WO2011148431A1 - Plant diagnostic device and diagnostic method using same - Google Patents
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Abstract
When performing anomaly or predictor diagnostics of a plant on the basis of a process signal acquired from the plant, dead time exists for an apparatus placed in the plant. Therefore, inputs and outputs of a model constructed for anomaly or predictor diagnostic use are shifted by the amount of the dead time so that a shift is generated in the correlation constructed within the model. Provided are a plant diagnostic device and diagnostic method which take into consideration the dead time of the process signal on the basis of apparatus information so as to be free of deviation.
Description
本発明は、多数の機器で構成されている発電プラント等において、むだ時間を考慮した相関関係を用いることで、より実情に即した正確なプラント診断を行うプラント診断装置及び診断装置に関する。
The present invention relates to a plant diagnosis apparatus and a diagnosis apparatus that perform accurate plant diagnosis in accordance with the actual situation by using a correlation in consideration of dead time in a power plant configured with a large number of devices.
火力や原子力を用いた発電プラントや医薬品・食品・化学プラントに代表される産業プラントでは、安定的な運用のために多数のプロセス信号を監視対象とし、プラント状態を把握するために、圧力・温度・流量・水位などを計測する計測器を各部に設置し、得られたプロセス信号値を運転員に提供している。
In power plants using thermal power and nuclear power, and industrial plants such as pharmaceuticals, foods, and chemical plants, a large number of process signals are monitored for stable operation.・ A measuring instrument that measures the flow rate and water level is installed in each part, and the obtained process signal value is provided to the operator.
また、ほとんどのプラントでは、異常や不具合対策、あるいは保守の観点から、得られたプロセス信号値を専用の制御用計算機であるプロセス計算機に保存し処理する。運転員はプラント状態に変化があった場合に、関連するプロセス信号の値に変化がないかどうかを確認するため、監視画面上に該当するプロセス信号の値を表示する。また、必要であれば、プロセス計算機に格納された該当するプロセス信号の過去の値を監視画面上に表示する。通常は、プラント運転制御装置と監視装置が一体になっており、リアルタイムでプラント運転状態の監視や制御が実施できるようになっている。
Also, in most plants, the obtained process signal value is stored and processed in a process computer, which is a dedicated control computer, from the viewpoint of abnormality and failure countermeasures or maintenance. When there is a change in the plant state, the operator displays the value of the corresponding process signal on the monitoring screen in order to confirm whether or not there is a change in the value of the related process signal. If necessary, the past value of the corresponding process signal stored in the process computer is displayed on the monitoring screen. Usually, the plant operation control device and the monitoring device are integrated, and the plant operation state can be monitored and controlled in real time.
従来、プラント状態に変化があると、運転員は監視装置に関連するプロセス信号の値を監視画面上に表示する。表示されるプロセス値は、監視装置の取り込む周期に従いオンラインで値が更新される。このプロセス値の状態をもとにプラント運転状態を把握する。
Conventionally, when there is a change in the plant state, the operator displays the value of the process signal related to the monitoring device on the monitoring screen. The displayed process value is updated online according to the period taken by the monitoring device. Based on the state of this process value, the plant operation state is grasped.
運転制御装置や監視装置(以下、監視制御装置と呼ぶ)は、プロセス値の状態に応じた警報装置と連動しており、例えばある圧力値が設定値よりも上回ると運転員に知らせるための警報ランプを点灯させる。さらに、異常な状態から正常な状態に復帰させるための制御を作動させたり、運転員の操作を促す。
Operation control devices and monitoring devices (hereinafter referred to as monitoring control devices) are linked to an alarm device according to the state of the process value, for example, an alarm for notifying the operator when a certain pressure value exceeds a set value. Turn on the lamp. Furthermore, the control for returning from the abnormal state to the normal state is activated, and the operation of the operator is urged.
最近は、異常状態が発生するまえに、プラント異常兆候を診断し予測する装置やその方法が多数提案されている。また、異常が発生した後にその原因を特定したり、原因を分析するための支援装置やその方法もある。特許文献１では、レベルに応じた警告のランク付けを用いてプラント診断をするシステムが記載されている。特許文献２では、運転制御情報、現場情報、設備情報を伝送するネットワークとそれらを表示する情報端末装置を有する装置および方法が記載されている。
Recently, many devices and methods for diagnosing and predicting plant abnormality signs before an abnormal state occurs have been proposed. There are also support apparatuses and methods for identifying the cause after an abnormality has occurred and for analyzing the cause. Patent Document 1 describes a system that performs plant diagnosis using warning ranking according to level. Patent Document 2 describes a device and method having a network for transmitting operation control information, site information, and facility information and an information terminal device for displaying them.
プラントは多数の機器から構成されており、各機器の規模も大小さまざまであるため、規模や機能に応じて、対象機器毎に動作時間が異なる。例えば、燃焼装置の入口側で空気量を変化させると、出口側から排出されるプロセスに含まれる成分が変化するが、入口側の変化が出口側まで影響するまでの時間は、燃焼装置の規模や燃焼プロセスの速度などに依存する。従って、プロセス出力には遅れ時間が発生するがこれをむだ時間と呼ぶ。
The plant is composed of a large number of devices, and the scale of each device varies widely, so that the operation time varies depending on the target device depending on the scale and function. For example, when the amount of air is changed on the inlet side of the combustion device, the components contained in the process discharged from the outlet side change, but the time until the change on the inlet side affects the outlet side is the size of the combustion device. And the speed of the combustion process. Therefore, a delay time occurs in the process output, which is called a dead time.
現状では、入口側と出口側に取り付けられた検出器から得られるプロセス値をもとに、燃焼装置の状態を監視する際、単純に同じ時刻のデータに基づいて監視している。
Currently, when the state of the combustion apparatus is monitored based on process values obtained from detectors attached to the inlet side and the outlet side, the monitoring is simply based on data at the same time.
プラントを診断する際、関連するプロセス信号をもとに統計的な処理やニューラルネットワークに代表される学習などを用いて構築する統計モデルを用いる場合が多く、統計モデルは入力されるプロセス信号の相関関係をモデル化する。上記のような事情からモデルに用いるプロセス信号は同時刻のものを入力するが、プロセス信号同士が持つ相関関係には機器のもつむだ時間を考慮していないため、モデル化したプロセス信号の相関関係はむだ時間分シフトした結果が出力されることとなる。つまり実際のプラント内事象の発生時間より遅れて事象の情報が出力される。
When diagnosing a plant, a statistical model constructed using statistical processing or learning represented by a neural network based on the related process signal is often used, and the statistical model correlates the input process signal. Model relationships. The process signals used for the model are input at the same time due to the above circumstances, but the correlation between the process signals does not take into account the time delay of the equipment, so the correlation between the modeled process signals The result shifted by the dead time is output. That is, event information is output later than the actual occurrence time of the event in the plant.
特許文献１および２に記載されている方法においても、いずれもプラント各機器がもつむだ時間を考慮していないため、正確なプラント運転状況を把握するのは困難である。本発明の目的は、上述の課題であるむだ時間を考慮した正確なプラント診断方法を提供することにある。
None of the methods described in Patent Documents 1 and 2 take into account the dead time of each plant device, so it is difficult to grasp the exact plant operation status. An object of the present invention is to provide an accurate plant diagnosis method in consideration of the dead time which is the above-mentioned problem.
