに、複数の運転期間８６（８６1，８６2…８６m）に蓄積された各々の第１積分データ５１（５１1，５１2…５１m）を時系列に解析しセンサ１１，１２が異常な計測信号を出力するまでの寿命を推定する第１解析部９１と、複数の運転期間８６（８６1，８６2…８６m）に蓄積された各々の第２積分データ５２（５２1，５２2，…５２m）を時系列に解析しアクチュエータ１９が異常動作するまでの寿命を推定する第２解析部９２とを、さらに備えている。
【0044】
図６に示すようにデータメモリ２５には、１回目から直近のｍ回目までの運転期間８６における、積分データ５１k（ｋ＝１～ｍ），５２k（ｋ＝１～ｍ）が保持されている。なお、データメモリ２５には、本実施形態で説明した第１センサ１１及び第２センサ１２並びにアクチュエータ１９に由来する積分データ５１k，５２k以外にも、その他のセンサ、アクチュエータに由来する積分データ５５k（ｋ＝１～ｍ）も保持されている。
【0045】
図７は、いずれか一つの積分データの系列（ｋ＝１～ｍ）を選択し、その値をプロットしたグラフである。このように、運転期間が更新される度に、経時劣化の進行に伴って、積分データの値は、比例的に大きくなる。
【0046】
図６に示すように解析部９１，９２は、いずれか一つの積分データの系列（ｋ＝１～ｍ）を取得してデータの関係を表した近似関数を生成する近似関数生成回路９５と、異常値として予め定めた閾値ｐを代入して近似関数の演算を実行する関数演算回路９６と、データメモリ２５に蓄積される全ての積分データの系列に対して実行した近似関数の演算結果に基づいて点検スケジュール９８を作成し出力する回路９７と、を有している。
【0047】
近似関数生成回路９５は、１回目から直近のｍ回目までの積分データの値と、それぞれの運転時間と、の関係をｎ次多項式（ｎは１以上の整数）で表した近似関数を生成するものである。
【0048】
関数演算回路９６は、異常値として予め定めた閾値ｐを近似関数に代入し、この閾値ｐに対応する運転時間を交換期限として演算する。ここで図７を参照すると、将来ｎ回目の運転期間に入る前に積分データの値は、閾値ｐに到達することがわかる。このために、対応するセンサ又はアクチュエータは、導かれた交換期限の直前のｎ－１回目の点検期間８５までにメンテナンスされることが望まれる。
【0049】
点検スケジュール作成回路９７は、全てのセンサ及びアクチュエータに関して導かれた交換期限に基づいて、今後の点検期間８５におけるこれらの交換作業に伴う作業工程を考慮した点検スケジュール８８を作成する。
なお、交換作業を実施した場合、該当するセンサ及び／又はアクチュエータのこれまで蓄積された第１積分データ５１及び／又は第２積分データ５２は、リセットされる。そして、これから更新される運転期間８６を一回目として第１積分データ５１及び／又は第２積分データ５２の蓄積を再開する。
このように、センサ及び／又はアクチュエータの劣化による異常が発生する時期を予め予測することにより、それらの交換作業等を含めた綿密な点検スケジュールを作成することができる。これにより、効率的な点検作業を実施できる。
なお、交換作業を実施した場合、該当するセンサ及び／又はアクチュエータのこれまで蓄積された第１積分データ５１及び／又は第２積分データ５２は、リセットされる。そして、これから更新される運転期間８６を一回目として第１積分データ５１及び／又は第２積分データ５２の蓄積を再開する。
このように、センサ及び／又はアクチュエータの劣化による異常が発生する時期を予め予測することにより、それらの交換作業等を含めた綿密な点検スケジュールを作成することができる。これにより、効率的な点検作業を実施できる。
【0050】
次に図８を参照して本実施形態に係るプラント点検方法及びプラント点検プログラムのフローチャートを説明する（適宜、図４、図５参照）。
運転期間８６が開始されると（Ｓ１１；Ｙｅｓ）、第１センサ１１及び第２センサ１２の各々から出力される第１計測信号２１及び第２計測信号２２が受信される（Ｓ１２）。これら第１センサ１１及び第２センサ１２は、プラントのプロセス値を計測するために多重化されている。プラントには、このように多重化されたセンサの組み合わせが多数設置されている。
