統合機器管理ソフトウェアパッケージ PRM

デジタル通信技術や設備診断技術などを有効活用して、工場の効率的かつ精度の高い保全活動を支援します。PRM R4.03では、保守作業効率の向上や、運転条件を調整して機器の故障リスクの軽減を目的に診断機能を強化しプラントの健全性の向上に貢献します。

一歩進んだ保全管理を実現するために

突然の機器の故障でプラントの生産に影響を出さないために、具体的にどういう場面で役に立つかを、PRMのプロモーション動画で紹介します。

PRM 製品概要

信頼性の高いプラント運転のために適切な設備管理ができていますか?

プラント設備の故障はプラントの操業に大きな影響を与えるため、これを防ぐための適切な保全活動が必要です。保全活動の品質が低いと故障の兆候を見逃して突発故障を引き起こしたり、それを恐れて保全コストを掛け過ぎることがあります。統合機器管理パッケージPRM(Plant Resource Manager)は、保全計画の品質向上および保全コストの最適化に貢献します。プラントの機器や装置に異常があると、生産プロセスが不安定状態になり、復旧作業の間は生産効率が低下してしまいます。YOKOGAWAのPRMは、機器や装置の動作不良傾向を事前に検知することで故障を未然に防ぐとともに、スムーズな機器交換につなげることが可能です。これを実現するために、YOKOGAWAは次のような3段階でソリューションを提供します。

プラントの設備管理を取り巻く状況の問題点

  • 膨大なデータや幅広い知識を必要とする説管理の煩雑さ
  • コスト削減要求や保全リソース不足の深刻化
  • 保全技術・ノウハウ継承の難しさ

YOKOGAWAが考える設備保全の効率化とは

  • プラントの設備情報を可視化・一元管理します
  • 保全効率の向上により、コスト削減を実現します
PRM image01

信頼性と効率の両方を実現するための設備保全を提案します!

YOKOGAWAは、生産制御システムだけでなく設備管理についても、信頼性と効率の両立を第一に考え、操業を止めないための設備管理を提供します。

3段階でプラントの設備管理を効率化!

プラントの機器や装置に異常があると、生産プロセスが不安定状態になり、復旧作業の間は生産効率が低下してしまいます。YOKOGAWAのPRMは、機器や装置の動作不良傾向を事前に検知することで故障を未然に防ぐとともに、スムーズな機器交換につなげることが可能です。これを実現するために、YOKOGAWAは次のような3段階でソリューションを提供します。

  1. 各機器への設定の効率化、健全性の可視化
    • デバイステンプレート機能により複数機器への共通パラメータ設定を効率化
    • 機器DTM(Device Type Manager)など専用設定調整ツールによる機器立ち上げの効率化
    • パラメータの履歴管理・比較によるトラブル対応や機器交換の効率化
    • 機器のパラメータ確認・設定を遠隔地から行うことによる作業工数の削減
  2. 各機器や装置のパフォーマンス監視
    • リモートでの定期的なステータス収集により、効率的に機器状態を把握
    • 汎用的な機器パラメータの活用により、複数ベンダーバルブの診断が可能
    • 機器状態のレポートを定期的に自動生成して可視化することで、機器の健全性を統括的に確認( フィールドアセットKPIレポート)
  3. 保全および操業改善につながる情報の提供
    • 迅速なトラブル対応のために、重要な設備情報を 統合生産制御システムや安全計装システムに連携させてオペレータによる即時確認を実現
    • ループ診断機能により制御ループのパフォーマンスの改善を支援して、高い生産性を維持
    • 上位システム(ERP/CMMSなど)連携することにより、作業指示の効率化を実現
PRM pomp Instruments
PRM image
Field Instruments

PRMの位置づけとシステム構成

PRM system configuration

PRMの診断機能

  1. 診断機能
  2. ポンプ劣化の予知保全 キャビテーション検知システム
  3. PRMと安全計装システムとの接続 PSTスケジューラ
  4. フィールドバスセグメント診断