本発明は、プラントに操作信号を与えた時に得られる計測信号の値をもとにプラント運転状態を監視制御する監視制御装置と、前記プラントから得られる計測信号を記憶し処理するプロセス計算機と、前記操作信号および計測信号の値をもとにプロセスの異常および予兆を診断する異常・予兆診断装置と、前記プラントの機器情報を蓄積したデータベースを有し、前記異常・予兆診断装置から得られる診断結果に対し関連するプロセス信号のむだ時間を推定するプラント診断装置において、前記プラントのプロセス信号や機器情報を装置内に取り込む外部入力インターフェイスと、診断結果を出力するための外部出力インターフェイスを備え、機器情報やプロセス信号をもとにむだ時間を推定し、前記異常・予兆診断装置の入力値を過去にシフトして算出するむだ時間推定部を備えることを特徴とする。
The present invention is a monitoring control device for monitoring and controlling the plant operating state based on the value of the measurement signal obtained when the operation signal is given to the plant, the process computer for storing and processing the measurement signal obtained from the plant, Diagnosis obtained from the abnormality / predictor diagnosis apparatus having an abnormality / predictor diagnosis apparatus for diagnosing process abnormalities and predictors based on the values of the operation signals and measurement signals, and a database storing equipment information of the plant A plant diagnostic apparatus for estimating a dead time of a process signal related to a result, comprising an external input interface for capturing the process signal and equipment information of the plant into the equipment, and an external output interface for outputting a diagnostic result, Estimate dead time based on information and process signals, and input values of the abnormal / predictive diagnosis device in the past Characterized in that it comprises a dead time estimation unit which calculates to shift.
また、プラント診断装置において、前記むだ時間推定部は、機器情報やプロセス信号をもとにむだ時間を推定し、むだ時間分シフトさせてむだ時間を省いたプロセス信号のトレンドを表示することを特徴とする。
Further, in the plant diagnostic apparatus, the dead time estimation unit estimates the dead time based on the device information and the process signal, and displays a trend of the process signal in which the dead time is omitted by shifting the dead time. And
また、プラント診断装置において、前記むだ時間推定部は、機器情報やプロセス信号をもとに、プロセスの状態に応じたむだ時間を推定し、異常および予兆を診断する前記異常・予兆診断装置の入力値を過去にシフトして算出することを特徴とする。
Further, in the plant diagnosis apparatus, the dead time estimation unit estimates the dead time according to the state of the process based on the device information and the process signal, and inputs the abnormality / prediction diagnosis apparatus for diagnosing abnormalities and signs. The value is calculated by shifting the value in the past.
また、プラント診断装置において、前記むだ時間推定部は、機器情報やプロセス信号をもとに、プロセスの状態に応じたむだ時間を推定し、むだ時間分シフトさせてむだ時間を省いたプロセス信号のトレンドを表示することを特徴とする。
Further, in the plant diagnosis apparatus, the dead time estimation unit estimates a dead time according to the state of the process on the basis of the device information and the process signal, and shifts the dead time to eliminate the dead time. It is characterized by displaying a trend.
また、プラント診断装置において、前記むだ時間推定部は、機器情報やプロセス信号の状態に応じたむだ時間を推定し、それらむだ時間を表示することを特徴とする。
In the plant diagnosis apparatus, the dead time estimation unit estimates the dead time according to the state of the device information and the process signal and displays the dead time.
さらに、プラントに操作信号を与えた時に得られる計測信号の値をもとにプロセス運転状態を監視制御する監視制御装置と、前記プラントから得られる計測信号を記憶し処理するプロセス計算機と、前記操作信号および計測信号の値をもとにプロセスの異常および予兆を診断する異常・予兆診断装置と、前記プラントの機器情報を蓄積したデータベースを有し、異常および予兆を診断する前記異常・予兆診断装置から得られる診断結果に対し関連するプロセス信号のむだ時間を推定するプラント診断方法において、前記プラントのプロセス信号や機器情報から診断結果を出力し、機器情報やプロセス信号をもとにむだ時間を推定し、前記異常・予兆診断装置の入力値を過去にシフトすることを特徴とする。
Further, a monitoring control device that monitors and controls the process operation state based on the value of the measurement signal obtained when the operation signal is given to the plant, the process computer that stores and processes the measurement signal obtained from the plant, and the operation An abnormality / predictor diagnosis apparatus for diagnosing process abnormality and predictor based on the value of the signal and measurement signal, and the abnormality / predictor diagnosis apparatus for diagnosing abnormality and predictor having a database storing equipment information of the plant In the plant diagnosis method for estimating the dead time of the process signal related to the diagnostic result obtained from the above, the diagnostic result is output from the process signal and equipment information of the plant, and the dead time is estimated based on the equipment information and the process signal. The input value of the abnormality / prognosis diagnosis apparatus is shifted in the past.
さらに、プラント診断方法において、機器情報やプロセス信号をもとにむだ時間を推定し、むだ時間分シフトさせてむだ時間を省いたプロセス信号のトレンドを表示することを特徴とする。
Furthermore, in the plant diagnosis method, the dead time is estimated based on the device information and the process signal, and the trend of the process signal is displayed by shifting the dead time and omitting the dead time.
さらに、プラント診断方法において、機器情報やプロセス信号をもとに、プロセスの状態に応じたむだ時間を推定し、前記異常および予兆を診断する前記異常・予兆診断装置の入力値を過去にシフトすることを特徴とする。
Further, in the plant diagnosis method, the dead time corresponding to the process state is estimated based on the device information and the process signal, and the input value of the abnormality / prediction diagnosis device for diagnosing the abnormality and the sign is shifted in the past. It is characterized by that.
さらに、プラント診断方法において、機器情報やプロセス信号をもとに、プロセスの状態に応じたむだ時間を推定し、むだ時間分シフトさせたプロセス信号のトレンドを表示することを特徴とする。
Furthermore, in the plant diagnosis method, the dead time according to the process state is estimated based on the equipment information and the process signal, and the trend of the process signal shifted by the dead time is displayed.
さらに、プラント診断方法において、機器情報やプロセス信号の状態に応じたむだ時間を推定し、それらむだ時間を表示することを特徴とする。
Furthermore, in the plant diagnosis method, the dead time according to the state of the device information and the process signal is estimated, and the dead time is displayed.
本発明は、プラント運転状態を監視制御する監視制御装置と、前記プラントから得られる計測信号を記憶し処理するプロセス計算機と、前記操作信号および計測信号の値をもとにプロセスの異常および予兆を診断する異常・予兆診断装置と、前記プラントの機器情報を蓄積したデータベースを有し、前記異常・予兆診断装置から得られる診断結果に対し関連するプロセス信号のむだ時間を推定するプラント診断装置において、外部入力インターフェイスと、外部出力インターフェイスを備え、機器情報やプロセス信号をもとにむだ時間を推定し、前記異常・予兆診断装置の入力値を過去にシフトして算出するむだ時間推定部を備えることにより、監視あるいは確認すべきプロセス信号においてむだ時間を考慮した診断結果やトレンド表示を運転員あるいは保守員に提示することができ、発電プラントや産業プラントの安定した正確な保守及び運用を実現することができる。
The present invention relates to a monitoring control device that monitors and controls a plant operating state, a process computer that stores and processes measurement signals obtained from the plant, and process abnormalities and signs based on values of the operation signals and measurement signals. In a plant diagnostic apparatus that has an abnormality / predictive diagnosis device to be diagnosed and a database that stores equipment information of the plant, and estimates a dead time of a process signal related to a diagnosis result obtained from the abnormality / predictive diagnosis device, Provided with an external input interface and an external output interface, and a dead time estimation unit that estimates the dead time based on device information and process signals, and shifts and calculates the input value of the abnormality / predictive diagnosis device in the past. Provides diagnostic results and trend displays that take into account dead time in process signals to be monitored or verified Can be presented on the rolling members, or maintenance personnel, it is possible to realize a stable and accurate maintenance and operation of power plants and industrial plants.
以下、実施形態によるプラント診断装置及び診断方法について、添付図面を参照しながら説明する。
〔診断装置の基本構成〕
図１は、本実施形態に係るプラント診断装置を、発電プラント１００に適用した例について説明するブロック図である。発電プラント１００には、プラント状態を把握するために多数の計測器が設置されている。各計測器で測定されたプロセス信号１０の値は、専用送信ラインあるいは汎用送信ラインを用いて監視制御装置２００および計測値を格納するプロセス計算機３００に伝送される。 Hereinafter, a plant diagnosis apparatus and a diagnosis method according to embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.
