JP6943698B2 - Plant abnormality location estimation system - Google Patents
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本開示は、プラントを構成する複数の機器における異常箇所を推定する技術に関する。 The present disclosure relates to a technique for estimating abnormal locations in a plurality of devices constituting a plant.
プラントでは、故障の発生を未然に防止するための異常監視が行われており、例えば、プラントを構成する各種機器に対して設置された複数のセンサの測定値(センサ値)を監視し、センサ値がある閾値を超えると運転者、管理者に対してアラームを発報するといった監視手法が知られている(例えば、特許文献1〜3)。例えばボイラの燃焼室から排出される排ガスを導く煙道には排ガスが流れる上流側から下流側に向けて複数の熱交換器が順次設置される。熱交換器が有する伝熱管が高温腐食や摩耗などにより損傷し、損傷箇所から給水のリーク(漏れ)が発生すると、時間の経過に伴ってリークした給水(蒸気)により周囲の伝熱管も損傷するなど損傷範囲が拡大するなど(特許文献3参照)異常の早期検知の重要性は大きい。
In the plant, abnormality monitoring is performed to prevent the occurrence of failures. For example, the measured values (sensor values) of a plurality of sensors installed for various devices constituting the plant are monitored and the sensors are monitored. A monitoring method is known in which an alarm is issued to a driver and an administrator when a value exceeds a certain threshold value (for example,
例えば、特許文献3には、ボイラチューブリーク(伝熱管の損傷箇所からの蒸気の漏れ)の早期検知とリーク位置(異常箇所)の早期特定を実現するチューブリークを検出するチューブリーク検出装置が開示されている。この検出装置は、ボイラプラントの状態量を計測した計測信号がデータ項目別に保存される計測信号データベースと、ボイラプラントの運転状態の変化を検知する状態変化検知部と、状態変化検知部で検知した変化をリークか否か評価する検知内容評価部を備えている。上記の状態変化検知部は、計測信号データベースから第一の計測信号データが入力され、データ項目の一部を監視グループとしてグループ化する監視データ抽出部と、ボイラプラントの運転パターンを識別する運転パターン評価部と、識別された運転パターン毎にかつ監視グループ毎に、グループ化されたデータ項目に属する第一の計測信号データを分類して診断モデルを構築する分類部と、診断モデルと第二の計測信号を比較することで運転状態が変化したことを検知する検知部を備える。
For example,
例えば、熱交換器の損傷による給水リークは、波状の伝熱管に互いに離間されて配置される複数の温度センサにより伝熱管のメタル温度を計測することにより検知可能である。しかし、上記の給水リークによる影響はほとんど全ての温度センサが異常の影響を受けるため(後述する図6の時刻t1付近参照)、どの熱交換器のどのあたりに損傷が生じたのかの特定が困難である。このような課題に対して、本発明の発明者らは、鋭意検討により、マハラノビス距離などの異常度に対する伝熱管の損傷など異常の影響は、排ガスが流れる方向(流路方向)と各熱交換器における伝熱管の並び方向(煙道の幅方向)との関係を考慮して分析すると、異常箇所(損傷個所など)に応じて流路方向および幅方向の位置で異なることを見出すと共に、後述するライン別異常度および機器別異常度に基づくことで、損傷位置を絞ることが可能であることを見出した。 For example, a water supply leak due to damage to a heat exchanger can be detected by measuring the metal temperature of the heat transfer tube with a plurality of temperature sensors arranged apart from each other in the wavy heat transfer tube. However, since almost all temperature sensors are affected by abnormalities due to the above water supply leak (see the vicinity of time t1 in FIG. 6 described later), it is difficult to identify which heat exchanger and where the damage occurred. Is. In response to such problems, the inventors of the present invention have diligently studied the effects of abnormalities such as damage to the heat transfer tube on the degree of abnormality such as the Maharanobis distance with respect to the direction in which the exhaust gas flows (flow path direction) and each heat exchange. When analyzed in consideration of the relationship with the arrangement direction of the heat transfer tubes (width direction of the flue) in the vessel, it is found that the position in the flow path direction and the width direction differs depending on the abnormal part (damaged part, etc.), and will be described later. It was found that it is possible to narrow down the damage position based on the degree of abnormality for each line and the degree of abnormality for each device.
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、ボイラの煙道といった流路形成部材内に設置された複数の機器における異常箇所を迅速に推定することが可能なプラント異常箇所推定システムを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, at least one embodiment of the present invention is a plant abnormality location estimation system capable of quickly estimating an abnormality location in a plurality of devices installed in a flow path forming member such as a boiler flue. The purpose is to provide.
(1)本発明の少なくとも一実施形態に係るプラント異常箇所推定システムは、
プラントが有する流路形成部材内に設置された複数のセンサの検出値に基づいて、前記流路形成部材内に設置された複数の機器における異常箇所を推定するプラント異常箇所推定システムであって、
前記流路形成部材内において流路方向および幅方向の各々に沿って設置される前記複数のセンサの検出値であって、前記プラントの異常が検知された際の前記検出値である複数の異常時センサ値を取得する異常時センサ値取得部と、
前記複数のセンサの一部であって前記複数の機器の各々に設置された複数のセンサでそれぞれ構成される機器別センサ群の前記異常時センサ値に基づいて、前記複数の機器の各々の異常度である複数の機器別異常度をそれぞれ算出する機器別異常度算出部と、
前記流路形成部材内において前記流路方向に沿って広がると共に前記幅方向にそれぞれ配列される複数のライン領域を仮定し、前記複数のライン領域の各々に属する、前記複数のセンサの一部でそれぞれ構成される複数のライン領域別センサ群であって、前記複数のライン領域の各々に属する前記複数の機器の各々の部分に設置された少なくとも1つの前記センサでそれぞれ構成されるライン領域別センサ群の前記異常時センサ値に基づいて、前記複数のライン領域の各々の前記異常度である複数のライン別異常度をそれぞれ算出するライン領域別異常度算出部と、
前記複数の機器別異常度および前記複数のライン別異常度に基づいて前記異常箇所を推定する異常箇所推定部と、を備える。
(1) The plant abnormality location estimation system according to at least one embodiment of the present invention is
It is a plant abnormality location estimation system that estimates an abnormality location in a plurality of devices installed in the flow path forming member based on the detection values of a plurality of sensors installed in the flow path forming member of the plant.
A plurality of abnormalities which are detection values of the plurality of sensors installed along the flow path direction and the width direction in the flow path forming member and which are the detection values when an abnormality of the plant is detected. An abnormal sensor value acquisition unit that acquires the hour sensor value, and
Each abnormality of the plurality of devices is based on the abnormality sensor value of the device-specific sensor group, which is a part of the plurality of sensors and is composed of a plurality of sensors installed in each of the plurality of devices. An abnormality degree calculation unit for each device that calculates the abnormality degree for each of a plurality of devices, which is a degree, and an abnormality degree calculation unit for each device.
A part of the plurality of sensors belonging to each of the plurality of line regions, assuming a plurality of line regions that spread along the flow path direction and are arranged in the width direction in the flow path forming member. A group of sensors for each line area, each of which is composed of at least one sensor installed in each portion of the plurality of devices belonging to each of the plurality of line areas. A line region-specific anomaly calculation unit that calculates a plurality of line-specific anomalies, which are the anomalies of each of the plurality of line regions, based on the abnormal sensor values of the group.
It is provided with an abnormality location estimation unit that estimates the abnormality location based on the plurality of device-specific abnormality degrees and the plurality of line-specific abnormality degrees.
例えば、ボイラなどの排ガスが流れる煙道には、過熱器や再熱器などといった、各々が波状に複数回折り返された伝熱管を有する複数の熱交換器が煙道に沿って設置される。そして、伝熱管における高温腐食や摩耗などによる損傷は、例えば複数の温度センサにより伝熱管のメタル温度を測定することにより検知可能である。ところが、複数のセンサは、煙道の幅方向および、煙道が排ガスを導く方向である流路方向(幅方向に直交する方向)に広がる波状の伝熱管に互いに離間されて配置されており、特に、各々の温度センサから離れた箇所において伝熱管の損傷が生じると、ほとんど全ての温度センサが異常の影響を受けるため(後述する図6の時刻t1付近参照)、従来は、どの熱交換器のどのあたりに損傷が生じたのかの特定が困難であった。 For example, in a flue through which exhaust gas such as a boiler flows, a plurality of heat exchangers, such as a superheater and a reheater, each having a plurality of heat transfer tubes folded back in a wavy shape are installed along the flue. Damage caused by high-temperature corrosion or wear in the heat transfer tube can be detected by measuring the metal temperature of the heat transfer tube with, for example, a plurality of temperature sensors. However, the plurality of sensors are arranged apart from each other in a wavy heat transfer tube extending in the width direction of the flue and in the flow path direction (direction orthogonal to the width direction) in which the flue guides the exhaust gas. In particular, if the heat transfer tube is damaged at a location away from each temperature sensor, almost all temperature sensors are affected by the abnormality (see the vicinity of time t1 in FIG. 6 described later). It was difficult to identify where the damage occurred.
