石油

PIDチューニング

目的

• プラントの安定性を定量的に評価したい！
• 現状のPIDのパラメータが本当に良いのか知りたい！

とったユーザの声に対する評価ツールとして、各種機能が用意されています。

機能紹介

1. 制御性評価ツール
   
   PID コントローラのフィードバック制御系を対象に、その制御性能を定量的に評価するツールです。また性能の変化を自動的に監視できます。

   制御性能評価
   
   制御性指標／操作性指標および制御性能評価指標および AUTO 投入率指標を用意することによって制御性能を評価します。
   右図のような形で、制御性指標と操作性指標を分布図で表現する事で、制御性能を評価する事が可能です。

   

2. PID チューニングツール等
   
   PID のチューニング等については、各種トレンドの解析ツール等と共に下記の機能が用意されています。

• プロセスの同定
  入出力データからプロセスモデルを計算します。
  同定したモデルのパラメータ最適化の機能もあります。
   
• PID チューニング
  プロセスモデルの PID 制御の応答をシミュレーショションする機能です。同定したプロセスモデルに対して、PID制御の応答をシミュレートします。
  下図のような応答のシミュレート結果が得られます。

高度制御ステーション（APCS）

概要

Advanced Process Control Station (以下APCS と記載) は、高度制御や高度演算、効率改善などを実現するために、CENTUM CS 3000 システムにラインアップしました新しいステーションです。
CS 3000 システムだけでなく、既存の CENTUM CS、CENTUM-XL、CENTUM-V システムにも接続が可能です。また、APCS のハードウエアは、汎用の PC-Server を用い、安価にシステム構築することができます。
 

特徴

APCS には、以下の特長があります。

• 豊富な標準機能ブロックを搭載
  CENTUM CS 3000 システムの制御ステーションに搭載している、豊富な制御・監視等の機能ブロックを搭載しています。
• ユーザにてアルゴリズムを構築可能なユーザカスタムブロックを装備
  ユーザにて、入力演算や制御演算、出力演算など、汎用のVisual C++言語を用いて様々なアルゴリズムを構築可能なブロックです。
• PC 単体で実現可能なシミュレーションテスト機能を装備
  PC 単体にて、APCS と FCS (CS 3000 の制御ステーション) とを組合せた、総合的なデバッグテストを実現可能です。
• CS 3000 のヒューマンインタフェイス (HIS) にてオペレーションの一元化を実現
  APCS で実現する高度制御や高度演算等は、FCS 側のレギュラトリー制御の各タグと同じように、CS 3000 のヒューマンインタフェイスステーション (HIS) にて、監視操作が可能で、オペレーションの一元化を実現致します。

システム構成例

統合生産制御システム　CENTUM CS3000 R3

配管管理機能 OIL Movement Suite VP PATH

OMS-VP (OIL Movement Suite VP) は、オフサイト全般に渡るオペレーションの自動化を目的としています。
PATH は、OMC (Oil Movement Control) のパス選択機能で使用されるパスリストをシステム構築時に自動的に作成し、保守作業を容易にすることを目的として開発されたパッケージです。

特長

PATH は、OMC (操油制御管理) と ともに使用します。

• Windowsベースのコンピュータ上で動作します。
• ユーザとシステムが会話をしながら P&I 図面を作成し、パスジェネレーションすることで必要なパスリストが容易に作成できます。
• P&I 図面作成では、充実した機器のテンプレートを提供しています。
• パスリストを構成する機器／設備情報を管理します。
• 機器の追加／削除をした場合、既存パスに対する影響を全てのパスリストから瞬時に検索し、影響度リストとして操作者へ提示します。
• 機器／設備情報、および作成したパスリストをOMCへダウンロードします。

システム構成例

標準機能

• パスリスト生成
• ポンプグループ生成
• 影響度リスト探索機能： 配管のレイアウト変更があった場合、その変更が影響するパスを自動的に探索し、ユーザへ一覧表示する機能です。
• ダウンローダ： PATH側にあるオフラインの機器情報をOMC側のオンライン情報にダウンロードする機能です。
• プロセスフロー図面の描画によるパスリストの作成： グラフィックビルダを使用してプロセスフロー図面を作成します。テンプレートにある必要な機器を図面に配置することで、容易にプロセスフロー図面を作成することができます。
• 図面管理機能： 図面ファイルはマスターとワークに区別され、作成中の図面はワークに保存され、確定済みとなった図面はマスターに保存されます。作図作業によるマスター図面への影響を及ぼしません。