運転期間８６が開始されると（Ｓ１１；Ｙｅｓ）、第１センサ１１及び第２センサ１２の各々から出力される第１計測信号２１及び第２計測信号２２が受信される（Ｓ１２）。これら第１センサ１１及び第２センサ１２は、プラントのプロセス値を計測するために多重化されている。プラントには、このように多重化されたセンサの組み合わせが多数設置されている。
【0051】
この運転期間８６において、第１計測信号２１及び第２計測信号２２の入力に対し、両者の第１偏差４１が算出される（Ｓ１３）。
この第１偏差４１が、予め設定された閾値を超えていると判定された場合は（Ｓ１４；ＮＧ）、第１センサ１１及び第２センサ１２のうち少なくとも一つが異常状態にあることが推定され、警報が出力される（Ｓ１５）。
この第１偏差４１が、予め設定された閾値を超えていると判定された場合は（Ｓ１４；ＮＧ）、第１センサ１１及び第２センサ１２のうち少なくとも一つが異常状態にあることが推定され、警報が出力される（Ｓ１５）。
【0052】
第１計測信号２１及び第２計測信号２２を平均化したり選択したりした信号の入力に対し、アクチュエータ１９の操作信号２４が出力され（Ｓ１６）、プラントのプロセス値が制御される。
そして操作信号２４を入力して動作したアクチュエータ１９の実際の操作量が検出され（Ｓ１７）、この検出信号２３と操作信号２４の差分をとった第２偏差４２が算出される（Ｓ１８）。
この第２偏差４２が、予め設定された閾値を超えていると判定された場合は（Ｓ１９；ＮＧ）、アクチュエータ１９が異常状態にあることが推定され、警報が出力される（Ｓ２０）。指定期間２７が始まるまでの間、上述のフローが繰り返され、プラントのプロセス値が制御される（Ｓ２１；Ｎｏ）。
そして操作信号２４を入力して動作したアクチュエータ１９の実際の操作量が検出され（Ｓ１７）、この検出信号２３と操作信号２４の差分をとった第２偏差４２が算出される（Ｓ１８）。
この第２偏差４２が、予め設定された閾値を超えていると判定された場合は（Ｓ１９；ＮＧ）、アクチュエータ１９が異常状態にあることが推定され、警報が出力される（Ｓ２０）。指定期間２７が始まるまでの間、上述のフローが繰り返され、プラントのプロセス値が制御される（Ｓ２１；Ｎｏ）。
【0053】
そして、指定期間２７が開始すると（Ｓ２１；Ｙｅｓ）、この指定期間２７が満了するまで第１偏差４１及び第２偏差４２がそれぞれ時間積分され（Ｓ２２，Ｓ２３；Ｎｏ）、第１積分データ５１及び第２積分データ５２がデータメモリ２５に蓄積される（Ｓ２３；Ｙｅｓ，Ｓ２４）。このデータメモリ２５には、点検期間８５を挟んで運転期間８６が再開される度に、新しい第１積分データ５１及び第２積分データ５２がデータメモリ２５に蓄積されていく（Ｓ１１；Ｎｏ，Ｓ２９）。
【0054】
過去の運転期間８６k（ｋ＝１～ｍ－１）に蓄積された第１積分データ５１k（ｋ＝１～ｍ－１）及び現在の運転期間８６mにおいて積分された第１積分データ５１mを入力し、両者の差分である第３偏差４３を算出する。同様に、第２積分データ５２k（ｋ＝１～ｍ－１）及び現在の運転期間８６mにおいて積分された第２積分データ５２mから第４偏差４４を算出する（Ｓ２５）。
【0055】
この第３偏差４３又は第４偏差４４が、予め設定された閾値を超えていると判定された場合は（Ｓ２６；ＮＧ）、第１センサ１１及び第２センサ１２のうち少なくとも一つ又はアクチュエータ１９が異常状態にあることが推定され、警報が出力される（Ｓ２７）。
【0056】
さらにこれまでの運転期間８６k（ｋ＝１～ｍ）に蓄積された各々の第１積分データ５１k（ｋ＝１～ｍ）を時系列に解析し、センサ１１，１２が異常な計測信号１３，１４を出力するまでの寿命を推定し、これを反映させた点検スケジュールを作成する（Ｓ２８）。
運転期間８６が終了するまでの間、（Ｓ１２）から（Ｓ１９）までのフローが繰り返され（Ｓ２１；Ｎｏ）、プラントのプロセス値が制御される。そして、運転期間８６が終了したところで、点検期間８５に入る（Ｓ１１；Ｎｏ，Ｓ２９）。