上記(1)の構成によれば、流路方向に沿って流路形成部材内に順次配列される複数の機器別にマハラノビス距離などの異常度(機器別異常度)を算出すると共に、流路方向に沿って広がる(伸びる)ライン状の領域形状をそれぞれ有する複数のライン領域であって、幅方向に沿ってそれぞれ配列される仮想的な複数のライン領域別の異常度(ライン別異常度)を算出する。そして、複数の機器別異常度および複数のライン別異常度に基づいて、異常箇所(異常部位)を特定する。これによって、例えば、機器別異常度が最大であった機器よりも上流側で、かつ、ライン別異常度が最大であったライン領域の周辺に異常個所があるなどというように、異常検知時において流路形成部材内における異常箇所が存在する領域をより狭い領域に絞り込むことができる。つまり、異常箇所を迅速に推定することができるようになることで、修理、交換などの異常からの復旧作業を迅速に行うことができ、プラントの稼働率を向上させることができる。 According to the configuration of (1) above, the degree of abnormality such as the Mahalanobis distance (degree of abnormality for each device) is calculated for each of a plurality of devices sequentially arranged in the flow path forming member along the flow path direction, and the flow path direction. A plurality of line regions each having a line-shaped region shape extending (extending) along the width direction, and the degree of abnormality for each of a plurality of virtual line regions (abnormality for each line) arranged along the width direction. calculate. Then, the abnormal portion (abnormal part) is specified based on the abnormality degree for each of a plurality of devices and the abnormality degree for each of a plurality of lines. As a result, at the time of abnormality detection, for example, there is an abnormality location on the upstream side of the device having the maximum abnormality degree for each device and around the line area having the maximum abnormality degree for each line. The region where the abnormal portion exists in the flow path forming member can be narrowed down to a narrower region. That is, by being able to quickly estimate the abnormal location, it is possible to quickly perform recovery work from an abnormality such as repair or replacement, and it is possible to improve the operating rate of the plant.
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、
前記異常箇所推定部は、
前記複数の機器別異常度および前記複数のライン別異常度を含む対象異常度群と、異常が発生した際の過去の前記異常時センサ値に基づいて算出される前記複数の機器別異常度、前記複数のライン別異常度を含む参照異常度群との合致率を算出する合致率算出部を有し、
前記合致率が合致判定閾値以上となる前記参照異常度群に対応づけられた前記過去の異常個所の情報に基づいて、前記複数の機器における前記異常箇所を推定する。
(2) In some embodiments, in the configuration of (1) above,
The abnormality location estimation unit
The target abnormality degree group including the plurality of device-specific abnormality degrees and the plurality of line-specific abnormality degrees, and the plurality of device-specific abnormality degrees calculated based on the past sensor values at the time of abnormality when an abnormality occurs. It has a matching rate calculation unit that calculates the matching rate with the reference abnormality group including the plurality of line-specific abnormalities.
The abnormal location in the plurality of devices is estimated based on the information of the past abnormal location associated with the reference abnormality degree group in which the matching rate is equal to or higher than the matching determination threshold value.
上記(2)の構成によれば、対象異常度群と、過去に異常が発生した際の機器別異常度およびライン別異常度を含む参照異常度群との合致率を算出すると共に、合致率が合致判定閾値以上となる参照異常度群に含まれる過去の異常個所に基づいて、異常箇所の推定を行う。機器別異常度およびライン別異常度の観点で対象異常度群と一致または類似する参照異常度群は、推定対象となる対象異常度群で示される異常の原因と一致または類似する可能性が高い。よって、合致率が合致判定閾値以上となる参照異常度群を得て、この参照異常度群に対応づけられている過去の異常箇所の情報が示す位置の付近に、対象異常度群に対応する異常個所が存在すると推定するなど、参照異常度群に基づいて異常箇所をさらに絞り込むことができる。 According to the configuration of (2) above, the matching rate between the target abnormality degree group and the reference abnormality degree group including the abnormality degree by device and the abnormality degree by line when an abnormality occurred in the past is calculated, and the matching rate is calculated. The abnormal part is estimated based on the past abnormal part included in the reference abnormality degree group in which is equal to or higher than the match judgment threshold. A reference anomaly group that matches or is similar to the target anomaly group in terms of device-specific anomaly and line-specific anomaly is likely to match or resemble the cause of the anomaly indicated by the target anomaly group to be estimated. .. Therefore, a reference abnormality degree group whose matching rate is equal to or higher than the matching judgment threshold is obtained, and the target abnormality degree group is corresponded to the position indicated by the information of the past abnormality portion associated with this reference abnormality degree group. It is possible to further narrow down the abnormal parts based on the reference abnormality degree group, such as presuming that there are abnormal parts.
(3)幾つかの実施形態では、上記(2)の構成において、
前記合致率算出部は、前記対象異常度群および前記参照異常度群の双方における前記複数の機器別異常度の大きい上位N個の前記機器同士および前記上位M個の前記ライン領域同士を比較し、前記合致率を算出する。
上記(3)の構成によれば、対象異常度群の上位N個の機器および上位M個のライン領域と、前記参照異常群に含まれる複数の参照機器別異常度の大きい上位N個の機器および複数の参照ライン別異常度の大きい上位M個のライン領域との比較に基づいて、合致率を適切に求めることができる。
(3) In some embodiments, in the configuration of (2) above,
The matching rate calculation unit compares the top N devices having a large degree of abnormality for each device and the top M line regions in both the target abnormality group and the reference abnormality group. , The matching rate is calculated.
According to the configuration of (3) above, the top N devices and the top M line areas of the target abnormality degree group, and the plurality of top N devices having a large abnormality degree for each reference device included in the reference abnormality group. The matching rate can be appropriately obtained based on the comparison with the upper M line regions having a large degree of abnormality for each reference line.
(4)幾つかの実施形態では、上記(3)の構成において、
前記合致率は、前記対象異常度群および前記参照異常度群の双方において、前記上位N個の機器における各順位に属する前記機器が一致する数、および前記上位M個のライン領域における各順位に属する前記ライン領域が一致する数の合計の、前記Nおよび前記Mの合計に対する割合である。
上記(4)の構成によれば、合致率を適切に算出することができる。
(4) In some embodiments, in the configuration of (3) above,
The matching rate is based on the number of matching devices belonging to each rank in the top N devices and each rank in the top M line regions in both the target abnormality degree group and the reference abnormality degree group. The ratio of the total number of matching line regions to which the line regions belong to the total of the N and the M.
According to the configuration of (4) above, the match rate can be appropriately calculated.
(5)幾つかの実施形態では、上記(3)〜(4)の構成において、
前記複数のライン領域および前記複数の機器の前記流路形成部材内における配置に対応したマトリックスに対して、前記上位N個の機器および前記上位M個のライン領域、および、前記異常箇所推定部によって推定された前記異常箇所をマッピングしたマップ情報である推定マップ情報を生成する推定マップ情報生成部と、
前記推定マップ情報を出力する出力部と、をさらに備える。
上記(5)の構成によれば、推定マップ情報により、異常箇所の推定結果を運転者、管理者などに視覚的に示すことができ、運転者、管理者により異常の被疑箇所を容易に把握できるように図ることができる。
(5) In some embodiments, in the configurations (3) to (4) above,
With respect to the matrix corresponding to the arrangement of the plurality of line regions and the plurality of devices in the flow path forming member, the upper N devices, the upper M line areas, and the abnormality location estimation unit are used. An estimated map information generator that generates estimated map information, which is map information that maps the estimated abnormal locations, and an estimated map information generator.
An output unit for outputting the estimated map information is further provided.
