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JP2007257190A - Total monitoring diagnosis device - Google Patents

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JP2007257190A
JP2007257190A JP2006079396A JP2006079396A JP2007257190A JP 2007257190 A JP2007257190 A JP 2007257190A JP 2006079396 A JP2006079396 A JP 2006079396A JP 2006079396 A JP2006079396 A JP 2006079396A JP 2007257190 A JP2007257190 A JP 2007257190A
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JP
Japan
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plant
diagnosis
comprehensive monitoring
diagnostic
data
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006079396A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoto Yoshizawa
直人 吉澤
Takeshi Yamada
毅 山田
Yoshikazu Tonozuka
芳和 殿塚
Hitoshi Oguri
仁 小栗
Hideaki Fujimoto
秀秋 藤本
Kazuhiko Kimijima
和彦 君島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Priority to TW096109194A priority patent/TWI354051B/en
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Priority to CN2007100887689A priority patent/CN101042587B/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To properly analyze and diagnose presence/absence of an abnormal condition and its content to present a current circumstance and its prediction of a process, a condition of a plant, diagnosis information about an apparatus, and the like for reducing a load of an operator and greatly improving reliability. <P>SOLUTION: Based on rainfall information outputted from a rainfall amount radar processor 4, rainfall amount information outputted from respective ground rain gages 5, and process values outputted from an inflow duct level meter 9, a pump well level meter 10, and an inflow gate 10 installed in a sewage treatment plant 6, the total monitoring diagnosis device 8a controls respective storm sewage pumps 15 and respective delivery valves 16 for keeping a water level of a pump well 7 below a set level, and at the same time, diagnoses the process values and operation contents of the sewage treatment plant 6 to show a diagnosis result to the operator. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、上下水道設備などを監視制御する総合監視診断システムに係わり、特に上下水道設備などを診断し、故障原因の究明、故障の波及など表示する総合監視診断装置に関する。   The present invention relates to an integrated monitoring / diagnosis system for monitoring and controlling water and sewage facilities, and more particularly to an integrated monitoring and diagnosis apparatus for diagnosing water and sewage facilities and the like, and for investigating the cause of failure and displaying the spread of failure.

監視制御システムは、上下水道プラントをはじめ、非常に多くの設備からなるプラントを対象としているが、近年、プラントの高機能化に伴い、監視制御システムで扱う情報量がさらに増大している。また、プラントの広域管理化に伴い、設備数もさらに増大している。   The supervisory control system is intended for plants comprising a large number of facilities, including water and sewage plants, but in recent years, the amount of information handled by the supervisory control system has further increased as the functionality of the plant has increased. Moreover, the number of facilities is further increasing with the wide area management of the plant.

一方、都市のライフライン的存在である浄水場、下水処理場、発電所などのプラントには、安定したサービスが要求されるため、これらのプラントは高い信頼性が必要とされる。しかしながら、現状稼動しているプラントの多くは、運用開始から長い年月が経っており、設備の老朽化が進んでいる。また、プラントを運用してきた熟練オペレータは年々減少しており、プラントに関するノウハウの継承不足が問題になっており、自動化、広域化により多種多様化している各機器の細かなレベルについてオペレータが知識を習得する機会は今後ますます減少すると思われる。   On the other hand, since plants such as water purification plants, sewage treatment plants, and power plants that are lifelines in cities require stable services, these plants require high reliability. However, many of the plants that are currently in operation have been operating for many years, and their facilities are becoming aging. In addition, the number of skilled operators who have operated plants has been decreasing year by year, and the lack of inheritance of know-how related to plants has become a problem. Operators have knowledge about the detailed levels of various devices that are diversified due to automation and wide area. Opportunities to learn are expected to decrease in the future.

このような背景の下での監視制御システムの運用は、機器の故障が発生した場合、故障表示は監視画面に表示、もしくはアラーム発報がされるものの、故障原因の究明、故障の波及等は、オペレータの経験により判断している場合が多い。   The operation of the monitoring and control system under such a background is that when a device failure occurs, the failure display is displayed on the monitoring screen or an alarm is issued, but the investigation of the cause of the failure, the propagation of the failure, etc. In many cases, the judgment is made based on the experience of the operator.

また、従来から診断機能を設けるシステムもあったが、その場合、専用の診断装置を新たにシステムに組み込むものがほとんどであった。
特願平2−305503号公報
In addition, some systems have been provided with a diagnostic function, but in that case, most of them have newly incorporated a dedicated diagnostic device into the system.
Japanese Patent Application No. 2-305503

故障原因の究明、故障の波及等をオペレータ判断に委ねる場合は、オペレータへの負担が大きくなり、人為的ミスを誘発させる要因になりかねないという問題があった。また、専用の診断装置を実装する場合は、対象機器の大幅な変更が伴ったり、システムが複雑化してしまうという問題があった。   When the investigation of the cause of the failure and the propagation of the failure are left to the operator's judgment, there is a problem that the burden on the operator increases and may cause a human error. In addition, when a dedicated diagnostic device is mounted, there are problems that the target device is significantly changed and the system becomes complicated.

以上のことから、機器の経年劣化によるプラントの信頼性低下を抑制し、プラントの状態を的確に把握する、プラント設備の正確な自動監視及び診断が要求される。そのために、上述したように広域化に伴う設備数の増大と、プラント高機能化に伴う情報量の増大により、システムが複雑化しているため、監視制御システムのもつ情報をより分かりやすくオペレータに提供することが必要である。   From the above, accurate automatic monitoring and diagnosis of plant equipment is required that suppresses a decrease in plant reliability due to aging of equipment and accurately grasps the state of the plant. For this reason, as described above, the system has become more complex due to the increase in the number of facilities associated with wide-area expansion and the increase in the amount of information associated with advanced plant functions. It is necessary to.

また、多種多量の監視データを迅速かつ確実に分析して、異常を検出するためのデータ加工機能と、診断結果と対応すべき処置を確実にオペレータに伝達する機能も必要である。そして、上記分析診断機能及び伝達機能が相互的に結合された総合監視診断システムが望まれる。   In addition, a data processing function for quickly and surely analyzing a large amount of monitoring data to detect an abnormality and a function for reliably transmitting an action to be taken corresponding to a diagnosis result to an operator are also required. An integrated monitoring and diagnosis system in which the analysis diagnosis function and the transmission function are combined with each other is desired.

本発明は上記の事情に鑑み、プラントの運転履歴等の情報を考慮して、異常の有無、異常内容を的確に分析診断し、プラント運用経験の浅いオペレータ、または少人数で広範囲のプラントを運営しているオペレータに対し、プロセスの現在状況や今後の予測、プラントの状態、機器の診断情報等を提示して、プラントを安全に、安定して運用していくための判断を助け、オペレータの負荷を軽減させるとともに、信頼性を大幅に向上させることができる総合監視診断装置を提供することを目的としている。   In view of the above circumstances, the present invention considers information such as the operation history of the plant, accurately analyzes and diagnoses the presence / absence of the abnormality and the content of the abnormality, and operates a wide range of plants with an operator with little experience in plant operation or a small number of people. Presents the current status of the process, future predictions, plant status, equipment diagnostic information, etc. to help the operator to make safe and stable operations. An object of the present invention is to provide a comprehensive monitoring and diagnosing device capable of reducing the load and greatly improving the reliability.

上記の目的を達成するために本発明は、プラントの運転状態またはプロセスの状態を検出する検出手段と、この検出手段の検出データを蓄積するとともに、蓄積した検出データまたは検出データを加工したデータに基づき、プラントまたはプロセス状態を診断する診断手段とを備えたことを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention provides a detection means for detecting an operation state or a process state of a plant, and the detection data of the detection means are accumulated, and the accumulated detection data or detection data is processed into data. And a diagnostic means for diagnosing the plant or process state.

本発明によれば、プラントの運転履歴等の情報を考慮して、異常の有無、異常内容を的確に分析診断し、プラント運用経験の浅いオペレータ、または少人数で広範囲のプラントを運営しているオペレータに対し、プロセスの現在状況や今後の予測、プラントの状態、機器の診断情報等を提示して、プラントを安全に、安定して運用していくための判断を助け、オペレータの負荷を軽減させるとともに、信頼性を大幅に向上させることができる。   According to the present invention, in consideration of information such as the operation history of the plant, the presence / absence of an abnormality and the contents of the abnormality are accurately analyzed and diagnosed, and a wide range of plants are operated by an inexperienced operator or a small number of people. Presents the current status of the process, future forecasts, plant status, equipment diagnostic information, etc. to the operator to help make decisions to operate the plant safely and stably, reducing the load on the operator And reliability can be greatly improved.

以下、本発明の実施形態の構成、動作を詳細に説明する。なお、以下の実施形態においては、具体的なプロセスとして下水道における雨水排水プロセスに対する総合監視診断システムを例に説明する。   Hereinafter, the configuration and operation of the embodiment of the present invention will be described in detail. In the following embodiment, a comprehensive monitoring and diagnosis system for a stormwater drainage process in a sewer will be described as an example as a specific process.

《第1実施形態》
[構成]
図1は本発明による総合監視診断装置の第1実施形態が適用された総合監視診断システムを示すブロック図である。
<< First Embodiment >>
[Constitution]
FIG. 1 is a block diagram showing an integrated monitoring and diagnosis system to which a first embodiment of an integrated monitoring and diagnosis apparatus according to the present invention is applied.

この図に示す総合監視診断システム1aは、各地に設置された各雨量レーダ2から出力される降雨情報を取り込み、ネットワーク3上に送出する雨量レーダ処理装置4と、各地に設置された各地上雨量計5から出力される雨量情報、監視制御対象となっている下水処理場6からのプロセス値などを取り込み、下水処理場6に設けられたポンプ井7の水位を一定水位以下に保持させながら、下水処理場6を構成する各設備の良否、稼働状況などを診断し、診断結果をオペレータに提示する総合監視診断装置8aとを備えている。   The integrated monitoring and diagnosis system 1a shown in this figure takes in rainfall information output from each rainfall radar 2 installed in each location and sends it to the network 3, and each ground rainfall installed in each location. Incorporating rainfall information output from the total 5 and process values from the sewage treatment plant 6 that is the object of monitoring and control, keeping the water level of the pump well 7 provided in the sewage treatment plant 6 below a certain level, A comprehensive monitoring and diagnosing device 8a for diagnosing the quality and operating status of each facility constituting the sewage treatment plant 6 and presenting the diagnosis result to the operator is provided.