[Basic configuration of diagnostic equipment]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example in which the plant diagnostic apparatus according to the present embodiment is applied to apower plant 100. A large number of measuring instruments are installed in the power plant 100 in order to grasp the plant state. The value of the process signal 10 measured by each measuring instrument is transmitted to the monitoring controller 200 and the process computer 300 that stores the measured value using a dedicated transmission line or a general-purpose transmission line.
〔診断装置の基本構成〕
図１は、本実施形態に係るプラント診断装置を、発電プラント１００に適用した例について説明するブロック図である。発電プラント１００には、プラント状態を把握するために多数の計測器が設置されている。各計測器で測定されたプロセス信号１０の値は、専用送信ラインあるいは汎用送信ラインを用いて監視制御装置２００および計測値を格納するプロセス計算機３００に伝送される。 Hereinafter, a plant diagnosis apparatus and a diagnosis method according to embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.
[Basic configuration of diagnostic equipment]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example in which the plant diagnostic apparatus according to the present embodiment is applied to a
監視制御装置２００では、プロセス信号１０の値をもとにプラント運転を所望の状態に保つ制御信号２０を出力する。出力した制御信号２０は、発電プラント１００に入力されるとともに、異常・予兆診断装置４００にも入力される。また、プラント制御に関わる信号値をユーザに示すため、支援ツール９１０に入力される。
The monitoring control device 200 outputs a control signal 20 that keeps the plant operation in a desired state based on the value of the process signal 10. The output control signal 20 is input to the power plant 100 and also to the abnormality / prognosis diagnosis device 400. Moreover, in order to show a user the signal value regarding plant control, it inputs into the support tool 910. FIG.
プロセス計算機３００では、発電プラント１００から得られるプロセス信号１０の値を蓄積する。蓄積されたプロセス信号１０は、その用途に応じて、異常・予兆診断装置４００および支援ツール９１０にプロセス信号３０として出力される。プロセス信号データの格納形式については、後から詳しく説明する。
In the process computer 300, the value of the process signal 10 obtained from the power plant 100 is accumulated. The accumulated process signal 10 is output as the process signal 30 to the abnormality / predictive diagnosis device 400 and the support tool 910 according to the application. The process signal data storage format will be described in detail later.
異常・予兆診断装置４００では、入力される制御信号２０やプロセス信号３０の変化や傾向などをもとに、プラント異常あるいはその兆候を検出する。検出のための手法は、前回値との差分がある範囲を逸脱するか否かを判定するものから、平均あるいは標準偏差、相関係数、主成分分析などによる統計解析を用いる場合もある。統計モデルを用いて、プロセス値の変化を予測することでプラントの異常や予兆を検知したり、正常なプロセス値を推定し、その推定値との差をもとに、異常や予兆を検知する手法もある。また、プラント正常運転の状態を複数のカテゴリーに分類しておき、そのカテゴリーから離れた状態や新規カテゴリーに分類される状態をもって、異常あるいは予兆を検知する手法がある。
The abnormality / prognosis diagnosis device 400 detects a plant abnormality or a sign thereof based on a change or tendency of the input control signal 20 or process signal 30. As a method for detection, there is a case in which statistical analysis based on an average or standard deviation, a correlation coefficient, a principal component analysis, or the like is used from determining whether a difference from a previous value deviates from a certain range. Detect plant abnormalities and signs by predicting process value changes using statistical models, or estimate normal process values and detect abnormalities and signs based on differences from the estimated values. There is also a technique. Further, there is a method of classifying the normal plant operation state into a plurality of categories and detecting an abnormality or a sign with a state separated from the category or a state classified into a new category.
いずれの手法においても、異常あるいは予兆を検知した場合、その事象に関与するプロセス信号を単一あるいは複数抽出し、診断結果４０として支援ツール９１０に出力される。診断結果４０には、特定したプロセス信号の情報が加わっている。ここで、プロセス信号の情報とは、プロセス信号に固有に付けられた番号や信号名称を指す。また、後述するむだ時間の推定結果も含まれている。
In any method, when an abnormality or a sign is detected, a single or a plurality of process signals related to the event are extracted and output to the support tool 910 as a diagnosis result 40. Information of the specified process signal is added to the diagnosis result 40. Here, the information of the process signal refers to a number or a signal name uniquely given to the process signal. Moreover, the estimation result of the dead time mentioned later is also included.
機器情報データベース５００には、発電プラント１００の機器に関する機器情報が格納されている。特に、発電プラント１００を構成する機器とそれらを接続する配管およびプラント信号１０を抽出するために設置された計測器の位置情報が記載された配管計装線図について説明する。この配管計装線図は、専用のＣＡＤを用いて作図され、図面はＣＡＤデータとして保存される。ＣＡＤデータには、記載されている機器や配管のスペックや各部位を特定するためのＩＤ番号が属性として付与されている。したがって、機器や配管の番号を指定すると、図面上の位置、あるいは対象物の持つ配管の口径や肉厚などのスペックを抽出することができる。機器情報データベースに格納されている様々な設計情報５０は、必要に応じてプロセス信号抽出装置６００や保守ツール９１０に出力される。
The equipment information database 500 stores equipment information related to the power plant 100 equipment. In particular, a piping instrumentation diagram in which equipment constituting the power plant 100, piping connecting them, and position information of measuring instruments installed to extract the plant signal 10 will be described. This piping instrumentation diagram is drawn using a dedicated CAD, and the drawing is stored as CAD data. In the CAD data, specifications of equipment and piping described and an ID number for specifying each part are given as attributes. Therefore, when the device or piping number is specified, the specifications such as the position on the drawing or the diameter and thickness of the piping of the object can be extracted. Various design information 50 stored in the device information database is output to the process signal extraction device 600 and the maintenance tool 910 as necessary.
むだ時間推定装置６００は、外部インターフェイス６１０、むだ時間推定部６２０及び外部出力インターフェイス６３０で構成される。むだ時間推定装置６００では、保守ツール９１０を介して、むだ時間を算出するために必要な入力信号６０を得る。外部インターフェイス６１０は、保守ツール９１０を介して得た入力信号６０と機器情報データベース５００からの機器情報５０を取り込み、むだ時間推定部６２０にむだ時間推定用情報６１として伝送する。
The dead time estimation apparatus 600 includes an external interface 610, a dead time estimation unit 620, and an external output interface 630. In the dead time estimation apparatus 600, the input signal 60 necessary for calculating the dead time is obtained via the maintenance tool 910. The external interface 610 takes in the input signal 60 obtained through the maintenance tool 910 and the device information 50 from the device information database 500 and transmits the information as dead time estimation information 61 to the dead time estimation unit 620.
むだ時間推定部６２０では、入力されたむだ時間推定用情報６１をもとに、異常・予兆診断装置４００で用いるプロセス信号に関係するむだ時間を推定する。推定結果６２は、外部出力インターフェイス６３０に出力される。むだ時間推定用情報６１をもとに、推定結果６２を求めるアルゴリズムについては、後ほど詳しく説明する。外部出力インターフェイス６３０では、むだ時間推定部６２０から得られた推定結果６２を、異常・予兆診断装置４００に出力する。
The dead time estimation unit 620 estimates the dead time related to the process signal used in the abnormality / predictive diagnosis device 400 based on the inputted dead time estimation information 61. The estimation result 62 is output to the external output interface 630. An algorithm for obtaining the estimation result 62 based on the dead time estimation information 61 will be described in detail later. The external output interface 630 outputs the estimation result 62 obtained from the dead time estimation unit 620 to the abnormality / prognosis diagnosis device 400.