According to the configuration of (5) above, the estimation result of the abnormal part can be visually shown to the driver, the manager, etc. by the estimation map information, and the suspected part of the abnormality can be easily grasped by the driver, the manager, etc. You can try to do it.
(6)幾つかの実施形態では、上記(2)〜(5)の構成において、
前記参照異常度群または前記参照異常度群の算出に用いた過去の複数の異常時センサ値と、前記参照異常度群に対応する前記過去の異常個所の情報とを対応付けて記憶する過去異常時情報記憶部を、さらに備える。
上記(6)の構成によれば、参照異常度群および参照異常度群に対応する過去の異常個所の情報を、過去に生じた異常事象を示す情報として確実に保管することができる。
(6) In some embodiments, in the configurations (2) to (5) above,
A past abnormality that stores a plurality of past abnormality sensor values used for calculating the reference abnormality degree group or the reference abnormality degree group in association with information on the past abnormality location corresponding to the reference abnormality degree group. It is further equipped with a time information storage unit.
According to the configuration of (6) above, the information of the reference abnormality degree group and the past abnormality location corresponding to the reference abnormality degree group can be surely stored as the information indicating the abnormal event that occurred in the past.
(7)幾つかの実施形態では、上記(2)〜(6)の構成において、
前記参照異常度群は、前記複数の異常時センサ値が取得されたプラントとは異なる他のプラントが有する他の流路形成部材内に設置された他の複数のセンサの検出値に基づいて算出される。
上記(7)の構成によれば、他のプラントで生じた異常に対応する参照異常度群を用いて異常箇所の推定を実行する。つまり、異常事例をプラント間で共有しており、他プラントで発生済の異常事例であって自プラントで未発生である異常についても、異常箇所の推定を行うことができる。
(7) In some embodiments, in the configurations (2) to (6) above,
The reference abnormality degree group is calculated based on the detection values of a plurality of other sensors installed in other flow path forming members of another plant different from the plant from which the plurality of abnormality sensor values have been acquired. Will be done.
According to the configuration of (7) above, the estimation of the anomaly location is executed using the reference anomaly degree group corresponding to the anomaly occurring in another plant. That is, the abnormality cases are shared between the plants, and it is possible to estimate the abnormality location even for the abnormality cases that have already occurred in other plants but have not occurred in the own plant.
(8)幾つかの実施形態では、上記(1)〜(7)の構成において、
前記異常度は、マハラノビス距離である。
上記(8)の構成によれば、マハラノビス距離(MD)によって、異常箇所の推定を適切に行うことができる。
(8) In some embodiments, in the configurations (1) to (7) above,
The degree of abnormality is the Mahalanobis distance.
According to the configuration of (8) above, the abnormal portion can be appropriately estimated by the Mahalanobis distance (MD).
(9)本発明の少なくとも一実施形態に係るプラント異常箇所推定方法は、
プラントが有する流路形成部材内に設置された複数のセンサの検出値に基づいて、前記流路形成部材内に設置された複数の機器における異常箇所を推定するプラント異常箇所推定方法であって、
前記流路形成部材内において流路方向および幅方向の各々に沿って設置される前記複数のセンサの検出値であって、前記プラントの異常が検知された際の前記検出値である複数の異常時センサ値を取得する異常時センサ値取得ステップと、
前記複数の機器の各々に設置された前記複数のセンサの一部でそれぞれ構成される機器別センサ群の前記異常時センサ値に基づいて、前記複数の機器の各々の異常度である複数の機器別異常度をそれぞれ算出する機器別異常度算出ステップと、
前記流路形成部材内において前記流路方向に沿って広がると共に前記幅方向にそれぞれ配列される複数のライン領域を仮定し、前記複数のライン領域の各々に属する前記複数のセンサの一部でそれぞれ構成される複数のライン領域別センサ群であって、前記複数のライン領域の各々に属する前記複数の機器の各々の部分に設置された少なくとも1つの前記センサでそれぞれ構成されるライン領域別センサ群の前記異常時センサ値に基づいて、前記複数のライン領域の各々の前記異常度である複数のライン別異常度をそれぞれ算出するライン領域別異常度算出ステップと、
前記複数の機器別異常度および前記複数のライン別異常度に基づいて前記異常箇所を推定する異常箇所推定ステップと、を備える。
(9) The method for estimating a plant abnormality location according to at least one embodiment of the present invention is
It is a plant abnormality location estimation method for estimating an abnormality location in a plurality of devices installed in the flow path forming member based on the detection values of a plurality of sensors installed in the flow path forming member of the plant.
A plurality of abnormalities which are detection values of the plurality of sensors installed along the flow path direction and the width direction in the flow path forming member and which are the detection values when an abnormality of the plant is detected. The step of acquiring the sensor value at the time of abnormality and the step of acquiring the sensor value at the time,
A plurality of devices having an abnormality degree of each of the plurality of devices based on the abnormality sensor value of the device-specific sensor group each composed of a part of the plurality of sensors installed in each of the plurality of devices. The step of calculating the degree of abnormality for each device and the step for calculating the degree of abnormality for each device,
Assuming a plurality of line regions that spread along the flow path direction and are arranged in the width direction in the flow path forming member, a part of the plurality of sensors belonging to each of the plurality of line regions, respectively. A group of sensors for each of a plurality of line regions, each of which is composed of at least one of the sensors installed in each portion of the plurality of devices belonging to each of the plurality of line regions. A line area-specific abnormality calculation step for calculating each of the plurality of line-specific abnormality degrees, which is the abnormality degree of each of the plurality of line regions, based on the abnormality sensor value of the above.
The present invention includes an abnormality location estimation step for estimating the abnormality location based on the plurality of device-specific abnormality degrees and the plurality of line-specific abnormality degrees.
上記(9)の構成によれば、上記(1)と同様の効果を奏する。 According to the configuration of (9) above, the same effect as that of (1) above is obtained.
(10)幾つかの実施形態では、上記(9)の構成において、
前記異常箇所推定ステップは、
前記複数の機器別異常度および前記複数のライン別異常度を含む対象異常度群と、異常が発生した際の過去の前記異常時センサ値に基づいて算出される前記複数の機器別異常度、前記複数のライン別異常度を含む参照異常度群との合致率を算出する合致率算出ステップを有し、
前記合致率が合致判定閾値以上となる前記参照異常度群に対応づけられた前記過去の異常個所の情報に基づいて、前記複数の機器における前記異常箇所を推定する。
上記(10)の構成によれば、上記(2)と同様の効果を奏する。
(10) In some embodiments, in the configuration of (9) above,
The abnormality location estimation step is
The target abnormality degree group including the plurality of device-specific abnormality degrees and the plurality of line-specific abnormality degrees, and the plurality of device-specific abnormality degrees calculated based on the past sensor values at the time of abnormality when an abnormality occurs. It has a matching rate calculation step for calculating a matching rate with a reference abnormality group including the plurality of line-specific abnormalities.
The abnormal location in the plurality of devices is estimated based on the information of the past abnormal location associated with the reference abnormality degree group in which the matching rate is equal to or higher than the matching determination threshold value.
According to the configuration of the above (10), the same effect as the above (2) is obtained.
(11)幾つかの実施形態では、上記(10)の構成において、
前記合致率算出ステップは、前記対象異常度群および前記参照異常度群の双方における前記複数の機器別異常度の大きい上位N個の前記機器同士および前記上位M個の前記ライン領域同士を比較し、前記合致率を算出する。
上記(11)の構成によれば、上記(3)と同様の効果を奏する。
(11) In some embodiments, in the configuration of (10) above,
In the matching rate calculation step, the top N devices having a large degree of abnormality for each device and the top M line regions in both the target abnormality group and the reference abnormality group are compared with each other. , The matching rate is calculated.
According to the configuration of the above (11), the same effect as the above (3) is obtained.
(12)幾つかの実施形態では、上記(11)の構成において、
前記合致率は、前記対象異常度群および前記参照異常度群の双方において、前記上位N個の機器における各順位に属する前記機器が一致する数、および前記上位M個のライン領域における各順位に属する前記ライン領域が一致する数の合計の、前記Nおよび前記Mの合計に対する割合である。
上記(12)の構成によれば、上記(4)と同様の効果を奏する。
(12) In some embodiments, in the configuration of (11) above,
The matching rate is based on the number of matching devices belonging to each rank in the top N devices and each rank in the top M line regions in both the target abnormality degree group and the reference abnormality degree group. The ratio of the total number of matching line regions to which the line regions belong to the total of the N and the M.