運転期間８６が終了するまでの間、（Ｓ１２）から（Ｓ１９）までのフローが繰り返され（Ｓ２１；Ｎｏ）、プラントのプロセス値が制御される。そして、運転期間８６が終了したところで、点検期間８５に入る（Ｓ１１；Ｎｏ，Ｓ２９）。
【0057】
以上述べた少なくともひとつの実施形態のプラント点検装置によれば、多重化されたセンサの計測信号の偏差を時間積分したデータを、運転期間毎に蓄積することにより、センサやアクチュエータの劣化の進行に伴い表面化する潜在的な異常を事前に察知することが可能となる。
【0058】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【0059】
また、プラント点検装置の構成要素は、コンピュータのプロセッサで実現することも可能であり、プラント点検プログラムにより動作させることが可能である。
【0060】
以上説明したプラント点検装置は、専用のチップ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、又はＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサを高集積化させた制御装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などの外部記憶装置と、ディスプレイなどの表示装置と、マウスやキーボードなどの入力装置と、通信Ｉ／Ｆとを、備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成で実現できる。
【0061】
またプラント点検装置で実行されるプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供される。もしくは、このプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、メモリカード、ＤＶＤ、フレキシブルディスク（ＦＤ）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供するようにしてもよい。
【0062】
また、本実施形態に係る医用画像処理装置１０で実行されるプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせて提供するようにしてもよい。
また、プラント点検装置は、構成要素の各機能を独立して発揮する別々のモジュールを、ネットワーク又は専用線で相互に接続し、組み合わせて構成することもできる。
また、プラント点検装置は、構成要素の各機能を独立して発揮する別々のモジュールを、ネットワーク又は専用線で相互に接続し、組み合わせて構成することもできる。
【符号の説明】
【0063】
１０…プラント点検装置、１１…第１センサ、１２…第２センサ、１５…第１受信回路、１６…第２受信回路、１７…制御回路、１８…検出回路、１９…アクチュエータ、２１…第１計測信号、２２…第２計測信号、２３…検出信号、２４…操作信号、２５…データメモリ、２７…指定期間、２８…目標プロセス値、３１…第１偏差算出回路、３２…第２偏差算出回路、３３…第３偏差算出回路、３４…第４偏差算出回路、３５…選択処理回路、３６…手動切替回路、３７…Ｄ／Ａ変換回路、３８…故障検出回路、４１…第１偏差、４２…第２偏差、４３…第３偏差、４４…第４偏差、５１…第１積分データ、５２…第２積分データ、５５…積分データ、６１…第１積分回路、６２…第２積分回路、７１…第１判定回路、７２…第２判定回路、７３…第３判定回路、７４…第４判定回路、８１…第１警報出力回路、８２…第２警報出力回路、８３…第３警報出力回路、８４…第４警報出力回路、８５…点検期間、８６…運転期間、９１…第１解析部、９２…第２解析部、９５…近似関数生成回路、９６…関数演算回路、９７…点検スケジュール作成回路、９８…点検スケジュール。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】