運転制御監視機能　OIL Movement Suite VP JOBCON

OMS-VP (OIL Movement Suite VP) は、オフサイト全般に渡るオペレーションの自動化を目的としています。
JOBCON (Job Control) は、OMCで選択されたパス情報を基に起動／停止および運転中の流量計、ポンプ、バルブなどの監視を行うことにより、出荷作業、ブレンド作業、入荷作業などの操油作業の運転／監視制御を実現するパッケージです。

特長

JOBCON は、上位計算機 OMC (操油制御管理機能) とともに使用し、JOB 単位で割り当てられた操油作業単位 (JOB ID単位) で運転制御を行います。

• Windowsベースのコンピュータ上で動作します。
• 最大 500JOB (オフサイト： 200JOB、オンサイト： 300JOB) で使用している通油機器を監視し、異常を検知した場合、該当 JOB を安全に停止させます。
• OPC サーバの冗長化が可能で、OPC サーバに異常が発生した場合、正常動作している OPC サーバへ自動的に切り替え、JOB 運転を継続することができます。
• OMC が停止しても、JOBCON での運転継続が可能です。
• 事前に「運転パターン」を登録することができ、OMC が長期停止している場合は、登録した「運転パターン」を呼び出して新規の JOB の運転が可能です。

システム構成例

標準機能

• JOB 制御機能： OMC から JOB 登録された後に運転指令を受け、JOB シーケンス機能および JOB モニタリング機能を動作させ、JOB 運転ステータスを遷移させていくことで JOB 制御を実現します。
• 運転モード：
  ノーマルモード： OMC からの運転指令により、JOB を実行するモードです。
  Fall Backモード： OMC がダウンしている状態のモードで、ダウン前に作業中の JOB はその終了まで運転／監視が継続されます。なお、OMC ダウン中に JOB 運転を行う場合は、機能制約をした状態での運転が可能です。
• シュミレーション機能： OMC よりシュミレーション運転指令を受けた場合、該当 JOB に対してフィールド機器への入出力を行わない状態でのシュミレーション運転が可能です。
• 機器管理機能： JOB 実行と連携して、オフ査定と設備を構成する各機能の使用状況を管理する機能です。
• JOB モニタ機能： 通油中の JOB を監視する機能です。
• JOB 終了条件監視機能： 終了条件は OMC より指定され、条件に達したときにバッチエンド発生イベントを OMC へ通知し、バッチエンド処理を実行します。バッチエンドは、流量計／TIMと連携して検出します。
• JOB 終了予告機能： 終了条件は OMC より指定され、条件に達したときに終了予告到達発生イベントを OMC へ通知します。

ブレンド性状制御モジュール　fitOMS BPC

fitOMS (Future Integration Technology for Oil Movement System) は、石油オフサイトにおける自動化・最適運転を実現するパッケージ群です。
fitOMSシリーズの１つである BPC は、オンライン分析計による閉ループ性状制御を実現し、コストミニマムかつ高品質なブレンドオペレーションを可能にします。

特長

• ブレンドコスト削減
  高品質を維持しつつ、コストミニマムなブレンド比率を算出するので、経済的なブレンドオペレーションが実現できます。
• 優れた品質制御や在庫制御
  ラインや製品タンクの底に残留しているオイルも考慮してブレンド制御を行うので、お客様のご仕様に見合った品質を維持し、製品ロスを防ぎます。品質がしっかり制御されているので、ブレンダーから直接船へのローディングが可能です。これにより、製品タンクや製品在庫の数が削減できます。
• 簡単なオペレーションで再ブレンドが可能
  再ブレンドのオペレーションが簡単なので、人為的なミスが防げます。
• 他システムとの統合が簡単
  RDB (Relational Database: ORACLE) を採用しているので、ラボラトリーシステムのような他システムとの統合が容易に実現できます。
• DCS システム、BLEND 機能、タンク在庫管理機能とスムースに接続
  Exaopc をインターフェースとして、CENTUM CS 3000 などの DCS システムとスムースな結合が可能です。CENTUM CS 3000 上で動作する fitOMS BLEND (ブレンド比率制御モジュール) との組み合わせで、更に強力なブレンドソリューションを提供いたします。また、同じくCENTUM CS 3000 上で動作する fitOMS TIM (タンク在庫管理モジュール) と組み合わせることで、TIM がリアルタイムに収集するタンクデータを有効に利用したオペレーションが実現できます。