According to the configuration of the above (12), the same effect as the above (4) is obtained.
(13)幾つかの実施形態では、上記(11)〜(12)の構成において、
前記複数のライン領域および前記複数の機器の前記流路形成部材内における配置に対応したマトリックスに対して、前記上位N個の機器および前記上位M個のライン領域、および、前記異常箇所推定ステップによって推定された前記異常箇所をマッピングしたマップ情報である推定マップ情報を生成する推定マップ情報生成ステップと、
前記推定マップ情報を出力する出力ステップと、をさらに備える。
上記(13)の構成によれば、上記(5)と同様の効果を奏する。
(13) In some embodiments, in the configurations (11) to (12) above,
With respect to the matrix corresponding to the arrangement of the plurality of line regions and the plurality of devices in the flow path forming member, the upper N devices, the upper M line areas, and the abnormality location estimation step An estimated map information generation step for generating estimated map information, which is map information that maps the estimated abnormal location, and an estimated map information generation step.
An output step for outputting the estimated map information is further provided.
According to the configuration of the above (13), the same effect as the above (5) is obtained.
(14)幾つかの実施形態では、上記(10)〜(13)の構成において、
前記参照異常度群または前記参照異常度群の算出に用いた過去の複数の異常時センサ値と、前記参照異常度群に対応する前記過去の異常個所の情報とを対応付けて記憶する過去異常時情報記憶ステップを、さらに備える。
上記(14)の構成によれば、上記(6)と同様の効果を奏する。
(14) In some embodiments, in the configurations (10) to (13) above,
A past abnormality that stores a plurality of past abnormality sensor values used for calculating the reference abnormality degree group or the reference abnormality degree group in association with information on the past abnormality location corresponding to the reference abnormality degree group. Further prepare for the time information storage step.
According to the configuration of (14) above, the same effect as that of (6) above is obtained.
(15)幾つかの実施形態では、上記(10)〜(14)の構成において、
前記参照異常度群は、前記複数の異常時センサ値が取得されたプラントとは異なる他のプラントが有する他の流路形成部材内に設置された他の複数のセンサの検出値に基づいて算出される。
上記(15)の構成によれば、上記(7)と同様の効果を奏する。
(15) In some embodiments, in the configurations (10) to (14) above,
The reference abnormality degree group is calculated based on the detection values of a plurality of other sensors installed in other flow path forming members of another plant different from the plant from which the plurality of abnormality sensor values have been acquired. Will be done.
According to the configuration of the above (15), the same effect as the above (7) is obtained.
(16)幾つかの実施形態では、上記(9)〜(14)の構成において、
前記異常度は、マハラノビス距離である。
上記(16)の構成によれば、上記(8)と同様の効果を奏する。
(16) In some embodiments, in the configurations (9) to (14) above,
The degree of abnormality is the Mahalanobis distance.
According to the configuration of the above (16), the same effect as the above (8) is obtained.
本発明の少なくとも一実施形態によれば、ボイラの煙道といった流路形成部材内に設置された複数の機器における異常箇所を迅速に推定することが可能なプラント異常箇所推定システムが提供される。 According to at least one embodiment of the present invention, there is provided a plant abnormality location estimation system capable of quickly estimating an abnormality location in a plurality of devices installed in a flow path forming member such as a boiler flue.
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention to this, but are merely explanatory examples. No.
For example, expressions that represent relative or absolute arrangements such as "in a certain direction", "along a certain direction", "parallel", "orthogonal", "center", "concentric" or "coaxial" are exact. Not only does it represent such an arrangement, but it also represents a state of relative displacement with tolerances or angles and distances to the extent that the same function can be obtained.
For example, expressions such as "same", "equal", and "homogeneous" that indicate that things are in the same state not only represent exactly the same state, but also have tolerances or differences to the extent that the same function can be obtained. It shall also represent the existing state.
For example, an expression representing a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also an uneven portion or chamfering within a range in which the same effect can be obtained. The shape including the part and the like shall also be represented.
On the other hand, the expressions "equipped", "equipped", "equipped", "included", or "have" one component are not exclusive expressions that exclude the existence of other components.
図1は、本発明の一実施形態に係るボイラ8に設置される複数の熱交換器9の異常箇所を推定するプラント異常箇所推定システム1を概略的に示す図である。また、図2は、図1のAA線で示す断面を上下方向に見た模式図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a plant abnormality
プラント異常箇所推定システム1は、例えば事業用ボイラを有する火力発電所や、ごみ焼却所、化学プラントなどのプラント7を構成する複数の機器(設備)における異常箇所(異常部位)を、プラント7に設置された複数のセンサの各々の検出値(以下、適宜、センサ値)に基づいて推定するシステム(装置)である。プラント7では、プラント7を構成する複数の機器の状態を複数のセンサを設置するなどして測定しており、これらの複数のセンサの各々のセンサ値やバルブを含む各種機器のオン/オフなどの状態を例えば周期的に取得(後述する運転データD)して、運転制御や異常監視が行われる。例えば、石炭炊きの火力発電プラントを構成する上記の複数の機器としては、ボイラ8や、蒸気タービン(高圧タービン、低圧タービンなど)、過熱器91、再熱器92などの熱交換器9、蒸気タービンに送る蒸気の流量および圧力を調整するバルブやダンパ、ボイラ8から排出される排ガスGを処理するため各種機器(脱硝装置や電気集塵機等)などがある。
The plant abnormality
上記のボイラ8および熱交換器9について説明すると、図1に示すように、ボイラ8は、火炉81と、火炉81の上部に連結される煙道82とを備える。また、図1〜図2に示すように、煙道82には、火炉81における石炭などの燃料の燃焼により生じた排ガスG(燃焼ガス)の熱エネルギーを回収するための1以上の熱交換器9(機器)が設置される。ボイラ8に設置される熱交換器9の種類としては、過熱器91(SH:SuperHeater)や再熱器92(RH:ReHeter)、節炭器(エコノマイザ)などがある。
The
