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JP2006244072A - Plant state simulation method and system - Google Patents

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JP2006244072A
JP2006244072A JP2005057888A JP2005057888A JP2006244072A JP 2006244072 A JP2006244072 A JP 2006244072A JP 2005057888 A JP2005057888 A JP 2005057888A JP 2005057888 A JP2005057888 A JP 2005057888A JP 2006244072 A JP2006244072 A JP 2006244072A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
state
plant
setting
intelligent
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005057888A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhiro Matsumoto
充博 松本
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.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
JFE Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Engineering Corp filed Critical JFE Engineering Corp
Priority to JP2005057888A priority Critical patent/JP2006244072A/en
Publication of JP2006244072A publication Critical patent/JP2006244072A/en
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  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

【課題】機器の運転や開閉操作をしたことにより、系内の状態変化を簡易的にシミュレートし、その状態変化を識別できるように表示することによって、系統内の状態把握(流体種別や圧力状態など)と操作手順の検討が視覚的にできるプラント内状態シミュレーション方法およびシステムを提供することを目的とする。
【解決手段】プラント情報管理サーバー10と表示端末20(20a乃至20c)とを基本として構成されている。プラント情報管理サーバー10には、2次元P&IDファイル11及び3次元CADモデルファイル12からそれぞれP&ID変換DB13及び3Dモデル変換DBの情報に基づいて、インテリジェント化P&ID15及びインテリジェント化3Dモデル16を事前に格納しておく。
【選択図】図1
[PROBLEMS] To easily simulate the state change in the system by operating and opening / closing the device, and to display the state change so that the state change can be identified. It is an object of the present invention to provide an in-plant state simulation method and system capable of visually examining the operation state and the like.
A plant information management server and a display terminal (20a to 20c) are basically configured. The plant information management server 10 stores in advance the intelligent P & ID 15 and the intelligent 3D model 16 based on the information of the P & ID conversion DB 13 and the 3D model conversion DB from the 2D P & ID file 11 and the 3D CAD model file 12, respectively. Keep it.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、プラントの運転・保守において、機器の運転・停止やバルブの開閉操作などによってプラント内状態(圧力・流体)の変化を簡易的にシミュレートし、インテリジェント化されたP&IDや接続情報を持った3次元モデルによってディスプレー上で可視化できるようにするプラント内状態シミュレーション方法およびシステムに関するものである。   In the operation and maintenance of the plant, the present invention simply simulates changes in the state (pressure / fluid) in the plant by operating / stopping the equipment and opening / closing the valve, and the intelligent P & ID and connection information are obtained. The present invention relates to an in-plant state simulation method and system that can be visualized on a display by a three-dimensional model.

従来のプラント設備のメンテナンス業務においては、メンテナンスの対象となる設備・機器の情報が、施工図面、配管計装系統図(PIPING & INSTRUMENTATION DIAGRAM、以下P&IDという)、設備台帳、メンテナンス記録といった具合にバラバラに管理されており、メンテナンスが必要な機器を特定したり、その機器の情報を収集するためには、設備・機器に精通した作業員でも多大な労力を必要としていた。また、運転や保守作業時に機器やバルブを操作する場合に、その操作による系内の状態変化を事前に、かつ視覚的に確認することは困難であった。   In the conventional maintenance of plant facilities, information on the facilities and equipment that are subject to maintenance varies from construction drawings, piping instrumentation diagram (PIPING & INSTRUMENTATION DIAGRAM, hereinafter referred to as P & ID), equipment ledger, and maintenance records. Therefore, in order to identify the equipment that needs to be maintained and to collect information on the equipment, even workers familiar with the facilities and equipment required a great deal of labor. In addition, when operating devices and valves during operation and maintenance work, it has been difficult to visually and beforehand confirm changes in the state of the system due to the operations.