総合監視診断装置8aは、LANなどによって構成されるネットワーク3と、監視診断対象となっている下水処理場6の流入渠水位計9、ポンプ井水位計10、流入ゲート11などから出力されるプロセス値、各雨水ポンプ15、各吐出弁16の動作内容を取り込み、ネットワーク3上に送出しながら、ネットワーク3を介して供給された制御指令に応じたポンプ制御指令、弁開度指令などを生成し、各雨水ポンプ15、各吐出弁16などを制御するプロセスコントロール部18と、ネットワーク3を介して、雨量レーダ処理装置4から出力される降雨情報、各地上雨量計5から出力される雨量情報、プロセスコントロール部18で収集されたプロセス値、動作状況データなどを取り込んで蓄積しながら、ポンプ井7の水位を一定水位以下に保持させるのに必要な制御指令を生成して、プロセスコントロール部18に供給しながら、図2に示す如くデータ分析プロセス19、データ予測プロセス20、異常判定プロセス21、プラント診断プロセス22、診断情報表示プロセス23などを実行し、下水処理場6に異常が発生しているかどうかを診断し、異常があるとき、故障箇所、故障の波及範囲などを示す診断データを生成するデータサーバ部24と、ネットワーク3を介して、下水処理場6の動作内容、制御内容などを示すデータを取り込み、プロセス監視画面を表示するとともに、オペレータの指示内容を取り込み、データサーバ部24に供給するヒューマンインタフェース部25とを備えている。   The comprehensive monitoring / diagnosis device 8a is a process that is output from the network 3 constituted by a LAN or the like, the inflow water level meter 9, the pump well level meter 10, the inflow gate 11 and the like of the sewage treatment plant 6 to be monitored and diagnosed. Value, operation contents of each rainwater pump 15 and each discharge valve 16 are captured and sent to the network 3 to generate pump control commands, valve opening commands, etc. according to the control commands supplied via the network 3 The process control unit 18 that controls each rainwater pump 15, each discharge valve 16, and the like, and the rain information output from the rain radar processing device 4 via the network 3, the rainfall information output from each ground rain gauge 5, The water level of the pump well 7 is kept below a certain level while capturing and accumulating the process values and operation status data collected by the process control unit 18. As shown in FIG. 2, a data analysis process 19, a data prediction process 20, an abnormality determination process 21, a plant diagnosis process 22, and a diagnosis information display are generated while generating a control command necessary for holding the control command and supplying it to the process control unit 18. A data server unit 24 that executes the process 23 and the like, diagnoses whether or not an abnormality has occurred in the sewage treatment plant 6, and generates diagnostic data indicating a failure location, a spread range of the failure, and the like when there is an abnormality; 3 through which the data indicating the operation contents and control contents of the sewage treatment plant 6 are captured, the process monitoring screen is displayed, the instruction contents of the operator are captured, and the human interface unit 25 is supplied to the data server unit 24. I have.

そして、雨量レーダ処理装置4から出力される降雨情報、各地上雨量計5から出力される雨量情報、下水処理場6に設けられた流入渠水位計9、ポンプ井水位計10、流入ゲート11などから出力されるプロセス値、各雨水ポンプ15、各吐出弁16の動作内容などを監視し、ポンプ井7の水位が予め設定水位以上になったとき、またはポンプ井7の水位が予め設定水位以上になる恐れがあるとき、下水処理場6に設けられた各雨水ポンプ15、各吐出弁16を制御し、ポンプ井7→雨水ポンプ15→吐出弁16→排水路17→河川なる経路で、ポンプ井7の雨水14を排水して、ポンプ井7の水位を設定水位以下に保持させる。また、この動作と平行し、データ分析プロセス19、データ予測プロセス20、異常判定プロセス21、プラント診断プロセス22、診断情報表示プロセス23などを動作させて、雨量レーダ処理装置4から出力される降雨情報、各地上雨量計5から出力される雨量情報、下水処理場6に設けられた流入渠水位計9、ポンプ井水位計10、流入ゲート11などから出力されるプロセス値、各雨水ポンプ15、各吐出弁16の動作内容などを監視し、下水処理場6に異常が発生しているとき、故障箇所、故障の波及範囲などを示す診断データを生成し、診断結果をオペレータに提示する。   The rainfall information output from the rainfall radar processing device 4, the rainfall information output from each ground rain gauge 5, the inflow water level gauge 9 provided in the sewage treatment plant 6, the pump well level gauge 10, the inflow gate 11, etc. The process value output from the operation, the operation contents of each rainwater pump 15 and each discharge valve 16 are monitored, and when the water level of the pump well 7 is equal to or higher than the preset water level, or the water level of the pump well 7 is equal to or higher than the preset water level. When there is a risk of becoming, the storm water pump 15 and the discharge valve 16 provided in the sewage treatment plant 6 are controlled, and the pump well 7 → rain water pump 15 → discharge valve 16 → drainage channel 17 → pump in the river path The rain water 14 of the well 7 is drained, and the water level of the pump well 7 is kept below the set water level. Further, in parallel with this operation, the data analysis process 19, the data prediction process 20, the abnormality determination process 21, the plant diagnosis process 22, the diagnosis information display process 23, etc. are operated, and the rainfall information output from the rainfall radar processing device 4 is operated. , Rainfall information output from each ground rain gauge 5, inflow water level gauge 9 provided in the sewage treatment plant 6, pump well water level gauge 10, process values output from the inflow gate 11, each rain water pump 15, The operation content of the discharge valve 16 is monitored, and when an abnormality occurs in the sewage treatment plant 6, diagnostic data indicating a failure location, a spillover range of the failure, and the like is generated, and the diagnosis result is presented to the operator.

[動作]
次に、図1、図2に示すに示すブロック図を参照しながら、総合監視診断システム1aの動作を説明する。
[Operation]
Next, the operation of the comprehensive monitoring diagnosis system 1a will be described with reference to the block diagrams shown in FIGS.

まず、総合監視診断装置8aのデータサーバ部24によって、雨量レーダ処理装置4から出力される降雨情報、プロセスコントロール部18で取り込まれた各地上雨量計5から出力される雨量情報、下水処理場6に設けられた流入渠水位計9、ポンプ井水位計10、流入ゲート11などから出力されるプロセス値などが取り込まれて、ポンプ井7の水位が予め設定水位以上になっているかどうか、またはポンプ井7の水位が予め設定水位以上になる恐れがあるかどうかが判定される。そして、降雨などにより、ポンプ井7の水位が予め設定水位以上になっているとき、またはポンプ井7の水位が予め設定水位以上になる恐れがあるとき、データサーバ部24によって、制御指令が生成されて、プロセスコントロール部18からポンプ制御指令、弁開度指令などが出力され、下水処理場6に設けられた各雨水ポンプ15、各吐出弁16が制御される。   First, the rainfall information output from the rainfall radar processing device 4 by the data server unit 24 of the comprehensive monitoring diagnostic device 8a, the rainfall information output from each ground rain gauge 5 captured by the process control unit 18, and the sewage treatment plant 6 The process value output from the inflow water level meter 9, the pump well level meter 10, the inflow gate 11, and the like provided in the water is taken in, and whether the water level of the pump well 7 is equal to or higher than the preset water level, or the pump It is determined whether or not the water level of the well 7 is likely to be higher than the preset water level. When the water level of the pump well 7 is equal to or higher than the preset water level due to rain or the like, or when the water level of the pump well 7 may be higher than the preset water level, the data server unit 24 generates a control command. Then, a pump control command, a valve opening command, and the like are output from the process control unit 18, and each rainwater pump 15 and each discharge valve 16 provided in the sewage treatment plant 6 are controlled.

これにより、ポンプ井7→雨水ポンプ15→吐出弁16→排水路17→河川なる経路で、ポンプ井7の雨水14が排水されて、ポンプ井7の水位が設定水位以下に保持される。   As a result, the rainwater 14 of the pump well 7 is drained through the path of the pump well 7 → rain pump 15 → discharge valve 16 → drainage path 17 → river, and the water level of the pump well 7 is kept below the set water level.

また、この動作と平行し、総合監視診断装置8aのヒューマンインタフェース部25によって、データサーバ部24に取り込まれた各プロセス値、データサーバ部24から出力される制御指令などが取り込まれて、監視画面データが作成され、オペレータに下水処理場の運転内容が表示される。   In parallel with this operation, each process value fetched by the data server unit 24, a control command output from the data server unit 24, and the like are fetched by the human interface unit 25 of the comprehensive monitoring / diagnosis apparatus 8a. Data is created and the operation details of the sewage treatment plant are displayed to the operator.

また、この動作と平行し、総合監視診断装置8aのデータサーバ部24によって、以下に述べる手順で、下水処理場6の異常有無が診断される。   In parallel with this operation, the data server unit 24 of the comprehensive monitoring and diagnosing device 8a diagnoses the presence or absence of an abnormality in the sewage treatment plant 6 according to the procedure described below.

<基本的な異常判定方法>(請求項1の内容)
まず、雨水排水ポンプ自動制御を行うためには自動制御条件が成立していることが必要であり、自動制御条件が成立したとき、ヒューマンインタフェース部18に成立した旨が表示される。また、自動制御条件が不成立のときには、データ分析プロセス19、異常判定プロセス21によって、自動制御条件が成立していない要因が抽出されるとともに、プラント診断プロセス22、診断情報表示プロセス23によって、診断結果がまとめられ、ヒューマンインタフェース部25に不成立要因が表示される。さらには、プラント診断プロセス22によって、自動制御不成立要因により、システム、プロセスなどに、今後どのような波及があるかが判定されて、ヒューマンインタフェース部25に表示される。
<Basic abnormality determination method> (contents of claim 1)
First, in order to perform the rainwater drainage pump automatic control, it is necessary that the automatic control condition is satisfied. When the automatic control condition is satisfied, the fact that it is satisfied is displayed on the human interface unit 18. When the automatic control conditions are not satisfied, the data analysis process 19 and the abnormality determination process 21 extract the factors that do not satisfy the automatic control conditions, and the plant diagnosis process 22 and the diagnosis information display process 23 perform the diagnosis results. And the cause of failure is displayed on the human interface unit 25. Furthermore, the plant diagnosis process 22 determines what kind of spillover will occur in the system and process in the future due to the cause of failure of automatic control, and displays it on the human interface unit 25.

また、雨水排水ポンプの台数制御時には、ヒューマンインタフェース部25によって、運転台数が切替わる時の切替え条件が具体的に表示される。また、切替え件が成立してしているにもかかわらす、運転台数が切替わらないときは、データ分析プロセス19、異常判定プロセス21によって、その要因が解析され、プラント診断プロセス22、診断情報表示プロセス23によって、診断結果がまとめられ、ヒューマンインタフェース部25に表示される。   Further, when controlling the number of rainwater drain pumps, the human interface unit 25 specifically displays the switching conditions when the number of operating units is switched. In addition, when the number of operating units is not switched even though the switching case is established, the cause is analyzed by the data analysis process 19 and the abnormality determination process 21, and the plant diagnosis process 22 and the diagnosis information display are displayed. The diagnosis results are collected by the process 23 and displayed on the human interface unit 25.