また、熱交換器9は内部に給水が流される伝熱管9pを有しており(図2参照)、煙道82の内部において伝熱管9pと排ガスGとが接触し、相対的に低温の上記の給水と相対的に高温の排ガスGが伝熱管9pの壁面を介して熱交換することにより上記の給水が加熱されて、蒸気が生成される。また、伝熱管9pは、ボイラ8の上下方向(重力方向)などに沿って延在する直線状部分と、この直線状部分に接続されて、直線状部分の上端や下端で折り返す部分を構成する屈曲部分とをそれぞれ複数有することにより、波状に複数回折り返された状態で煙道82の内部に設置される。このため、伝熱管9pは、煙道82の内部に設置された状態おいて、ボイラ8の上下方向、煙道82が排ガスを導く方向(排ガスGが流れる方向)である流路方向、および流路方向に直交する方向である煙道82の幅方向(以下、単に幅方向。)にわたる一定の空間(以下、機器領域R)に広がりをもって設置された状態となる。そして、このような伝熱管9pを有する1以上の熱交換器9が、図1〜図2に示すように、煙道82内に流路方向に沿って順番に設置されるため、排ガスGは、煙道82の内部を流れる際には、煙道82内に設置された1以上の熱交換器9を順番に通過する。また、図1〜図2に示すように、煙道82内には、各熱交換器9の伝熱管9pの各部の状態を監視するために、熱交換器9毎に複数の温度センサ84が設置される。
Further, the heat exchanger 9 has a heat transfer tube 9p through which water is supplied (see FIG. 2), and the heat transfer tube 9p and the exhaust gas G come into contact with each other inside the
図1〜図2に示す実施形態では、伝熱管9pは、その複数の直線状部分がボイラ8の上下方向に沿って延在すると共に、これら複数の直線状部分が流路方向および幅方向に沿って配列するように煙道82内に設置される部分を有する。よって、図1のAA断面を上下方向に見ると、図2に示すように伝熱管9pの断面が無数に存在する。また、煙道82の内部おいて流路方向に沿って上流側から順番に、2次過熱器91b(2SH)、3次過熱器91c(3SH)、4次過熱器91d(4SH)、2次再熱器92b(2RH)、1次再熱器92a(1RH)1次過熱器91a(1SH)が相互に間隔を置いて設置されている。また、図2に示すように、各熱交換器9による上記の機器領域Rは、煙道82の幅方向に沿って、煙道82の右側(図1の紙面の手前側)の壁面82wおよび左側(図1の紙面の奥側)の壁面82wと間で端付近から端付近まで広がっている。よって、排ガスGは、煙道82の内部を、上記の2SH、3SH、4SH、2RH、1RH、1SHの順に流れる。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the heat transfer tube 9p has a plurality of linear portions extending along the vertical direction of the
また、図1〜図2に示すように、煙道82の内部には、これらの熱交換器9(91a〜91d、92a〜92b)のメタル温度をそれぞれ監視するための複数の温度センサ84が、熱交換器9毎に、幅方向で相互に離間した状態で伝熱管9pに設置されている。より詳細には、図2に示すように、複数の温度センサ84は、各熱交換器9の伝熱管9pにおいて、幅方向に沿って一列に並ぶように設置されており、2SHおよび3SH、4SH、2RH、1RH、1SHには、それぞれ8個の温度センサ84が設置されている。なお、幅方向に沿って一列に並ぶ複数の温度センサ84は、流路方向の位置が厳密に一致していなくても良い。ただし、本実施形態に本発明は限定されない。上述した実施形態では全ての熱交換器9にそれぞれ設置されている温度センサ84の数は同数であるが、他の幾つかの実施形態では、各熱交換器9に設置されている温度センサ84の数は同数でなくても良い。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of
そして、図1〜図2に示す実施形態のプラント異常箇所推定システム1は、上述した煙道82に設置された複数の熱交換器9の各々の伝熱管9pのメタル温度をそれぞれ検出する複数の温度センサ84に接続されることにより、複数の温度センサ84の検出値に基づいて、上記の異常箇所の推定を行う。
Then, the plant abnormality
次に、プラント異常箇所推定システム1について、図1〜図7を用いて詳細に説明する。図3は、本発明の一実施形態に係るプラント異常箇所推定システム1の機能を示すブロック図である。図4は、本発明の一実施形態にボイラ8の煙道82に仮定されるライン領域Lおよび機器領域Rを示す図であり、図2の煙道に対して仮定された場合を示す。図5は、本発明の一実施形態に係る(a)機器別および(b)ライン領域別のMD値の異常検知時(時刻t2)の前後における時間推移を示す図である。図6は、本発明の一実施形態に係る機器別の温度センサ84の検出値の異常検知時(時刻t2)の前後における時間推移を示す図である。図7は、本発明の一実施形態に係る異常箇所の推定ロジックを説明するための図であり、(a)は参照マップ情報、(b)は推定マップ情報M、(c)は合致率Cの算出例を示す図である。
Next, the plant abnormality
図1に示すプラント異常箇所推定システム1は、プラント7が有する流路形成部材内に設置された複数のセンサの検出値に基づいて、流路形成部材内に設置された複数の機器における異常箇所を推定するシステムである。
なお、以下では、プラント異常箇所推定システム1が、プラント7が有するボイラ8の煙道82内に設置された複数の温度センサ84の検出値に基づいて、煙道82内に設置された複数の熱交換器9における異常箇所を推定する場合を例に説明する。
The plant abnormality
In the following, the plant abnormality
図3に示すように、プラント異常箇所推定システム1は、異常時センサ値取得部13と、機器別異常度算出部2と、ライン領域別異常度算出部3と、異常箇所推定部4と、を備える。プラント異常箇所推定システム1はコンピュータで構成されており、図示しないCPU(プロセッサ)や、ROMやRAMといったメモリや外部記憶装置を含む記憶装置15を備えている。そして、メモリ(主記憶装置)にロードされたプログラムの命令に従ってCPUが動作(データの演算など)することで、プラント異常箇所推定システム1が備える上記の各機能部を実現する。
上記の各機能部について、それぞれ説明する。
As shown in FIG. 3, the plant abnormality
Each of the above functional parts will be described.
異常時センサ値取得部13は、図4(図2)に示すように、煙道82(上記の流路形成部材内に対応。以下同様。)の内部において流路方向および幅方向の各々に沿って設置される複数の温度センサ84(上記のセンサに対応。以下同様。)の検出値であって、プラント7の異常が検知された際の検出値である複数の異常時センサ値Sを取得する。図3に示す実施形態では、プラント異常箇所推定システム1がプラント7に通信ネットワークなどを介して接続されており、プラント7の運転状態を示す運転データDをプラント7から受信するよう構成されることにより、異常時センサ値取得部13は、複数の温度センサ84からの複数の異常時センサ値Sをプラント7から直接取得するようになっている。ただし、本実施形態に本発明は限定されず、他の幾つかの実施形態では、異常時センサ値取得部13は、他のシステム(装置)で取得された複数の異常時センサ値Sを取得するなど、異常時センサ値Sを間接的に取得しても良い。
As shown in FIG. 4 (FIG. 2), the abnormal sensor
より詳細には、図3に示す実施形態のプラント異常箇所推定システム1は、プラント7側から送られてくる上記の運転データDを取得する運転データ収集部11と、運転データ収集部11が取得した運転データDに含まれる例えば上記の複数の温度センサ84の検出値に基づいて異常度Tを算出すると共に、算出した異常度Tと、異常を検知するため異常判定閾値との比較に基づいて異常を検知する異常監視部12と、を備えている。上記の異常度Tは、異常が発生すると正常値(正常範囲)から逸脱するように変化するが(図5参照)、異常監視部12は、異常判定閾値を用いて異常度Tが正常値から逸脱する事象を検知し、これを検知した場合に異常と判定する。また、異常監視部12は異常を検知すると、次に説明する機器別異常度算出部2に異常度Tの算出に用いたセンサ値を異常時センサ値Sとして、次に説明する機器別異常度算出部2およびライン領域別異常度算出部3にそれぞれ送信する。
More specifically, in the plant abnormality
上記の異常度Tは、幾つかの実施形態では、MT法(マハラノビス・タグチ法)と呼ばれるパターン認識技術で用いられるマハラノビス距離(MD)であっても良い。このMT法では、正常な多変量データ(ここでは、複数のセンサによりそれぞれ検出される複数のセンサ値)をもとに正常な集団を単位空間と定義し、対象データの単位空間からの距離(マハラノビス距離)を求めて異常を判定する。これにより、マハラノビス距離という一つの指標のみによってプラント7を総合的に診断することが可能である。また、MT法は、各種運転パラメータが管理値以内であるか否かによって診断する手法に比べて、機器の損傷が進行する前に早期に異常を検知することが可能となり、機器の損傷を未然に防ぐ、あるいは最小限に抑えることが可能な方法として知られている。ただし、本実施形態に本発明は限定されない。異常度Tは、異常を検知可能であれば、例えばK近傍法など、多変量データに基づいて他の手法で算出されても良い。
In some embodiments, the degree of abnormality T may be the Mahalanobis distance (MD) used in a pattern recognition technique called the MT method (Mahalanobis Taguchi method). In this MT method, a normal group is defined as a unit space based on normal multivariate data (here, multiple sensor values detected by a plurality of sensors), and the distance of the target data from the unit space (here). Mahalanobis distance) is calculated to determine the abnormality. This makes it possible to comprehensively diagnose the
機器別異常度算出部2は、上記の異常時センサ値取得部13によって取得された複数の異常時センサ値Sを取得すると、複数の温度センサ84の一部であって複数の熱交換器9(上記の機器に対応。以下同様。)の各々に設置された複数の温度センサ84でそれぞれ構成される機器別センサ群85の異常時センサ値Sに基づいて、図5(a)に示すような、複数の熱交換器9の各々の異常度(MD)である複数の機器別異常度Trをそれぞれ算出する。図5では、図5(a)が機器別異常度Trであるが、時刻t1において異常監視部12は異常度Tに基づいて異常を検知したとすると、機器別異常度算出部2は、この時刻t1における複数の異常時センサ値Sに基づいて複数の機器別異常度Trをそれぞれ算出する。
When the device-specific abnormality