1. 診断機能

コントロールバルブ診断で故障を未然に防止

バルブはプラントの中で最も重要な機器の1つです。突然の故障が生産品質の低下や、プラント停止につながる可能性があります。プラントには膨大な数のフィールド機器があり、多くのお客様がバルブの正常な機能を保つための点検整備計画立案・実施に苦労しています。 この問題の解決のお手伝いに、コントロールバルブ診断が役立ちます。この診断にはフィールドデジタル技術に基づく5つの診断ロジックが搭載されており、バルブの劣化状態検出に貢献します。診断はマルチベンダーに対応しており、プラント全体のバルブを同じ診断ロジックで診断できます。診断結果に応じた優先順位を考慮した点検整備計画立案が可能です。

  • 劣化状態と重要度に応じた点検整備計画の立案が容易
  • マルチベンダー対応によりプラント全体をカバーした評価が可能
  • 設定はバルブのファイルを選ぶだけの簡単なエンジニアリング

パラメータモニタリングで機器情報の活用を支援

HART、PROFIBUS、FOUNDATIONフィールドバス、無線といったデジタル通信機能を持ったフィールド機器の普及が進んでいます。これにより、フィールド機器に対するリモートからの設定作業や詳細監視が可能となり、作業効率化に貢献しています。さらにフィールド機器が持つ自己診断機能により、リアルタイムでの異常検知も可能になりました。しかしフィールド機器が持つパラメータ情報は、まだ十分な活用がされているとはいえません。パラメータ情報の監視は機器異常傾向の把握に有効で、機器の予防保全に役立てることができます。

  • 劣化状態と重要度に応じた点検整備計画立案が容易
  • 機器の突発故障の防止と安定した操業
  • 設定は機器のファイルを選ぶだけの簡単なエンジニアリング
parameter monitoring

2. ポンプ劣化の予知保全 キャビテーション検知システム

保全および操業改善につながる情報の提供

設備異常を早期検知することで、プラントの効率的な保全を実現します。

キャビテーション検知システムは、従来のような振動や異音による検知ではなく、流体の圧力差に着眼し、圧力データからキャビテーションを定量的に把握できるシステムです。キャビテーションの発生を早期に検出することで、プラントオペレータは適切な処置を取り、ポンプの損傷を防ぐことができます。PRMは、このような機器・設備診断システムと連携することで、フィールド機器に加えて周辺設備の異常状態の把握も可能です。

cavitation-image

3. PRMと安全計装システムとの接続 PSTスケジューラ

プラント運転中にバルブ微小開度動作させる部分作動テスト:パーシャルストロークテスト(PST)を定期的に実施することにより、全閉テスト:full Stroke Test (FST)の間隔を延ばせ、そのためのプラント停止の回数を減らせます。PRM上でPSTスケジューラを使用してPSTの実施と結果の管理が行えます。PSTスケジューラにより統一された、わかりやすい操作でPSTが行えます。 予め設定されたスケジュールに従って、複数の緊急遮断弁に対して順次PSTを行うことができます。

実行スケジュール : 年、月、週のパターンによる実行と任意の指定による実行
モード : 自動、半自動、手動
実行 : 並列実行、逐次実行
操作 : 実行、一時停止、再開、スキップ
記録 : PSTの履歴表示とエクスポート機能

安全システムの保守性・操作性の向上

安全計装システムProSafe-RSはシングルCPUモジュール、シングル入出力モジュールの構成でSIL3の安全性を実現しています。定期的にPSTを行うことで、緊急時における安全システムの動作の確実性を高めることができます。ProSafe-RSとPRMのPSTスケジューラとの連携は安全系の管理を容易にし、安全システムの保守性・操作性が向上します。そのために追加配線や追加のハードウェアは必要ありません。

pst scheduler display
 

4. フィールドバスセグメント診断

フィールドバスの異常や兆候をオンラインで検出

PRM とフィールドバスこれまでは、フィールド機器を結ぶバスの異常が想定される場合は、保全員がオシロスコープなどの測定器を用い、現地で個別に測定していました。FOUNDATION™フィールドバス H1の通信状態を診断するペッパールアンドフックス社のFieldConnex® Advanced Diagnostic Module(ADM)を診断ツールとして使用することで、ADMが行った診断情報をPRMから確認できるようになります。これにより、PRMのオンライン監視の対象範囲が、機器や装置に加え、FOUNDATION™フィールドバス H1の通信状態にまで広がります。