従来のプラント設備のメンテナンス技術としては、例えば、特開平6−274135号公報(特許文献1)に開示されている系統図面表示方法および図面管理装置という技術がある。これは、施設系統図を系統の繋がりがわかるように図形データとして持っておき、系統の開閉要素を操作したことにより影響を受ける系統を判断して影響を受ける系統を他の系統と識別できるように表示装置に表示するものである。
また、特開2001−356813号公報(特許文献2)に開示されているプラント保全支援システムという技術がある。これは、管理対象のプラントを自由な視点から見ることができる三次元モデルにより構成し、この三次元モデルと保全管理のデータベースとを橋渡しするための機能をメニュー上に設定し、各部位に所定の保全管理データをリンクさせる手段を備えたシステムである。この三次元モデルにより、複雑化したプラントの要注意箇所を視点を変えて見たり、プラント装置内部に視点を置くことで、見にくい場所についても容易に見ることができる効果がある。
As a conventional plant facility maintenance technique, for example, there is a system drawing display method and a drawing management apparatus disclosed in JP-A-6-274135 (Patent Document 1). This is because the facility system diagram is stored as graphic data so that the connection of the system can be understood, and the affected system can be identified from other systems by judging the affected system by operating the open / close element of the system. Is displayed on the display device.
Further, there is a technique called a plant maintenance support system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-356813 (Patent Document 2). This consists of a three-dimensional model that allows the plant to be managed to be viewed from a free viewpoint, and a function for bridging this three-dimensional model and the maintenance management database is set on the menu, and each part has a predetermined function. This is a system provided with means for linking maintenance management data. This three-dimensional model has an effect that it is possible to easily see a difficult-to-see place by looking at a point requiring attention in a complicated plant from a different viewpoint or by placing a viewpoint inside the plant apparatus.

また、特開2002−341930号公報(特許文献3)に開示されているプラント設備のメンテナンスシステムという技術がある。これは、プラント設備のメンテナンスに必要な設備・機器情報及びそれらの運転情報を体系的に一元管理することにより、メンテナンス業務の作業効率を向上させるものである。   Further, there is a technology called a plant facility maintenance system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-341930 (Patent Document 3). This improves the work efficiency of the maintenance work by systematically managing the facility / equipment information necessary for the maintenance of the plant equipment and the operation information thereof.

さらに、特開2002−342384号公報(特許文献4)に開示されている配管計装系統図のインテリジェント化方法という技術がある。これは、属性を全く考慮しない既存の無属性CAD(ラインやシンボルを単なる図形で描くCAD)により描かれた図(無属性CAD図面)をインテリジェント化することを可能にした配管計装系統図のインテリジェント化方法である。
特開平6−274135号公報 特開2001−356813号公報 特開2002−341930号公報 特開2002−342384号公報
Furthermore, there is a technique called an intelligent method of piping instrumentation system diagram disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-342384 (Patent Document 4). This is a piping instrumentation system diagram that makes it possible to make intelligent diagrams (non-attribute CAD drawings) drawn by existing non-attribute CAD (CAD that draws lines and symbols by simple figures) that do not consider any attributes. It is an intelligent method.
JP-A-6-274135 JP 2001-356913 A JP 2002-341930 A JP 2002-342384 A

しかし、特許文献1で開示された技術は、「系統図における開閉の影響を受ける範囲の識別表示のみであり、操作による状態の変化が表示されない」という問題がある。   However, the technique disclosed in Patent Document 1 has a problem that “only the identification display of the range affected by the opening and closing in the system diagram is displayed, and the change in the state due to the operation is not displayed”.

また、特許文献2で開示された技術は、「三次元モデルを活用して保全データとのリンクを図っているものの、モデル上でバルブの開閉操作などを行うことができない。そのため特許文献1と同様に操作による状態の変化は表示されない」という問題がある。   Further, the technique disclosed in Patent Document 2 states that “although the three-dimensional model is used to link with maintenance data, the valve cannot be opened and closed on the model. Similarly, there is a problem that the state change due to the operation is not displayed.

また、特許文献3で開示された技術は、「機器の運転状態を可変にし、かつ表示画面で該当機器そのものの色彩変更を行うが、機器の運転(開閉を含む)状態の変更に伴う接続関係にある系内の状態変化を予測できないし、また、その結果が表示できない」という問題がある。   In addition, the technology disclosed in Patent Document 3 states that “the operation state of the device is variable and the color of the device itself is changed on the display screen, but the connection relationship associated with the change of the device operation (including opening / closing) state”. The state change in the system cannot be predicted, and the result cannot be displayed.

さらに、特許文献4で開示された技術は、「無属性CADを、接続情報を保有したインテリジェントな配管計装系統図にすることを可能にした手法」であり、その後の効果的な運用方法を考案する必要があった。   Furthermore, the technique disclosed in Patent Document 4 is “a technique that enables an attribute-free CAD to be an intelligent piping instrumentation system diagram that holds connection information”. It was necessary to devise.