標準機能

• 最適化 (基材のコストを最小限に抑えるミニマムコストモードと、設定比率との差を最小限に抑えるミニマムディスタンスモードを用意)
• 統合性状予測
• 統合性状制御と瞬時性状制御
• プロセスオートメーションシステムとのインターフェース (OPC インタフェースを使用)
• 使いやすい各種エンジニアリング画面、チューニング画面、オペレータ画面を用意
• オペレータの意思決定をサポートするオペレータガイダンス画面を用意
• シミュレータ機能
• レポート (コントロールサイクルレポートと、ブレンド性状制御状態のサマリレポートを出力)

ブレンド比率制御モジュール　fitOMS BLEND

fitOMS (Future Integration Technology for Oil Movement System) は、石油オフサイトにおける自動化・最適運転を実現するパッケージ群です。
fitOMS シリーズの１つである BLEND は、安全で正確なインライン・ブレンド比率制御を実現し、製品の品質向上、生産力アップに貢献します。

特長

• 信頼性
  CENTUM CS 3000 の FCS と HIS 上にシステムを構築するので、信頼性の高い制御が実現できます。また、横河電機の石油オフサイト分野における永年の経験に基づき開発されたオフサイト機能ブロックを使用することにより、正確な比率制御が実現できます。
• フレキシブルなシステム構築
  必要なオプション機能を任意に追加することで、お客様のご要求仕様やご予算に合わせたシステム構築が可能です。
• 簡単で効率的なエンジニアリング
  シンプルな構成なので、システム構築が容易です。また、CENTUM CS 3000 のシミュレータと組み合わせることにより、PC上での評価、検証が可能です。
• BPC機能とスムースに接続
  OPC をインターフェースとして、簡単に BPC 機能 fitOMS BPC ブレンド性状制御モジュール と接続するができます。
• タンク在庫管理機能とスムースに接続
  fitOMS BLEND と同じく CENTUM CS 3000 上で動作する fitOMS TIM タンク在庫管理モジュール と組み合わせることで、TIM がリアルタイムに収集するタンクデータを利用したオペレーションが可能になります。
• ユーザーフレンドリーなオペレーション
  煩雑なマスターデータの準備を最小限に抑え、ブレンド運転を容易に実現できます。また、オペレーションをサポートする使いやすい GUI スクリーンが各種用意されています。

標準機能

• 使い易いレシピ定義画面を用意
• コントローラやポンプの選択式入力 (簡単なオペレーションでヒューマンエラー防止)
• ポンプ起動／停止時の自動制御 (AUTモードと MAN モードを用意)
• 機器偏差異常監視
• 終了時刻推定機能
• 運転変更機能
  (目標量、制御比率、ポンプやコントローラの追加／削除、流速、添加剤量、タンク切替など)
• 基材比率制御
• 添加剤制御 (高価な添加剤がパイプラインに残留しないように添加をコントロール)
• 基材遅延スタート (ブタンなどのガス化し易い基材に有効)
• ブースターポンプ制御
• 制御モード選択 (積算量の比率制御モード or 瞬時量の比率制御モードを用意)
• Key Valve制御 (緊急時に自動停止するバルブを指定)
• ブレンドレポート (CSV or XML フォーマットを用意
• DCS シーケンスとの柔軟な連携