発電プラント１００の運転に関わるユーザは、キーボード９０１とマウス９０２で構成される入力装置９００、及び画像表示装置９５０に接続されている支援ツール９１０を用いることにより、発電プラント１００に関する様々な情報を見ることが可能である。また、監視制御装置２００からの制御信号２０、プロセス計算機３００からのプロセス信号３０、異常・予兆診断装置４００からの診断結果４０、機器情報データベース５００からの機器情報５０、むだ時間推定装置６００からの出力結果６３の情報にアクセスすることができる。
A user involved in the operation of the power plant 100 uses the input device 900 including the keyboard 901 and the mouse 902 and the support tool 910 connected to the image display device 950 to view various information regarding the power plant 100. It is possible. Further, the control signal 20 from the monitoring control device 200, the process signal 30 from the process computer 300, the diagnosis result 40 from the abnormality / predictive diagnosis device 400, the device information 50 from the device information database 500, and the dead time estimation device 600. Information of the output result 63 can be accessed.
支援ツール９１０は、外部入力インターフェイス９２０、データ送受信処理部９３０、外部出力インターフェイス９４０で構成される。
The support tool 910 includes an external input interface 920, a data transmission / reception processing unit 930, and an external output interface 940.
入力装置９００で生成した入力信号９１は、外部入力インターフェイス９２０を介して支援ツール９１０に取り込まれる。また、監視制御装置２００からの制御信号２０、プロセス計算機３００からのプロセス信号３０、異常・予兆診断装置４００からの診断結果４０、機器情報データベース５００からの機器情報５０、むだ時間推定装置６００からの出力結果６３についても、同様に外部入力インターフェイス９１０にて取り込まれる。データ送受信処理部９３０では、ユーザからの入力信号９１の情報に従って、入力信号９２を処理し、出力信号９３として外部出力インターフェイス９４０に送信する。出力信号９４は、画像表示装置９５０に表示される。
〔診断処理〕
以下に、本発明のデータ処理装置を火力発電プラントに適用した場合を例にとり、データベースに保存されている情報、及び信号処理機能について説明する。 An input signal 91 generated by theinput device 900 is taken into the support tool 910 via the external input interface 920. Further, the control signal 20 from the monitoring control device 200, the process signal 30 from the process computer 300, the diagnosis result 40 from the abnormality / predictive diagnosis device 400, the device information 50 from the device information database 500, and the dead time estimation device 600. Similarly, the output result 63 is captured by the external input interface 910. The data transmission / reception processing unit 930 processes the input signal 92 in accordance with the information of the input signal 91 from the user, and transmits it as an output signal 93 to the external output interface 940. The output signal 94 is displayed on the image display device 950.
[Diagnosis processing]
Below, the case where the data processing apparatus of this invention is applied to a thermal power plant is taken as an example, and the information preserve | saved in a database and a signal processing function are demonstrated.
〔診断処理〕
以下に、本発明のデータ処理装置を火力発電プラントに適用した場合を例にとり、データベースに保存されている情報、及び信号処理機能について説明する。 An input signal 91 generated by the
[Diagnosis processing]
Below, the case where the data processing apparatus of this invention is applied to a thermal power plant is taken as an example, and the information preserve | saved in a database and a signal processing function are demonstrated.
図２は、火力発電プラントを説明するブロック図である。まず、火力発電プラントにおける発電の仕組みについて説明する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a thermal power plant. First, the mechanism of power generation in a thermal power plant will be described.
石炭を燃料とする場合には、石炭を貯蔵しているコールバンカー１１１より給炭器１１２を介してミル１１０に供給される。ミル１１０では内部のローラにより石炭を細かく砕き微粉炭状にする。この微粉炭と石炭搬送用の１次空気、及び燃焼調整用の２次空気がバーナー１０２を介して、ボイラ１０１に供給される。微粉炭と１次空気は配管１３４から、２次空気は配管１４１から導かれる。また、２段燃焼用のアフタエアを、アフタエアポート１０３を介してボイラ１０１に投入する。このアフタエアは、配管１４２から導かれる。
石炭の燃焼により発生した高温のガスは、ボイラ１０１の経路に沿って流れた後、エアーヒーター１０４を通過する。その後、排ガス処理した後、煙突を介して大気に放出される。
ボイラ１０１を循環する給水は、給水ポンプ１０５を介してボイラ１０１に導かれ、熱交換器１０６においてガスにより過熱され、高温高圧の蒸気となる。 When coal is used as fuel, thecoal bunker 111 storing coal is supplied to the mill 110 via the coal feeder 112. In the mill 110, the coal is crushed into fine pulverized coal by an internal roller. The pulverized coal, primary air for transporting coal, and secondary air for combustion adjustment are supplied to the boiler 101 via the burner 102. The pulverized coal and the primary air are led from the pipe 134 and the secondary air is led from the pipe 141. Further, after-air for two-stage combustion is introduced into the boiler 101 via the after-air port 103. The after air is guided from the pipe 142.
Hot gas generated by the combustion of coal flows along the path of theboiler 101 and then passes through the air heater 104. Then, after exhaust gas treatment, it is emitted to the atmosphere through a chimney.
The feed water circulating through theboiler 101 is guided to the boiler 101 via the feed water pump 105 and is heated by the gas in the heat exchanger 106 to become high-temperature and high-pressure steam.
石炭の燃焼により発生した高温のガスは、ボイラ１０１の経路に沿って流れた後、エアーヒーター１０４を通過する。その後、排ガス処理した後、煙突を介して大気に放出される。
ボイラ１０１を循環する給水は、給水ポンプ１０５を介してボイラ１０１に導かれ、熱交換器１０６においてガスにより過熱され、高温高圧の蒸気となる。 When coal is used as fuel, the
Hot gas generated by the combustion of coal flows along the path of the
The feed water circulating through the
熱交換器１０６を通過した高温高圧の蒸気は、タービンガバナ１０７を介して蒸気タービン１０８に導かれる。蒸気の持つエネルギーによって蒸気タービン１０８を駆動し、発電機１０９で発電する。蒸気タービン１０８の排気は復水器１１３で冷却され、再び給水ポンプ１０５へと送られる。途中、タービンからの抽気を利用して、給水を加熱する装置を配置し熱効率を向上させる。
The high-temperature and high-pressure steam that has passed through the heat exchanger 106 is guided to the steam turbine 108 via the turbine governor 107. The steam turbine 108 is driven by the energy of the steam, and the generator 109 generates power. The exhaust gas from the steam turbine 108 is cooled by the condenser 113 and sent to the feed water pump 105 again. Along the way, a device for heating the feed water is arranged by using the air extracted from the turbine to improve the thermal efficiency.
火力発電プラントには、様々な計測器が配置されており、この計測器から取得された情報は、計測情報１としてデータ処理装置２００に伝送される。例えば、図２には、流量計測器１５０、温度計測器１５１、圧力計測器１５２、発電出力計測器１５３、及び濃度計測器１５４を図示している。流量計測器１５０では、給水ポンプ１０５からボイラ１０１に供給される給水の流量を計測する。また、温度計測器１５１、圧力計測器１５２は、蒸気タービン１０８に供給される蒸気の温度、圧力を計測する。発電機１０９で発電された電力量は、発電出力計測器１５３で計測する。ボイラ１０１を通過中のガスに含まれている成分(CO、NOxなど) の濃度に関する情報は、濃度計測器１５４で計測することができる。尚、一般的には、図２に図示した以外にも、多数の計測器が火力発電プラントに配置されているが、図２では省略している。
Various measuring instruments are arranged in the thermal power plant, and information acquired from these measuring instruments is transmitted to the data processing apparatus 200 as measurement information 1. For example, FIG. 2 illustrates a flow rate measuring device 150, a temperature measuring device 151, a pressure measuring device 152, a power generation output measuring device 153, and a concentration measuring device 154. The flow rate measuring device 150 measures the flow rate of the feed water supplied from the feed water pump 105 to the boiler 101. The temperature measuring device 151 and the pressure measuring device 152 measure the temperature and pressure of the steam supplied to the steam turbine 108. The amount of power generated by the power generator 109 is measured by a power generation output measuring device 153. Information on the concentration of the component (CO, NOx, etc.) soot contained in the gas passing through the boiler 101 can be measured by the concentration measuring device 154. In general, many measuring instruments other than those shown in FIG. 2 are arranged in the thermal power plant, but are omitted in FIG.