本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、機器の運転や開閉操作をしたことにより、系内の状態変化を簡易的にシミュレートし、その状態変化を識別できるように表示することによって、系統内の状態把握(流体種別や圧力状態など)と操作手順の検討が視覚的にできるプラント内状態シミュレーション方法およびシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and by simulating the state change in the system by operating and opening and closing the device, by displaying so that the state change can be identified, It is an object of the present invention to provide an in-plant state simulation method and system capable of visually grasping a state in a system (fluid type, pressure state, etc.) and examining an operation procedure.

本発明の請求項1に係る発明は、配管・機器の固有IDおよび接続IDの定義を行ったのち、インテリジェント化されたP&IDおよびインテリジェント化3Dモデルの準備を行う準備工程と、圧力依存機器および部品の定義を行う圧力依存機器・部品の定義工程と、流れ方向依存機器および部品の圧力変化の設定を行う流れ方向依存部品の設定工程と、運転状態にある部品の圧力変化の設定を行う運転時の圧力変化の設定工程と、機器・バルブなどの初期状態または現在の運転状態の設定を行う系内の初期状態の設定工程と、バルブや機器の操作による流体・圧力の伝播シミュレーションを行うバルブや機器の操作による伝播シミュレーション工程と、シミュレーション結果を表示する結果表示工程とを有して、プラント内状態の変化を簡易的にシミュレートし、結果表示することを特徴とするプラント内状態シミュレーション方法である。   The invention according to claim 1 of the present invention defines a unique ID and connection ID of piping / equipment and then prepares an intelligent P & ID and an intelligent 3D model, and a pressure-dependent device and component. The process of defining pressure-dependent devices / parts that define the flow, the step of setting flow-direction-dependent components that set the flow direction-dependent devices and pressure changes of parts, and the operation of setting the pressure changes of components that are in operation The pressure change setting process, the initial state of the system and the current operating state of the equipment and valves, the initial state setting process in the system, and the valve and fluid pressure simulation by operating the valves and equipment It has a propagation simulation process by the operation of equipment and a result display process to display the simulation result, making it easy to change the state in the plant The in-plant state simulation method is characterized in that the simulation is performed and the result is displayed.

また本発明の請求項2に係る発明は、インテリジェント化P&IDおよびインテリジェント化3Dモデルを有するプラント情報管理サーバーと、表示端末とを備え、請求項1に記載のプラント内状態シミュレーション方法を用いて、プラント内状態の変化を簡易的にシミュレートし、結果表示することを特徴とするプラント内状態シミュレーションシステムである。   The invention according to claim 2 of the present invention includes a plant information management server having an intelligent P & ID and an intelligent 3D model, and a display terminal, and uses the plant state simulation method according to claim 1 to A plant internal state simulation system characterized by simply simulating changes in internal state and displaying the results.

本発明は、簡易的な圧力設定でプラント内の該当する個所の圧力状態や流体種別を容易にかつ視覚的に識別可能となる。またディスプレー上でのバルブ操作によって管内の状態変化の結果もただちに視覚認識され、操作手順の検討や手順書作成が画面上でシミュレートしながら可能となる。さらに、高圧ラインの識別表示や管内流体種別の分類表示が可能となり、バルブの操作支援や緊急時の対応検討が非常に容易となる。   The present invention makes it possible to easily and visually identify the pressure state and fluid type at a corresponding location in the plant with a simple pressure setting. In addition, the result of the state change in the pipe is immediately recognized by the valve operation on the display, and the operation procedure can be examined and the procedure manual can be created while simulating on the screen. Furthermore, identification display of the high-pressure line and classification display of the type of fluid in the pipe are possible, so that it becomes very easy to assist the operation of the valve and examine the response in an emergency.