図3に示す実施形態では、機器別異常度算出部2は、熱交換器9毎に、各熱交換器9の機器別センサ群85に含まれる複数の温度センサ84のセンサ値の全てを用いて機器別異常度Trを算出している。つまり、2SHおよび3SH、4SH、2RH、1RH、1SHの各々でそれぞれ8個の異常時センサ値Sに基づいて、それぞれの機器別異常度Trを算出している。ただし、本実施形態に本発明は限定されず、他の幾つかの実施形態では、各熱交換器9の機器別異常度Trは、例えば、1SHで8個、4SHで7個など、各機器別センサ群85に属する全ての温度センサ84の異常時センサ値Sを用いて算出されなくても良く、部分的な異常時センサ値Sに基づいて算出されても良い。また、図5の時刻t1よりも時間が経過した時刻であって異常が発生している際の異常時センサ値Sに基づいて複数の機器別異常度Trを算出しても良い。
In the embodiment shown in FIG. 3, the device-specific abnormality
ライン領域別異常度算出部3は、同様に、複数の異常時センサ値Sを取得すると、図4に示すように、煙道82において流路方向に沿って広がると共に幅方向にそれぞれ配列される複数のライン領域Lを仮定し、複数のライン領域Lの各々に属する、上記の複数の温度センサ84の一部でそれぞれ構成される複数のライン領域別センサ群86であって、複数のライン領域Lの各々に属する複数の熱交換器9の各々の部分に設置された少なくとも1つの温度センサ84でそれぞれ構成されるライン領域別センサ群86の異常時センサ値Sに基づいて、複数のライン領域Lの各々の異常度(MD)である複数のライン別異常度Tlをそれぞれ算出する。つまり、複数のライン領域Lは、それぞれ、煙道82に沿って広がる(伸びる)と共に煙道82の幅方向にそれぞれ配列されることによって、複数の機器(機器領域R)とそれぞれ交差するが、このように交差する各領域(以下、交差領域DLR。図4には代表してD81のみ例示)には少なくとも1つの温度センサ84が存在するように、煙道82の内部に複数のライン領域Lを仮定する。また、各交差領域DLRに複数の温度センサ84が存在する場合には、そのうちの少なくとも1つの温度センサ84の異常時センサ値Sをライン別異常度Tlの算出に用いる。なお、複数の熱交換器9の数をx、複数のライン領域Lの数をyとすると、交差領域DLRの数はx×yとなる。
Similarly, when a plurality of abnormal sensor values S are acquired, the line region-specific abnormality
図4に示す実施形態では、煙道82の内部には、流路方向に沿って煙道82内を広がる、互いに幅方向で並列な8個のライン領域L(L1〜L8)が、流路方向に沿って並ぶ6個の機器領域Rとそれぞれ交差するように仮定されている(x=6、y=8)。よって、交差領域DLRの数は48(D11〜Dyx)となる。そして、各交差領域DLRから1つの温度センサ84が選択されることで、全てのライン領域L(L1〜L8)は、それぞれ、6つの温度センサ84の異常時センサ値Sに基づいてライン別異常度Tlを算出するようになっている。
In the embodiment shown in FIG. 4, inside the
異常箇所推定部4は、複数(x個)の機器別異常度Trおよび複数(y個)のライン別異常度Tlに基づいて異常箇所を推定する。ここで、熱交換器9の伝熱管9pの損傷に伴う給水リークなどの異常は、上述したような異常監視部12によって、複数の熱交換器9の有するいずれかの伝熱管9pのどこかで発生したとして検知できるが、どの熱交換器9の伝熱管9pのどの辺りで生じているかまでの特定は、このままでは困難である。特に、各々の温度センサ84から離れたいずれかの箇所において伝熱管9pの損傷が生じると、図6の時刻t1に示されるように、ほとんど全ての温度センサ84の値に異常の影響が現れるため、各温度センサ84のセンサ値を見ても、異常個所の特定は困難である。
The abnormality
これに対して、本発明の発明者らは、鋭意検討により、マハラノビス距離(MD)などの異常度Tに対する伝熱管9pの損傷など異常の影響は、煙道82内における損傷が生じた位置よりも下流側に強く表れることを見出した。また、ライン別異常度Tlに基づくことで、幅方向における損傷位置を絞ることが可能であることを見出した。これらの知見によれば、異常が検知された際の複数の機器別異常度Trおよび複数のライン別異常度Tlを求めることにより、例えば、機器別異常度Trが最大であった機器よりも上流側で、かつ、ライン別異常度Tlが最大であったライン領域Lの周辺などというように、異常検知時において煙道82内における異常箇所が存在する領域をより狭い領域に絞り込むことが可能となる。
On the other hand, the inventors of the present invention have diligently examined the influence of the abnormality such as the damage of the heat transfer tube 9p on the abnormality degree T such as the Mahalanobis distance (MD) from the position where the damage occurred in the
これについて、図7を用いてより詳細に説明する。図7に示すように、煙道82の内部に流路方向に沿って配列されるx個の機器および幅方向に沿って配列されるM個のライン領域Lを、それぞれ、煙道82での並び順で2次元の表で示すと、各セルの並びが、そのまま、x×y個の交差領域DLRの煙道82での配置に対応した表(推定マップ情報M)が得られる(図7(a)、(b))。この表に、図5に示すような機器別異常度Trおよびライン別異常度Tlの時刻t1における算出結果を反映したものが図7(a)〜図7(b)の表であり、機器別異常度Trの上位2個、およびライン別異常度Tlの上位2個をそれぞれマークしている。
This will be described in more detail with reference to FIG. As shown in FIG. 7, x devices arranged along the flow path direction and M line regions L arranged along the width direction inside the
図5の内容を反映したものが図7(b)であり、図7(b)で説明を続ける。図5(a)に示すように、時刻t1において、機器別異常度Trは高い順に1Rh、4SH、1SH、3SH、2RH、2SHであった。図5(b)に示すように、時刻t1において、ライン別異常度Tlは高い順に第5ライン(L5)、第4ライン(L4)、第6ライン(L6)、第3ライン(L3)、第2ライン(L2)、第8ライン(L8)、第1ライン(L1)、第7ライン(L7)であった。 FIG. 7 (b) reflects the contents of FIG. 5, and the description will be continued with reference to FIG. 7 (b). As shown in FIG. 5A, at time t1, the degree of abnormality Tr for each device was 1Rh, 4SH, 1SH, 3SH, 2RH, and 2SH in descending order. As shown in FIG. 5B, at time t1, the degree of abnormality Tl for each line is the fifth line (L5), the fourth line (L4), the sixth line (L6), the third line (L3), in descending order. It was the second line (L2), the eighth line (L8), the first line (L1), and the seventh line (L7).
そして、上述した本発明の発明者らの知見に従い、推定マップ情報M(図7(b))に基づいて、例えば、機器別異常度Trが最も高い2RHよりも上流側であって、そのうちのライン別異常度Tlが最も高い第6ライン(L6)の例えば両隣までのライン領域Lに異常個所があると推定する。つまり、合計で48個存在する交差領域DLRのうちから、第5〜第7ラインと、2SH、3SH、4SHの各々が交差する交差領域DLRである9個の交差領域DLR(D51、D52、D53、D61、D62、D63、D71、D72、D73)に異常個所があると推定する。この際、実際に伝熱管9pの損傷(異常個所)が生じていたのは、第5ライン(L5)と4SHとが交差する交差領域D53であったので、48個の交差領域DLRから12個の交差領域DLRに異常個所が発生している領域を適切に絞りこむことができた例となる。
なお、他の幾つかの実施形態では、後述するように合致率Cに基づいて選択した参照異常度群P(後述。図7(a)参照)に基づいて、異常個所を推定しても良い。
Then, according to the above-mentioned findings of the inventors of the present invention, based on the estimated map information M (FIG. 7 (b)), for example, the abnormality degree Tr for each device is on the upstream side of the highest 2RH, and among them. It is presumed that there is an abnormal part in the line region L up to both sides of the sixth line (L6) having the highest degree of abnormality Tl for each line, for example. That is, out of the 48 crossing regions D LR existing in total, 9 crossing regions D LR (D 51 ) which are crossing regions D LR at which the 5th to 7th lines and 2SH, 3SH, and 4SH each intersect. , D 52 , D 53 , D 61 , D 62 , D 63 , D 71 , D 72 , D 73 ). At this time, the heat transfer tube 9p was actually damaged (abnormal part) in the intersection region D 53 where the fifth line (L5) and 4SH intersect, so from the 48 intersection regions D LR. abnormal location is an example that could be narrowed down to the appropriate areas occurring on the twelve intersection region D LR.
In some other embodiments, the abnormal portion may be estimated based on the reference abnormality degree group P (described later, see FIG. 7A) selected based on the matching rate C as described later. ..
