JP5817323B2 - Abnormality diagnosis device - Google Patents

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Description

本発明はプラントの異常を診断する異常診断装置に関する。   The present invention relates to an abnormality diagnosis device for diagnosing plant abnormality.

プラントは、複数の機器が様々な条件で運転されている。また、プラントでは、複数のセンサを利用して状態が計測されている。プラントの異常は、この複数の条件値や、複数のセンサの計測値から検出することができるが、例えば、各センサの計測値が各センサの計測値毎に定められる上下限値(閾値)を超えたときに異常と判断する方法が主流である。一方、各センサの計測値毎に上下限値を設定する場合、使用するセンサを増やすと上下限値の数も増やす必要があり、異常判定用の値の管理が複雑になる問題があった。   In the plant, a plurality of devices are operated under various conditions. In the plant, the state is measured using a plurality of sensors. An abnormality of the plant can be detected from the plurality of condition values and the measurement values of the plurality of sensors. For example, the upper and lower limit values (threshold values) determined for the measurement values of the sensors by the measurement values of the sensors are set. The mainstream method is to determine that there is an abnormality when the number is exceeded. On the other hand, when the upper and lower limit values are set for each measured value of each sensor, it is necessary to increase the number of upper and lower limit values when the number of sensors used is increased, and there is a problem in that the management of values for abnormality determination becomes complicated.

これに対し、近年、MT法(マハラノビス・タグチメソッド)というパターン認識技術を用いて異常を診断する技術もある。MT法は、「いつもと同じ」状態であるかどうかを診断するものであり、予め設定したいつもと同じ状態を表すマハラノビス空間の中心を基準として、求めた診断対象のマハラノビス距離がこのマハラノビス空間より遠くなるときに異常と判断する方法である。具体的には、センサの計測データを複数のグループに分け、それぞれのグループ毎に単位空間を生成し、MT法を利用して異常を診断するものがある(例えば、特許文献1参照)。   On the other hand, in recent years, there is also a technique for diagnosing an abnormality using a pattern recognition technique called MT method (Mahalanobis Taguchi method). The MT method is for diagnosing whether or not the state is “same as usual”, and the Mahalanobis distance of the object to be diagnosed is determined from the Mahalanobis space based on the center of the Mahalanobis space that represents the same state as usual. This is a method for determining an abnormality when going far. Specifically, there is one that divides sensor measurement data into a plurality of groups, generates a unit space for each group, and diagnoses an abnormality using the MT method (see, for example, Patent Document 1).

ここで、正常であっても、運転負荷、季節、又は時間等によって状態が変動する。したがって、診断する時点におけるプラントの状態に合わせた単位空間を利用して診断することが望ましい。一方、自動制御で自動的に状態が変わる場合、、リアルタイムでプラントの状態を判断して単位空間を生成することは困難であった。   Here, even if it is normal, the state varies depending on the driving load, season, time, or the like. Therefore, it is desirable to make a diagnosis using a unit space that matches the state of the plant at the time of diagnosis. On the other hand, when the state is automatically changed by automatic control, it is difficult to generate a unit space by judging the state of the plant in real time.

特開2010−181188号公報JP 2010-181188 A

上述したように、プラントのリアルタイムな状態に応じて、高精度で異常診断することは困難であった。   As described above, it is difficult to diagnose an abnormality with high accuracy according to the real-time state of the plant.

上記課題に鑑み、プラントのリアルタイムな状態に応じて、高精度で異常診断する異常診断装置を提供することを目的としている。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an abnormality diagnosis apparatus that performs abnormality diagnosis with high accuracy in accordance with a real-time state of a plant.