本発明の詳細説明に入る前に、用語の説明を行う。先ず、無属性CADとは、ラインやシンボルが単なる線や図形で描かれたCADを指す。また、インテリジェント化とは、無属性CADで描かれた線や図形を、それぞれが意味する属性(配管、機器、配管部品、計装部品等)を保有し、かつコネクト情報をもつものに変換することである。また、図形属性とは、2次元や3次元(以下、2Dや3Dとも略記する)のCAD図形が保有するレイヤー(画層)、色、線種、線幅、形状およびセル名等をいう。また、部品属性とは、部品(機器、配管、計器等)が保有する固有の機器番号、ラインナンバー、部品番号、計装番号やサイズ、仕様等の情報をいう。さらに、管内属性とは、管内の流体属性を意味し、圧力、流体種別(ガス、液の区別を含む)をあらわす。なお以下の説明では取り扱ってはいないが、管内属性としては、他に温度属性がある。   Prior to the detailed description of the present invention, the terminology will be explained. First, attributeless CAD refers to CAD in which lines and symbols are drawn with simple lines and figures. In addition, intelligentization converts lines and figures drawn in attributeless CAD to those that have attributes (piping, equipment, piping parts, instrumentation parts, etc.) that each means, and that have connect information. That is. The graphic attributes refer to layers (layers), colors, line types, line widths, shapes, cell names, and the like possessed by two-dimensional and three-dimensional (hereinafter also abbreviated as 2D and 3D) CAD graphics. Further, the component attribute means information such as a unique device number, line number, component number, instrument number, size, and specification held by a component (device, piping, instrument, etc.). Further, the in-pipe attribute means a fluid attribute in the pipe, and represents pressure and fluid type (including distinction between gas and liquid). Although not dealt with in the following description, there is another temperature attribute as an in-pipe attribute.

図1は、本発明を実施するための最良の形態に係るシステムの構成図である。このシステムは、プラント情報管理サーバー10と表示端末20(20a乃至20c)とを基本として構成されている。プラント情報管理サーバー10には、2次元P&IDファイル11及び3次元CADモデルファイル12からそれぞれP&ID変換DB13及び3Dモデル変換DBの情報に基づいて、インテリジェント化P&ID15及びインテリジェント化3Dモデル16を事前に格納しておく。本システムでは、2次元P&IDと三次元モデルの両方を取り扱っているが、システムとしてはどちらか一方でも十分であり、プラントの規模や種類によって適宜選択されるべきものである。   FIG. 1 is a configuration diagram of a system according to the best mode for carrying out the present invention. This system is configured based on a plant information management server 10 and display terminals 20 (20a to 20c). The plant information management server 10 stores in advance the intelligent P & ID 15 and the intelligent 3D model 16 based on the information of the P & ID conversion DB 13 and the 3D model conversion DB from the 2D P & ID file 11 and the 3D CAD model file 12, respectively. Keep it. In this system, both the two-dimensional P & ID and the three-dimensional model are handled, but either one is sufficient as the system and should be appropriately selected depending on the scale and type of the plant.

P&ID変換DB13は、P&ID図面情報、部品属性、および接続情報を有しており、それぞれが独立した別個のDBであってもよい(この場合には、P&ID変換DB13はDB群を総称した意味となる)し、一つのDBで構成されていてもよい。さらに、DB自身は、プラント情報管理サーバー10に内蔵するものであってもよいし、プラント情報管理サーバー10と別個のサーバーに内蔵するものであってもよい。同様に、3Dモデル変換DB14も、図形情報、部品属性、および接続情報を有している。   The P & ID conversion DB 13 has P & ID drawing information, component attributes, and connection information, and each may be a separate and independent DB (in this case, the P & ID conversion DB 13 is a generic meaning of a DB group) It may be composed of one DB. Furthermore, the DB itself may be built in the plant information management server 10 or may be built in a server separate from the plant information management server 10. Similarly, the 3D model conversion DB 14 also has graphic information, component attributes, and connection information.

さらに、プラント情報管理サーバー10には、プラント管理情報DB17、保守情報DB18、および図書データDB19が接続または内蔵されている。また、監視制御設備(DCS等)21とも接続され、運転情報(機器・バルブの開閉状態、ライン圧力値など計測値)の取込みを行うとともに、演算処理およびシミュレーションの結果は、表示端末20a〜cに表示される。   Further, the plant information management server 10 is connected or built in with a plant management information DB 17, a maintenance information DB 18, and a book data DB 19. In addition, it is also connected to a supervisory control facility (DCS or the like) 21 to capture operation information (measured values such as device / valve open / closed state and line pressure value), and the results of arithmetic processing and simulation are displayed on display terminals 20a to 20c. Is displayed.

次に、図2を用いて詳細処理フローの説明を行う。   Next, a detailed processing flow will be described with reference to FIG.