上記の構成によれば、流路方向に沿って流路形成部材内(上記の実施形態では煙道82内)に順次配列される複数の機器別(上記の実施形態では熱交換器9別)にマハラノビス距離などの異常度(機器別異常度Tr)を算出すると共に、流路方向に沿って広がる(伸びる)ライン状の領域形状をそれぞれ有する複数のライン領域Lであって、幅方向に沿ってそれぞれ配列される仮想的な複数のライン領域L別の異常度T(ライン別異常度Tl)を算出する。そして、複数の機器別異常度Trおよび複数のライン別異常度Tlに基づいて、異常箇所を特定する。これによって、例えば、機器別異常度Trが最大の機器よりも上流側で、かつ、ライン別異常度Tlが最大となるライン領域Lの周辺に異常個所があるなどというように、異常検知時において流路形成部材内における異常箇所が存在する領域をより狭い領域に絞り込むことができる。つまり、異常箇所を迅速に推定することができるようになることで、修理、交換などの異常からの復旧作業を迅速に行うことができ、プラント7の稼働率を向上させることができる。
According to the above configuration, a plurality of devices are sequentially arranged in the flow path forming member (inside the
幾つかの実施形態では、異常箇所推定部4は、過去の異常事例(後述する参照異常度群P)を用いて、異常個所の推定を行っても良い。すなわち、異常箇所推定部4は、複数の機器別異常度Trおよび複数のライン別異常度Tlを含む対象異常度群E(推定対象)と、異常が発生した際の過去の異常時センサ値に基づいて算出される複数の機器別異常度Tr、複数のライン別異常度Tlを含む参照異常度群Pとの合致率Cを算出する合致率算出部41を有する。そして、異常箇所推定部4は、合致率Cが合致判定閾値Vc以上となる参照異常度群Pに対応付けられた過去の異常個所の情報に基づいて、複数の熱交換器9における異常箇所を推定する。図3に示すように、合致率算出部41は、機器別異常度算出部2およびライン領域別異常度算出部3に接続されており、機器別異常度算出部2が算出した複数の機器別異常度Tr、および、ライン領域別異常度算出部3が算出した複数のライン別異常度Tl(対象異常度群E)をそれぞれ取得するよう構成される。また、合致率算出部41は記憶装置15に接続されており、記憶装置15から参照異常度群Pを取得する。
In some embodiments, the abnormal
参照異常度群Pは、マハラノビス距離などの異常度Tに基づいて過去に異常が検知された際に、この過去の異常度Tの算出に用いた複数の異常時センサ値Sに基づいて算出される複数の機器別異常度Trおよび複数のライン別異常度Tlを含むと共に、この時の異常を引き起こした伝熱管9pの損傷が、煙道82に設置されたどの熱交換器9が有する伝熱管9pのどの箇所の損傷であったのかを示す過去の異常個所の情報が対応づけられている。幾つかの実施形態では、プラント異常箇所推定システム1は、参照異常度群Pと、参照異常度群Pに対応する過去の異常個所の情報とを対応付けて記憶する過去異常時情報記憶部16を、さらに備えていても良い。他の幾つかの実施形態では、プラント異常箇所推定システム1は、参照異常度群Pの算出に用いた過去の複数の異常時センサ値Sと、参照異常度群Pに対応する過去の異常個所の情報とを対応付けて記憶する過去異常時情報記憶部16を、さらに備えていても良く、この場合には、異常箇所推定部4が、過去異常時情報記憶部16から取得した過去の複数の異常時センサ値Sに基づいて参照異常度群Pを算出する。過去異常時情報記憶部16は外部記憶装置などの記憶装置15に形成されており、過去異常時情報記憶部16によって、参照異常度群Pおよび参照異常度群Pに対応する過去の異常個所の情報を、過去に生じた異常事象を示す情報として確実に保管することができる。
The reference abnormality degree group P is calculated based on a plurality of abnormality sensor values S used for calculating the past abnormality degree T when an abnormality is detected in the past based on the abnormality degree T such as the Maharanobis distance. The heat transfer tube 9p of which heat exchanger 9 installed in the
また、合致率Cは、対象異常度群Eと参照異常度群Pとがどの程度合致するかを定量的に示す指標であり、例えばその値が大きいほど、対象異常度群Eと参照異常度群Pとが合致すること(共通項目が多いこと)を示す指標である。そして、本実施形態では、機器別異常度Trおよびライン別異常度Tlの観点で対象異常度群Eと合致率Cが高い参照異常度群Pは、推定対象となる対象異常度群Eに対応する原因と一致または類似する可能性が高いと推定し、その参照異常度群Pに対応付けられた過去の異常個所付近に異常個所が存在すると推定する。図7に示す実施形態では、図7(a)が参照異常度群Pをマップ情報で示したものであり、この参照異常度群Pに対応づけられている過去の異常個所は、交差領域D53であった。そして、図7(b)に示す推定マップ情報Mに対応する対象異常度群Eとの合致率Cが高いものが、図7(a)で示すマップ情報に対応する参照異常度群Pであり、参照異常度群Pに基づいて、対象異常度群Eでは交差領域D53やその周辺に異常箇所が発生していると推定する。図7(b)の例では、実際に異常が見つかったのが交差領域D53であり、参照異常度群Pに対応する過去の異常個所の情報に基づいて、対象異常度群Eにおける異常個所が発生している領域を適切に絞りこむことができた例となる。 Further, the matching rate C is an index that quantitatively indicates how much the target abnormality degree group E and the reference abnormality degree group P match. For example, the larger the value, the more the target abnormality degree group E and the reference abnormality degree group E and the reference abnormality degree. It is an index showing that the group P matches (there are many common items). Then, in the present embodiment, the reference abnormality degree group P having a high match rate C with the target abnormality degree group E from the viewpoint of the abnormality degree Tr for each device and the abnormality degree Tl for each line corresponds to the target abnormality degree group E to be estimated. It is presumed that there is a high possibility that it matches or resembles the cause of the problem, and that there is an abnormal part in the vicinity of the past abnormal part associated with the reference abnormality group P. In the embodiment shown in FIG. 7, FIG. 7A shows the reference abnormality degree group P with map information, and the past abnormality portion associated with the reference abnormality degree group P is the intersection region D. It was 53. The reference abnormality group P corresponding to the map information shown in FIG. 7 (a) has a high matching rate C with the target abnormality group E corresponding to the estimated map information M shown in FIG. 7 (b). , based on the reference degree of abnormality group P, target the abnormal degree group E intersecting region D 53 or anomaly in the periphery is estimated to occur. In the example of FIG. 7B, the abnormality was actually found in the intersection region D 53 , and the abnormality location in the target abnormality degree group E was based on the information of the past abnormality location corresponding to the reference abnormality degree group P. This is an example in which the area where is occurring can be narrowed down appropriately.
例えば、幾つかの実施形態では、合致率算出部41は、対象異常度群Eおよび参照異常度群Pの双方における複数の機器別異常度Trの大きい上位N個(N≦x)の機器同士および上位M個(M≦y)のライン領域同士を比較し、合致率Cを算出しても良い(図7参照)。より具体的には、幾つかの実施形態では、図7(c)に示すように、合致率Cは、対象異常度群Eおよび参照異常度群Pの双方において、上位N個の機器における各順位に属する機器が一致する数、および上位M個のライン領域Lにおける各順位に属するライン領域Lが一致する数の合計の、NおよびMの合計に対する割合であっても良い。図7に示す実施形態では、N=M=2としている。また、図7(c)に示すように、異常度Tのランキングは、参照異常度群Pでは第5ライン(1位)および第4ライン(2位)、1RH(1位)、4SH(2位)の順であり、対象異常度群Eでは、第6ライン(1位)および第7ライン(2位)、1RH(1位)、2RH(2位)の順である。よって、4つの項目のうち、対象異常度群Eおよび参照異常度群Pの双方で1RH(機器1位)のみが一致しているため、合致率Cは、C=1÷4=0.25(25%)と算出する。
For example, in some embodiments, the matching
上記構成によれば、対象異常度群Eと、過去に異常が発生した際の機器別異常度Trおよびライン別異常度Tlを含む参照異常度群Pとの合致率Cを算出すると共に、合致率Cが合致判定閾値Vc以上となる参照異常度群Pに基づいて異常箇所の推定を行う。機器別異常度Trおよびライン別異常度Tlの観点で対象異常度群Eと一致または類似する参照異常度群Pは、推定対象となる対象異常度群Eで示される異常の原因と一致または類似する可能性が高い。よって、合致率Cが合致判定閾値以上となる参照異常度群Pを得て、この参照異常度群Pに対応づけられている過去の異常箇所の情報が示す位置の付近に、対象異常度群Eに対応する異常個所が存在すると推定するなど、参照異常度群Pに基づいて異常箇所をさらに絞り込むことができる。 According to the above configuration, the matching rate C between the target abnormality degree group E and the reference abnormality degree group P including the device-specific abnormality degree Tr and the line-specific abnormality degree Tl when an abnormality has occurred in the past is calculated and matched. The abnormality location is estimated based on the reference abnormality degree group P in which the rate C is equal to or higher than the match determination threshold value Vc. The reference abnormality group P that matches or is similar to the target abnormality group E in terms of the device-specific abnormality Tr and the line-specific abnormality Tl matches or is similar to the cause of the abnormality indicated by the target abnormality group E to be estimated. There is a high possibility that it will be done. Therefore, the reference abnormality degree group P in which the match rate C is equal to or higher than the match determination threshold is obtained, and the target abnormality degree group is located near the position indicated by the information of the past abnormality portion associated with the reference abnormality degree group P. It is possible to further narrow down the abnormal parts based on the reference abnormality degree group P, such as presuming that there is an abnormal part corresponding to E.