上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、プラントの異常を診断する異常診断装置であって、所定のタイミングで、グループデータ記憶部から異なる複数の変数の値で構成される複数のグループに関するグループデータを読み出し、各グループについて、読み出したグループデータに含まれる変数の値と、プラントから入力した当該プラントの状態を表す複数の変数の値とを利用してマハラノビス距離を算出する第1算出部と、第1算出部で算出された複数のグループに関するマハラノビス距離から最小値を抽出し、抽出したマハラノビス距離のグループを異常の判定に利用するグループとして選択する選択部と、第1算出部とは異なる所定のタイミングで、グループデータ記憶部から選択部が選択したグループに関するグループデータを読み出し、当該グループについて、読み出したグループデータから抽出した各変数の値と、プラントから入力した変数の値とを利用してマハラノビス距離を算出する第2算出部と、第2算出部で算出されたマハラノビス距離を利用してプラントの状態を異常と判定する診断部とを備える。   In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an abnormality diagnosis apparatus for diagnosing plant abnormality, and is configured by a plurality of different variable values from a group data storage unit at a predetermined timing. The group data relating to each group is read, and for each group, the Mahalanobis distance is calculated using the values of variables included in the read group data and the values of a plurality of variables representing the state of the plant input from the plant. A first calculation unit; a selection unit that extracts a minimum value from the Mahalanobis distances related to the plurality of groups calculated by the first calculation unit; Group related to the group selected by the selection unit from the group data storage unit at a predetermined timing different from the unit A second calculation unit that calculates the Mahalanobis distance using the value of each variable extracted from the read group data and the value of the variable input from the plant, and A diagnostic unit that determines the state of the plant as abnormal using the calculated Mahalanobis distance.

また、請求項2の発明は、診断部は、マハラノビス距離をグループ毎に定められる所定の判定値と比較し、判定値で定められる範囲外であるときに異常と判定する。 In the invention of claim 2 , the diagnosis unit compares the Mahalanobis distance with a predetermined determination value determined for each group, and determines that it is abnormal when it is outside the range determined by the determination value.

また、請求項3の発明は、プラントの状態を表す変数として、プラントの運転の条件値及び当該条件値の場合にプラントで計測された計測値を含むレコードを有する蓄積データを記憶する蓄積データ記憶部から、変数が所定の抽出条件を満たすレコードを抽出し、抽出したレコードが含む変数でグループを生成し、生成したグループに対して、異常を診断する判定値を設定してグループデータとしてグループデータ記憶部に記憶させる生成部を備える。 Further, the invention of claim 3 is an accumulated data storage for storing accumulated data having a record including a condition value of plant operation and a measured value measured in the plant in the case of the condition value as a variable representing the state of the plant. Records from which the variable satisfies a predetermined extraction condition, generates a group with the variables included in the extracted record, sets a determination value for diagnosing abnormality for the generated group, and sets group data as group data A generation unit to be stored in the storage unit is provided.

また、請求項4の発明は、プラントから新たな変数を入力すると、入力した変数を関連づけたレコードを追加して蓄積データを更新する。
According to the invention of claim 4, when a new variable is input from the plant, a record associated with the input variable is added to update the accumulated data.

本発明によれば、プラントの異常診断の精度を向上することができる。   According to the present invention, it is possible to improve the accuracy of plant abnormality diagnosis.

実施形態に係る異常診断装置を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the abnormality diagnosis apparatus concerning an embodiment. 異常診断装置で利用する蓄積データの一例を説明するデータ構成図である。It is a data block diagram explaining an example of the accumulation | storage data utilized with an abnormality diagnosis apparatus. 異常診断装置における処理の一例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of the process in an abnormality diagnosis apparatus. MT法を利用した異常診断について説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the abnormality diagnosis using MT method.

実施形態に係る異常診断装置は、プラントの運転の異常を診断する異常診断装置である。例えば、異常診断装置が診断するプラントは、発電プラントである。発電プラントは、複数の機器(ポンプ、バルブ等)を備えており、これらの機器を制御する値が目標値として設定されている。この目標値は、例えば、ポンプの圧力、バルブの開閉等である。また、発電プラントでは、複数のセンサを備えており、各センサで吸気量、排気量、発電量等が計測されている。   The abnormality diagnosis apparatus according to the embodiment is an abnormality diagnosis apparatus that diagnoses an abnormality in plant operation. For example, the plant diagnosed by the abnormality diagnosis device is a power plant. The power plant includes a plurality of devices (pumps, valves, etc.), and values for controlling these devices are set as target values. This target value is, for example, the pressure of the pump, opening / closing of a valve, or the like. In addition, the power plant includes a plurality of sensors, and each sensor measures the intake air amount, the exhaust air amount, the power generation amount, and the like.

さらに、発電プラントでは、様々なモードが設定可能であって、このモードによって各機器に設定する目標値、各センサで計測される計測値が異なる。例えば、発電プラントでは、常に一定量の電力を発電する必要はなく、電力需要に合わせて発電する。したがって、時間帯、曜日、季節等に合わせて複数のモードが規定されており、設定されているモード毎に各機器の目標値が異なる。また、各機器の目標値が異なることにより、設定されるモード毎に各センサの計測値も異なる。   Furthermore, in a power plant, various modes can be set, and the target value set for each device and the measured value measured by each sensor differ depending on this mode. For example, in a power plant, it is not always necessary to generate a certain amount of power, and power is generated in accordance with power demand. Therefore, a plurality of modes are defined according to the time zone, day of the week, season, etc., and the target value of each device differs for each set mode. Moreover, since the target value of each device is different, the measured value of each sensor is different for each set mode.