(1)インテリジェント化における配管・機器の固有IDおよび接続IDの定義(S100)
各配管(ライン)や部品・機器は2Dや3Dの図形情報と結びつく固有ID(システムID)を持ち、また接続端には必ず接続IDを定義する。図3は、配管・機器における固有IDおよび接続IDの定義および設定例を説明する図である。図3(a)および(b)は、バルブおよび配管をそれぞれを表している。この例のように通常は、1つの固有IDと2つの接続IDを有するが、3方弁や機器などのように3つ以上の接続IDのケースもある。
(1) Definition of unique ID and connection ID of piping / equipment for intelligentization (S100)
Each pipe (line), component / equipment has a unique ID (system ID) associated with 2D or 3D graphic information, and a connection ID is always defined at the connection end. FIG. 3 is a diagram illustrating definitions and setting examples of unique IDs and connection IDs in piping / equipment. FIGS. 3A and 3B show valves and pipes, respectively. As in this example, it usually has one unique ID and two connection IDs, but there are also cases of three or more connection IDs such as a three-way valve or a device.

図3(c)は、バルブと配管の直列接続の例であり、バルブ==>固有ID(ID:3000),接続1(ID:2001200),接続2(ID:2001201)、配管==>固有ID(ID:3001),接続1(ID:2001201),接続2(ID:2001202)という具合に定義を行う。   FIG. 3C is an example of a series connection of a valve and a pipe. Valve ==> unique ID (ID: 3000), connection 1 (ID: 2001200), connection 2 (ID: 2001201), pipe ==> The unique ID (ID: 3001), connection 1 (ID: 2001201), and connection 2 (ID: 2001202) are defined.

(2)インテリジェント化P&IDの準備(S101)
P&IDにおいては、描かれる配管ラインや計装ライン、機器、配管部品、計装部品が、あらかじめインテリジェント化されたP&IDを使用し、WEB上での表示・操作を可能とする。このインテリジェント化されたP&IDとは、各部品(機器、バルブ等)やライン(配管)の接続情報を保持しているもので、相互の接続関係は接続情報DBに格納されている。
(2) Preparation of intelligent P & ID (S101)
In P & ID, drawn piping lines, instrumentation lines, equipment, piping parts, and instrumentation parts use P & ID that has been made intelligent in advance, and can be displayed and operated on the WEB. This intelligent P & ID holds connection information of each component (device, valve, etc.) and line (piping), and the mutual connection relationship is stored in the connection information DB.

(3)インテリジェント化3Dモデルの準備(S102)
3次元モデルにおいては、モデルを作成するプラント用3次元CADを用いないで、その形状データや部品属性が表示可能なビューイングシステムを表示・操作に使用し、接続情報DB(3次元CADから取り出し作成)を作成して、相互のつながりから圧力・流体の伝播結果を表示する。以上が事前準備する準備工程であり次に、流体種別と圧力属性の設定化作業の工程に入る。
(3) Preparation of intelligent 3D model (S102)
In the 3D model, without using the plant 3D CAD for creating the model, a viewing system capable of displaying the shape data and component attributes is used for display / operation, and the connection information DB (taken out from the 3D CAD) is used. Create) and display the propagation results of pressure and fluid from the mutual connection. The above is the preparatory process for preparing in advance, and then the process for setting the fluid type and the pressure attribute is entered.

(4)圧力依存機器・部品の定義(S200)
圧力設定に寄与する機器・部品を、(イ)昇圧機器(ロ)降圧機器(ハ)保圧機器(ニ)開放機器(ホ)一般部品の5種類に分類する事前定義を行う。表1は、圧力依存機器・部品の定義と変化の設定(これについては、後述する)を示している。
(4) Definition of pressure-dependent devices and parts (S200)
Pre-define equipment / parts that contribute to pressure setting into five types: (a) booster equipment (b) step-down equipment (c) pressure-holding equipment (d) open equipment (e) general parts. Table 1 shows the definition of the pressure-dependent device / part and the setting of the change (this will be described later).

(5)流れ方向依存機器・部品の圧力変化の設定(S300)
機器やバルブには、流れ方向が定まっているものがあり、表2に示すようにその入り口・出口や片流れ部品を設定する。
(5) Pressure change setting for flow direction dependent devices and parts (S300)
Some devices and valves have a fixed flow direction, and as shown in Table 2, their inlet / outlet and single-flow components are set.

(6)運転状態にある部品の圧力変化の設定(S400)
機器やバルブは、運転・停止や開・閉などの作動状態を設定でき、この時、前掲した表1の右側に示すように運転状態になった時の圧力状態変化を事前に設定しておく。
(6) Pressure change setting for parts in operation (S400)
Equipment and valves can be set to operating states such as operation / stop, open / close, etc. At this time, as shown on the right side of Table 1, the pressure state change when the operation state is set in advance. .