次に、バーナー１０２から投入される１次空気、及び２次空気、アフタエアポート１０３から投入されるアフタエアの経路について説明する。
Next, the paths of primary air and secondary air that are input from the burner 102 and after-air that is input from the after-air port 103 will be described.
１次空気は、ファン１２０から配管１３０に導かれ、途中でエアーヒーター１０４を通過する配管１３２と通過しない配管１３１に分岐し、再び配管１３３にて合流し、ミル１１０に導かれる。エアーヒーター１０４を通過する空気は、ガスにより過熱される。この１次空気を用いて、ミル１１０において生成する微粉炭をバーナー１０２に搬送する。
２次空気、及びアフタエアは、ファン１２１から配管１４０に導かれ、エアーヒーター１０４で過熱された後、２次空気用の配管１４１と、アフタエア用の配管１４２とに分岐し、それぞれバーナー１０２とアフタエアポート１０３に導かれる。 The primary air is guided from thefan 120 to the pipe 130, branched into a pipe 132 that passes through the air heater 104 and a pipe 131 that does not pass through, and merges again in the pipe 133 and is guided to the mill 110. The air passing through the air heater 104 is overheated by the gas. Using this primary air, pulverized coal generated in the mill 110 is conveyed to the burner 102.
The secondary air and the after air are led from thefan 121 to the pipe 140 and heated by the air heater 104, and then branched into a secondary air pipe 141 and an after air pipe 142, respectively, and the burner 102 and the after air, respectively. Guided to the airport 103.
２次空気、及びアフタエアは、ファン１２１から配管１４０に導かれ、エアーヒーター１０４で過熱された後、２次空気用の配管１４１と、アフタエア用の配管１４２とに分岐し、それぞれバーナー１０２とアフタエアポート１０３に導かれる。 The primary air is guided from the
The secondary air and the after air are led from the
図３は、１次空気、２次空気、及びアフタエアの通過する配管部、並びにエアーヒーター１０４の模式図である。図３に示すように、配管にはエアダンパ１６０、１６１、１６２、１６３が配置されている。エアダンパ１６０、１６１、１６２、１６３の操作によって配管を通過する空気流量を調整できる。
〔機器情報〕
以下に、プロセス計算機３００に格納されているプロセス信号１０の情報、機器情報データベース５００に保存されている機器情報、及びむだ時間推定装置６００にあるむだ時間推定部６２０での演算機能について説明する。 FIG. 3 is a schematic diagram of theair heater 104 and a piping section through which primary air, secondary air, and after air pass. As shown in FIG. 3, air dampers 160, 161, 162, and 163 are arranged in the pipe. The air flow rate passing through the pipe can be adjusted by operating the air dampers 160, 161, 162, and 163.
〔Equipment information〕
Hereinafter, information on theprocess signal 10 stored in the process computer 300, device information stored in the device information database 500, and a calculation function in the dead time estimation unit 620 in the dead time estimation apparatus 600 will be described.
〔機器情報〕
以下に、プロセス計算機３００に格納されているプロセス信号１０の情報、機器情報データベース５００に保存されている機器情報、及びむだ時間推定装置６００にあるむだ時間推定部６２０での演算機能について説明する。 FIG. 3 is a schematic diagram of the
〔Equipment information〕
Hereinafter, information on the
図４は、それぞれプロセス計算機３００に保存されている情報の態様の説明図である。図４に示すように、発電プラント１００で計測した情報が、計測器毎に各計測時刻と共に保存される。例えば、図２における流量計測器１５０、温度計測器１５１、圧力計測器１５２、発電出力計測器１５３、濃度計測器１５４で計測した流量値F、温度値T、圧力値P、発電出力値E、排ガスに含まれるNOx濃度Dが、時間の情報と共に保存される。尚、図４では１秒周期でデータを保存しているが、データ収集のサンプリング周期は任意に設定することが可能である。プロセス計算機３００に格納されているデータを容易に活用できるよう各計測値にはPID番号という固有番号が割り当てられている。このPID番号をもとに、プロセス信号を特定化したり、所望のプロセス信号を探索する際のキーとして用いる。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the mode of information stored in the process computer 300, respectively. As shown in FIG. 4, information measured by the power plant 100 is stored with each measurement time for each measuring instrument. For example, the flow rate meter 150, the temperature meter 151, the pressure meter 152, the power generation output meter 153, the flow rate value F, the temperature value T, the pressure value P, the power generation output value E measured by the concentration meter 154 in FIG. The NOx concentration D contained in the exhaust gas is stored together with time information. In FIG. 4, data is stored at a cycle of 1 second, but the sampling cycle for data collection can be arbitrarily set. A unique number called a PID number is assigned to each measurement value so that the data stored in the process computer 300 can be easily used. Based on this PID number, it is used as a key for specifying a process signal or searching for a desired process signal.
次に、機器情報データベース５００に保存する機器情報について説明する。図５は、各機器を接続する配管様式の説明図である。図５のように、配管のＩＤであるライン番号、名称、種別、口径、肉厚、保温材厚みや他の機器あるいは配管とのクリアランスが記載されている。
Next, device information stored in the device information database 500 will be described. FIG. 5 is an explanatory diagram of a piping style for connecting each device. As shown in FIG. 5, the line number, name, type, diameter, wall thickness, heat insulation material thickness, and clearance with other equipment or piping, which are IDs of piping, are described.
図６は、機器に加えて、Ｔ分岐やレディーサなど配管に接続される分岐機器の様式を表した機器の説明図である。機器番号、機器名称に加えて、サイズ情報などがある。サイズ情報は、対象となる機器に応じて定義する数が異なる。また、機器番号についても、例えば、種別に応じた頭文字を定義することで、検索時の効率化やユーザによる視認性の容易さを確保している。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a device representing the form of a branch device connected to a pipe such as a T-branch or a readyer in addition to the device. In addition to the device number and device name, there are size information and the like. The number of size information defined varies depending on the target device. In addition, for the device number, for example, by defining an initial character corresponding to the type, the efficiency at the time of search and the ease of visibility by the user are ensured.
図７は、配管や機器に接続されている計測器の情報を表した計測点の説明図である。計測器を特定するための計測点番号とそれに対する計測点名称、計測対象のプロセス信号に割り当てられたPID番号と計測対象の被測定物の種別を表す計測流体、取付けられている対象物を特定する機器番号あるいはライン番号が記載された取付位置がある。また計測点番号は、計測している種類別に先頭文字を割り当てるのが一般的である。図８では、圧力を計測する計測点は「Ｐ」、温度を計測する計測点は「Ｔ」、流量を計測する計測点は「Ｆ」となっている。その他にも、レベルを計測する計測点は「Ｌ」などで表す。
FIG. 7 is an explanatory diagram of measurement points representing information of measuring instruments connected to piping and equipment. Measurement point number to identify the measuring instrument and measurement point name, PID number assigned to the process signal to be measured, measurement fluid indicating the type of the measurement object to be measured, and identification of the attached object There is a mounting position where the equipment number or line number is written. The measurement point number is generally assigned the first character according to the type being measured. In FIG. 8, the measurement point for measuring the pressure is “P”, the measurement point for measuring the temperature is “T”, and the measurement point for measuring the flow rate is “F”. In addition, the measurement point for measuring the level is represented by “L” or the like.