図1に示すように、実施形態に係る異常診断装置1は、プラントから入力した新たな変数で蓄積データ21を更新する更新部11と、異常の診断に利用するグループを生成し、各グループに診断で利用する判定値を設定してグループデータ22として記憶させる生成部12と、プラントから新たに入力する変数とグループデータ22の変数を利用して複数のグループについてマハラノビス距離を算出する第1算出部13と、第1算出部13が算出したマハラノビス距離のうち最小値のグループを選択する選択部14と、プラントから新たに入力した変数と選択部14が選択したグループのグループデータ22の変数とを利用してマハラノビス距離を算出する第2算出部15と、第2算出部15が算出したマハラノビス距離を判定値と比較して異常を診断する診断部16とを備えている。   As shown in FIG. 1, the abnormality diagnosis apparatus 1 according to the embodiment generates an update unit 11 that updates accumulated data 21 with new variables input from a plant, and groups used for abnormality diagnosis. A generation unit 12 that sets determination values used in diagnosis and stores them as group data 22; a first calculation that calculates Mahalanobis distances for a plurality of groups using variables newly input from the plant and variables of group data 22 Unit 13, selection unit 14 for selecting the minimum group among Mahalanobis distances calculated by first calculation unit 13, variables newly input from the plant, and variables of group data 22 of the group selected by selection unit 14 The second calculation unit 15 that calculates the Mahalanobis distance using the value and the Mahalanobis distance calculated by the second calculation unit 15 is compared with the determination value. And a diagnosis unit 16 for diagnosing the normal.

異常診断装置1は、例えば、中央処理装置(CPU)10や記憶装置20を備える情報処理装置であって、記憶装置20に記憶される異常診断プログラムPが読み出されて実行されることで、図1に示すように、CPU10に更新部11、生成部12、第1算出部13、選択部14、第2算出部15及び診断部16が実装される。記憶装置20では、異常診断プログラムPの他、蓄積データ21及びグループデータ22を記憶している。また、異常診断装置1は、操作を入力するキーボード、マウス、操作ボタン、タッチパネル等の入力装置2と接続されており、異常診断の処理過程や結果を出力するディスプレイ、スピーカ等の出力装置3と接続されている。   The abnormality diagnosis apparatus 1 is, for example, an information processing apparatus including a central processing unit (CPU) 10 and a storage device 20, and the abnormality diagnosis program P stored in the storage device 20 is read and executed. As illustrated in FIG. 1, an update unit 11, a generation unit 12, a first calculation unit 13, a selection unit 14, a second calculation unit 15, and a diagnosis unit 16 are mounted on the CPU 10. In addition to the abnormality diagnosis program P, the storage device 20 stores accumulated data 21 and group data 22. The abnormality diagnosis device 1 is connected to an input device 2 such as a keyboard, a mouse, an operation button, and a touch panel for inputting operations, and an output device 3 such as a display and a speaker for outputting an abnormality diagnosis process and results. It is connected.

更新部11は、プラントから新たに各変数の値を入力すると、入力した各変数の値を含む新たなレコードを生成し、生成したレコードを追加して記憶装置20に記憶される蓄積データ21を更新する。   When the value of each variable is newly input from the plant, the update unit 11 generates a new record including the value of each input variable, adds the generated record, and stores the accumulated data 21 stored in the storage device 20. Update.

蓄積データ21は、過去のプラントの状態を表す変数のレコードを蓄積したデータである。蓄積データ21の変数は、プラントの運転の条件値及び当該条件値の場合にプラントで計測された計測値である。図2に示す一例では、蓄積データ21は、プラントの運転の条件値であるプラントの各機器に設定する目標値(変数1、2)と、このモード及び目標値の場合に計測された計測値(変数4、5)等を関連づけたレコードを有している。また、図2に示す蓄積データ21の一例では、各レコードに時刻等のサンプル番号を付している。   The accumulated data 21 is data obtained by accumulating variable records representing past plant states. The variables of the accumulated data 21 are the plant operation condition values and the measured values measured in the plant in the case of the condition values. In the example shown in FIG. 2, the accumulated data 21 includes a target value (variables 1 and 2) set in each device of the plant, which is a condition value for plant operation, and a measured value measured in the case of this mode and the target value. (Variables 4, 5) and the like are associated with the record. In the example of the accumulated data 21 shown in FIG. 2, each record is given a sample number such as time.