(7)系内の初期状態設定(S500)
系内の初期状態の設定を行う。まず該当する系内に稼動状態の機器がなく、流体が静止状態にある場合には、作業開始時のバルブの開閉状態、圧力、保持流体を順次設定することで初期状態の設定完了となる。この設定方法について、図4を用いて次に詳説する。
(7) Initial state setting in the system (S500)
Set the initial state in the system. First, when there is no operating device in the corresponding system and the fluid is in a stationary state, the initial state setting is completed by sequentially setting the open / close state of the valve, the pressure, and the retained fluid at the start of the work. This setting method will be described in detail below with reference to FIG.

また、作業実施時の系内状態が運転状態にあり流れがある場合には、その系内状態を構築する必要があり、後述する機器の運転やバルブの開閉操作で伝播シミュレーションを順次実行した結果を、初期状態(現在の運転状態)(S601)として取り扱うことになる。   In addition, when the system state at the time of work is in the operating state and there is a flow, it is necessary to construct the system state, and the result of sequential execution of propagation simulation in the operation of the equipment and valve opening / closing operation described later Is handled as an initial state (current operation state) (S601).

(a)系内の機器状態の初期設定
初期の管内状態を設定するため、まず機器のうち、圧力依存機器(表1の1〜3の機器)をすべて停止状態にする。これは静止時(流動がない状態)の管内状態を初期状態に設定するためである。この操作は表示端末(または操作端末)にて行うことも可能であるがデフォルト値として、圧力依存機器は全て初期状態を停止状態に一括指定も可能である。
(b)バルブの開閉状態の初期設定
次にバルブの開閉状態を設定する。これらの操作は表示端末(または操作端末)にて行い、表示されているバルブを選択し、順次開閉操作を指示する。(8)、(9)における、これらの結果は該当機器・バルブの表示色などで識別できるようになっている。この時点では系内の流体種別や圧力はすべて初期値(またはデフォルト値)のままである。
(c)系内の流体種別・静的圧力の設定
つぎに、初期の系内状態として、管内と保圧機器の流体種別と圧力状態を設定する。これは、保圧機器やライン(管)を選択し、流体種別と圧力値を入力する。この時、バルブなどで閉塞された区間は、一度に選択と設定ができるようにしている。このため、前記の(b)でライン中のバルブで、事前に開状態のバルブは、開操作をやっておくとこの設定操作が少なくてすむ。図3(d)は、設定された静止圧力状態と流体種別の例を示している。
<圧力状態の設定は>
閉塞区間に設定された圧力状態は、各パーツの接続ID毎に圧力値が付与される。
(A) Initial setting of apparatus state in system In order to set an initial in-pipe state, first, all of the pressure-dependent apparatuses (equipment 1 to 3 in Table 1) are stopped. This is to set the in-pipe state when stationary (no flow) to the initial state. This operation can also be performed at the display terminal (or operation terminal), but as a default value, all the pressure dependent devices can be collectively designated as an initial state in a stopped state.
(B) Initial setting of valve open / close state Next, the valve open / close state is set. These operations are performed at the display terminal (or operation terminal), the displayed valves are selected, and opening / closing operations are sequentially instructed. These results in (8) and (9) can be identified by the display color of the corresponding device / valve. At this point, all fluid types and pressures in the system remain at initial values (or default values).
(C) Setting of fluid type and static pressure in the system Next, as the initial system state, the fluid type and pressure state of the pipe and the pressure holding device are set. For this, a pressure holding device or a line (pipe) is selected, and a fluid type and a pressure value are input. At this time, a section closed by a valve or the like can be selected and set at a time. For this reason, the valve in the line in the above (b), which has been opened in advance, requires less setting operation if it is opened. FIG. 3D shows an example of the set static pressure state and fluid type.
<Pressure state setting>
The pressure state set in the closed section is given a pressure value for each connection ID of each part.

