KR20210105195A - Apparatus and method of plant failure prediction - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 플랜트 고장 예지 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 플랜트로부터 수집되는 데이터를 이용하여 복수의 고장 예지 모델들 중 최적의 고장 예지 모델을 선정하고, 선정된 최적의 고장 예지 모델을 이용하여 플랜트의 고장을 예지하는 플랜트 고장 예지 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for predicting plant failure, and more particularly, selecting an optimal failure predictive model from among a plurality of failure predictive models using data collected from a plant, and using the selected optimal failure predictive model. It relates to an apparatus and method for predicting plant failure for predicting failure of a plant.
일반적으로 발전 또는 화학 등의 대형 플랜트(plant)들은 다양한 종류의 수백 개의 기계 및 전기 설비들이 복잡하게 연결되어 운전되고 있다. 이런 플랜트들의 신뢰성을 확보하고 정상적인 운용을 위하여 사고의 발단이 되는 이상 징후를 상시로 감시해야 한다. 이에 플랜트를 구성하는 주요 구성 부품의 파손 여부를 실시간으로 감지하고 부품에 이상 징후가 발견되는 경우 운전자에게 알람을 발생시키는 감시장치가 이용되고 있다.In general, large-scale plants, such as power generation or chemical, are operated in which hundreds of various types of mechanical and electrical equipment are intricately connected. In order to secure the reliability of these plants and to operate them normally, it is necessary to constantly monitor the abnormal signs that cause accidents. Therefore, a monitoring device that detects damage to major components constituting the plant in real time and generates an alarm to the driver when abnormal signs are found in the parts is being used.
즉, 플랜트의 고장은 플랜트에 피해를 끼쳐 원하지 않는 성능을 보이게 되거나, 이에 더 나아가 플랜트가 파괴되는 경우, 사람이 다치거나 죽을 수 있으며, 환경 문제를 야기할 수도 있다. 따라서 조기에 고장을 감지할 수 있는 조기 경보 시스템이 반드시 필요하다.That is, failure of the plant may cause damage to the plant, resulting in undesirable performance, or furthermore, when the plant is destroyed, a person may be injured or killed, and environmental problems may occur. Therefore, an early warning system that can detect failure at an early stage is essential.
일반적으로 조기 경보 시스템을 위한 플랜트의 고장 예지는 도메인 지식(Domain-Knowledge)을 기반으로 수행되는데. 플랜트의 복잡성, 질 좋은 데이터 및 고장 데이터의 부족, 고장 감지/진단 정보 이용 미비 등으로 인해 플랜트의 고장이 제대로 예지되지 못하는 문제가 있다. In general, failure prediction of a plant for an early warning system is performed based on domain-knowledge. Plant failures are not properly predicted due to plant complexity, lack of quality data and failure data, and insufficient use of failure detection/diagnosis information.
본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 플랜트로부터 수집되는 데이터를 이용하여 복수의 고장 예지 모델들 중 최적의 고장 예지 모델을 선정하고, 선정된 최적의 고장 예지 모델을 이용하여 플랜트의 고장을 예지하는 플랜트 고장 예지 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-described problems, by using data collected from a plant to select an optimal failure predictive model from among a plurality of failure predictive models, and to detect plant failures using the selected optimal failure predictive model. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for predicting plant failure.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition to the technical problems of the present invention mentioned above, other features and advantages of the present invention will be described below or will be clearly understood by those skilled in the art from such description and description.
앞에서 설명한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 플랜트 고장 예지 방법은 메모리에 사전에 도출된 고장 예지 모델을 저장하는 단계와, 플랜트로부터 측정되는 데이터를 수집하는 단계와, 수집된 데이터가 플랜트 고장 종류 중 어느 종류의 고장을 예지하기 위한 데이터인지 판단하는 단계와, 판단된 종류의 고장을 예지하기 위한 복수의 고장 예지 모델 중 최적의 고장 예지 모델을 선정하는 단계와, 선정된 고장 예지 모델을 이용하여 플랜트의 고장을 예지하는 단계를 포함할 수 있다.A plant failure prediction method according to an embodiment of the present invention for achieving the above-described object includes the steps of storing a failure prediction model derived in advance in a memory, collecting data measured from the plant, and collecting the collected data from the plant. Determining which type of failure among failure types is the data for predicting a failure, selecting an optimal failure prediction model from among a plurality of failure prediction models for predicting the determined type of failure, and using the selected failure prediction model It may include the step of predicting failure of the plant by using it.
또한, 앞에서 설명한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 플랜트 고장 예지 장치는 사전에 도출된 고장 예지 모델을 저장하는 메모리와, 플랜트로부터 측정되는 데이터를 수집하고, 수집된 데이터가 플랜트 고장 종류 중 어느 종류의 고장을 예지하기 위한 데이터인지 판단하고, 판단된 종류의 고장을 예지하기 위한 복수의 고장 예지 모델 중 최적의 고장 예지 모델을 선정하고, 선정된 고장 예지 모델을 이용하여 플랜트의 고장을 예지하는 프로세서를 포함할 수 있다.In addition, the apparatus for predicting plant failure according to an embodiment of the present invention for achieving the above-described object collects data measured from a memory for storing a failure prediction model derived in advance, and the plant, and the collected data is a type of plant failure. Determining which type of failure is the data for predicting the type of failure, selecting the optimal failure prediction model from among a plurality of failure prediction models for predicting the determined type of failure, and using the selected failure prediction model to detect plant failure It may include a foresight processor.