生成部12は、グループを生成する所定のタイミングで、記憶装置20から蓄積データ21を読み出し、変数が所定の抽出条件を満たすレコードを抽出して複数のグループを生成する。この抽出条件は、例えば、入力装置2を介して入力される。例えば、変数1や変数2(目標値)の値、変数4や変数5(計測値)の値のいずれか一つを抽出条件としても良いし、複数の変数の値の組み合わせを抽出条件としても良い。生成部12は、生成した複数のグループにプラントの異常診断に利用する判定値を設定し、グループの各変数の値と判定値とを含むグループデータ22を生成して記憶装置20に記憶する。   The generation unit 12 reads the accumulated data 21 from the storage device 20 at a predetermined timing for generating a group, extracts records in which variables satisfy a predetermined extraction condition, and generates a plurality of groups. This extraction condition is input via the input device 2, for example. For example, any one of the values of variable 1 and variable 2 (target value), variable 4 and variable 5 (measured value) may be used as the extraction condition, or a combination of values of a plurality of variables may be used as the extraction condition. good. The generation unit 12 sets determination values used for plant abnormality diagnosis in the plurality of generated groups, generates group data 22 including the values and determination values of the variables in the group, and stores them in the storage device 20.

なお、図1の一例では、記憶装置20には1つのグループデータ22を記憶するものとして示しているが、記憶装置20では、各グループについてのグループデータ22を記憶するものとする。   In the example of FIG. 1, the storage device 20 is shown as storing one group data 22, but the storage device 20 stores group data 22 for each group.

ここで、生成部12がグループを生成する所定のタイミングは、例えば、定期的なタイミングや、入力装置2を介して入力されるタイミングである。また、生成部12で判定値とする値は、このグループについて求められるマハラノビス空間を表す値である。この判定値は、例えば、入力装置2を介して入力される。   Here, the predetermined timing at which the generation unit 12 generates a group is, for example, a periodic timing or a timing input via the input device 2. Moreover, the value used as the determination value by the generation unit 12 is a value representing the Mahalanobis space obtained for this group. This determination value is input via the input device 2, for example.

第1算出部13は、異常の診断に利用するグループを選択する所定のタイミングで、記憶装置20から各グループのグループデータ22を読み出し、読み出したグループデータ22が有する各変数の値を抽出する。また、第1算出部13は、グループデータ22から抽出した各変数の値と異常を診断する所定のタイミングでプラントから入力した新たな変数とを利用して、各グループのマハラノビス距離を求め、求めた値を選択部14に出力する。ここで、異常の診断に利用するグループを選択する所定のタイミングとは、例えば、定期的なタイミングや診断部16によって異常と診断されたタイミングである。   The first calculation unit 13 reads the group data 22 of each group from the storage device 20 at a predetermined timing for selecting a group to be used for abnormality diagnosis, and extracts the value of each variable included in the read group data 22. In addition, the first calculation unit 13 obtains the Mahalanobis distance of each group by using the value of each variable extracted from the group data 22 and the new variable input from the plant at a predetermined timing for diagnosing abnormality. The obtained value is output to the selection unit 14. Here, the predetermined timing for selecting a group to be used for abnormality diagnosis is, for example, a periodic timing or a timing at which an abnormality is diagnosed by the diagnosis unit 16.

具体的には、(1)まず、第1算出部13は、各変数に対して平均値と標準偏差を求める。(2)その後、第1算出部13は、各変数の値と、各変数に対して求めた平均値及び標準偏差を利用してデータを基準化し、各変数に対する基準化値を求める。(3)続いて、第1算出部13は、各変数に対して求めた基準化値を利用して、各変数についての相関行列を求めるとともに、相関行列の逆行列を求める。(4)最後に、第1算出部13は、求めた逆行列を利用してマハラノビス距離を求める。このようにして求められたマハラノビス距離により、対象のグループの値について現在の状態といつもの状態との違いを特定することができ、プラントにおける現在の状態といつもの状態との違いを求めることができる。   Specifically, (1) First, the first calculation unit 13 obtains an average value and a standard deviation for each variable. (2) Then, the 1st calculation part 13 standardizes data using the value of each variable, the average value calculated | required with respect to each variable, and a standard deviation, and calculates | requires the normalized value with respect to each variable. (3) Subsequently, the first calculation unit 13 obtains a correlation matrix for each variable by using the normalized value obtained for each variable, and obtains an inverse matrix of the correlation matrix. (4) Finally, the first calculator 13 obtains the Mahalanobis distance using the obtained inverse matrix. Based on the Mahalanobis distance determined in this way, it is possible to identify the difference between the current state and the normal state for the value of the target group, and to determine the difference between the current state and the normal state in the plant. it can.