バルブ==> 接続1 (ID:2001200):圧力=未定義
接続2(ID:2001201):圧力=0.1
配管 ==> 接続1 (ID:2001201):圧力=0.1
接続2(ID:2001202):圧力=0.1
接続3(ID:2001203):圧力=0.1
接続4(ID:2001204):圧力=0.1
<流体種別の設定は>
各ライン(管)のIDに流体の種別記号が付与される。
Valve ==> Connection 1 (ID: 2001200): Pressure = Undefined
Connection 2 (ID: 2001201): Pressure = 0.1
Piping ==> Connection 1 (ID: 2001201): Pressure = 0.1
Connection 2 (ID: 2001202): Pressure = 0.1
Connection 3 (ID: 2001203): Pressure = 0.1
Connection 4 (ID: 2001204): Pressure = 0.1
<Setting of fluid type>
A fluid type symbol is assigned to the ID of each line (tube).

配管 (ID:3001、3002、3003) :流体=W(水)
(d)未設定個所のチェックをおこなって、系内の流体種別と静的圧力状態の設定が完了となる。未設定個所においては、圧力=0、流体=未定義(または設計時のテ゛フォルト流体)が設定される。静的状態の設定が完了すると、つぎに行われる操作端末からの、機器の運転やバルブの開閉操作による伝播シミュレーションモードについて記述する。
Piping (ID: 3001, 3002, 3003): Fluid = W (water)
(D) An unset point is checked, and the setting of the fluid type and static pressure state in the system is completed. At an unset point, pressure = 0, fluid = undefined (or default fluid at the time of design) are set. When the setting of the static state is completed, the propagation simulation mode by the operation of the device and the opening / closing operation of the valve from the next operation terminal is described.

(8)バルブや機器の操作による伝播シミュレーション(図2のS600)
図5は、バルブや機器の操作による流体・圧力の伝播シミュレーションの流れを説明する図である。先ず操作する機器やバルブを選択し、次に停止モード→運転モード、バルブの開閉操作を行うと、圧力の高いほうから低いほうへ管内流体の移動が生じる。伝播シミュレーションモードでは、この現象を簡易的に伝播ステップとして処理し、系内の流体や圧力の変化結果を直ちに、視覚的に表示する。
(8) Propagation simulation by operating valves and equipment (S600 in Fig. 2)
FIG. 5 is a diagram for explaining the flow of fluid / pressure propagation simulation by operating valves and equipment. When the device or valve to be operated is first selected, and then the stop mode → operation mode, valve opening / closing operation is performed, the fluid in the pipe moves from the higher pressure to the lower pressure. In the propagation simulation mode, this phenomenon is simply processed as a propagation step, and the fluid and pressure change results in the system are immediately and visually displayed.

機器・バルブ操作時の系内の伝播ステップの詳細を、図6に示す。たとえばV−1バルブの開操作が端末から指示されると、バルブ両端の接続点(接続ID)の圧力値の比較を行い、高いほうから低いほうへ流れ方向をセットし、流体の伝播(プロパゲート)を行う。同時に圧力損失を考慮した圧力のプロパゲートを行う。この時、部品や管、管継手などの通過時に生じる圧損を厳密な圧力損失計算を行わないで、微小圧損として△P(システム処理可能な微小値)を一義的にさだめた処理が実行される。これによって、管径や流体の物性など細かい入力なしで、流れ方向が定められ、実際より高めのマクロ的な圧力値を容易に抽出し表示可能になる。この伝播ステップは分岐をふくめ、流れの終点(閉止バルブや機器など系の終点)まで順次行われる。その結果、系内圧力の異常(設計圧との比較など)が生じる場合のアラームや、操作結果を流体種別や圧力分類で色分けして表示端末(インテリジェントP&IDやインテリジェント3Dモデル上で)に表示する(S700)ことによって、容易な確認が可能となった。   The details of the propagation step in the system when operating the device / valve are shown in FIG. For example, when the terminal is instructed to open the V-1 valve, the pressure values at the connection points (connection ID) at both ends of the valve are compared, the flow direction is set from the higher to the lower, and the fluid propagation (prop Gate). At the same time, pressure propagation considering pressure loss is performed. At this time, the pressure loss that occurs when passing through parts, pipes, fittings, etc. is not strictly calculated, and a process is performed in which ΔP (a minute value that can be processed by the system) is uniquely determined as a minute pressure loss. . As a result, the flow direction is determined without fine input such as the pipe diameter and fluid physical properties, and a macro pressure value higher than the actual one can be easily extracted and displayed. This propagation step is performed sequentially, including branching, to the end point of the flow (end point of the system such as a closing valve or equipment). As a result, alarms in the case of abnormal system pressure (comparison with the design pressure, etc.) and operation results are displayed on the display terminal (on the intelligent P & ID or intelligent 3D model) in different colors according to the fluid type and pressure classification. (S700) enables easy confirmation.