본 발명의 실시 예에 따른 플랜트 고장 예지 장치 및 방법은 최적의 고장 예지 모델을 이용하여 플랜트의 고장을 예지할 수 있다.The apparatus and method for predicting plant failure according to an embodiment of the present invention may predict failure of a plant by using an optimal failure prediction model.
또한, 플랜트의 고장을 예지한 결과를 이용하여 새로운 고장 예지 모델을 생성하고, 이후, 생성된 새로운 고장 예지 모델을 플랜트의 고장을 예지하기 위해 사용함으로써, 고장 예지의 신뢰성이 증가할 수 있다.In addition, the reliability of failure prediction may be increased by generating a new failure prediction model using the result of predicting the failure of the plant, and then using the generated new failure prediction model to predict the failure of the plant.
이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.In addition, other features and advantages of the present invention may be newly recognized through embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 플랜트 고장 예지 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고장 예지 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고장 종류에 따른 고장 예지 모델을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고장 종류에 따른 최적의 고장 예지 모델을 선정하는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 고장 종류에 따른 최적의 고장 예지 모델을 선정하는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 고장 종류에 따른 최적의 고장 예지 모델을 선정하는 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 고장 종류에 따른 최적의 고장 예지 모델을 선정하는 것을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 플랜트 고장 예지 방법을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a plant failure prediction system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a configuration of a failure prediction device according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a failure prediction model according to a failure type according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating selection of an optimal failure prediction model according to a failure type according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating selection of an optimal failure prediction model according to a failure type according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating selection of an optimal failure prediction model according to a failure type according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating selection of an optimal failure prediction model according to a failure type according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a method for predicting plant failure according to an embodiment of the present invention.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are given to the same or similar elements throughout the specification.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Although not defined otherwise, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Commonly used terms defined in the dictionary are additionally interpreted as having a meaning consistent with the related technical literature and the presently disclosed content, and unless defined, they are not interpreted in an ideal or very formal meaning.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. However, the present invention may be embodied in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 플랜트 고장 예지 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a plant failure prediction system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 플랜트 고장 예지 시스템(1000)은 플랜트(100) 및 고장 예지 장치(200)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a plant
고장 예지 장치(200)는 플랜트(100)로부터 수집되는 데이터를 이용하여 복수의 고장 예지 모델들 중 최적의 고장 예지 모델을 선정하고, 선정된 최적의 고장 예지 모델을 이용하여 플랜트(100)의 고장을 예지할 수 있다.The failure