選択部14は、第1算出部13から各グループのマハラノビス距離を入力すると、入力した複数のマハラノビス距離から最小値を選択し、この最小値のグループを異常の診断に利用するグループとして選択する。   When the selection unit 14 inputs the Mahalanobis distance of each group from the first calculation unit 13, the selection unit 14 selects a minimum value from the plurality of input Mahalanobis distances, and selects the group having the minimum value as a group to be used for abnormality diagnosis.

第2算出部15は、異常を診断する所定のタイミングで、記憶装置20から選択部14で選択された異常の診断に使用するグループのグループデータ22を読み出し、読み出したグループデータ22が有する各変数の値を抽出する。また、第2算出部15は、グループデータ22から抽出した各変数の値と異常を診断する所定のタイミングでプラントから入力した新たな変数とを利用して、マハラノビス距離を求め、診断部16に求めた値を出力する。第2算出部15におけるマハラノビス距離の算出方法も第1算出部13における算出方法と同様である。   The second calculation unit 15 reads the group data 22 of the group used for diagnosis of the abnormality selected by the selection unit 14 from the storage device 20 at a predetermined timing for diagnosing the abnormality, and each variable included in the read group data 22 Extract the value of. In addition, the second calculation unit 15 obtains the Mahalanobis distance by using the values of each variable extracted from the group data 22 and the new variable input from the plant at a predetermined timing for diagnosing the abnormality, and sends it to the diagnosis unit 16. Output the calculated value. The calculation method of the Mahalanobis distance in the second calculation unit 15 is the same as the calculation method in the first calculation unit 13.

ここで、異常を診断する所定のタイミングとは、例えば、定期的なタイミングである。また、第2算出部15は、第1算出部13よりも短い時間間隔でマハラノビス距離を算出する。すなわち、異常診断装置1では、第1算出部13が算出した複数のマハラノビス距離を利用し、選択部14が異常の診断に利用するグループを選択する。その後、第2算出部15は、選択部14が選択したグループを利用してプラントの異常を診断するためのマハラノビス距離の算出を継続するが、プラントの状態に合わせたグループを選択するため、第1算出部13がグループを確認するタイミングで再びマハラノビス距離を算出する。したがって、第2算出部15は、第1算出部13より短いタイムスパンでマハラノビス距離を算出する。   Here, the predetermined timing for diagnosing abnormality is, for example, a regular timing. In addition, the second calculation unit 15 calculates the Mahalanobis distance at a shorter time interval than the first calculation unit 13. That is, in the abnormality diagnosis device 1, the plurality of Mahalanobis distances calculated by the first calculation unit 13 are used, and the selection unit 14 selects a group used for abnormality diagnosis. Thereafter, the second calculation unit 15 continues the calculation of the Mahalanobis distance for diagnosing plant abnormality using the group selected by the selection unit 14, but the second calculation unit 15 selects the group according to the state of the plant. 1 The Mahalanobis distance is calculated again at the timing when the calculation unit 13 confirms the group. Therefore, the second calculation unit 15 calculates the Mahalanobis distance with a shorter time span than the first calculation unit 13.

第1算出部13が再度複数のマハラノビス距離を算出した場合、プラントの状態が変化したことで、異常の診断に使用するグループを変更することが望ましい場合には、選択部14は、前回とは異なるグループを選択するため、その後、第2算出部15は新たに選択されたグループのマハラノビス距離を算出する。一方、異常の診断に使用するグループを変更する必要がない場合には、選択部14は、前回と同一のグループを選択するため、第2算出部15は、その後も前回と同一のグループのマハラノビス距離を算出する。   When the first calculation unit 13 calculates a plurality of Mahalanobis distances again, when it is desirable to change the group used for diagnosis of abnormality because the state of the plant has changed, the selection unit 14 In order to select a different group, the second calculation unit 15 then calculates the Mahalanobis distance of the newly selected group. On the other hand, when there is no need to change the group used for the diagnosis of abnormality, the selection unit 14 selects the same group as the previous time, so that the second calculation unit 15 continues the Mahalanobis of the same group as the previous time. Calculate the distance.