また、雨水排水ポンプの回転数制御を行っている場合に、目標値に到達しないときには、データ分析プロセス19、異常判定プロセス21によって、制御偏差異常の要因が抽出され、プラント診断プロセス22、診断情報表示プロセス23によって、診断結果がまとめられ、ヒューマンインタフェース部25にその要因が表示される。   Further, when the rotation speed control of the rainwater drainage pump is being performed, when the target value is not reached, the cause of the control deviation abnormality is extracted by the data analysis process 19 and the abnormality determination process 21, and the plant diagnosis process 22 and the diagnosis information The display process 23 summarizes the diagnosis results and displays the factors on the human interface unit 25.

また、雨水排水プロセスでは、プロセス信号を検出するために多くのセンサが用いられているが、プロセス信号の診断を行うための手法として、ディジタル信号とアナログ信号とが比較されることがある。具体的には、吐出弁16の全開リミットスイッチ信号(ディジタル信号)が“ON”しているのに、吐出弁開度信号(アナログ信号)が“100%”開度を指示していないような場合である。このような場合には、データ分析プロセス19、異常判定プロセス21によって、いずれかのセンサに異常が発生して、一致していないと判断されるとともに、プラント診断プロセス22、診断情報表示プロセス23によって、一致していない旨と、センサ異常内容とが集約されてヒューマンインタフェース部25に表示される。   In the rainwater drainage process, many sensors are used to detect a process signal. As a method for diagnosing the process signal, a digital signal and an analog signal are sometimes compared. Specifically, the fully open limit switch signal (digital signal) of the discharge valve 16 is “ON”, but the discharge valve opening signal (analog signal) does not indicate “100%” opening. Is the case. In such a case, it is determined by the data analysis process 19 and the abnormality determination process 21 that an abnormality has occurred in any one of the sensors, and they do not match, and the plant diagnosis process 22 and the diagnosis information display process 23 The fact that they do not match and the sensor abnormality content are collected and displayed on the human interface unit 25.

また、吐出流量計を設置している場合に、指示値は“0”を指しているのに、積算パルス信号が入力されているときには、データ分析プロセス19、異常判定プロセス21によって、異常と判断され、プラント診断プロセス22、診断情報表示プロセス23によって、その不一致の旨と、センサ異常内容が集約されてヒューマンインタフェース部25に表示される。   Further, when the discharge flow meter is installed, the indication value indicates “0”, but when the integrated pulse signal is input, it is determined as abnormal by the data analysis process 19 and the abnormality determination process 21. Then, by the plant diagnosis process 22 and the diagnosis information display process 23, the mismatch and the sensor abnormality content are collected and displayed on the human interface unit 25.

<予測動作を使用する異常判定方法>(請求項2の内容)
また、雨水排水制御を行っている場合には、ポンプ井7の水位が重要な指標となる。そして、雨水排水プロセスにおいては、降雨状況により、雨水14がポンプ井7へ急激に流入することがあり、それに備えるためにポンプ井水位を予測して、制御や支援制御を行うことが多い。
<Abnormality determination method using predictive action> (Contents of Claim 2)
When rainwater drainage control is performed, the water level of the pump well 7 is an important index. In the rainwater drainage process, the rainwater 14 may suddenly flow into the pump well 7 depending on the rain condition, and in order to prepare for it, the pump well water level is predicted and control and support control are often performed.

この場合、予測値が必ずしも適切であるとは限らないので、データ予測プロセス20によって、予測値が演算されるとともに、データ分析プロセス19によって、上下限値等が分析され、その上下限を逸脱しているとき、異常判定プロセス21によって、異常と判定される。そして、予測制御を行っている場合には、プラント診断プロセス22によって、予測制御中止が判断され、プラント診断プロセス22、診断情報表示プロセス23によって、診断結果がまとめられ、ヒューマンインタフェース部25に中止の旨と要因が表示される。   In this case, since the predicted value is not necessarily appropriate, the predicted value is calculated by the data prediction process 20 and the upper and lower limit values are analyzed by the data analysis process 19 and deviate from the upper and lower limits. Is determined to be abnormal by the abnormality determination process 21. When predictive control is performed, the plant diagnosis process 22 determines that the predictive control is to be stopped, the plant diagnosis process 22 and the diagnosis information display process 23 summarize the diagnosis results, and the human interface unit 25 cancels the control. The effect and factor are displayed.

[効果]
このように、この第1実施形態では、雨量レーダ処理装置4から出力される降雨情報、各地上雨量計5から出力される雨量情報、下水処理場6に設けられた流入渠水位計9、ポンプ井水位計10、流入ゲート10などから出力されるプロセス値などに基づき、総合監視診断装置8aが各雨水ポンプ15、各吐出弁16を制御して、ポンプ井7の水位を設定水位以下に保持しつつ、下水処理場6のプロセス値、運転内容などを診断し、診断結果をオペレータに提示するようにしているので、プラントの運転履歴等の情報を考慮して、異常の有無、異常内容を的確に分析診断し、プラント運用経験の浅いオペレータ、または少人数で広範囲のプラントを運営しているオペレータに対し、プロセスの現在状況や今後の予測、プラントの状態、機器の診断情報等を提示して、プラントを安全に、安定して運用していくための判断を助け、オペレータの負荷を軽減させるとともに、信頼性を大幅に向上させることができる(請求項1の効果)。
[effect]
Thus, in this 1st Embodiment, the rainfall information output from the rainfall radar processing apparatus 4, the rainfall information output from each ground rain gauge 5, the inflow water level meter 9 provided in the sewage treatment plant 6, the pump Based on the process value output from the well level gauge 10, the inflow gate 10, etc., the comprehensive monitoring and diagnosis device 8a controls each rainwater pump 15 and each discharge valve 16 to keep the water level of the pump well 7 below the set water level. However, the process values and operation details of the sewage treatment plant 6 are diagnosed, and the diagnosis results are presented to the operator. Accurate analysis and diagnosis for operators who have little experience in plant operation or who operate a wide range of plants with a small number of people. By presenting connection information, etc., it is possible to assist in the determination to operate the plant safely and stably, reduce the load on the operator, and greatly improve the reliability. ).

また、この第1実施形態では、データ分析プロセス19によって、データ予測プロセス20で得られた予測データと、プラントから出力されるプロセス値とを比較して、予測制御の異常有無、下水処理場6の異常有無を診断するようにしているので、プラントの運転履歴等の情報を考慮して、異常の有無、異常内容を的確に分析診断し、プラント運用経験の浅いオペレータ、または少人数で広範囲のプラントを運営しているオペレータに対し、予測制御の異常有無、プロセスの現在状況や、数分後〜数時間後におけるプラントの運転状態、プロセスの状態、機器の診断情報等を提示して、プラントを安全に、安定して運用していくための判断を助け、オペレータの負荷を軽減させるとともに、信頼性を大幅に向上させることができる(請求項2の効果)。   In the first embodiment, the data analysis process 19 compares the prediction data obtained in the data prediction process 20 with the process value output from the plant to determine whether there is an abnormality in the prediction control and the sewage treatment plant 6. Therefore, considering the information such as the operation history of the plant, the presence / absence of the abnormality and the details of the abnormality are accurately analyzed and diagnosed. The operator who operates the plant presents the presence or absence of predictive control abnormality, the current status of the process, the operation state of the plant after several minutes to several hours, the state of the process, diagnostic information of the equipment, etc. Can help make decisions for safe and stable operation, reduce the burden on the operator, and greatly improve reliability. Effect of).

《第2実施形態》
[構成]
図3は本発明による総合監視診断システムの第2実施形態を示すブロック図である。なお、この図において、図1の各部と対応する部分には、同じ符号が付してある。
<< Second Embodiment >>
[Constitution]
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the comprehensive monitoring diagnosis system according to the present invention. In this figure, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

この図に示す総合監視診断システム1bが図1に示す総合監視診断システム1aと異なる点は、総合監視診断装置8b内にデータ中継部31を配置するとともに、中央監視室(あるいは、データセンタ)内に中央監視制御装置32を設け、総合監視診断装置8bで得られた診断結果を診断カルテ型式で、中央監視制御装置32に伝送して、中央監視室内に居るオペレータ、携帯端末装置33を持ち、機場外にいる運転員などに知らせるようにしたことである。   The overall monitoring and diagnosis system 1b shown in this figure is different from the overall monitoring and diagnosis system 1a shown in FIG. 1 in that a data relay unit 31 is arranged in the overall monitoring and diagnosis apparatus 8b and in the central monitoring room (or data center). The central monitoring control device 32 is provided, and the diagnosis result obtained by the comprehensive monitoring diagnostic device 8b is transmitted to the central monitoring control device 32 in the form of a diagnostic chart, and the operator and the portable terminal device 33 are located in the central monitoring room, This is to inform the operators outside the aircraft.

データ中継部31は、図4に示す如くプラント診断プロセス22から出力されるプラント診断結果を取り込み、予め指定された表型式のデータ(診断カルテ)にして、診断情報表示プロセス23に供給し、ヒューマンインタフェース部25に表示する診断結果加工プロセス34と、診断情報表示プロセス23から出力される診断カルテを取り込み、専用回線36で接続された中央監視制御装置32に伝送するデータ中継プロセス35とを備えており、プラント診断プロセス22から出力されるプラント診断結果を取り込み、診断カルテを作成して、ヒューマンインタフェース部25に表示するとともに、専用回線36で接続された中央監視制御装置32に伝送する。   The data relay unit 31 takes in the plant diagnosis result output from the plant diagnosis process 22 as shown in FIG. 4 and supplies it to the diagnosis information display process 23 as pre-designated tabular data (diagnosis chart). A diagnostic result processing process 34 displayed on the interface unit 25, and a data relay process 35 that takes the diagnostic chart output from the diagnostic information display process 23 and transmits it to the central monitoring controller 32 connected by the dedicated line 36 are provided. Then, the plant diagnosis result output from the plant diagnosis process 22 is captured, a diagnostic chart is created, displayed on the human interface unit 25, and transmitted to the central supervisory control device 32 connected by the dedicated line 36.