여기서, 플랜트(100)로부터 수집된 데이터는 플랜트(100)의 플랜트(100)에 포함되는 특정 구성에 대한 온도, 압력 및 습도, NOx, SOx, O2, 배기량, 효율 및 발전 출력 등을 포함할 수 있다. 또한, 플랜트(100)로부터 수집된 데이터는 플랜트(100)의 상태에 대한 데이터로, 이전 시점에서 플랜트(100)로부터 수집된 데이터 및 현재 시점에서 플랜트(100)로부터 수집된 데이터를 포함할 수 있다.Here, the data collected from the
고장 예지 장치(200)는 플랜트(100)로부터 수집된 데이터를 기초로 선정된 최적의 예지 모델을 이용하여 플랜트(100)에 고장이 발생할 시점 및 위치를 판단하고, 플랜트(100)에 고장이 발생하게 될 원인, 예상 경보 레벨, 예지치, 트렌드를 판단할 수 있다. 이에 따라, 고장 예지 장치(200)는 고장을 감지하고 진단한 정보를 이용하여 플랜트(100)의 고장을 예지함으로써 보다 정확하게 플랜트(100)의 고장을 예지할 수 있다.The
또한, 고장 예지 장치(200)는 플랜트(100)의 고장을 예지한 결과를 기초로 새로운 고장 예지 모델을 생성하고, 이후에 플랜트(100)의 고장을 예지할 때, 새로운 고장 예지 모델을 추가적으로 사용함으로써, 고장 예지의 결과의 신뢰성이 증가될 수 있다.In addition, the
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고장 예지 장치의 구성을 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a configuration of a failure prediction device according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 고장 예지 장치(200)는 메모리(210) 및 프로세서(220)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
메모리(210)는 사전에 도출된 고장 예지 모델을 저장하고 있을 수 있다. 여기서, 사전에 도출된 고장 예지 모델은 기존의 플랜트(100)의 고장을 예지하기 위해 일반적으로 이용되어 왔던 고장 예지 모델 및 플랜트(100)의 고장을 예지한 결과를 이용하여 새롭게 생성된 고장 예지 모델을 포함할 수 있다.The
메모리(210)는 플랜트(100)에서 발생하는 고장의 종류에 따라 고장 예지 모델을 분류할 수 있고, 고장의 종류에 따라 분류된 고장 예지 모델을 그룹별로 저장할 수 있다. The
예컨대, 터빈의 고장에 의해 플랜트(100)에 고장이 발생할 수 있다. 이에 따라, 메모리(210)에는 터빈의 고장을 판단하기 위한 고장 예지 모델들이 하나의 그룹으로 저장될 수 있다. 또한, 엔진의 고장에 의해 플랜트(100)에 고장이 발생할 수 있다. 이에 따라, 메모리(210)에는 엔진의 고장을 판단하기 위한 고장 예지 모델들이 하나의 그룹으로 저장될 수 있다. 즉, 메모리(210)에는 터빈의 고장을 판단하기 위한 고장 예지 모델들을 포함하는 제1고장 예지 모델 그룹 및 엔진의 고장을 판단하기 위한 고장 예지 모델들을 포함하는 제2고장 예지 모델 그룹이 각각 저장될 수 있다. For example, a failure may occur in the
프로세서(220)는 플랜트(100)로부터 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 분석할 수 있다. 여기서, 플랜트(100)로부터 수집된 데이터는 플랜트(100)의 플랜트(100)에 포함되는 특정 구성에 대한 온도, 압력 및 습도, NOx, SOx, O2, 배기량, 효율 및 발전 출력 등을 포함할 수 있다. 또한, 플랜트(100)로부터 수집된 데이터는 플랜트(100)의 상태에 대한 데이터로, 이전 시점에서 플랜트(100)로부터 수집된 데이터 및 현재 시점에서 플랜트(100)로부터 수집된 데이터를 포함할 수 있다.The
프로세서(220)는 수집된 데이터를 기초로 새로운 특징 데이터를 생성할 수 있다. 예컨대, 프로세서(220)는 수집된 데이터를 기초로 평균값, 최소/최대값 등에 대한 특징 데이터를 생성할 수 있다. 또한, 프로세서(220)는 수집된 데이터 및 생성된 데이터의 상관관계를 분석하여 데이터의 변화, 트렌드 등을 분석할 수 있다.The
또한, 프로세서(220)는 플랜트(100)로부터 수집된 데이터를 입력 데이터 및 출력 데이터로 분류할 수 있다. 예컨대, 플랜트(100)에 포함되는 특정 구성에 대한 온도, 압력, 습도에 따라 발전 출력은 상이할 수 있으며, 특정 구성에 대한 온도, 압력, 습도, 발전 출력은 프로세서(220)에 수집될 수 있다. 이때, 발전 출력은 최종 결과로써, 특정 구성의 고장을 판단할 수 있는 파라미터일 수 있다. 예컨대, 발전 출력이 일정 값 이하인 경우 특정 구성은 고장인 것으로 판단하는 등의 고장을 판단하는 지표가 될 수 있다. 이에 따라, 프로세서(220)는 발전 출력에 대한 데이터를 출력 데이터로 분류할 수 있다.In addition, the
한편, 특정 구성에 대한 온도, 압력, 습도는 최종 결과에 영향을 주는 파라미터일 수 있다. 예컨대, 특정 구성에 대한 온도, 압력, 습도에 변화됨에 따라 최종 결과인 발전 출력 또한 변화될 수 있다. 이에 따라, 프로세서(220)는 특정 구성에 대한 온도, 압력, 습도를 입력 데이터로 분류할 수 있다.On the other hand, temperature, pressure, and humidity for a particular configuration may be parameters that affect the final result. For example, as the temperature, pressure, and humidity for a particular configuration change, the final result, power generation output, may also change. Accordingly, the
프로세서(220)는 수집된 데이터가 플랜트(100)에서 발생할 수 있는 고장의 종류 중 어느 종류의 고장을 예지하기 위한 데이터인지 판단할 수 있다. 구체적으로, 플랜트(100)에는 여러 종류의 구성들이 포함될 수 있고, 여러 종류의 구성들 중 하나의 구성에서 고장이 발생하는 경우 플랜트(100)를 고장인 것으로 판단할 수 있다. 이에 따라, 프로세서(220)는 플랜트(100)에 포함되는 각 구성에 대한 고장을 예지함으로써 플랜트(100)의 고장을 예지할 수 있다. 이를 위해 프로세서(220)는 수집되는 데이터가 여러 종류의 구성들 중 어느 구성의 고장을 예지하기 위한 데이터인지 판단할 수 있다. The