診断部16は、第2算出部15からマハラノビス距離を入力すると、グループデータ22から異常の診断に使用するグループデータ22を読み出し、読み出したグループデータ22が有する判定値を抽出する。また、診断部16は、第2算出部15から入力したマハラノビス距離を、グループデータ22から抽出した判定値と比較し、プラントの運転状態が正常であるか異常であるかを判定して判定結果を出力装置3に出力する。   When the Mahalanobis distance is input from the second calculation unit 15, the diagnosis unit 16 reads the group data 22 used for abnormality diagnosis from the group data 22, and extracts a determination value included in the read group data 22. In addition, the diagnosis unit 16 compares the Mahalanobis distance input from the second calculation unit 15 with the determination value extracted from the group data 22, and determines whether the operation state of the plant is normal or abnormal. Is output to the output device 3.

例えば、図4に示すように、MT法を利用して異常を判定する場合、第2算出部15で求めたマハラノビス距離が設定された判定値より小さいとき、すなわちマハラノビス空間内にあるとき、診断部16は、現在のプラントの状態はいつもの状態と同じであるとし、プラントは正常に運転していると診断する。一方、第2算出部15で求めたマハラノビス距離が設定された判定値より大きいとき、すなわち、マハラノビス空間から外れているとき、診断部16は、現在のプラントの状態がいつもの状態とは異なる状態であるとし、プラントで異常が発生していると診断する。   For example, as shown in FIG. 4, when determining an abnormality using the MT method, when the Mahalanobis distance obtained by the second calculation unit 15 is smaller than a set determination value, that is, within the Mahalanobis space, diagnosis is performed. The unit 16 determines that the current plant state is the same as the normal state, and diagnoses that the plant is operating normally. On the other hand, when the Mahalanobis distance obtained by the second calculating unit 15 is larger than the set determination value, that is, when the Mahalanobis space is out of the Mahalanobis space, the diagnosis unit 16 is in a state where the current plant state is different from the usual state. It is diagnosed that an abnormality has occurred in the plant.

なお、第1算出部13は、上述したように第2算出部15よりも長い定期的なタイムスパンで各グループのマハラノビス距離を算出する他、診断部16で異常と診断された場合に異常を診断するグループを選択するタイミングとして各グループのマハラノビス距離を算出してもよい。すなわち、第2算出部15が算出したグループのマハラノビス距離が所定の判定値の範囲外である場合であっても、プラントの状態が変化したことにより、使用していたグループでの診断が最適ではなくなった可能性もある。この場合に、使用していたグループで異常を診断することは、異常診断の精度の信頼性は低い。したがって、再度、第1算出部13で各グループのマハラノビス距離を算出してもなお、使用していたグループが選択されて、異常と診断された場合には異常診断の精度も信頼することができる。   The first calculation unit 13 calculates the Mahalanobis distance of each group in a regular time span longer than the second calculation unit 15 as described above, and also detects an abnormality when the diagnosis unit 16 diagnoses an abnormality. You may calculate the Mahalanobis distance of each group as a timing which selects the group to diagnose. That is, even when the Mahalanobis distance of the group calculated by the second calculation unit 15 is outside the range of the predetermined determination value, the diagnosis in the group that has been used is not optimal due to the change in the state of the plant. It may have disappeared. In this case, diagnosing an abnormality in the group that has been used has low reliability in the accuracy of the abnormality diagnosis. Therefore, even if the first calculation unit 13 calculates the Mahalanobis distance of each group again, the accuracy of the abnormality diagnosis can be relied upon when the used group is selected and an abnormality is diagnosed. .

また、異常診断装置1は、複数の情報処理装置から構成されていてもよく、例えば、更新部11のみ他の処理部12〜16とは異なる情報処理装置に含まれていてもよい。また、記憶装置20に記憶されるデータの一部のみ外部の記憶装置に記憶されていてもよい。   Moreover, the abnormality diagnosis apparatus 1 may be comprised from several information processing apparatus, for example, only the update part 11 may be contained in the information processing apparatus different from the other process parts 12-16. Further, only a part of the data stored in the storage device 20 may be stored in an external storage device.

続いて、図3に示すフローチャートを用いて、異常診断装置1において最適なグループで異常を診断する処理について説明する。   Next, a process for diagnosing an abnormality in an optimum group in the abnormality diagnosis apparatus 1 will be described using the flowchart shown in FIG.