図８は、各機器に対する設計情報やモデル情報などむだ時間を推定するために必要な情報を格納した機器仕様の説明図である。機器番号と機器名称に加えて、プロセスの種類に応じたむだ時間がそれぞれ格納されている。なお、むだ時間に－(ハイフン)が記載されている場合は、事前情報としてまだ存在しないこと（または未入力）を意味する。
〔むだ時間の推定〕
次に、図９によって、むだ時間推定装置６００にむだ時間推定部６２０での演算機能の動作について説明する。図１のむだ時間推定部６２０では、外部入力インターフェイス６１０からのむだ時間推定用情報６１をもとに、異常・予兆診断装置４００で抽出された診断結果４０に含まれる信号に関連するむだ時間を推定する。むだ時間推定用信号６１には、保守ツール９１０を介して診断結果４０と、機器情報データベース５００から機器情報５０を得る。これら入力情報をもとに、関係するプロセス信号の遅れ時間を推定するアルゴリズムのフローチャートを図９に示す。 FIG. 8 is an explanatory diagram of device specifications storing information necessary for estimating the dead time such as design information and model information for each device. In addition to the device number and device name, the dead time corresponding to the type of process is stored. If-(hyphen) is written in the dead time, it means that it does not exist (or has not been entered) as prior information yet.
[Estimation of dead time]
Next, the operation of the calculation function in the deadtime estimation unit 620 in the dead time estimation apparatus 600 will be described with reference to FIG. The dead time estimation unit 620 in FIG. 1 calculates the dead time related to the signal included in the diagnosis result 40 extracted by the abnormality / predictive diagnosis device 400 based on the dead time estimation information 61 from the external input interface 610. presume. For the dead time estimation signal 61, the diagnosis result 40 and the device information 50 are obtained from the device information database 500 via the maintenance tool 910. FIG. 9 shows a flowchart of an algorithm for estimating the delay time of the related process signal based on the input information.
〔むだ時間の推定〕
次に、図９によって、むだ時間推定装置６００にむだ時間推定部６２０での演算機能の動作について説明する。図１のむだ時間推定部６２０では、外部入力インターフェイス６１０からのむだ時間推定用情報６１をもとに、異常・予兆診断装置４００で抽出された診断結果４０に含まれる信号に関連するむだ時間を推定する。むだ時間推定用信号６１には、保守ツール９１０を介して診断結果４０と、機器情報データベース５００から機器情報５０を得る。これら入力情報をもとに、関係するプロセス信号の遅れ時間を推定するアルゴリズムのフローチャートを図９に示す。 FIG. 8 is an explanatory diagram of device specifications storing information necessary for estimating the dead time such as design information and model information for each device. In addition to the device number and device name, the dead time corresponding to the type of process is stored. If-(hyphen) is written in the dead time, it means that it does not exist (or has not been entered) as prior information yet.
[Estimation of dead time]
Next, the operation of the calculation function in the dead
図９において、初めに処理ステップＳ８０１では、診断結果４０に含まれている信号のＰＩＤ番号をもとに、図７に示した計測点リストより計測点番号から計測の種別を、計測対象から被測定物の種別を、取付位置から取付機器の情報を得る。Ｓ８０２では、取付機器の種別が配管か、それ以外かを判断する。例えば、取付機器番号の命名則として配管は「Ｐ」、機器は「Ｋ」などとしておけば、機器番号の先頭文字で配管か否かを簡単に判別できる。
In FIG. 9, first, in processing step S801, based on the PID number of the signal included in the diagnosis result 40, the measurement type is measured from the measurement point number based on the measurement point list shown in FIG. The information of the attachment device is obtained from the attachment position of the type of the measurement object. In S802, it is determined whether the type of attached device is piping or other. For example, if the pipe is designated as “P” and the equipment is designated as “K” as a naming rule for the attached equipment number, it is possible to easily determine whether or not the pipe is the first letter of the equipment number.
配管の場合は、Ｓ８０３に進む。配管ではない場合は、Ｓ８０４に進む。Ｓ８０３では、対象が配管であるためむだ時間を０に設定し、Ｓ８１０に進む。Ｓ８０４では、図８に示した機器情報リストの機器番号をキーに、プロセスの状態に応じたむだ時間を検索する。
In the case of piping, go to S803. When it is not piping, it progresses to S804. In S803, since the object is piping, the dead time is set to 0, and the process proceeds to S810. In S804, a dead time corresponding to the process state is searched using the device number in the device information list shown in FIG. 8 as a key.
該当むだ時間の項目が－（ハイフン）ではない場合は、Ｓ８０６に進む。Ｓ８０６では、機器情報リストに記載されている該当値をそのままむだ時間に設定し、Ｓ８１０に進む。該当むだ時間の項目が－の場合は、Ｓ８０７に進む。
If the dead time item is not-(hyphen), the process proceeds to S806. In S806, the corresponding value described in the device information list is set as the dead time as it is, and the process proceeds to S810. If the dead time item is-, the process proceeds to S807.
Ｓ８０７では、該当するむだ時間がないため、対象機器の入口と出口のプロセス信号を入出力データとしてインパルス応答によりむだ時間を推定する。インパルス応答とは、入力にインパルスを与えたとき、出力がどのような遅れ時間、形状で出力されるかを見てプラント特性を把握する手法であり、その具体的な計算方法に関する参考文献としては「制御のための上級システム同定」(東京電機大学出版局)がある。次いで、Ｓ８０８にて、求めた推定値をむだ時間に設定する。Ｓ８０９では推定したむだ時間を次回以降再利用するため機器情報リストの該当部に推定値を設定する。
In S807, since there is no corresponding dead time, the dead time is estimated by the impulse response using the process signals at the inlet and outlet of the target device as input / output data. Impulse response is a method of grasping plant characteristics by looking at what kind of delay time and shape the output is output when an impulse is given to the input. There is "Advanced System Identification for Control" (Tokyo Denki University Press). Next, in S808, the obtained estimated value is set as a dead time. In S809, an estimated value is set in the corresponding part of the device information list in order to reuse the estimated dead time from the next time.
Ｓ８１０では、診断結果４０に含まれる信号が複数ある場合には、全ての信号について、これまでの処理を実行したか否かを判定する。全ての信号に対し、むだ時間の設定が完了していなければ、Ｓ８０１に戻り、むだ時間の設定をしていない信号に対し、ステップを進める。全て完了している場合には、処理を終了する。
In S810, when there are a plurality of signals included in the diagnosis result 40, it is determined whether or not the processing so far has been executed for all the signals. If the dead time has not been set for all signals, the process returns to step S801, and the step is advanced for signals for which dead time has not been set. If all are completed, the process ends.
図１において、推定したむだ時間は推定結果６２として、外部出力インターフェース６３０に出力される。外部出力インターフェイス６３０では、推定結果６２を出力結果６３として、異常・予兆診断装置４００、機器情報データベース５００、支援ツール９１０に送る。
In FIG. 1, the estimated dead time is output to the external output interface 630 as the estimation result 62. In the external output interface 630, the estimation result 62 is sent as the output result 63 to the abnormality / predictor diagnosis apparatus 400, the device information database 500, and the support tool 910.
異常・予兆診断装置４００では、出力結果６３に含まれているむだ時間を考慮した異常・予兆診断がなされる。例えば、異常・予兆診断の手法として統計モデルを用いている場合を考える。統計モデルの入力としてある温度と圧力のプロセス信号を選択していた場合、出力結果６３で得た温度むだ時間と圧力むだ時間については、時間軸上でそれぞれ過去の方向にシフトさせ、モデルの出力側のプロセス信号は現時刻として対応させる。このような処理をした入出力データの組を用いて異常・予兆診断用の統計モデルを構築する。
〔診断装置の操作〕
次に、ユーザが支援ツール９１０を用いて、画像表示装置９５０に制御信号２０、プロセス信号３０、診断結果４０、機器情報５０、出力結果６３や機器情報データベース５００の情報を表示させる方法について説明する。 The abnormality /predictor diagnosis apparatus 400 performs abnormality / predictor diagnosis in consideration of the dead time included in the output result 63. For example, consider a case where a statistical model is used as a method for abnormality / prognosis diagnosis. When a temperature and pressure process signal is selected as an input to the statistical model, the temperature dead time and pressure dead time obtained in the output result 63 are shifted in the past on the time axis, and the model output is output. The process signal on the side corresponds to the current time. A statistical model for anomaly / predictor diagnosis is constructed using a set of input / output data subjected to such processing.