예컨대, 플랜트(100)로부터 수집된 데이터가 진동수인 경우, 프로세서(220)는 플랜트(100)로부터 수집된 데이터가 여러 종류의 구성들 중 터빈의 고장을 예지하기 위한 데이터인 것으로 판단할 수 있다. 또한, 플랜트(100)로부터 수집된 데이터가 회전수인 경우, 프로세서(220)는 플랜트(100)로부터 수집된 데이터가 여러 종류의 구성들 중 엔진의 고장을 예지하기 위한 데이터인 것으로 판단할 수 있다.For example, when the data collected from the
또한, 프로세서(220)는 플랜트(100)로부터 수집된 여러 종류의 데이터에 대해 각각의 데이터가 어느 구성의 고장을 예지하기 위한 데이터인지 분류할 수 있다. 예컨대, 플랜트(100)로부터 수집된 데이터가 진동수 및 회전수인 경우, 프로세서(220)는 진동수는 터빈의 고장을 예지하기 위한 데이터로 분류하고, 회전수는 엔진의 고장을 예지하기 위한 데이터로 분류할 수 있다.In addition, the
프로세서(220)는 플랜트(100)로부터 수집된 데이터가 예지할 수 있는 고장 종류에 따른 고장 예지 모델 중 최적의 고장 예지 모델을 선정할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(220)는 해당하는 고장 종류에 대한 고장 예지 모델들을 메모리(210)로부터 리드할 수 있다. 예컨대, 프로세서(220)는 고장을 예지할 구성이 엔진인 경우, 메모리(210)에 저장되어 있는 엔진의 고장을 예지하기 위한 고장 예지 모델 그룹을 리드하고, 리드된 고장 예지 모델 그룹에 해당하는 고장 예지 모델들을 리드할 수 있다.The
프로세서(220)는 리드된 고장 예지 모델들 중 수집된 데이터와 가장 유사한 값을 가지는 고장 예지 모델을 최적의 고장 예지 모델로 선정할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(220)는 플랜트(100)로부터 수집된 데이터를 입력 데이터 및 출력 데이터로 구분한 결과를 이용하여 최적의 고장 예지 모델을 선정할 수 있다. 프로세서(220)는 입력 데이터를 고장 예지 모델들의 입력값으로 설정할 수 있고, 입력값에 의해 고장 예지 모델들이 출력하는 출력값을 출력 데이터와 비교할 수 있다.The
프로세서(220)는 고장 예지 모델들 각각에서 출력되는 출력값과 출력 데이터를 비교한 결과 잔차가 가장 작은 고장 예지 모델을 최적의 고장 예지 모델로 선정할 수 있다.The
프로세서(220)는 선정된 최적의 고장 예지 모델을 이용하여 플랜트(100)의 고장을 예지할 수 있다. 프로세서(220)는 특정 시점에 대한 예지치 및 트렌드, 고장이 발생할 것으로 예상되는 시점 및 위치, 고장이 발생하게 될 원인 및 경보 레벨을 예지할 수 있다. 즉, 프로세서(220)는 플랜트(100)의 현재 상태에 따른 최적의 고장 예지 모델에 미래의 시점에 대한 입력 데이터를 입력값으로 입력함으로써, 미래의 특정 시점에서의 출력값을 예지할 수 있다.The
예컨대, 현재 엔진의 회전수가 계속적으로 증가되고 있는 경우, 증가되는 정도를 기초로 미래의 특정 시점의 회전수를 추정할 수 있다. 프로세서(220)는 추정한 회전수를 최적의 고장 예지 모델의 입력값으로 입력하고, 출력되는 출력값을 기초로 플랜트의 고장을 예지할 수 있다.For example, when the current engine rotation speed is continuously increasing, the rotation speed at a specific point in the future may be estimated based on the increase degree. The
또한, 프로세서(220)는 최적의 고장 예지 모델을 이용하여 플랜트(100)의 고장을 예지한 결과를 기초로 새로운 고장 예지 모델을 생성할 수 있다. 여기서, 생성된 새로운 고장 예지 모델은 메모리(210)에 저장될 수 있는데, 고장 종류에 따른 고장 예지 모델 그룹에 구분되어 저장될 수 있다.In addition, the
예컨대, 엔진의 고장을 예지하기 위한 고장 예지 모델을 이용하여 엔진의 고장을 예지한 경우, 엔진의 고장을 예지한 결과를 이용하여 생성되는 새로운 고장 예지 모델은 엔진의 고장을 예지하기 위한 고장 예지 모델일 수 있다. 이에 따라, 새롭게 생성된 고장 예지 모델은 메모리(210)의 엔진의 고장을 예지하기 위한 고장 예지 모델 그룹에 저장될 수 있다. 이에 따라, 이후에 엔진의 고장을 예지할 때, 새로운 고장 예지 모델과 이전에 메모리(210)에 저장되어 있던 고장 예지 모델 중 최적의 고장 예지 모델을 선정할 수 있도록 할 수 있다.For example, when engine failure is predicted using a failure prediction model for predicting engine failure, a new failure prediction model generated using the result of predicting engine failure is a failure prediction model for predicting engine failure. can be Accordingly, the newly generated failure prediction model may be stored in the failure prediction model group for predicting the failure of the engine in the
본 발명의 실시 예에 따른 고장 예지 장치(200)는 플랜트(100)로부터 수집되는 데이터를 이용하여 복수의 고장 예지 모델들 중 최적의 고장 예지 모델을 선정하고, 선정된 최적의 고장 예지 모델을 이용하여 플랜트(100)의 고장을 예지할 수 있다.The failure
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고장 종류에 따른 고장 예지 모델을 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a failure prediction model according to a failure type according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 메모리(210)는 사전에 도출된 고장 예지 모델을 저장하고 있을 수 있다. 여기서, 고장 예지 모델들은 플랜트(100)에서 발생할 수 있는 종류의 고장들을 예지하기 위한 모델일 수 있다. 즉, 메모리(210)에는 고장 종류에 따라 적어도 하나 이상의 고장 예지 모델이 저장될 수 있다. 또한, 메모리(210)에는 플랜트(100)에서 발생할 수 있는 고장 종류에 따른 고장 예지 모델 그룹들이 별도로 저장될 수 있고, 각 고장 예지 모델 그룹에는 해당 고장을 예지하기 위한 복수의 고장 예지 모델들이 포함될 수 있다. Referring to FIG. 3 , the