生成部12が、グループデータ22を生成するタイミングで、記憶装置20から蓄積データ21を読み出して抽出条件を満たすレコードの値を抽出し、グループデータ22を生成して記憶装置20に記憶させる(S1)。   The generation unit 12 reads the accumulated data 21 from the storage device 20 at the timing when the group data 22 is generated, extracts a record value satisfying the extraction condition, generates the group data 22 and stores the group data 22 in the storage device 20 (S1). ).

その後、第1算出部13は、各グループについてそれぞれマハラノビス距離を算出する(S2)。続いて、選択部14は、第1算出部13が算出した複数のマハラノビス距離から最小値を選択し、マハラノビス距離が最小値のグループを異常の診断に利用するグループとして選択する(S3)。   Thereafter, the first calculator 13 calculates the Mahalanobis distance for each group (S2). Subsequently, the selection unit 14 selects a minimum value from the plurality of Mahalanobis distances calculated by the first calculation unit 13, and selects a group having the minimum value of the Mahalanobis distance as a group to be used for abnormality diagnosis (S3).

第2算出部15は、異常を診断するタイミングで、プラントから新たに入力した変数の値と、ステップS3で選択したグループについてのグループデータ22の各変数の値とを利用してマハラノビス距離を求めて診断部16に出力する(S4)。   The second calculation unit 15 obtains the Mahalanobis distance using the value of the variable newly input from the plant and the value of each variable of the group data 22 for the group selected in step S3 at the timing of diagnosing the abnormality. To the diagnosis unit 16 (S4).

第2算出部15からマハラノビス距離を入力した診断部16は、入力したマハラノビス距離をグループデータ22で異常の診断に利用するグループに設定されている判定値と比較し、プラントの運転状態が異常であるか診断し、診断結果を出力装置3に出力する(S5)。   The diagnosis unit 16 that has input the Mahalanobis distance from the second calculation unit 15 compares the input Mahalanobis distance with the determination value set in the group used for diagnosis of abnormality in the group data 22, and the operation state of the plant is abnormal. A diagnosis is made and the diagnosis result is output to the output device 3 (S5).

その後、異常診断装置1では、グループの確認のタイミングになるまで(S6でNO)、選択部14が選択したグループデータ22を使用してマハラノビスの距離の算出及び異常診断を繰り返す(S4及びS5)。また、異常診断装置1では、グループの確認のタイミングになると(S6でYES)、ステップS2に戻り、ステップS2乃至S5の処理を繰り返す。   Thereafter, the abnormality diagnosis apparatus 1 repeats the Mahalanobis distance calculation and abnormality diagnosis using the group data 22 selected by the selection unit 14 until the group confirmation timing comes (NO in S6) (S4 and S5). . Further, in the abnormality diagnosis device 1, when it is time to confirm the group (YES in S6), the process returns to step S2 and repeats the processes of steps S2 to S5.

なお、図3に示すフローチャートでは、グループデータ22の生成を繰り返すことについては示していないが、グループデータ22も、例えば定期的等の所定のタイミングで繰り返して生成しても良い。   In addition, although it does not show about repeating the production | generation of the group data 22 in the flowchart shown in FIG. 3, the group data 22 may be repeatedly produced | generated at predetermined timings, such as regularly, for example.

上述したように、本発明に係る異常診断装置では、プラントのリアルタイムな状態に応じて選択されたグループデータを利用してマハラノビス距離を算出して異常を診断するため、高精度で異常診断することができる。   As described above, the abnormality diagnosis apparatus according to the present invention calculates the Mahalanobis distance using group data selected according to the real-time state of the plant and diagnoses the abnormality, so that the abnormality diagnosis can be performed with high accuracy. Can do.

以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using embodiment, this invention is not limited to embodiment described in this specification. The scope of the present invention is determined by the description of the claims and the scope equivalent to the description of the claims.