中央監視制御装置32は、専用回線36を介して、データ中継部31から出力される表型式のプラント診断結果(診断カルテ)を取り込んで蓄積記憶する処理、携帯電話回線、無線LAN回線、ADSL回線、IP−VPN回線などの通信回線38を介して、配信対象となっている各携帯端末装置33の位置情報を取り込む処理、記憶している診断カルテなどを通信回線38を介して、各携帯端末装置33に配信する処理などを行うデータ送受信部39と、データ送受信部39に蓄積記憶されている診断カルテを再度、診断して、中央監視室内のオペレータに提示する診断部40と、データ送受信部39に取り込まれた各携帯端末装置33の位置情報に基づき、データ送受信部39に蓄積記憶されている診断カルテの内容を調整し、各携帯端末装置33に配信される診断カルテを作成する位置情報判定部41と、データ送受信部39によって受信された各携帯端末装置33の操作内容に応じて、各携帯端末装置33に配信される診断カルテの内容を再調整する操作情報判定部42とを備えている。   The central supervisory control device 32 takes in a table type plant diagnosis result (diagnosis chart) output from the data relay unit 31 via the dedicated line 36, stores and stores it, a cellular phone line, a wireless LAN line, and an ADSL line. , A process for fetching position information of each portable terminal device 33 to be distributed via a communication line 38 such as an IP-VPN line, and a stored medical record etc. via the communication line 38 for each portable terminal A data transmission / reception unit 39 that performs processing to be distributed to the device 33, a diagnostic unit 40 that diagnoses again the diagnostic chart stored and stored in the data transmission / reception unit 39, and presents it to an operator in the central monitoring room; and a data transmission / reception unit 39, the contents of the diagnostic chart stored and stored in the data transmission / reception unit 39 are adjusted based on the position information of each portable terminal device 33 taken into the portable terminal device 39. The position information determination unit 41 that creates a diagnostic chart distributed to the device 33 and the diagnostic chart distributed to each portable terminal device 33 according to the operation content of each portable terminal device 33 received by the data transmitting / receiving unit 39. And an operation information determination unit 42 for readjusting the contents.

そして、通信回線38を介して、各携帯端末装置33から位置情報を取り込み、各運転員の位置を把握するとともに、データ中継部31から出力される表型式のプラント診断結果(診断カルテ)を取り込んで、再度、詳細な診断を行い、中央監視室内にいるオペレータに提示する。また、各携帯端末装置33の位置、各携帯端末装置33の操作内容に応じて、データ中継部31から出力された診断カルテの内容を調整しながら、通信回線38を介して、各携帯端末装置33に配信する。   Then, the position information is taken in from each portable terminal device 33 via the communication line 38, the position of each operator is grasped, and the table type plant diagnosis result (diagnosis chart) outputted from the data relay unit 31 is taken in. Then, the detailed diagnosis is performed again and presented to the operator in the central monitoring room. In addition, each mobile terminal device is connected via the communication line 38 while adjusting the contents of the diagnostic chart output from the data relay unit 31 according to the position of each mobile terminal device 33 and the operation content of each mobile terminal device 33. To 33.

各携帯端末装置33は各々、GPS機能を用いて、携帯端末装置33の現在位置を把握し、位置情報を生成する位置情報判定部43と、運転員のキー操作内容(機器操作内容)、位置情報判定部43で得られた位置情報などを取り込み、通信回線38を介して、データ送受信部39に伝送するとともに、データ送受信部39から出力される診断カルテを取り込み、表示するデータ送受信部44とを備えており、GPS機能によって、現在位置を把握して得られた位置情報を中央監視制御装置32に伝送するとともに、中央監視制御装置32から配信された診断カルテを取り込み、画面表示する。また、運転員によって、キーが操作される毎に、機器操作内容を生成し、中央監視制御装置32に伝送する。   Each mobile terminal device 33 grasps the current position of the mobile terminal device 33 using the GPS function, generates a positional information, a position information determination unit 43, a key operation content (device operation content) of the operator, a position A data transmission / reception unit 44 that captures the position information obtained by the information determination unit 43 and transmits it to the data transmission / reception unit 39 via the communication line 38 and captures and displays the diagnostic chart output from the data transmission / reception unit 39. The position information obtained by grasping the current position by the GPS function is transmitted to the central monitoring control device 32, and the diagnostic chart distributed from the central monitoring control device 32 is taken in and displayed on the screen. Further, every time the key is operated by the operator, the device operation content is generated and transmitted to the central monitoring control device 32.

[動作]
次に、図3、図4に示すに示すブロック図を参照しながら、総合監視診断システムの動作を説明する。
[Operation]
Next, the operation of the comprehensive monitoring diagnosis system will be described with reference to the block diagrams shown in FIGS.

まず、総合監視診断装置8bのデータサーバ部24によって、雨量レーダ処理装置4から出力される降雨情報、プロセスコントロール部18で取り込まれた各地上雨量計5から出力される雨量情報、下水処理場6に設けられた流入渠水位計9、ポンプ井水位計10、流入ゲート11などから出力されるプロセス値などが取り込まれて、ポンプ井7の水位が予め設定水位以上になっているかどうかが判定される。そして、降雨などにより、ポンプ井7の水位が予め設定水位以上になっているとき、またはポンプ井7の水位が予め設定水位以上になる恐れがあるとき、データサーバ部24によって、制御指令が生成されて、プロセスコントロール部18からポンプ制御指令、弁開度指令が出力され、下水処理場6に設けられた各雨水ポンプ15、各吐出弁16が制御される。   First, the rainfall information output from the rainfall radar processing device 4 by the data server unit 24 of the comprehensive monitoring diagnostic device 8b, the rainfall information output from each ground rain gauge 5 captured by the process control unit 18, and the sewage treatment plant 6 The process values output from the inflow water level meter 9, the pump well level meter 10, the inflow gate 11, and the like provided in are taken in, and it is determined whether or not the water level of the pump well 7 is equal to or higher than the preset water level. The When the water level of the pump well 7 is equal to or higher than the preset water level due to rain or the like, or when the water level of the pump well 7 may be higher than the preset water level, the data server unit 24 generates a control command. Then, a pump control command and a valve opening command are output from the process control unit 18, and each rainwater pump 15 and each discharge valve 16 provided in the sewage treatment plant 6 are controlled.

これにより、ポンプ井7→雨水ポンプ15→吐出弁16→排水路17→河川なる経路で、ポンプ井7の雨水14が排水されて、ポンプ井7の水位が設定水位以下に保持される。   As a result, the rainwater 14 of the pump well 7 is drained through the path of the pump well 7 → rain pump 15 → discharge valve 16 → drainage path 17 → river, and the water level of the pump well 7 is kept below the set water level.

<総合監視診断装置8bの表示内容>(請求項3の内容)
また、この動作と平行し、総合監視診断装置8bのヒューマンインタフェース部25によって、データサーバ部24に取り込まれた各プロセス値、データサーバ部24から出力される制御指令などが取り込まれて、監視画面データが作成され、オペレータに下水処理場6の運転内容が表示される。また、この動作と並行し、総合監視診断装置8bによって、以下に述べる手順で、下水処理場の異常有無が診断されて、診断カルテが作成され、ヒューマンインタフェース部25に表示される。
<Display contents of the comprehensive monitoring / diagnosis apparatus 8b> (contents of claim 3)
In parallel with this operation, each process value fetched by the data server unit 24, a control command output from the data server unit 24, and the like are fetched by the human interface unit 25 of the comprehensive monitoring / diagnostic device 8b. Data is created and the operation details of the sewage treatment plant 6 are displayed to the operator. In parallel with this operation, the comprehensive monitoring and diagnosing device 8b diagnoses the presence or absence of abnormality in the sewage treatment plant by the procedure described below, creates a diagnostic chart, and displays it on the human interface unit 25.

まず、プロセスコントロール部18によって、下水処理場6のプロセス情報が取り込まれて加工された後、データサーバ部24に蓄積されるとともに、データ分析プロセス19、データ予測プロセス10、異常判定プロセス21、プラント診断プロセス22によって、データサーバ部24に蓄積されているプラントおよびプロセス情報が解析され、異常もしくは異常の可能性が判定された後、診断結果加工プロセス34によって、診断カルテ形式のプラント診断結果(診断カルテ)が自動作表され、ヒューマンインタフェース部25に表示される。   First, the process information of the sewage treatment plant 6 is captured and processed by the process control unit 18 and then stored in the data server unit 24, and the data analysis process 19, the data prediction process 10, the abnormality determination process 21, the plant After the diagnosis process 22 analyzes the plant and process information stored in the data server unit 24 and determines whether or not there is an abnormality or the possibility of abnormality, the diagnosis result processing process 34 performs a plant diagnosis result (diagnosis) in the form of a diagnostic chart. The chart is automatically displayed and displayed on the human interface unit 25.

この際、ヒューマンインタフェース部25に表示される診断カルテには、プラントの異常状態のみならず、異常の可能性、さらには異常の波及範囲、またデータ予測プロセス20で得られた数時間後に起き得るプラントの状態等が書き込まれているので、経験の浅いユーザや、機場規模に対して少ない人員で運用をしている多忙なユーザでも、内容を一別しただけで、迅速かつ正確な判断を行うことができる。なお、本診断カルテの形式の基本構成は、予め定めている診断項目の診断結果表(特定センサの異常の有無、対象ポンプ群の特定期間における運転時間積算値など)、異常もしくは異常の可能性があった場合の詳細な情報提供欄、総合判定欄(その時のプラントの状態を提示、推奨実施項目を優先度順に提示)である。   At this time, the diagnostic chart displayed on the human interface unit 25 may occur not only in the abnormal state of the plant, but also in the possibility of abnormality, further the spread range of the abnormality, and several hours obtained in the data prediction process 20. The plant status is written, so even inexperienced users or busy users who are operating with a small number of personnel for the scale of the machine can make quick and accurate judgments by separating the contents. be able to. The basic structure of the format of this diagnostic chart consists of a diagnostic result table for predetermined diagnostic items (whether there is an abnormality in a specific sensor, integrated operating time value for a specific period of the target pump group, etc.), and the possibility of abnormality or abnormality The detailed information provision field and the comprehensive judgment field (presenting the state of the plant at that time and presenting the recommended action items in the order of priority).

具体的には、診断カルテに、例えば以下のような情報を記載する。   Specifically, the following information is described in the diagnostic chart, for example.

1)雨水排水ポンプ白動制御を行うためには自動制御条件が成立している必要があり、成立しているときには、ヒューマンインタフェース部25に成立した旨を表示し、不成立であるときには、データ分析プロセス19、異常判定プロセス21によって、自動条件が成立していない要因が抽出されるとともに、プラント診断プロセス22、診断情報表示プロセス23、診断結果加工プロセス34によって、診断カルテに記載されて、ヒューマンインタフェース部25に表示される。さらには、プラント診断部22によって、その自動制御不成立要因により、今後どのようなシステム、プロセスに波及があるかが判定されて、診断カルテに記載され、オペレータに通知される。   1) In order to perform stormwater drain pump white motion control, the automatic control condition needs to be satisfied. When it is satisfied, the fact that it is satisfied is displayed on the human interface unit 25, and when it is not satisfied, data analysis is performed. Factors for which automatic conditions are not satisfied are extracted by the process 19 and the abnormality determination process 21, and are described in the diagnostic chart by the plant diagnosis process 22, the diagnosis information display process 23, and the diagnosis result processing process 34. Displayed on the unit 25. Further, the plant diagnosis unit 22 determines what kind of system and process will be affected in the future based on the cause of the failure of automatic control, is described in the diagnosis chart, and is notified to the operator.