예컨대, Model1-1 내지 Model1-5는 터빈의 고장을 예지하기 위한 고장 예지 모델일 수 있고, 메모리(210)에는 터빈의 고장을 예지하기 위한 고장 예지 모델들이 제1고장 예지 모델 그룹(TYPE1)으로 그룹핑되어 저장될 수 있다.For example, Model1-1 to Model1-5 may be failure prediction models for predicting the failure of the turbine, and the failure prediction models for predicting the failure of the turbine are stored in the
또한, Model2-1 내지 Model2-5는 엔진의 고장을 예지하기 위한 고장 예지 모델일 수 있고, 메모리(210)에는 엔진의 고장을 예지하기 위한 고장 예지 모델들이 제2고장 예지 모델 그룹(TYPE2)으로 그룹핑되어 저장될 수 있다.In addition, Model2-1 to Model2-5 may be failure predictive models for predicting engine failure, and the
또한, Model3-1 내지 Model3-5는 블레이드의 고장을 예지하기 위한 고장 예지 모델일 수 있고, 메모리(210)에는 블레이드의 고장을 예지하기 위한 고장 예지 모델들이 제3고장 예지 모델 그룹(TYPE3)으로 그룹핑되어 저장될 수 있다.In addition, Model3-1 to Model3-5 may be failure prediction models for predicting the failure of the blade, and the failure prediction models for predicting the failure of the blade are in the
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고장 종류에 따른 최적의 고장 예지 모델을 선정하는 것을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating selection of an optimal failure prediction model according to a failure type according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 프로세서(220)는 플랜트(100)로부터 수집되는 데이터가 플랜트(100)에 포함되는 여러 종류의 구성 중 어느 구성의 고장을 예지하기 위한 데이터인지 판단할 수 있다. Referring to FIG. 4 , the
프로세서(220)는 플랜트(100)로부터 수집되는 데이터가 어느 구성의 고장을 예지하기 위한 데이터인지 판단한 결과에 따라 메모리(210)에 저장되어 있는 고장 예지 모델 그룹 중 하나의 그룹을 리드할 수 있다. 예컨대, 플랜트(100)로부터 수집된 데이터가 진동수인 경우, 프로세서(220)는 터빈의 고장을 예지하기 위한 데이터인 것으로 판단할 수 있다. 이에 따라, 프로세서(220)는 메모리(210)로부터 터빈의 고장을 예지하기 위한 고장 예지 모델들을 그룹핑한 제1고장 예지 모델 그룹(TYPE1)을 리드할 수 있다.The
프로세서(220)는 리드된 제1고장 예지 모델 그룹(TYPE1)에 포함되는 고장 예지 모델들(Model1-1 내지 Model1-5)에 입력 데이터를 입력값으로 설정할 수 있다. 고장 예지 모델들(Model1-1 내지 Model1-5)은 입력값에 의한 출력값이 출력될 수 있다.The
즉, 고장 예지 모델(Model1-1)은 입력값에 의해 출력값1이 출력될 수 있고, 고장 예지 모델(Model1-2)은 입력값에 의해 출력값2가 출력될 수 있고, 고장 예지 모델(Model1-3)은 입력값에 의해 출력값3이 출력될 수 있고, 고장 예지 모델(Model1-4)은 입력값에 의해 출력값4가 출력될 수 있고, 고장 예지 모델(Model1-5)은 입력값에 의해 출력값5가 출력될 수 있다. That is, the failure prediction model Model1-1 may output an output value 1 according to an input value, and the failure prediction model Model1-2 may output an
여기서, 입력 데이터는 플랜트(100)로부터 수집된 데이터로, 데이터의 특성에 따라 분류된 결과일 수 있다. 예컨대, 입력 데이터는 플랜트(100)에서 수집된 데이터 중 최종 결과에 영향을 주는 데이터일 수 있다.Here, the input data is data collected from the
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 고장 종류에 따른 최적의 고장 예지 모델을 선정하는 것을 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating selection of an optimal failure prediction model according to a failure type according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 프로세서(220)는 고장 예지 모델들(Model1-1 내지 Model1-5) 각각에서 출력된 출력값을 출력 데이터와 비교할 수 있다. 여기서, 출력 데이터는 플랜트(100)로부터 수집된 데이터로, 데이터의 특성에 따라 분류된 결과일 수 있다. 예컨대, 출력 데이터는 플랜트(100)의 고장을 판단할 수 있는 지표가 되는 데이터일 수 있다.Referring to FIG. 5 , the
즉, 프로세서(220)는 고장 예지 모델(Model1-1)에서 출력된 출력값1과 출력 데이터를 비교하고, 고장 예지 모델(Model1-2)에서 출력된 출력값2와 출력 데이터를 비교하고, 고장 예지 모델(Model1-3)에서 출력된 출력값3과 출력 데이터를 비교하고, 고장 예지 모델(Model1-4)에서 출력된 출력값4와 출력 데이터를 비교하고, 고장 예지 모델(Model1-5)에서 출력된 출력값5와 출력 데이터를 비교할 수 있다.That is, the
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 고장 종류에 따른 최적의 고장 예지 모델을 선정하는 것을 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating selection of an optimal failure prediction model according to a failure type according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 프로세서(220)는 고장 예지 모델들(Model1-1 내지 Model1-5)에서 출력된 출력값 각각과 출력 데이터를 비교하여 고장 예지 모델들(Model1-1 내지 Model1-5)에서 출력된 출력값 각각과 출력 데이터간의 잔차를 산출할 수 있다. Referring to FIG. 6 , the