1…異常診断装置
10…CPU
11…更新部
12…生成部
13…第1算出部
14…選択部
15…第2算出部
16…診断部
20…記憶装置(蓄積データ記憶部、グループデータ記憶部)
21…蓄積データ
22…グループデータ
P…異常診断プログラム
2…入力装置
3…出力装置
1 ... Abnormality diagnosis device 10 ... CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Update part 12 ... Generation part 13 ... 1st calculation part 14 ... Selection part 15 ... 2nd calculation part 16 ... Diagnosis part 20 ... Storage device (accumulation data storage part, group data storage part)
21 ... Accumulated data 22 ... Group data P ... Abnormality diagnosis program 2 ... Input device 3 ... Output device

Claims (4)

プラントの異常を診断する異常診断装置であって、
前記プラントの運転の条件値及び当該条件値に対してプラントで計測された計測値をプラントの運転状態を表す変数として含むレコードを蓄積データとして記憶する蓄積データ記憶部から、前記変数が所定の抽出条件を満たすレコードを抽出して成るグループが記憶されたグループデータ記憶部と、
所定のタイミングで、前記グループデータ記憶部から異なる複数の変数の値で構成される複数のグループに関するグループデータを読み出し、各グループについて、読み出したグループデータに含まれる変数の値と、当該変数に対応する前記プラントから入力した当該プラントの状態を表す複数の変数の値とを利用してマハラノビス距離を算出する第1算出部と、
前記第1算出部で算出された複数のグループに関するマハラノビス距離から最小値を抽出し、抽出したマハラノビス距離のグループを異常の判定に利用するグループとして選択する選択部と、
前記第1算出部とは異なる所定のタイミングで、前記グループデータ記憶部から前記選択部が選択したグループに関するグループデータを読み出し、当該グループについて、読み出したグループデータから抽出した各変数の値と、当該各変数に対応する前記プラントから入力した変数の値とを利用してマハラノビス距離を算出する第2算出部と、
前記第2算出部で算出されたマハラノビス距離を利用してプラントの状態を異常と判定する診断部とを備え
前記第1算出部における所定のタイミングは、前記診断部によって異常と判定されたタイミングであり、当該タイミングが到来する度に各グループについてマハラノビス距離を算出することを特徴とする異常診断装置。
An abnormality diagnosis device for diagnosing plant abnormality,
Predetermined extraction of the variable from the accumulated data storage unit that stores, as accumulated data, a condition value for the operation of the plant and a record that includes the measured value measured in the plant for the condition value as a variable representing the operation state of the plant A group data storage unit storing a group formed by extracting records satisfying the condition;
At a predetermined timing, reads the group data relating to a plurality of groups composed of the values of different variables from the group data storage unit, for each group, the value of the variables included in the read group data, corresponding to the variable A first calculation unit that calculates a Mahalanobis distance using values of a plurality of variables representing the state of the plant input from the plant,
A selection unit that extracts a minimum value from the Mahalanobis distances related to the plurality of groups calculated by the first calculation unit, and selects the group of the extracted Mahalanobis distances as a group to be used for determination of an abnormality;
At a predetermined timing different from the first calculation unit reads the group data about groups that the selection unit selects from the group data storage unit, for the group, the value of each variable extracted from the read group data, the A second calculation unit that calculates a Mahalanobis distance using a value of a variable input from the plant corresponding to each variable ;
A diagnosis unit that determines the state of the plant as abnormal using the Mahalanobis distance calculated by the second calculation unit ;
The predetermined timing in the first calculating unit is a timing determined as abnormal by the diagnostic unit, and the Mahalanobis distance is calculated for each group each time the timing arrives .
前記診断部は、マハラノビス距離をグループ毎に定められる所定の判定値と比較し、判定値で定められる範囲外であるときに異常と判定することを特徴とする請求項1に記載の異常診断装置。 The abnormality diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the diagnosis unit compares the Mahalanobis distance with a predetermined determination value determined for each group, and determines that an abnormality occurs when the distance is outside the range determined by the determination value. . 前記蓄積データ記憶部から、変数が所定の抽出条件を満たすレコードを抽出し、抽出したレコードが含む変数でグループを生成し、生成したグループに対して、異常を診断する判定値を設定してグループデータとして前記グループデータ記憶部に記憶させる生成部を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の異常診断装置。 From the accumulated data storage unit, a record in which a variable satisfies a predetermined extraction condition is extracted, a group is generated with the variable included in the extracted record, and a determination value for diagnosing abnormality is set for the generated group, and the group The abnormality diagnosis apparatus according to claim 1 , further comprising: a generation unit that stores data as data in the group data storage unit . 前記プラントから新たな変数を入力すると、入力した変数を関連づけたレコードを追加して前記蓄積データ記憶部を更新する更新部を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の異常診断装置。 4. The apparatus according to claim 1, further comprising: an update unit that updates the accumulated data storage unit by adding a record associated with the input variable when a new variable is input from the plant. 5. Abnormality diagnosis device.
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