2)雨水排水ポンプの台数制御時には、運転台数が切替わる時の切替え条件が具体的にヒューマンインタフェース部25に表示されるとともに、上記条件が成立してしているにもかかわらす、運転台数が切替わらなかったときは、上述した手順と同じ手順で、診断カルテが作成されて、その要因が表示される。   2) At the time of controlling the number of rainwater drainage pumps, the switching conditions when the number of operating units is switched are specifically displayed on the human interface unit 25, and the number of operating units is not limited even though the above conditions are satisfied. When switching is not performed, a diagnostic chart is created in the same procedure as described above, and the factor is displayed.

3)雨水排水ポンプの回転数制御を行っている場合は、目標値に到達しないとき、データ分析プロセス19、異常判定プロセス21によって、制御偏差異常の要因が抽出され、上述した手順と同じ手順で、診断カルテが作成されて、その要因が表示される。   3) When the rotational speed control of the rainwater drainage pump is performed, when the target value is not reached, the cause of the control deviation abnormality is extracted by the data analysis process 19 and the abnormality determination process 21, and the same procedure as described above is performed. A diagnostic chart is created and the factors are displayed.

4)雨水排水制御を行っている場合は、ポンプ井7の水位が重要な指標となる。そして、雨水排水プロセスにおいては、降雨状況により、雨水14がポンプ井7へ急激に流入することがあり、それに備えるためにポンプ井水位を予測して、制御や支援制御に用いる場合がある。   4) When rainwater drainage control is performed, the water level of the pump well 7 is an important index. In the rainwater drainage process, the rainwater 14 may suddenly flow into the pump well 7 depending on the rain condition, and in order to prepare for it, the pump well water level may be predicted and used for control or support control.

この場合、予測値が必ずしも適切であるとは限らないので、データ予測プロセス20によって、予測値が演算されるとともに、データ分析プロセス19によって、上下限値等が分析され、その上下限値で指定された範囲を逸脱しているとき、異常判定プロセス21によって、異常と判定される。そして、予測制御を行っている場合は、プラント診断プロセス22によって、予測制御中止が判断されるとともに、上述した手順と同じ手順で、診断カルテが作成されて、中止の旨と要因が表示される。   In this case, since the predicted value is not necessarily appropriate, the predicted value is calculated by the data prediction process 20, and the upper and lower limit values are analyzed by the data analysis process 19 and designated by the upper and lower limit values. When deviating from the range, the abnormality determination process 21 determines that there is an abnormality. When predictive control is being performed, the plant diagnosis process 22 determines that the predictive control is to be stopped, and a diagnostic chart is created in the same procedure as described above, and a message indicating the stop and the factor are displayed. .

5)雨水排水プロセスでは、プロセス信号を検出するために多くのセンサが用いられている。そして、プロセス信号の診断を行うための手法として、ディジタル信号とアナログ信号とを比較することがある。具体的には、吐出弁16の全開リミットスイッチ信号(ディジタル信号)が“ON”しているのに、吐出弁開度信号(アナログ信号)が“100%”開度を指示していない場合には、データ分析プロセス19、異常判定プロセス21によって、いずれかのセンサに異常が発生して、一致していないと判断されるとともに、上述した手順と同じ手順で、一致していない旨と、センサ異常の内容とがまとめられて、診断カルテが作成され、ヒューマンインタフェース部25に表示される。   5) In the rainwater drainage process, many sensors are used to detect process signals. As a method for diagnosing a process signal, there is a case where a digital signal and an analog signal are compared. Specifically, when the fully open limit switch signal (digital signal) of the discharge valve 16 is “ON”, but the discharge valve opening signal (analog signal) does not indicate “100%” opening. Is determined by the data analysis process 19 and the abnormality determination process 21 that an abnormality has occurred in one of the sensors and does not match. The contents of the abnormality are collected and a diagnostic chart is created and displayed on the human interface unit 25.

6)吐出流量計を設置しているとき、指示値は“0”を指しているのに、積算パルス信号が入力されていることがある。このような場合には、データ分析プロセス19、異常判定プロセス21によって、異常と判断され、上述した手順と同じ手順で、その不一致の旨と、センサ異常の内容とがまとめられて、診断カルテが作成され、ヒューマンインタフェース部25に表示される。   6) When the discharge flow meter is installed, the integrated pulse signal may be input even though the indicated value indicates “0”. In such a case, the data analysis process 19 and the abnormality determination process 21 determine that an abnormality has occurred, and in the same procedure as described above, the inconsistency and the content of the sensor abnormality are collected, and the diagnostic chart is It is created and displayed on the human interface unit 25.

7)雨水ポンプ15は複数台のポンプを、ユーザが決めた順序もしくはシステムで定めた順序で運用し、各ポンプの機械的寿命を把握する指標として、ポンプの運転時間の積算値が使用されることから、上述した手順と同じ手順で、各ポンプの運転時間積算値が記載された診断カルテが作成されて、ヒューマンインタフェース部25に表示され、ユーザによる、ポンプ運転順序の決定や、ポンプの点検時期の把握に活用される。   7) The rainwater pump 15 operates a plurality of pumps in the order determined by the user or in the order determined by the system, and an integrated value of the pump operation time is used as an index for grasping the mechanical life of each pump. Therefore, in the same procedure as described above, a diagnostic chart in which the accumulated operation time of each pump is described is created and displayed on the human interface unit 25, and the user determines the pump operation sequence and checks the pump. It is used for grasping the time.

<中央監視制御装置32、携帯端末装置33の表示内容>(請求項4の内容)
また、広域管理を行っている場合には、総合監視診断装置8bで得られた診断カルテが中央監視制御装置32に伝送され、中央監視室内に居るオペレータ、携帯端末装置33を持ち、機場外にいる運転員などに知らされる。
<Display Contents of Central Monitoring and Control Device 32 and Mobile Terminal Device 33> (Content of Claim 4)
In addition, when performing wide area management, the diagnostic chart obtained by the comprehensive monitoring / diagnosis device 8b is transmitted to the central monitoring control device 32, and has an operator and a portable terminal device 33 in the central monitoring room, and is out of the machine field. It is notified to the operator who is.

具体的には、ヒューマンインタフェース部25、データサーバ部24、プロセスコントロール部18から得られる診断結果(診断カルテ)がデータ送受信部39に記憶された後、中央監視制御装置32の位置情報判定部41、操作情報判定部42で調整されて、データ送受信部39→通信回線38→携帯端末装置33なる経路で、携帯端末装置33に配信される。   Specifically, after the diagnosis result (diagnosis chart) obtained from the human interface unit 25, the data server unit 24, and the process control unit 18 is stored in the data transmission / reception unit 39, the position information determination unit 41 of the central monitoring control device 32. The information is adjusted by the operation information determination unit 42 and distributed to the mobile terminal device 33 through the route of the data transmission / reception unit 39 → the communication line 38 → the mobile terminal device 33.

配信結果を受けた運転員によって、異常でない診断結果のとき、内容の確認のみが行われ、また異常もしくは異常の可能性がある診断結果であるとき、機場へ直行して何らかの対処を行うか、携帯端末装置33から直接、雨水ポンプ15や流入ゲート11の操作を行うかどうかの判断が行われる。   The operator who received the delivery result will only check the contents when the diagnosis result is not abnormal, and if it is a diagnostic result that may be abnormal or possible abnormalities, go straight to the aircraft and take any measures, It is determined whether or not to operate the rainwater pump 15 and the inflow gate 11 directly from the portable terminal device 33.

ここで、データ予測プロセス20によって、地上雨量計5などからの雨量情報が処理され、急激な降雨のため、数十分後に無人の機場に通常想定外の雨水流入があり、かつ点検で雨水ポンプ15の運用モードが手動のものがあり、雨水排水に必要なポンプ台数が確保できないというプラント診断結果が得られたものとする。この際、データ予測プロセス20による予測内容が地上雨量計5に基づいた、10分から30分先程度の比較的短時間先の予測情報であり、雨水流入時刻までに、運転員が子ポンプ場へ到着することが困難であるときには、携帯端末装置33に、該当する雨水ポンプ15のモードを自動に変更する旨の診断カルテが表示され、それを見た運転員に適切な対応を行わせて、浸水被害の危険性から機場を守らせることができる。   Here, the rainfall information from the ground rain gauge 5 and the like is processed by the data prediction process 20, and since there is a sudden rain, there is a storm water pump that is normally unintended in an unmanned machine after several tens of minutes, and a rainwater pump is inspected. It is assumed that there are 15 operation modes that are manual, and that a plant diagnosis result is obtained that the number of pumps necessary for rainwater drainage cannot be secured. At this time, the prediction content of the data prediction process 20 is prediction information of a relatively short time about 10 to 30 minutes ahead based on the ground rain gauge 5, and the operator goes to the child pump station by the rainwater inflow time. When it is difficult to arrive, a diagnostic chart indicating that the mode of the corresponding rainwater pump 15 is automatically changed is displayed on the portable terminal device 33, and an appropriate response is given to the operator who has seen it. The machine can be protected from the risk of flood damage.

また、データ予測プロセス20によって、雨量レーダ2からの降雨情報が処理されて、数時間以上先の予測結果が得られたときには、携帯端末装置33に、余裕をもって機場へ向かっても間に合う旨の診断カルテが表示され、雨水流入へ対処することができる。   In addition, when the rain prediction information from the rainfall radar 2 is processed by the data prediction process 20 and a prediction result ahead of several hours is obtained, the mobile terminal device 33 is diagnosed to be in time even when heading toward the aircraft. A medical chart is displayed and it is possible to cope with the inflow of rainwater.

またこの際、診断カルテ内容としては、何分後かの雨水流入量やポンプ井7の予測水位値、雨水ポンプ運転予測時刻の予測データのみでも良いし、これらのデータに加えて推奨する操作、判断をメッセージ形式にして、かつ支援項目を携帯端末装置33の画面上で選択するのみで操作実行できるものとしても良い。なお、携帯端末装置33の操作を実行する場合には、誤操作防止のために、操作選択後実行前に、確認操作を入れるものとする。   At this time, as the contents of the diagnostic chart, only the rainwater inflow after several minutes, the predicted water level value of the pump well 7, and the predicted data of the predicted rainwater pump operation time may be used alone, or in addition to these data, recommended operations, The determination may be made in a message format, and the operation can be executed only by selecting the support item on the screen of the mobile terminal device 33. In the case where the operation of the mobile terminal device 33 is executed, a confirmation operation is performed before the execution after the operation selection in order to prevent an erroneous operation.