예컨대, 고장 예지 모델(Model1-1)에서 출력된 출력값1과 출력 데이터를 비교한 결과, 출력값1과 출력 데이터의 잔차는 10일 수 있고, 고장 예지 모델(Model1-2)에서 출력된 출력값2와 출력 데이터를 비교한 결과, 출력값2와 출력 데이터의 잔차는 8일 수 있다. 또한, 고장 예지 모델(Model1-3)에서 출력된 출력값3과 출력 데이터를 비교한 결과, 출력값3과 출력 데이터의 잔차는 2일 수 있고, 고장 예지 모델(Model1-4)에서 출력된 출력값4와 출력 데이터를 비교한 결과, 출력값4와 출력 데이터의 잔차는 3일 수 있고, 고장 예지 모델(Model1-5)에서 출력된 출력값5와 출력 데이터를 비교한 결과, 출력값5와 출력 데이터의 잔차는 6일 수 있다.For example, as a result of comparing the output value 1 output from the failure prediction model (Model1-1) with the output data, the residual between the output value 1 and the output data may be 10, and the
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 고장 종류에 따른 최적의 고장 예지 모델을 선정하는 것을 나타내는 도면이다.7 is a diagram illustrating selection of an optimal failure prediction model according to a failure type according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 프로세서(220)는 고장 예지 모델들(Model1-1 내지 Model1-5)에서 출력된 출력값 각각과 출력 데이터를 비교한 결과를 기초로 최적의 고장 예지 모델을 선정할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the
프로세서(220)는 고장 예지 모델들(Model1-1 내지 Model1-5)에서 출력된 출력값 중 출력 데이터와의 잔차가 가장 작은 고장 예지 모델을 최적의 고장 예지 모델(Model1-3)로 선정할 수 있다. 선정된 최적의 고장 예지 모델(Model1-3)은 현재 플랜트(100)의 상태와 가장 유사한 모델이며, 이를 이용하여 플랜트(100)의 고장을 예지함으로써, 더 정확하게 플랜트(100)의 고장을 예지할 수 있다.The
프로세서(220)는 선정된 최적의 고장 예지 모델(Model1-3)을 이용하여 특정 시점에 대한 예지치 및 트렌드, 고장이 발생할 것으로 예상되는 시점 및 위치, 고장이 발생하게 될 원인 및 경보 레벨을 예지할 수 있다.The
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 플랜트 고장 예지 방법을 나타내는 도면이다.8 is a diagram illustrating a method for predicting plant failure according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 프로세서(220)는 플랜트(100)로부터 데이터를 수집할 수 있다(S100). 플랜트(100)로부터 수집된 데이터는 플랜트(100)의 플랜트(100)에 포함되는 특정 구성에 대한 온도, 압력 및 습도, NOx, SOx, O2, 배기량, 효율 및 발전 출력 등을 포함할 수 있다. 또한, 플랜트(100)로부터 수집된 데이터는 플랜트(100)의 상태에 대한 데이터로, 이전 시점에서 플랜트(100)로부터 수집된 데이터 및 현재 시점에서 플랜트(100)로부터 수집된 데이터를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8 , the
또한, 프로세서(220)는 플랜트(100)로부터 수집된 데이터를 입력 데이터 및 출력 데이터로 분류할 수 있다. 예컨대, 출력 데이터는 최종 결과로써, 특정 구성의 고장을 판단할 수 있는 파라미터일 수 있고, 입력 데이터는 특정 구성에 대한 최종 결과에 영향을 주는 파라미터일 수 있다.In addition, the
프로세서(220)는 수집된 데이터가 플랜트(100)에서 발생할 수 있는 고장의 종류 중 어느 종류의 고장을 예지하기 위한 데이터인지 판단할 수 있다(S200). 구체적으로, 플랜트(100)에는 여러 종류의 구성들이 포함될 수 있고, 여러 종류의 구성들 중 하나의 구성에서 고장이 발생하는 경우 플랜트(100)를 고장인 것으로 판단할 수 있다. 이에 따라, 프로세서(220)는 플랜트(100)에 포함되는 각 구성에 대한 고장을 예지함으로써 플랜트(100)의 고장을 예지할 수 있다. 이를 위해 프로세서(220)는 수집되는 데이터가 여러 종류의 구성들 중 어느 구성의 고장을 예지하기 위한 데이터인지 판단할 수 있다. The
프로세서(220)는 플랜트(100)로부터 수집된 데이터가 예지할 수 있는 고장 종류에 따른 고장 예지 모델 그룹을 메모리(210)로부터 리드할 수 있다(S300). 메모리(210)에는 고장의 종류에 따라 분류된 고장 예지 모델들이 그룹별로 저장되어 있을 수 있다. 프로세서(220)는 수집된 데이터가 예지할 수 있는 고장 종류에 해당하는 고장 예지 모델 그룹을 메모리(210)로부터 리드할 수 있다.The
프로세서(220)는 리드된 고장 예지 모델 그룹에 포함되는 고장 예지 모델들 중 최적의 고장 예지 모델을 선정할 수 있다(S400). 프로세서(220)는 리드된 고장 예지 모델 그룹에 포하마되는 고장 예지 모델들 중 수집된 데이터와 가장 유사한 값을 가지는 고장 예지 모델을 최적의 고장 예지 모델로 선정할 수 있다. The
구체적으로, 프로세서(220)는 플랜트(100)로부터 수집된 데이터를 입력 데이터 및 출력 데이터로 구분한 결과를 이용하여 최적의 고장 예지 모델을 선정할 수 있다. 프로세서(220)는 입력 데이터를 고장 예지 모델들의 입력값으로 설정할 수 있고, 입력값에 의해 고장 예지 모델들이 출력하는 출력값을 출력 데이터와 비교할 수 있다.Specifically, the
프로세서(220)는 고장 예지 모델들 각각에서 출력되는 출력값과 출력 데이터를 비교한 결과 잔차가 가장 작은 고장 예지 모델을 최적의 고장 예지 모델로 선정할 수 있다.The
프로세서(220)는 선정된 최적의 고장 예지 모델을 이용하여 플랜트(100)의 고장을 예지할 수 있다(S500). 프로세서(220)는 특정 시점에 대한 예지치 및 트렌드, 고장이 발생할 것으로 예상되는 시점 및 위치, 고장이 발생하게 될 원인 및 경보 레벨을 예지할 수 있다. 즉, 프로세서(220)는 플랜트(100)의 현재 상태에 따른 최적의 고장 예지 모델에 미래의 시점에 대한 입력 데이터를 입력값으로 입력함으로써, 미래의 특정 시점에서의 출력값을 예지할 수 있다.The