[Operation of diagnostic equipment]
Next, a method in which the user uses thesupport tool 910 to display the control signal 20, the process signal 30, the diagnosis result 40, the device information 50, the output result 63, and the information in the device information database 500 on the image display device 950 will be described. .
〔診断装置の操作〕
次に、ユーザが支援ツール９１０を用いて、画像表示装置９５０に制御信号２０、プロセス信号３０、診断結果４０、機器情報５０、出力結果６３や機器情報データベース５００の情報を表示させる方法について説明する。 The abnormality /
[Operation of diagnostic equipment]
Next, a method in which the user uses the
図１０～図１３は、画像表示装置９５０に表示される画面を示す説明図である。ユーザーは、キーボード９０１、マウス９０２を用いてこれら画面の空欄となっている箇所にパラメータ値を入力するなどの操作を実行する。
10 to 13 are explanatory diagrams showing screens displayed on the image display device 950. FIG. The user uses the keyboard 901 and the mouse 902 to execute an operation such as inputting a parameter value in a blank area on these screens.
図１０は、画像表示装置９５０に表示される初期画面である。ユーザーは、むだ時間考慮型表示ボタン９５１、情報表示ボタン９５２、の中から必要なボタンを選択し、マウス９０２を用いてカーソル９５３を移動させ、マウス９０２をクリックすることにより所望の画面を表示させる。
FIG. 10 shows an initial screen displayed on the image display device 950. The user selects a necessary button from the dead time consideration display button 951 and the information display button 952, moves the cursor 953 using the mouse 902, and displays the desired screen by clicking the mouse 902. .
図１１は、むだ時間を考慮したトレンドを表示させるための設定画面である。図１０において「むだ時間考慮型表示」ボタン９５１をクリックすることにより、図１１の画面が表示される。プロセス信号表示欄９６１では、ユーザーは、画像表示装置９５０に表示させたい計測信号、あるいは操作信号を入力欄９６１に、そのレンジ（上限/下限）と共に入力する。また、表示させたい時間を時刻入力欄９６２に入力する。
FIG. 11 is a setting screen for displaying a trend in consideration of dead time. When the “dead time consideration type display” button 951 is clicked in FIG. 10, the screen of FIG. 11 is displayed. In the process signal display field 961, the user inputs a measurement signal or an operation signal to be displayed on the image display device 950 into the input field 961 together with its range (upper limit / lower limit). In addition, the time to be displayed is input in the time input field 962.
図１０において「表示」ボタン９６３をクリックすることにより、図１２のトレンドグラフが画像表示装置９５０に表示される。図１２のトレンドグラフは、基本出力信号に対応して各機器のプロセス信号がむだ時間を省いた同時刻の変化として対比表示される。これにより各機器本来の運転状態の状況が、同時刻の変化として正確に把握できる。図１２の「戻る」ボタン９７１をクリックすることにより、図１１の画面に戻る。
10, when the “display” button 963 is clicked, the trend graph of FIG. 12 is displayed on the image display device 950. The trend graph of FIG. 12 is displayed by contrasting the change of the process signal of each device corresponding to the basic output signal as the change at the same time without the dead time. As a result, the actual operating state of each device can be accurately grasped as a change at the same time. By clicking the “Return” button 971 in FIG. 12, the screen returns to the screen in FIG.
また、図１１の機器情報表示欄９６４では、プロセス名称、抽出信号、ＰＩＤ、計測点番号、機器番号、配管番号のいずれかを入力し、「表示」ボタン９６５をクリックすることで、該当情報が記載されている機器情報を、機器情報データベース５００から検索し表示する。
また、抽出情報の表示欄９６６では、プロセス名称、ＰＩＤ、それぞれのむだ時間が表示される。図１１において、「戻る」ボタン９６７をクリックすることにより、図１０の画面に戻ることができる。 Further, in the deviceinformation display field 964 of FIG. 11, any one of process name, extraction signal, PID, measurement point number, device number, and piping number is input, and the “display” button 965 is clicked, so that the corresponding information is displayed. The described device information is retrieved from the device information database 500 and displayed.
In the extractioninformation display field 966, the process name, PID, and the dead time of each are displayed. In FIG. 11, by clicking a “return” button 967, the screen of FIG. 10 can be returned.
また、抽出情報の表示欄９６６では、プロセス名称、ＰＩＤ、それぞれのむだ時間が表示される。図１１において、「戻る」ボタン９６７をクリックすることにより、図１０の画面に戻ることができる。 Further, in the device
In the extraction
図１３は、通常のトレンドを画像表示装置９５０に表示させるための設定画面である。図１０において「情報表示」ボタン９５２をクリックすることにより、図１３の画面が表示される。プロセス信号表示欄９８１では、ユーザーは、画像表示装置９５０に表示させたい計測信号、あるいは操作信号を入力欄９８１に、そのレンジ（上限/下限）と共に入力する。また、表示させたい時間を時刻入力欄９８２に入力する。
FIG. 13 is a setting screen for causing the image display device 950 to display a normal trend. When the “information display” button 952 in FIG. 10 is clicked, the screen in FIG. 13 is displayed. In the process signal display field 981, the user inputs a measurement signal or an operation signal to be displayed on the image display device 950 into the input field 981 together with the range (upper limit / lower limit). In addition, the time to be displayed is input in the time input field 982.
一方、図１１で「表示」ボタン９６３をクリックすることにより、図１４のトレンドグラフが画像表示装置９５０に表示される。図１４により、各機器プロセス信号のむだ時間を把握することができる。これは本発明を適用して修正する前の機器プロセス信号のオリジナルデータ表示である。図１４の戻るボタン９９１をクリックすることにより、図１３の画面に戻る。
On the other hand, when the “display” button 963 in FIG. 11 is clicked, the trend graph of FIG. 14 is displayed on the image display device 950. From FIG. 14, it is possible to grasp the dead time of each device process signal. This is an original data display of the instrument process signal before it is modified by applying the present invention. Clicking the return button 991 in FIG. 14 returns to the screen in FIG.
また、図１３の機器情報表示欄９８４では、プロセス名称、抽出信号、ＰＩＤ、計測点番号、機器番号、配管番号のいずれかを入力し、表示ボタン９８５をクリックすることで、該当情報が記載されている機器情報を、機器情報データベース５００から検索し表示する。
Further, in the device information display field 984 in FIG. 13, any one of a process name, an extraction signal, a PID, a measurement point number, a device number, and a piping number is input and the corresponding information is described by clicking a display button 985. Device information is retrieved from the device information database 500 and displayed.
本発明のプロセス信号抽出装置及び方法の結果を、発電プラント１００の異常・予兆診断へ適用することの効果について説明する。本発明のプラント診断装置および診断方法を発電プラント異常・予兆診断に適用すると、むだ時間分シフトした依存関係ではなく、入力の増減に即したリアルタイムの出力変化を考慮したプロセス信号の相関関係を用いた異常・予兆診断が可能になる。その結果、より正確にプラントの異常や予兆の傾向を検出することが可能である。また運転員に対してもむだ時間を考慮したトレンド表示が可能となるため、トレンド表示の目視による監視がより一層容易になる。
The effect of applying the result of the process signal extraction apparatus and method of the present invention to the abnormality / predictor diagnosis of the power plant 100 will be described. When the plant diagnosis apparatus and diagnosis method of the present invention are applied to power plant abnormality / predictive diagnosis, the correlation of process signals is used in consideration of real-time output changes in accordance with the increase / decrease in input, not the dependency shifted by the dead time. The abnormal / predictive diagnosis that has been made becomes possible. As a result, it is possible to more accurately detect plant abnormalities and signs of signs. Moreover, since the trend display in consideration of the dead time is possible for the operator, the trend display can be more easily monitored visually.