PRMのオンライン監視

PRMのオンライン監視

  1. ナビゲーション機能
  2. リモート調整
  3. 機器のパラメータ設定の効率化
  4. 設備情報管理
  5. オートメーション設備の監視

1. ナビゲーション機能

PRMナビゲーション機能 アクションガイド

プラント設備の状態をPRM画面の左側にエクスプローラ形式で表示することで、現場にある機器や設備の状態を直感的に把握できます。機器の状態は画面上にアイコン化して表示するので、アラーム発生中の機器を素早く特定することができます。
このナビゲーション機能は複数の表示形式を持ち、局面に応じた階層表示が選べます。

  1. プラントビュー
    プラントの構成に従って、設備や装置、機器を階層表示し、ユーザがプラントの配置を元に直感的に機器を扱えます。予備品、点検中、故障機器などの機器も管理できます。

  2. ネットワークビュー
    物理的なフィールドネットワーク構成に従って、機器状態と機器の通信状態を表示します。

  3. クラスビュー
    通信形式、機器ベンダー、モデルなどのタイプ別に機器を分類し、表示します。故障や点検の局面に予備品の状況を確認するのに便利です。

  4. シグナルビュー
    NAMUR NE107(Note1)で規定されている機器の自己診断結果のカテゴリで分類して表示します。

  5. カスタムビュー
    お客様が自由にフォルダー構成を作成できます。作業予定や担当毎に機器をグルーピングし、表示することなどができます。

Note1:ドイツのプロセスオートメーションに関するユーザ団体NAMURが、フィールド機器の自己診断機能に関して纏めた要求仕様書

2. リモート調整

PRM DTM Works

PRMの画面から機器のパラメータをリモートで設定、調整できます。バルブポジショナなど調整手順が複雑な機器に対しては、機器ベンダーの提供する専用ソフトウエア(PRMプラグインアプリケーション)呼び出し、調整作業を行うことができます。

3. 機器のパラメータ設定の効率化

テンプレートに機器のパラメータを設定できます。 同じパラメータを複数の機器に効率的に設定することができ、故障機器交換時にも役立ちます。テンプレートにより共通のパラメータを複数機器に対してワンアクションで設定でき、コミッショニング時の機器設定の工数、時間を削減できます。テンプレートはコミッショニングの前に事前準備ができ、サイトでの作業時間を短縮できます。テンプレートに用意したパラメータ値を設定するので、設定ミスなく機器のパラメータ設定が確実に行えます。 また、テンプレートはコミッショニング後の複数への同じ設定変更を行う場合にも利用できます。手入力の場合とは違い、設定ミスをなくせます。

4. 設備情報のデータベース化と一元管理

全てのアラーム、診断結果、操作・点検記録、パラメータ変更履歴をデータベースに保存し、一元管理することができます。これまでの異常履歴を把握することができ、点検計画の立案に活用できます。機器のパラメータをデータベースに保存することができ、点検や調整のとき、保存されているパラメータや別の機器のパラメータを再利用できます。また、データベースの検索機能を活用することにより、特定の機器やアラームなど情報を絞り込んで表示させることができるので、点検後のモード変更忘れ、アラームの見落としを防ぐことができます。Plug&Playを実行して、該当するフィールド通信対応機器を機器台帳に登録することができます。

履歴管理とパラメータ設定比較画面

また、現場で各種フィールドバスに対応した機器の、設定・調整が行えるFieldMateと連携し、FieldMateで行った作業履歴をPRMデータベースに読み込むことで、調整履歴の一元管理が行えます。PRMとFieldMateは、双方向に情報の交換が行えるので、コミッショニング局面で、また、プラント実運転に入ってからも、最適で効率的な、機器メンテナンス作業を行うことが出来ます。

PRMとFieldMateの連携

5. オートメーション設備の監視

プラントのメンテナンス費用の占有率
PRMとSystem1の連携

回転機械をリモートで監視・診断する

プラントのメンテナンス費用は、フィールド機器に続いて機械装置が多く、この二つの合計は51%にもなります。PRMでは、これらをひとつの画面で管理することが出来ます。