전술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면 플랜트로부터 수집되는 데이터를 이용하여 복수의 고장 예지 모델들 중 최적의 고장 예지 모델을 선정하고, 선정된 최적의 고장 예지 모델을 이용하여 플랜트의 고장을 예지하는 플랜트 고장 예지 장치 및 방법을 실현할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, an optimal failure predictive model is selected from among a plurality of failure predictive models using data collected from a plant, and failure of the plant is predicted using the selected optimal failure predictive model. It is possible to realize an apparatus and method for predicting plant failure.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains should understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof, so the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. only do The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. .
100: 플랜트
200: 고장 예지 장치
210: 메모리
220: 프로세서100: plant
200: failure prediction device
210: memory
220: processor
Claims (14)
플랜트로부터 측정되는 데이터를 수집하는 단계;
수집된 데이터가 플랜트 고장 종류 중 어느 종류의 고장을 예지하기 위한 데이터인지 판단하는 단계;
판단된 종류의 고장을 예지하기 위한 복수의 고장 예지 모델 중 최적의 고장 예지 모델을 선정하는 단계;
선정된 고장 예지 모델을 이용하여 플랜트의 고장을 예지하는 단계를 포함하는 플랜트 고장 예지 방법.
storing the pre-derived failure prediction model in a memory;
collecting measured data from the plant;
determining whether the collected data is data for predicting which type of failure among plant failure types;
selecting an optimal failure predictive model from among a plurality of failure predictive models for predicting the determined type of failure;
A plant failure prediction method comprising the step of predicting failure of a plant using a selected failure prediction model.
상기 데이터를 수집하는 단계는,
상기 플랜트로부터 수집되는 데이터 중 플랜트의 고장을 판단할 수 있는 데이터를 출력 데이터로 분류하고, 상기 출력 데이터에 영향을 주는 데이터를 입력 데이터로 분류하고,
상기 입력 데이터와 상기 출력 데이터를 매칭하여 저장하는 플랜트 고장 예지 방법.
According to claim 1,
Collecting the data includes:
Classifying data that can determine plant failure among data collected from the plant as output data, and classifying data affecting the output data as input data,
A plant failure prediction method for matching and storing the input data and the output data.
상기 고장 예지 모델을 저장하는 단계는,
복수의 고장 예지 모델들을 고장 종류에 따라 적어도 하나의 고장 예지 모델 그룹으로 분류하여 저장하는 플랜트 고장 예지 방법.
According to claim 1,
Storing the failure prediction model includes:
A plant failure prediction method for classifying and storing a plurality of failure prediction models into at least one failure prediction model group according to failure types.
상기 최적의 고장 예지 모델을 선정하는 단계는,
판단된 종류의 고장에 해당하는 고장 예지 모델 그룹에 포함되는 복수의 고장 예지 모델의 출력값 중 수집된 데이터와 가장 유사한 값을 가지는 고장 예지 모델을 최적의 고장 예지 모델로 선정하는 플랜트 고장 예지 방법.
4. The method of claim 3,
The step of selecting the optimal failure prediction model is,
A plant failure prediction method that selects the failure prediction model having the most similar value to the collected data among the output values of a plurality of failure prediction models included in the failure prediction model group corresponding to the determined type of failure as the optimal failure prediction model.
상기 최적의 고장 예지 모델을 선정하는 단계는,
상기 복수의 고장 예지 모델에 상기 입력 데이터를 입력하고, 상기 복수의 고장 예지 모델들 각각에서 출력되는 출력값과 상기 입력 데이터와 매칭되는 상기 출력 데이터를 비교하고, 상기 출력값과 상기 출력 데이터간의 잔차가 가장 작은 고장 예지 모델을 최적의 고장 예지 모델로 선정하는 플랜트 고장 예지 방법.
3. The method of claim 2,
The step of selecting the optimal failure prediction model is,
The input data is input to the plurality of failure predictive models, an output value output from each of the plurality of failure predictive models is compared with the output data matching the input data, and the residual between the output value and the output data is the most A plant failure prediction method that selects a small failure predictive model as an optimal failure predictive model.