また、圧力計などの計測値を、定点計測値として監視制御設備(DCS等)から取り込みも行える。これによってより精度を高めた補正が可能となる。流体の設定は、スタートアップや保守作業時のエアー(O2)パージやN2パージにも対応できるように、通常運転時の計画流体だけでなく、実作業時の流体種別データを用意して設定できるようにしている。   Moreover, the measured value of a pressure gauge etc. can also be taken in from monitoring control equipment (DCS etc.) as a fixed point measured value. This makes it possible to perform correction with higher accuracy. Fluid settings can be set by preparing not only the planned fluid during normal operation but also the fluid type data during actual work so that it can handle air (O2) purge and N2 purge during startup and maintenance work. I have to.

本発明を実施するための最良の形態に係るシステムの構成図である。It is a block diagram of the system which concerns on the best form for implementing this invention. 本発明の詳細処理フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the detailed processing flow of this invention. 配管・機器における固有IDおよび接続IDの定義および設定例を説明する図である。It is a figure explaining the definition and setting example of unique ID and connection ID in piping and apparatus. 系内の初期状態設定の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of initial state setting in a system. バルブや機器の操作による流体・圧力の伝播シミュレーションの流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of propagation simulation of fluid and pressure by operation of a valve and apparatus. 機器・バルブ操作時の系内の伝播ステップの詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the propagation step in the system at the time of apparatus and valve | bulb operation.

符号の説明Explanation of symbols

10 プラント情報管理サーバー
11 2次元P&ID
12 3次元CADモデル
13 P&ID変換DB
14 3Dモデル変換DB
15 インテリジェント化P&ID
16 インテリジェント化3Dモデル
17 プラント管理情報DB
18 保守情報DB
19 図書データDB
20a〜c 表示端末
21 監視制御設備(DCS等)
10 Plant information management server 11 2D P & ID
12 3D CAD model 13 P & ID conversion DB
14 3D model conversion DB
15 Intelligent P & ID
16 Intelligent 3D model 17 Plant management information DB
18 Maintenance information DB
19 Book data DB
20a-c Display terminal 21 Monitoring and control equipment (DCS, etc.)

Claims (2)

配管・機器の固有IDおよび接続IDの定義を行ったのち、インテリジェント化されたP&IDおよびインテリジェント化3Dモデルの準備を行う準備工程と、
圧力依存機器および部品の定義を行う圧力依存機器・部品の定義工程と、
流れ方向依存機器および部品の圧力変化の設定を行う流れ方向依存部品の設定工程と、
運転状態にある部品の圧力変化の設定を行う運転時の圧力変化の設定工程と、
機器・バルブなどの初期状態または現在の運転状態の設定を行う系内の初期状態の設定工程と、
バルブや機器の操作による流体・圧力の伝播シミュレーションを行うバルブや機器の操作による伝播シミュレーション工程と、
シミュレーション結果を表示する結果表示工程とを有して、プラント内状態の変化を簡易的にシミュレートし、結果表示することを特徴とするプラント内状態シミュレーション方法。
After defining the unique ID and connection ID of the piping / equipment, the preparation process of preparing the intelligent P & ID and intelligent 3D model,
The process of defining pressure-dependent devices and parts for defining pressure-dependent devices and parts,
A flow direction dependent component setting process for setting the pressure change of the flow direction dependent device and the component;
A process for setting a pressure change during operation for setting a pressure change for a component in an operating state; and
The initial state setting process in the system for setting the initial state of devices and valves or the current operating state,
Propagation simulation process by operation of valves and equipment that simulates propagation of fluid and pressure by operation of valves and equipment,
A plant state simulation method comprising: a result display step of displaying a simulation result, wherein a change in the plant state is simply simulated and the result is displayed.
インテリジェント化P&IDおよびインテリジェント化3Dモデルを有するプラント情報管理サーバーと、
表示端末とを備え、
請求項1に記載のプラント内状態シミュレーション方法を用いて、プラント内状態の変化を簡易的にシミュレートし、結果表示することを特徴とするプラント内状態シミュレーションシステム。
A plant information management server having an intelligent P & ID and an intelligent 3D model;
A display terminal,
An in-plant state simulation system characterized in that, by using the in-plant state simulation method according to claim 1, a change in the in-plant state is simply simulated and a result is displayed.
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