機械装置の監視・診断には、定評があり、世界的実績が豊富なGE Energy社のSystem 1と連携しています。

PRMのメンテナンスアラーム

PRMアクションガイド
アクションガイド画面

メンテナンスアラームには、アラームの内容、原因や影響、対処方法などが含まれます。メンテナンスアラームを受け付けた保全員は、故障の内容や対応を事前に確認できるので、対応に必要な準備をしてから現場へ行くことができ、効率的で安全に作業が行えます。また、メールで保全員に通知することも可能です。

アクションガイド:あらかじめ想定される原因や対処方法を確認し、必要な準備を済ませて現場へ行くことができます。

CENTUM VPのオペレータステーション(HIS)によるオペレーション

メンテナンスアラーム デバイスビューア

PRMのメンテナンスアラーム機能により、機器や装置の異常をCENTUM VPのオペレータステーション(HIS)上に通知することができます。ガイダンスメッセージ画面から、対象機器のデバイスビューアに展開が可能です。HIS上でデバイスビューアを表示することにより、機器の状態と詳細の情報をわかりやすくオンライン表示できます。アラーム発生時にデバイスビューアを確認することにより機器の詳細状態が確認でき、アラーム原因の特定に有用です。また、デバイスビューアでは機器データのトレンドを見ることもできます。

PRMのKPI(Key Performance Indicators:評価指標)

プラント全体の機器の状態を視覚的、定量的に把握できます。フィールドアセットKPIレポート機能は、個別に把握していた機器の稼働状態をKPIで統計的に把握できるようになり、機器の潜在的な異常の発見、不具合の原因の特定や解析、保全作業の優先順位付けの検討、および保全計画を立案する際の参考データとして活用できます。

  1. 機器ステータス情報(Device Status Information)
    フィールド機器の状態を「機器ステータス」として表し、各機器を機器ステータス(PRMステータス色による分類、あるいはNAMUR NE107による分類)ごとにまとめて集計・表示します。該当機器は通信形式、機器モデル、機器ベンダー等により分類、集計されます。

  2. 機器アラーム/イベント情報(Alarm and Event Information)
    機器アラーム/イベント発生数を集計し、ワーストランキングを表示します。該当機器は通信形式、機器モデル、機器ベンダー等により分類、集計されます。これにより機器アラーム/イベントが頻発する機器の特定が容易になります。

  3. 機器稼働率情報(Device Availability Information)
    機器稼働率として以下の3 種類のKPI を表示します。機器アラームの削減により、機器稼働率が向上します。
    • Overall Device Effectiveness (ODE):機器アラーム/イベントの発生を伴わずに機器が正常に稼働していた時間的割合
    • Time Availability (TA):機器がPRM と正常に通信できていた時間的割合
    • Performance Availability (PA):機器がPRM と正常に通信し、かつ、機器アラーム/イベントの発生を伴わずにフィールド機器が正常に稼働していた時間的割合
PRM KPI

相互運用性

  1. DeviceFiles 対応表 (Partner Portal)
  2. Supported devices
    • Device File Mediaに含まれている機器ファイルの一覧(Partner Portal)
    • HISTを完了したフィールド機器一覧 (Yokogawa Website)
    • FISTを完了したフィールド機器一覧 (Yokogawa Website)
  3. PRM の3rd party製品接続
    • PRM PLUG-IN Applications Integration (Yokogawa Website)
    • PST Scheduler Integration (Yokogawa Website)
  4. アクセサリ
    • PRM 動作確認アクセサリ機器情報 (Partner Portal)

Partner Portalの情報をご覧いただく場合は、横河電機 会員サイトPartner Portalへ登録をお願いしています。


1. DeviceFiles 対応表

DeviceFiles対応表は、Partner Portal 会員向けコンテンツです。上記にありますように、会員登録後、ご利用ください。

2. Supported devices

最新のPRMがサポートしているデバイスのリストは、Partner Portal会員向けコンテンツです。上記にありますように、会員登録後、ご利用ください。

HISTについて

横河電機はホストシステムとデバイス間の相互運用性を維持するためにHIST(Host Interoperability Support Test)を実施しています。下記のデバイスは横河電機によるHISTをパスし、横河ホストシステムとの組み合わせでの動作が確認されています。