また、上述した動作と並行し、携帯端末装置33の位置情報判定部43のGPS機能で得られた位置情報が通信回線38を介して、中央監視制御装置32のデータ送受信部39に伝送されて、位置情報判定部41で把握される。そして、データ送受信部39から携帯端末装置33へ支援情報を送信するとき、受信者である機場の運転員が緊急操作が必要な機場へ即座に移動することが困難であったり、携帯端末装置33からその機場の機器操作を行なうのが困難であったり、携帯端末装置33からその機場の機器操作を行うことが困難であるような遠方にいると判断された場合には、その運転員に対し、診断カルテのみを提供し、携帯端末装置33を通して操作することができないようにされる。   In parallel with the above-described operation, the position information obtained by the GPS function of the position information determination unit 43 of the mobile terminal device 33 is transmitted to the data transmission / reception unit 39 of the central monitoring control device 32 via the communication line 38. The position information determination unit 41 grasps this. When the support information is transmitted from the data transmission / reception unit 39 to the mobile terminal device 33, it is difficult for the operator of the machine that is the receiver to immediately move to the machine that requires emergency operation, or the mobile terminal device 33 If it is determined that it is difficult to operate the equipment of the machine or that it is difficult for the portable terminal device 33 to operate the equipment of the machine, Only the diagnostic chart is provided and cannot be operated through the portable terminal device 33.

また、中央監視制御装置32のデータ送受信部39から携帯端末装置33へ支援情報を送信するとき、中央監視制御装置32の操作情報判定部42によって、操作する運転員の優先度設定、推奨する操作情報が診断カルテに記載される。これにより、携帯端末装置33から操作を行う場合に、異なる運転員により、操作が重複したり、ある運転員の適切な操作が、別の運転員による誤った操作により変更されてしまう可能性を無くす。   In addition, when the support information is transmitted from the data transmission / reception unit 39 of the central monitoring control device 32 to the mobile terminal device 33, the operation information determination unit 42 of the central monitoring control device 32 sets the priority of the operator to operate and the recommended operation. Information is written in the diagnostic chart. Thereby, when operation is performed from the mobile terminal device 33, there is a possibility that operations may be duplicated by different operators, or an appropriate operation of one operator may be changed due to an erroneous operation by another operator. lose.

さらに、ある運転員から携帯端末装置33を通して操作が行われたとき、中央監視制御装置32のデータ送受信部39にこの操作情報が取り込まれて、診断カルテの配信を受けている他の全運転員が持つ携帯端末装置33に配信されて、現状の操作状況が把握され、複数の運転員による操作の混乱、誤操作が防止される。   Further, when an operation is performed from a certain operator through the portable terminal device 33, all the other operators who receive the operation chart by receiving this operation information in the data transmission / reception unit 39 of the central monitoring control device 32. Is distributed to the mobile terminal device 33, the current operation status is grasped, and confusion and erroneous operations by a plurality of operators are prevented.

このように、この第2実施形態では、総合監視診断装置8bで得られたプラント診断結果を診断カルテ型式で表示するとともに、中央監視制御装置32に伝送して、中央監視室内に居るオペレータに見せるようにしているので、プラントの運転履歴等の情報を考慮して、異常の有無、異常内容を的確に分析診断し、プラント運用経験の浅いオペレータ、または少人数で広範囲のプラントを運営しているオペレータに対し、プロセスの現在状況や今後の予測、プラントの状態、機器の診断情報等を診断カルテ型式で提示し、プラントを安全に、安定して運用していくための判断を助け、オペレータの負荷を軽減させるとともに、信頼性を大幅に向上させることができる(請求項3の効果)。   As described above, in the second embodiment, the plant diagnosis result obtained by the comprehensive monitoring / diagnosis device 8b is displayed in the form of a diagnostic chart and transmitted to the central monitoring control device 32 to be shown to the operator in the central monitoring room. Therefore, considering the information such as the operation history of the plant, the presence / absence of abnormality and the contents of abnormality are analyzed and diagnosed accurately, and a wide range of plants are operated by an operator with little experience in plant operation or a small number of people. Presents the current status of the process, future predictions, plant status, equipment diagnostic information, etc. to the operator in the form of a diagnostic chart, helping the operator to make a safe and stable operation. The load can be reduced and the reliability can be greatly improved (effect of claim 3).

また、この第2実施形態では、総合監視診断装置8bから中央監視制御装置32に診断カルテを伝送し、中央監視室内に居るオペレータに見せるとともに、各携帯端末装置33に配信させて、機場を担当している各運転員に見せ、最適な操作を行わせるようにしているので、プラントの運転履歴等の情報を考慮して、異常の有無、異常内容を的確に分析診断し、プラント運用経験の浅いオペレータ、または少人数で広範囲のプラントを運営しているオペレータ、機場の内外にいる運転員などに対し、プロセスの現在状況や今後の予測、プラントの状態、機器の診断情報等を診断カルテ型式で提示し、プラントを安全に、安定して運用していくための判断を助け、オペレータ、運転員の負荷を軽減させるとともに、信頼性を大幅に向上させることができる(請求項4の効果)。   In the second embodiment, a diagnostic chart is transmitted from the comprehensive monitoring / diagnostic device 8b to the central monitoring / control device 32, and is shown to the operator in the central monitoring room, and is distributed to each mobile terminal device 33 to take charge of the machine. It is shown to each operator who performs the operation, so that the operation history of the plant is taken into account, and the presence / absence of the abnormality and the content of the abnormality are accurately analyzed and diagnosed. Diagnostic chart model for shallow operators, operators operating a wide range of plants with a small number of people, operators inside and outside the machine, current process status and future forecasts, plant status, equipment diagnostic information, etc. To help make decisions to operate the plant safely and stably, reduce the burden on operators and operators, and greatly improve reliability. It is (the effect of claim 4).

《他の実施形態》
<異常判定プロセス21などの組み込み箇所>(請求項5の内容)
また、上述した第1、第2実施形態では、既存の監視制御装置に設けられたデータサーバ部24に診断機能を持たせて総合監視診断装置8a、8bを構成するようにしているが、データサーバ部24以外の部分、例えばヒューマンインタフェース部25、プロセスコントロール部18などに診断機能を持たせても良く、また目的に応じて、診断機能を構築するのに必要なデータ分析プロセス19、データ予測プロセス20、異常判定プロセス21、プラント診断プロセス22、診断結果表示プロセス23をヒューマンインタフェース部25、データサーバ部24、プロセスコントロール部18に分散して、持たせるようにしても良い。
<< Other embodiments >>
<Incorporation Location of Abnormality Determination Process 21> (Content of Claim 5)
In the first and second embodiments described above, the data monitoring unit 8a, 8b is configured by providing a diagnosis function to the data server unit 24 provided in the existing monitoring control device. Parts other than the server unit 24, for example, the human interface unit 25, the process control unit 18 and the like may be provided with a diagnostic function, and a data analysis process 19 and data prediction necessary for constructing a diagnostic function according to the purpose. The process 20, the abnormality determination process 21, the plant diagnosis process 22, and the diagnosis result display process 23 may be distributed and provided in the human interface unit 25, the data server unit 24, and the process control unit 18.

<データ予測プロセス20の複数化>(請求項6の内容)
また、上述した第1、第2実施形態では、1種類のデータ予測プロセス20のみ実装するようにしているが、異なる種類のデータ予測プロセス20を複数、実装するようにしても良い。データ予測プロセス20を複数、実装することにより、あるデータ予測プロセス20の演算結果を用いて、雨水排水支援制御を行っている場合に、このデータ予測プロセス20が正常に動作しなくなった場合でも、自動的に別のデータ予測プロセス20に切り替えることにより、雨水排水支援制御を継続することができる。
<Multiple Data Prediction Processes 20> (Content of Claim 6)
In the first and second embodiments described above, only one type of data prediction process 20 is implemented. However, a plurality of different types of data prediction processes 20 may be implemented. Even if this data prediction process 20 does not operate normally when the rainwater drainage support control is performed using the calculation result of a certain data prediction process 20 by implementing a plurality of data prediction processes 20, By automatically switching to another data prediction process 20, rainwater drainage support control can be continued.

<データ予測プロセス20の評価、最適化>(請求項7、8の内容)
また、これら各データ予測プロセス20の性能を予め定められた手法および周期で判定しておき、予め定められた周期毎に最良の性能を持つデータ予測プロセス20を選択して、雨水排水制御を行わせても良い。
<Evaluation and Optimization of Data Prediction Process 20> (Contents of Claims 7 and 8)
In addition, the performance of each data prediction process 20 is determined by a predetermined method and cycle, and the data prediction process 20 having the best performance is selected for each predetermined cycle to perform rainwater drainage control. You may let them.

例えば、異なる複数の支援制御出力の判定に関しては、複数のデータ予測プロセス20の性能を予め定められた周期毎、例えば、制御周期(周期は運用に合わせて再設定できる)毎に、操作量やポンプ運転時間、ポンプ運転コストなどを指標とした最適制御により判定する。そして、予め定めた(運用に合わせた)周期毎に最適な制御性能をもつ制御モデルを選択し、その制御モデルの出力を用いて、雨水排水制御を行わせる。   For example, regarding the determination of a plurality of different support control outputs, the operation amount and the performance of the plurality of data prediction processes 20 are determined every predetermined cycle, for example, every control cycle (the cycle can be reset according to the operation) Judgment is made by optimal control using indices such as pump operation time and pump operation cost. Then, a control model having optimum control performance is selected for each predetermined period (according to operation), and rainwater drainage control is performed using the output of the control model.

この際、現在、使用されているデータ予測プロセス20によって、センサ値異常などの異常診断結果が出されたときには、ヒューマンインタフェース部25にその要因を表示するとともに、異常と診断されたセンサを使用しない他のデータ予測プロセス20に自動的に切り替えて、予測動作を継続するようにしても良い。   At this time, when an abnormality diagnosis result such as a sensor value abnormality is output by the currently used data prediction process 20, the cause is displayed on the human interface unit 25, and the sensor diagnosed as abnormal is not used. The prediction operation may be continued by automatically switching to another data prediction process 20.

<予測モデルをオンラインで変更>(請求項9の内容)
また、上述した第1、第2実施形態では、データ予測プロセス20において、予め設定された流入量予測モデルを使用して、流入量予測値を演算を行わせ、予測流量データを生成するようにしているが、他のアルゴリズム、例えば“拡張RRL法、汎用流出解析ソフト(MOUSEなど)の水理学モデル、水文学モデル”などのように、物理モデルや概念モデルを用いて降雨の流出の時間的な変化を追跡するホワイトボックス的なアプローチを使用する方法、またはシステム同定手法、重回帰分析などのように、過去の降雨量と流入量のデータのみから予測モデルを構築するブラックボックス的なアプローチなどで、流入量予測を行わせるようにしても良い。なお、拡張RRL法は特開平6−147940号公報に、システム同定手法を適用した流入量予測は、例えば特開2000−257140号公報に開示されている。
<Change prediction model online> (Content of Claim 9)
In the first and second embodiments described above, in the data prediction process 20, the inflow amount prediction value is calculated using a preset inflow amount prediction model to generate predicted flow rate data. However, other algorithms such as “Extended RRL method, Hydraulic model of general runoff analysis software (MOUSE etc.), Hydrological model” etc. Using a white-box approach to tracking changes, or a black-box approach that builds a prediction model from past rainfall and inflow data only, such as system identification methods, multiple regression analysis, etc. Thus, the inflow amount prediction may be performed. Note that the extended RRL method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-147940, and the inflow amount prediction using the system identification method is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-257140.