１００ 発電プラント
２００ 監視制御装置
３００ プロセス計算機
４００ 異常・予兆診断装置
５００ 機器情報データベース
６００ むだ時間推定装置
６１０ 外部入力インターフェイス
６２０ むだ時間推定部
６３０ 外部出力インターフェイス
９１０ 支援ツール
９２０ 外部入力インターフェイス
９３０ データ送受信処理部
９４０ 外部出力インターフェイス
９５０ 画像表示装置 DESCRIPTION OFSYMBOLS 100 Power plant 200 Monitoring and control apparatus 300 Process computer 400 Abnormality / predictive diagnosis apparatus 500 Device information database 600 Dead time estimation apparatus 610 External input interface 620 Dead time estimation part 630 External output interface 910 Support tool 920 External input interface 930 Data transmission / reception processing part 940 External output interface 950 Image display device
２００ 監視制御装置
３００ プロセス計算機
４００ 異常・予兆診断装置
５００ 機器情報データベース
６００ むだ時間推定装置
６１０ 外部入力インターフェイス
６２０ むだ時間推定部
６３０ 外部出力インターフェイス
９１０ 支援ツール
９２０ 外部入力インターフェイス
９３０ データ送受信処理部
９４０ 外部出力インターフェイス
９５０ 画像表示装置 DESCRIPTION OF
Claims (10)
- プラントに操作信号を与えた時に得られる計測信号の値をもとにプラント運転状態を監視制御する監視制御装置と、前記プラントから得られる計測信号を記憶し処理するプロセス計算機と、前記操作信号および計測信号の値をもとにプロセスの異常および予兆を診断する異常・予兆診断装置と、前記プラントの機器情報を蓄積したデータベースを有し、前記異常・予兆診断装置から得られる診断結果に対し関連するプロセス信号のむだ時間を推定するプラント診断装置において、
前記プラントのプロセス信号や機器情報を装置内に取り込む外部入力インターフェイスと、診断結果を出力するための外部出力インターフェイスを備え、機器情報やプロセス信号をもとにむだ時間を推定し、前記異常・予兆診断装置の入力値を過去にシフトして算出するむだ時間推定部を備えることを特徴とするプラント診断装置。 A monitoring control device that monitors and controls the plant operating state based on the value of the measurement signal obtained when the operation signal is given to the plant, the process computer that stores and processes the measurement signal obtained from the plant, the operation signal, and It has an abnormality / prediction diagnosis device that diagnoses process abnormalities and signs based on measurement signal values and a database that stores equipment information of the plant, and is related to the diagnosis results obtained from the abnormality / prediction diagnosis device In the plant diagnostic device that estimates the dead time of the process signal
Provided with an external input interface for capturing the process signal and device information of the plant into the apparatus and an external output interface for outputting the diagnosis result, estimating the dead time based on the device information and process signal, and A plant diagnosis apparatus comprising a dead time estimation unit that calculates an input value of a diagnosis apparatus by shifting in the past. - 請求項1に記載のプラント診断装置において、前記むだ時間推定部は、機器情報やプロセス信号をもとにむだ時間を推定し、むだ時間分シフトさせてむだ時間を省いたプロセス信号のトレンドを表示することを特徴とするプラント診断装置。 2. The plant diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the dead time estimation unit estimates a dead time based on device information and a process signal, and displays a trend of the process signal that is shifted by the dead time and omits the dead time. A plant diagnostic apparatus characterized by:
- 請求項1に記載のプラント診断装置において、前記むだ時間推定部は、機器情報やプロセス信号をもとに、プロセスの状態に応じたむだ時間を推定し、異常および予兆を診断する前記異常・予兆診断装置の入力値を過去にシフトして算出することを特徴とするプラント診断装置。 2. The plant diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the dead time estimation unit estimates a dead time according to a process state based on equipment information and a process signal, and diagnoses an abnormality and a sign. A plant diagnostic apparatus characterized in that an input value of a diagnostic apparatus is calculated by shifting in the past.
- 請求項１に記載のプラント診断装置において、前記むだ時間推定部は、機器情報やプロセス信号をもとに、プロセスの状態に応じたむだ時間を推定し、むだ時間分シフトさせてむだ時間を省いたプロセス信号のトレンドを表示することを特徴とするプラント診断装置。 2. The plant diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the dead time estimation unit estimates a dead time according to a process state based on equipment information and a process signal, and shifts the dead time to save the dead time. A plant diagnostic apparatus characterized by displaying a trend of a process signal.
- 請求項1に記載のプラント診断装置において、前記むだ時間推定部は、機器情報やプロセス信号の状態に応じたむだ時間を推定し、それらむだ時間を表示することを特徴とするプラント診断装置。 2. The plant diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the dead time estimation unit estimates a dead time according to device information and a state of a process signal, and displays the dead time.
- プラントに操作信号を与えた時に得られる計測信号の値をもとにプロセス運転状態を監視制御する監視制御装置と、前記プラントから得られる計測信号を記憶し処理するプロセス計算機と、前記操作信号および計測信号の値をもとにプロセスの異常および予兆を診断する異常・予兆診断装置と、前記プラントの機器情報を蓄積したデータベースを有し、異常および予兆を診断する前記異常・予兆診断装置から得られる診断結果に対し関連するプロセス信号のむだ時間を推定するプラント診断方法において、
前記プラントのプロセス信号や機器情報から診断結果を出力し、機器情報やプロセス信号をもとにむだ時間を推定し、前記異常・予兆診断装置の入力値を過去にシフトすることを特徴とするプラント診断方法。 A monitoring control device that monitors and controls the process operation state based on the value of the measurement signal obtained when the operation signal is given to the plant, the process computer that stores and processes the measurement signal obtained from the plant, the operation signal, and Obtained from the abnormality / predictor diagnosis device for diagnosing process abnormalities and predictors based on the value of the measurement signal and the abnormality / predictor diagnosis device for diagnosing abnormalities and predictors having a database in which the plant equipment information is accumulated. In a plant diagnostic method for estimating a dead time of an associated process signal for a given diagnostic result,
A plant that outputs a diagnosis result from the process signal and device information of the plant, estimates a dead time based on the device information and the process signal, and shifts an input value of the abnormality / prognosis diagnosis device in the past Diagnosis method. - 請求項６に記載のプラント診断方法において、機器情報やプロセス信号をもとにむだ時間を推定し、むだ時間分シフトさせてむだ時間を省いたプロセス信号のトレンドを表示することを特徴とするプラント診断方法。 7. The plant diagnosis method according to claim 6, wherein a dead time is estimated based on equipment information and a process signal, and a trend of the process signal is displayed by shifting the dead time and omitting the dead time. Diagnosis method.
- 請求項６に記載のプラント診断方法において、機器情報やプロセス信号をもとに、プロセスの状態に応じたむだ時間を推定し、前記異常および予兆を診断する前記異常・予兆診断装置の入力値を過去にシフトすることを特徴とするプラント診断方法。 The plant diagnosis method according to claim 6, wherein an input value of the abnormality / predictive diagnosis device for diagnosing the abnormality and the sign is estimated by estimating a dead time corresponding to a process state based on equipment information and a process signal. A plant diagnosis method characterized by shifting to the past.
- 請求項６に記載のプラント診断方法において、機器情報やプロセス信号をもとに、プロセスの状態に応じたむだ時間を推定し、むだ時間分シフトさせたプロセス信号のトレンドを表示することを特徴とするプラント診断方法。 7. The plant diagnosis method according to claim 6, wherein a dead time according to a process state is estimated based on equipment information and a process signal, and a trend of the process signal shifted by the dead time is displayed. A plant diagnostic method.
- 請求項６に記載のプラント診断方法において、機器情報やプロセス信号の状態に応じたむだ時間を推定し、それらむだ時間を表示することを特徴とするプラント診断方法。 7. The plant diagnosis method according to claim 6, wherein the dead time corresponding to the state of the device information and the process signal is estimated and the dead time is displayed.
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