FISTについて

FISTとは、FDT/DTM相互運用性テスト (FDT/DTM Interoperability Support Test) のことです。 FISTは、横河電機のFDTフレームアプリケーションと他社機器のDTMとの相互運用性の確立を強化する活動です。DTMとFDTフレームアプリケーションは、FDTインターフェース仕様に準拠し開発されております。双方は、このインターフェースに、問題がないときに正しく動作します。 DTMは、FDTグループによりDTMの認証を受けられますが、これに加えて、横河電機は、相互運用性テストラボにて、自社のFDTフレームアプリケーションを実装したPRM/FieldMateで、FDTフレームアプリケーションと他社のDTMとの相互運用性を確認しております。

3. PRM の3rd party製品接続

PRMプラグインアプリケーションは、PRMシステムに組み込むことが可能な、機器ベンダなどが提供するソフトウェアパッケージです。プラグインアプリケーションは、PRMのクライアントPC上で動作し、フィールド機器やPRMのデータベースにアクセスしてフィールド機器の設定・調整あるいは診断などを行うことができます。
プラグインアプリケーションは、横河電機が提示する条件および開発キットに従うと、どなたでも開発することができます。横河電機は開発者の依頼で、プラグインアプリケーションの接続試験を行っています。以下はPRMとの組み合わせ試験を実施したプラグインアプリケーションの一覧です。

PSTスケジューラは,緊急遮断弁に対してリモートからPST(パーシャルストロークテスト)を実行するソフトウェアパッケージです。
以下はPSTスケジューラと接続試験を実施したバルブポジショナーとDTMの一覧です。

4. アクセサリ

横河電機以外の製品で、PRMのシステムにおいて動作上問題のないことを確認した製品の一覧が、PRM 動作確認アクセサリ機器一覧です。Partner Portal 会員向けコンテンツとなりますので、上記にありますように、会員登録後、ご利用ください。

概要:
  • 最先端バイオ医薬工場への導入事例
  • バッチプロセスのスムースな運用
  • フィールドデジタルによるプロアクティブ保全の実現
業種:
概要:
  • CENTUM VP・SIS・分析計・フィールド機器を活用し操業の最適化を実現
  • フィールドデジタルを使用した設備の最大有効活用
  • 横河タイによるMAC方式での大規模プロジェクトの遂行

 

概要:
  • 中国の石炭化学プラントへCENTUM CS 3000の導入し、安定操業とプロアクティブ・メンテナンスを実現しています。
  • エチレンや石炭化学分野での横河の豊富な知識と経験を活かし、効率的に試運転とスタートアップへつなげることができました。

 

概要:
  • バイオエチレンプラントにおけるトータルシステムインテグレーション ( CENTUM VP, ProSafe-RS, FOUNDATION fieldbus, PRM ) を実現
  • 世界最大規模グリーンエチレンプラントにトータルシステム導入

 

概要:
  • Italian waste to energy plant turns to CENTUM, PRM and FOUNDATION fieldbus solution
  • Nearly 1500 FOUNDATION fieldbus devices are monitored and managed using the PRM
業種:
概要:
  • Replacement of legacy control system by CENTUM CS 3000
  • Replacement of 4 – 20 mA protocol to FOUNDATION fieldbus™
業種:
概要:
  • Steady boiler control by CENTUM CS 3000 with dual redundant CPUs and seven 9s availability
  • Total plant information integrated into supervisory information system via OPC interface
  • Reduced water, coal and other resource consumption
業種:
概要:
  • Yokogawa's integrated solutions control FGD processes at Romania's largest power plant
  • SO2 and dust emissions are controlled within the EU environmental standards
業種:
概要:
  • CENTUM CS3000 seamlessly integrates with multivendor control systems through OPC interface. 
  • Challenging predictive maintenance to monitor many transmitter data through PRM.
業種:

製品概要

本件に関する詳細などは下記よりお問い合わせください


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