この際、流入量予測モデルは、地上雨量計5からの降雨量信号、雨水ポンプ15の運転状況、流入渠水位、ポンプ井水位、流入ゲート11の運用状況などの各信号に基づいて、オフラインで予め決定しておく方法、もしくは流入量予測モデルをオンラインで逐次的に更新するような機構を設けておく方法のいずれかを使用する。   At this time, the inflow prediction model is offline based on the signals such as the rainfall signal from the ground rain gauge 5, the operation status of the rainwater pump 15, the inflow water level, the pump well level, the operation status of the inflow gate 11 and the like. Either a predetermined method or a method of providing a mechanism for sequentially updating the inflow amount prediction model online is used.

そして、オンラインで逐次的に予測モデルを更新する方法を使用したときには、流域の変化に追従して流入量予測モデルを更新することにより、予測精度の劣化を抑えることができる。   And when using the method of updating a prediction model sequentially online, the deterioration of prediction accuracy can be suppressed by updating the inflow prediction model following the change of the basin.

オンラインで逐次的にモデルを更新する手法の代表的な手法としては、システム同定手法における逐次最小2乗法が知られている。この逐次最小2乗法は計算負荷が少なく、比較的小規模な計算機にも実装できると同時に、プロセスの変動に追従してモデルパラメータの更新ができるという利点があるが、雨水排水の分野では実用例はない。しかし、雨水排水プロセスのように、プロセスの変動が自然現象の複合要因の結果として表われ、変動が生じやすい系に対しては、モデル更新手段を設けておくことは非常に有効であることから、予測モデルをオンラインで逐次的に更新するような機構は有効であるといえる。   As a typical method for updating a model sequentially online, a sequential least square method in a system identification method is known. This sequential least squares method has a small calculation load and can be implemented on a relatively small computer. At the same time, it has the advantage that model parameters can be updated following process fluctuations. There is no. However, it is very effective to provide a model update means for systems that tend to cause fluctuations in the process, such as the stormwater drainage process, and are prone to fluctuations. It can be said that a mechanism for sequentially updating the prediction model online is effective.

また、この流入量予測結果を基にポンプの運転予測を行う際の運転予測手法に関しては、流入量予測値を基に直接ポンプ運転台数を判定しても良く、また流入量予測値を入力とし、ポンプ井水位予測値を出力とするポンプ井水位予測モデルを別途構築し、ポンプ井水位予測値を基にポンプ運転台数を判定しても良い。   In addition, regarding the operation prediction method when performing pump operation prediction based on the inflow amount prediction result, the number of pumps operated may be determined directly based on the inflow amount prediction value, and the inflow amount prediction value is input. Alternatively, a pump well water level prediction model that outputs the pump well water level prediction value may be separately constructed, and the number of pumps operated may be determined based on the pump well water level prediction value.

また、従来から行われている固定のポンプ井水位設定値を用いた設定水位自動制御に対して、流入量予測値を基に設定水位補正量を演算し、その値を基に設定水位を変更することにより、雨量ポンプ15の起動停止タイミング変えるポンプ運転を行っても良い。また、汎用流出解析ソフトの場合は、そのソフト自身が持っているポンプ制御機能を用いる。なお、各種設定水位およびポンプ台数制御用の運転順序はヒューマンインタフェース部25で与える。   In addition, for the conventional setting level automatic control using the fixed pump well level setting value, the set level correction amount is calculated based on the predicted inflow rate, and the setting level is changed based on that value. By doing so, you may perform the pump driving | operation which changes the starting / stopping timing of the rain pump 15. In the case of general-purpose outflow analysis software, the pump control function of the software itself is used. Various set water levels and the operation order for controlling the number of pumps are given by the human interface unit 25.

上述した最適制御問題を解くことにより、雨水排水プロセスの制御問題を定量的に評価できるので、ポンプ運転時間を平準化し、運転切替回数を少なくすることができるような雨水排水制御方法および装置を提供することができる。   By solving the above-mentioned optimal control problem, it is possible to quantitatively evaluate the control problem of the stormwater drainage process, so that a stormwater drainage control method and apparatus capable of leveling the pump operation time and reducing the number of operation switching are provided. can do.

<Receaing horizon制御を使用>(請求項10の内容)
上述したように、制御性能判定(異常診断に基づくもの判定と、評価関数値に基づく判定)を行なうことは、雨水排水制御の高信頼性に繋がり、安定した雨水排水制御運用ができる。
<Use Receiing horizon control> (Content of Claim 10)
As described above, performing control performance determination (determination based on abnormality diagnosis and determination based on evaluation function value) leads to high reliability of rainwater drainage control, and stable rainwater drainage control operation can be performed.

この際、与えられた雨水排水制御問題を、制約条件を含む最適化問題に帰着させることができる。   At this time, the given rainwater drainage control problem can be reduced to an optimization problem including constraints.

この最適制御系の構成あたっては、例えば、モデル予測制御の基本的な概念として知られているReceaing horizon制御を適用する。このReceaing horizon制御とは、最適化問題を解く区間をサンプリング周期毎にシフトしながらオンライン最適化を繰り返す制御であり、制約条件を変動型で取り扱うことが可能である。つまり、制御入力やプロセス出力にかかる制約条件を直接制御アルゴリズムに反映させることができるという利点がある。この場合、制約条件としてはポンプ井水位の上下限を考慮する。   For the configuration of this optimal control system, for example, receiving horizon control known as a basic concept of model predictive control is applied. This receiving horizon control is a control in which online optimization is repeated while shifting an interval for solving an optimization problem for each sampling period, and the constraint condition can be handled in a variable manner. That is, there is an advantage that the constraint condition concerning the control input and the process output can be directly reflected in the control algorithm. In this case, the upper and lower limits of the pump well level are considered as a constraint condition.

以上から、雨水排水制御問題に、モデル予測制御つまりReceaing horizon制御を適用することにより、制御系を体系的に扱うことができるとともに、常に最適な制御性能をもつ制御装置で雨水排水制御を行うことができるので、ポンプ運転時間を平準化し、運転切替回数を少なくすることができ、運転オペレータの手動操作が介入するといった問題を解決できるような雨水排水制御系を確立することが期待できる。   From the above, by applying model predictive control, that is, receiving horizon control, to the stormwater drainage control problem, the control system can be handled systematically, and stormwater drainage control should always be performed with a controller with optimal control performance. Therefore, it can be expected to establish a rainwater drainage control system that can equalize the pump operation time, reduce the number of operation switching times, and solve problems such as manual intervention by the operator.

《他の実施形態》
また、上述した最適制御問題を解く他の手法としては、分岐限定法や遺伝的アルゴリズムなどの適用が考えられる。分岐限定法は、解空間上の部分空間を一括チェックし、当該空間内に解侯補が存在し得るかどうかを事前に検証することで、不必要な検索手続きを予め排除することができ、演算時間はかかるものの最適解を探索できるという利点がある。また、遺伝的アルゴリズムは、最適解ではなく準最適解しか検索することができないが、局所的な極小解に陥りにくい点や高速演算が期待できるなどの利点がある。
<< Other embodiments >>
Further, as another method for solving the above-mentioned optimal control problem, application of a branch and bound method, a genetic algorithm, or the like can be considered. The branch and bound method can eliminate unnecessary search procedures in advance by checking in advance a partial space on the solution space and verifying beforehand whether or not a solution complement can exist in the space. Although it takes a long calculation time, there is an advantage that an optimum solution can be searched. In addition, the genetic algorithm can search only a suboptimal solution instead of an optimal solution, but has an advantage that it is difficult to fall into a local minimal solution and high-speed computation can be expected.

なお、上記までの方法は、地上雨量計5の現在までの情報のみを用いて、ポンプ場流入量、ポンプ井流入量、ポンプ井水位を予測することを想定している。地上雨量計5のみだと、精度よい降雨予測が行えないため、10分から15分先の予測が限界と思われる。   The above method assumes that the pump station inflow amount, the pump well inflow amount, and the pump well water level are predicted using only the information up to now of the ground rain gauge 5. If only the ground rain gauge 5 is used, it is not possible to accurately predict rainfall, so predictions 10 to 15 minutes ahead are considered the limit.

そして、雨量レーダ2の情報を使用し、データ予測プロセス20に降雨情報や降雨強度情報などの予測値を予測すれば、30分から数時間先のポンプ場流入量、ポンプ井流入量、ポンプ井水位を予測し、この予測情報を取り入れた雨水排水制御を行わせることも可能である。   Then, using the information of the rainfall radar 2 and predicting predicted values such as rainfall information and rainfall intensity information in the data prediction process 20, the pump station inflow, pump well inflow, pump well water level 30 minutes to several hours ahead It is also possible to perform rainwater drainage control that incorporates this prediction information.

また、上述した第1、第2実施形態では、雨量レーダ処理装置4によって、各雨量レーダ2から出力される降雨情報を取り込ませて、ネットワーク3上に直接、送出するようにしているが、各種データ処理を行わせて、一定時間先までの降雨状況を予測し、予測結果をネットワーク3上に送出させるようにしても良い。   In the first and second embodiments described above, rainfall information output from each rainfall radar 2 is captured by the rainfall radar processing device 4 and sent directly to the network 3. Data processing may be performed to predict the rainfall situation up to a certain time ahead, and the prediction result may be sent out on the network 3.

また、このような各雨量レーダ2から出力される降雨情報に加えて、気象業務センター等から配信されている降雨状況の予測も含めた各種データ気象データをネットワーク3に取り込ませるとともに、データサーバ部24に降雨量や降雨強度を予測して、30分から数時間先の流入量予測を行わせ、結果的に雨水排水制御の信頼性を高めるようにしても良い。   In addition to the rainfall information output from each of the rainfall radars 2, various data meteorological data including the prediction of the rainfall situation distributed from the meteorological service center is taken into the network 3, and the data server unit It is also possible to predict the rainfall amount and the rainfall intensity in 24 and perform the inflow amount prediction for 30 minutes to several hours ahead, and consequently improve the reliability of the rainwater drainage control.

また、上述した降雨予測や気象情報、流入量予測、水位予測などの各種予測情報、またそれらの現在値を用いて、データサーバ部24に天候モードを判定し、この判定結果に基づき、雨水排水制御を行なわせるようにしても良い。   Further, the weather mode is determined in the data server unit 24 using various prediction information such as the above-described rainfall prediction, weather information, inflow prediction, water level prediction, and their current values, and rainwater drainage is based on the determination result. Control may be performed.