상기 플랜트의 고장을 예지하는 단계는,
특정 시점에 대한 예지치 및 트렌드, 고장이 발생할 것으로 예상되는 시점, 위치 및 경보 레벨, 고장이 발생하는 원인을 예지하는 플랜트 고장 예지 방법.
According to claim 1,
The step of predicting the failure of the plant,
Predictions and trends for a specific point in time, when a failure is expected to occur, its location and alarm level, and a plant failure prediction method that predicts what causes a failure to occur.
상기 플랜트의 고장을 예지한 결과를 기초로 새로운 고장 예지 모델을 생성하는 단계; 및
상기 새로운 고장 예지 모델이 해당하는 고장 예지 모델 그룹에 상기 새로운 고장 예지 모델을 저장하는 단계를 더 포함하는 플랜트 고장 예지 방법.
According to claim 1,
generating a new failure prediction model based on a result of predicting failure of the plant; and
The plant failure predictive method further comprising the step of storing the new failure predictive model in a failure predictive model group to which the new failure predictive model corresponds.
플랜트로부터 측정되는 데이터를 수집하고, 수집된 데이터가 플랜트 고장 종류 중 어느 종류의 고장을 예지하기 위한 데이터인지 판단하고, 판단된 종류의 고장을 예지하기 위한 복수의 고장 예지 모델 중 최적의 고장 예지 모델을 선정하고, 선정된 고장 예지 모델을 이용하여 플랜트의 고장을 예지하는 프로세서를 포함하는 플랜트 고장 예지 장치.
a memory for storing the pre-derived failure prediction model;
The optimal failure prediction model among a plurality of failure prediction models for collecting data measured from the plant, determining which type of failure among the types of plant failure is the collected data, and predicting the determined type of failure A plant failure prediction device including a processor for selecting and predicting plant failure using the selected failure prediction model.
상기 프로세서는 상기 플랜트로부터 수집되는 데이터 중 플랜트의 고장을 판단할 수 있는 데이터를 출력 데이터로 분류하고, 상기 출력 데이터에 영향을 주는 데이터를 입력 데이터로 분류하고,
상기 메모리는 상기 입력 데이터와 상기 출력 데이터를 매칭하여 저장하는 플랜트 고장 예지 장치.
9. The method of claim 8,
The processor classifies data that can determine a failure of a plant among data collected from the plant as output data, and classifies data affecting the output data as input data,
The memory is a plant failure predicting device for storing the input data and the output data by matching.
상기 메모리는 복수의 고장 예지 모델들을 고장 종류에 따라 적어도 하나의 고장 예지 모델 그룹으로 분류하여 저장하는 플랜트 고장 예지 장치.
9. The method of claim 8,
The memory is a plant failure prediction device for classifying and storing a plurality of failure prediction models into at least one failure prediction model group according to a failure type.
상기 프로세서는 판단된 종류의 고장에 해당하는 고장 예지 모델 그룹에 포함되는 복수의 고장 예지 모델의 출력값 중 수집된 데이터와 가장 유사한 값을 가지는 고장 예지 모델을 최적의 고장 예지 모델로 선정하는 플랜트 고장 예지 장치.
11. The method of claim 10,
The processor selects a failure prediction model having a value most similar to the collected data among output values of a plurality of failure prediction models included in the failure prediction model group corresponding to the determined type of failure as an optimal failure prediction model. Device.
상기 프로세서는 상기 복수의 고장 예지 모델에 상기 입력 데이터를 입력하고, 상기 복수의 고장 예지 모델들 각각에서 출력되는 출력값과 상기 입력 데이터와 매칭되는 상기 출력 데이터를 비교하고, 상기 출력값과 상기 출력 데이터간의 잔차가 가장 작은 고장 예지 모델을 최적의 고장 예지 모델로 선정하는 플랜트 고장 예지 장치.
10. The method of claim 9,
The processor inputs the input data to the plurality of failure predictive models, compares an output value output from each of the plurality of failure predictive models and the output data matching the input data, between the output value and the output data A plant failure predictive device that selects the failure predictive model with the smallest residual as the optimal failure predictive model.
상기 프로세서는 특정 시점에 대한 예지치 및 트렌드, 고장이 발생할 것으로 예상되는 시점, 위치 및 경보 레벨, 고장이 발생하는 원인을 예지하는 플랜트 고장 예지 장치.
9. The method of claim 8,
The processor is a plant failure predicting device for predicting a predictive value and trend for a specific point in time, a time when a failure is expected to occur, a location and an alarm level, and a cause of the failure.
상기 프로세서는 상기 플랜트의 고장을 예지한 결과를 기초로 새로운 고장 예지 모델을 생성하고, 상기 새로운 고장 예지 모델이 해당하는 고장 예지 모델 그룹에 상기 새로운 고장 예지 모델을 저장하는 플랜트 고장 예지 장치.
9. The method of claim 8,
The processor generates a new failure predictive model based on a result of predicting the failure of the plant, and stores the new failure predictive model in a failure predictive model group to which the new failure predictive model corresponds.
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JPS62192694A (en) * | 1986-02-20 | 1987-08-24 | 三菱電機株式会社 | Plant diagnostic device |
KR20170125265A (en) * | 2016-05-04 | 2017-11-14 | 두산중공업 주식회사 | Plant system, and fault detecting method thereof |
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