オプション機能

• レシピバリデーション
• 終了時刻計算 (終了時刻を算出し、オペレータにいつ、何をすべきなのかを通知)
• バランス監視 (移送元の基材量、移送先の基材量、流量計値を比較し、不整合を監視)
• ユーザーセキュリティ
• 緊急停止要因監視
• バルブ自動シーケンス
• ライン／バルブ選択 (選択したブレンディングパスに対する関連バルブリストを提供)
• ライン／バルブ監視
• 性状計算 (ブレンドの平均性状を表示)
• 性状トリミング制御 (分析計用に比率を調整)
• ライン性状トラッキング (ブレンダーとタンク間のライン性状を自動的にトラッキング)
• ブレンド性状制御 (fitOMS BPC)
• ブレンドデータ生成 (目標量、目標流速を自動計算)
• バッチエンド／リスタート機能 (バッチエンド後も追加投入可能)
• 機器選択 (何を重視するか (コスト、生産量、運転時間) により使用すべき機器を提示)
• ワイルドフロー制御

タンク在庫管理モジュール　fitOMS TIM

fitOMS (Future Integration Technology for Oil Movement System) は、石油オフサイトにおける自動化・最適運転を実現するパッケージ群です。
fitOMS シリーズの１つである TIM は、サブシステム通信を経由してタンクゲージシステムからレベルやボリューム等のタンクデータを収集するとともに、タンクの運転状況管理や異常監視を行います。

特長

fitOMS TIMは、CENTUM CS 3000の HIS (Human Interface Station) と FCS (Field Control Station) 上で動作し、その機能を最大限に活用しています。

• 高速スキャンの実現
  リアルタイムにタンクデータを収集する機能および異常監視は FCS に組み込まれるため、高速スキャン処理が可能です。油移動オペレーションにおいては、入荷作業や装置張り込み／溜出作業でのタンク切換え等で、その威力を発揮します。
• 二重化FCSの採用による信頼性の向上
  二重化 FCS を採用することで、システムの信頼性が大幅に向上します。
• 豊富なCENTUM CS 3000標準機能を活用
  タンクデータは FCS の計器データベースに保存されます。このため HIS との親和性が高く、グラフィック上にタンクデータを表示したり、トレンドを表示するといった使い方が容易に実現できます。
• BPC機能とスムースに接続
  OPC をインターフェースとして、簡単に BPC 機能 fitOMS BPC ブレンド性状制御モジュール と接続するができます。
• 他パッケージとの容易なリンク
  fitOMS BLEND (ブレンド比率制御モジュール)、fitOMS BPC (ブレンド性状制御モジュール) との組み合わせで、更に強力な油移動制御のソリューションを提供いたします。

データ収集機能

• タンクデータ収集／計算機能
  収集項目： タンクレベル (mm)、タンク温度 (°C)、タンク圧力 (MPa, 球形タンクのみ)、タンク在槽量(L)
  計算項目： 在槽量 (L)、余裕量、使用可能量、終了予定時刻、タンク流速 (kl/h)
• タンク在槽計算機能 (オプション機能)
  タンクゲージシステムが在庫計算を行なっていない場合でも、収集したレベルおよび温度データに基づき、在庫計算を実行

モニタリング機能

• タンクステータス管理
  各タンクのステータス (静止中、受入中、払出中、受払中、循環中、使用不可、保守中) を一元管理
• タンクアラーム管理
  レベル、温度、圧力、流速、静電気、タンク操作、漏れ、プリアラームを監視
• JOB終了条件到達監視
  タンクが油移動オペレーションで使用されている時、JOB終了条件への到達を監視

ユーザインタフェース機能

オペレーションをサポートする使いやすい GUI スクリーンを各種用意しています。

• タンク詳細表示画面 (タンク毎)
• タンク警報設定値画面 (タンク毎)
• タンク使用状況表示画面 (タンク毎)
• クリティカルタンク表示画面 (タンク一覧)
• タンクメンテナンス画面 (タンク毎)
• タンクテーブルメンテナンス画面 (タンク毎)
• fitOMS TIM システムメンテナンス画面 (FCS毎)
• タンクアラーム詳細表示画面 (タンク毎)
• 出荷可能タンク表示画面 (タンク一覧)： オプション画面
• 出荷可能タンク設定画面 (FCS毎／タンク毎)： オプション画面