具体的には、各種情報から小雨モードと判定された場合には、すぐに雨水排水は行なわず、ゲートを制御して、予め設置してある増補幹線、もしくは貯留管に降雨時初期の雨水を取りこむ。これにより汚濁濃度の高い初期雨水(ファーストフラッシュ)が下水処理場6やポンプ井7に流入することを抑制する運用ができる。一方で、小雨モードでない場合や、ポンプ井7の水位が規定値以上に達した場合には、直ちに雨水排水制御を行なう。   Specifically, when it is determined that the light rain mode is selected from various information, the rainwater drainage is not performed immediately, the gate is controlled, and the rainwater at the beginning of raining is applied to a supplementary trunk line or storage pipe installed in advance. Take it in. Thereby, the operation | movement which suppresses flowing into the sewage treatment plant 6 or the pump well 7 can be performed. On the other hand, when it is not in the light rain mode, or when the water level of the pump well 7 reaches a specified value or more, rainwater drainage control is immediately performed.

このように上述した各種予測情報を用いてモードを切り換えて雨水排水制御を行なうことにより、近年重要視されている合流改善問題にも対処することができる。   As described above, by performing the rainwater drainage control by switching the mode using the various prediction information described above, it is possible to cope with the confluence improvement problem which has been regarded as important in recent years.

また、上述した第1、第2実施形態では、具体的なプロセスとして予測演算処理を用いた下水処理場6における雨水排水プロセスを対象としているが、本発明の考え方は、その他のプロセスに対しても適用できる。例えば、排水機場における河川水位予測を用いた河川への雨水排水プロセスなど、上水道プロセス、発電プロセスなど監視制御を用いているプロセスに対して、特に効果的である。   In addition, in the first and second embodiments described above, the rainwater drainage process in the sewage treatment plant 6 using the predictive calculation process is targeted as a specific process, but the idea of the present invention is relative to other processes. Is also applicable. For example, it is particularly effective for a process using monitoring control such as a water supply process and a power generation process, such as a rainwater drainage process to a river using river water level prediction in a drainage station.

本発明による総合監視診断システムの第1実施形態を示すブロック図。1 is a block diagram showing a first embodiment of a comprehensive monitoring diagnosis system according to the present invention. 図1に示す総合監視診断装置に設けられる各機能を示すブロック図。The block diagram which shows each function provided in the comprehensive monitoring diagnostic apparatus shown in FIG. 本発明による総合監視診断システムの第2実施形態を示すブロック図。The block diagram which shows 2nd Embodiment of the comprehensive monitoring diagnosis system by this invention. 図3に示す総合監視診断装置に設けられる各機能を示すブロック図。The block diagram which shows each function provided in the comprehensive monitoring diagnostic apparatus shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1a、1b:総合監視診断システム
2:雨量レーダ
3:ネットワーク
4:雨量レーダ処理装置
5:地上雨量計
6:下水処理場
7:ポンプ井
8a、8b:総合監視診断装置
9:流入渠水位計
10:ポンプ井水位計
11:流入ゲート
12:流入幹線
13:流入渠
14:雨水
15:雨水ポンプ
16:吐出弁
17:排水路
18:プロセスコントロール部
19:データ分析プロセス
20:データ予測プロセス
21:異常判定プロセス
22:プラント診断プロセス
23:診断情報表示プロセス
24:データサーバ部
25:ヒューマンインタフェース部
31:データ中継部
32:中央監視制御装置
33:携帯端末装置
34:診断結果加工プロセス
35:データ中継プロセス
36:専用回線
38:通信回線
39:データ送受信部
40:診断部
41:位置情報判定部
42:操作情報判定部
43:位置情報判定部
44:データ送受信部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b: Comprehensive monitoring diagnosis system 2: Rainfall radar 3: Network 4: Rainfall radar processing device 5: Ground rain gauge 6: Sewage treatment plant 7: Pump well 8a, 8b: Comprehensive monitoring diagnosis device 9: Inflow dredging water level meter 10 : Pump well level meter 11: Inflow gate 12: Inflow main line 13: Inflow trunk 14: Rainwater 15: Rainwater pump 16: Discharge valve 17: Drainage channel 18: Process control unit 19: Data analysis process 20: Data prediction process 21: Abnormal Judgment process 22: Plant diagnosis process 23: Diagnostic information display process 24: Data server unit 25: Human interface unit 31: Data relay unit 32: Central monitoring and control device 33: Mobile terminal device 34: Diagnosis result processing process 35: Data relay process 36: Dedicated line 38: Communication line 39: Data transmission / reception unit 40: Cross section 41: position information determining unit 42: operation information determining unit 43: positional information determining unit 44: data transmission and reception unit

Claims (10)

プラントの運転状態またはプロセスの状態を検出する検出手段と、
この検出手段の検出データを蓄積するとともに、蓄積した検出データまたは検出データを加工したデータに基づき、プラントまたはプロセス状態を診断する診断手段と、
を備えたことを特徴とする総合監視診断装置。
Detection means for detecting the operating state of the plant or the state of the process;
Diagnostic means for diagnosing the plant or process state based on the accumulated detection data or data obtained by processing the detection data, while accumulating the detection data of the detection means,
Comprehensive monitoring and diagnosis apparatus characterized by comprising:
請求項1に記載の総合監視診断装置において、
前記診断手段は、プラント、またはプロセスの予測モデルを使用して、数分後から数時間後におけるプラントの運転状態、プロセスの状態を予測して得られた予測結果と、実際のプラント運転状況およびプロセス状態とに基づき、プラントおよびプロセス状態を診断する、
ことを特徴とする総合監視診断装置。
In the comprehensive monitoring and diagnosis apparatus according to claim 1,
The diagnostic means uses a plant or process prediction model to predict the plant operation state, process state after several minutes to hours, the actual plant operation state, and Diagnose plant and process status based on process status,
A comprehensive monitoring and diagnosis device characterized by that.
請求項1または2に記載の総合監視診断装置において、
前記診断手段は、予め設定された周期で、プラント、またはプロセスの診断結果を予め設定された書式でまとめた診断カルテを作成し、ユーザ側に提示する、
ことを特徴とする総合監視診断装置。
In the comprehensive monitoring and diagnosis apparatus according to claim 1 or 2,
The diagnostic means creates a diagnostic chart that summarizes the plant or process diagnostic results in a preset format at a preset cycle, and presents it to the user side.
A comprehensive monitoring and diagnosis device characterized by that.
請求項3に記載の総合監視診断装置において、
前記診断手段で作成された診断カルテを、複数の携帯端末装置の位置情報を把握する機能を有する中央監視制御装置に伝送する伝送手段を備え、
予め定められた範囲外に位置する携帯端末装置に対しては、携帯端末装置の機能を制限しつつ、前記中央監視制御装置から携帯端末装置に前記診断カルテを配信させる、
ことを特徴とする総合監視診断装置。
In the comprehensive monitoring and diagnosing device according to claim 3,
A transmission means for transmitting the diagnostic chart created by the diagnostic means to a central monitoring control device having a function of grasping position information of a plurality of portable terminal devices,
For the mobile terminal device located outside the predetermined range, the diagnostic chart is distributed from the central monitoring control device to the mobile terminal device while limiting the function of the mobile terminal device.
A comprehensive monitoring and diagnosis device characterized by that.
請求項1から4のいずれか1項に記載の総合監視診断装置において、
前記診断手段は、既存の監視制御装置に設けられたヒューマンインタフェース部、データサーバ部、プロセスコントロール部のいずれかに、データ分析プロセス、異常判定プロセス、データ予測プロセス、プラント診断プロセス、診断結果表示プロセスを持たせて構築される、
ことを特徴とする総合監視診断装置。
In the comprehensive monitoring diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The diagnosis means includes a data analysis process, an abnormality determination process, a data prediction process, a plant diagnosis process, a diagnosis result display process in any of a human interface unit, a data server unit, and a process control unit provided in an existing monitoring control device. Built with
A comprehensive monitoring and diagnosis device characterized by that.
請求項1から5のいずれか1項に記載の総合監視診断装置において、
前記診断手段は、複数のデータ予測プロセスを有し、予め定められた切替判定基準に基づき、正常、かつ最適なデータ予測プロセスを選択して、データの予測演算を行う、
ことを特徴とする総合監視診断装置。
In the comprehensive monitoring diagnostic apparatus of any one of Claim 1 to 5,
The diagnostic means includes a plurality of data prediction processes, selects a normal and optimal data prediction process based on a predetermined switching determination criterion, and performs a data prediction calculation.
A comprehensive monitoring and diagnosis device characterized by that.
請求項6に記載の総合監視診断装置において、
前記診断手段は、予め定められた評価基準および周期で、各データ予測プロセスの制御性能を評価して、最適な制御性能を持つデータ予測プロセスを選択して、前記プラントを制御する、
ことを特徴とする総合監視診断装置。
In the comprehensive monitoring and diagnosing device according to claim 6,
The diagnostic means evaluates the control performance of each data prediction process at a predetermined evaluation standard and cycle, selects a data prediction process having optimal control performance, and controls the plant.
A comprehensive monitoring and diagnosis device characterized by that.
請求項1から7のいずれか1項に記載の総合監視診断装置において、
前記信号手段は、前記プラントの各機器に対する操作量、前記プラントの運転時間、前記プラントの運転コストのうち、いずれかを指標にした最適制御系を使用して、前記プラントを制御する、
ことを特徴とする総合監視診断装置。
In the comprehensive monitoring and diagnosis apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The signal means controls the plant by using an optimum control system with any one of an operation amount for each device of the plant, an operation time of the plant, and an operation cost of the plant,
A comprehensive monitoring and diagnosis device characterized by that.
請求項1から8のいずれか1項に記載の総合監視診断装置において、
前記診断手段は、プラントの運転状態、プロセスの状態、またはそれらの変動要因の予測モデルをオンラインで更新する、
ことを特徴とする総合監視診断装置。
In the comprehensive monitoring and diagnosis apparatus according to any one of claims 1 to 8,
The diagnostic means updates a predictive model of a plant operating state, a process state, or a variation factor thereof online,
A comprehensive monitoring and diagnosis device characterized by that.
請求項1から9のいずれか1項に記載の総合監視診断装置において、
前記診断手段は、最適支援制御系を構成する手段として、プロセス状態の上下限を制約条件としたReceding horizon制御を使用する、
ことを特徴とする総合監視診断装置。
In the comprehensive monitoring diagnostic apparatus of any one of Claim 1 to 9,
The diagnostic means uses Receding horizon control with the upper and lower limits of the process state as constraints as means for configuring the optimal support control system,
A comprehensive monitoring and diagnosis device characterized by that.
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