また、幾つかの実施形態では、図3に示すように、プラント異常箇所推定システム1は、複数のライン領域Lおよび複数の熱交換器9の煙道22内における配置に対応したマトリックスに対して、上位N個の機器および上位M個のライン領域L、および、異常箇所推定部4によって推定された異常箇所をマッピングしたマップ情報である推定マップ情報M(図7(b))を生成する推定マップ情報生成部5と、推定マップ情報Mを出力する出力部6と、をさらに備える。図3に示す実施形態では、出力部6は、推定マップ情報生成部5および表示装置18(図3ではディスプレイ装置)にそれぞれ接続されており、推定マップ情報生成部5が生成した推定マップ情報Mを表示装置18に出力する。この推定マップ情報Mは、表示装置18において、図7(b)に示すように、合致率Cの算出に用いた上位N個の機器および上位M個のライン領域Lを例えば色分けなどによって視覚的に識別可能に表示すると共に、異常箇所推定部4が推定した異常個所が含まれる交差領域(本実施形態ではD53)を視覚的に識別可能に表示するようになっている。推定マップ情報Mと共に、合致率Cや、参照異常度群Pおよびこの参照異常度群Pに対応する異常個所の情報でマップ情報を生成し、出力しても良い。
Further, in some embodiments, as shown in FIG. 3, the plant anomaly
上記の構成によれば、推定マップ情報Mにより、異常箇所の推定結果を運転者、管理者などに視覚的に示すことができ、運転者、管理者により異常の被疑箇所を容易に把握できるように図ることができる。 According to the above configuration, the estimation map information M can visually show the estimation result of the abnormal part to the driver, the manager, etc., so that the driver, the manager can easily grasp the suspected part of the abnormality. Can be planned.
また、幾つかの実施形態では、上述した参照異常度群Pは、上記の複数の異常時センサ値Sが取得されたプラント7(例えば、図3のプラントA)とは異なる他のプラント7(例えば、図3のプラントB)とが有する他の流路形成部材内に設置された他の複数のセンサの検出値に基づいて算出される。図3に示す実施形態では、プラント異常箇所推定システム1は、プラントAおよびプラントBで過去に生じた異常に対応する参照異常度群P、または、参照異常度群Pの算出に用いた過去の複数の異常時センサ値と、この過去の異常の異常個所の情報と過去異常時情報記憶部16に登録して、プラントAおよびプラントBの異常個所の推定に用いるようにしている。つまり、複数のプラント7でトラブル事例を共有している。
Further, in some embodiments, the above-mentioned reference abnormality degree group P is different from the plant 7 (for example, the plant A in FIG. 3) in which the plurality of abnormality sensor values S are acquired. For example, it is calculated based on the detection values of a plurality of other sensors installed in the other flow path forming members of the plant B) in FIG. In the embodiment shown in FIG. 3, the plant abnormality
上記の構成によれば、他のプラント7で生じた異常に対応する参照異常度群Pを用いて異常箇所の推定を実行する。つまり、異常事例をプラント7間で共有しており、他プラント7で発生済の異常事例であって自プラント7で未発生である異常についても、異常箇所の推定を行うことができる。
According to the above configuration, the estimation of the abnormality location is executed using the reference abnormality degree group P corresponding to the abnormality occurring in the
次に、上述したプラント異常箇所推定システム1の処理に対応するプラント異常箇所推定方法について、図8を用いて説明する。図8は、本発明の一実施形態に係るプラント異常箇所推定方法を示す図である。プラント異常箇所推定方法は、プラント7が有する流路形成部材(煙道82)内に設置された複数のセンサ(温度センサ84)の検出値に基づいて、流路形成部材内に設置された複数の機器(熱交換器9)における異常箇所を推定する方法であり、異常時センサ値取得ステップ(S1)と、機器別異常度算出ステップ(S2)と、ライン領域別異常度算出ステップ(S3)と、異常箇所推定ステップ(S4)と、を備える。図8のフローに従って説明する。
Next, a plant abnormality location estimation method corresponding to the processing of the plant abnormality
図8では、ステップS0において、過去異常時情報記憶ステップを実行する。過去異常時情報記憶ステップは、参照異常度群Pまたは参照異常度群Pの算出に用いた過去の複数の異常時センサ値Sと、参照異常度群Pに対応する過去の異常個所の情報とのセットを対応付けて記憶するステップである。過去異常時情報記憶ステップを実行することで、1以上の上記セットが上述した過去異常時情報記憶部16などに記憶される。
In FIG. 8, in step S0, the past abnormality information storage step is executed. The past abnormality information storage step includes information on a plurality of past abnormality sensor values S used for calculating the reference abnormality group P or the reference abnormality group P, and information on the past abnormality location corresponding to the reference abnormality group P. This is a step of associating and storing a set of. By executing the past abnormal time information storage step, one or more of the above sets are stored in the past abnormal time
ステップS1において、異常時センサ値取得ステップを実行する。異常時センサ値取得ステップは、煙道82の内部において流路方向および幅方向の各々に沿って設置される複数の温度センサ84の検出値であって、プラント7の異常が検知された際の検出値である複数の異常時センサ値Sを取得するステップである。異常時センサ値取得ステップは、上記の異常時センサ値取得部13が行う処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。
In step S1, the error sensor value acquisition step is executed. The abnormality sensor value acquisition step is a detection value of a plurality of
ステップS2において、機器別異常度算出ステップを実行する。機器別異常度算出ステップは、複数の温度センサ84の一部であって複数の熱交換器9の各々に設置された複数の温度センサ84でそれぞれ構成される機器別センサ群85の異常時センサ値Sに基づいて、複数の熱交換器9の各々の異常度(MD)である複数の機器別異常度Trをそれぞれ算出するステップである。機器別異常度算出ステップは、上記の機器別異常度算出部2が行う処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。
In step S2, the device-specific abnormality degree calculation step is executed. The device-specific abnormality degree calculation step is an abnormality sensor of the device-
ステップS3において、ライン領域別異常度算出ステップを実行する。ライン領域別異常度算出ステップは、煙道82において流路方向に沿って広がると共に幅方向にそれぞれ配列される複数のライン領域Lを仮定し、複数のライン領域Lの各々に属する複数の温度センサ84の一部でそれぞれ構成される複数のライン領域別センサ群86であって、複数のライン領域Lの各々に属する複数の熱交換器9の各々の部分に設置された少なくとも1つの温度センサ84でそれぞれ構成されるライン領域別センサ群86の異常時センサ値Sに基づいて、複数のライン領域Lの各々の異常度(MD)である複数のライン別異常度Tlをそれぞれ算出するステップである。ライン領域別異常度算出ステップは、上記のライン領域別異常度算出部3が行う処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。
In step S3, the step of calculating the degree of abnormality for each line area is executed. The line region-specific abnormality calculation step assumes a plurality of line regions L that spread along the flow path direction and are arranged in the width direction in the
ステップS4において、異常箇所推定ステップを実行する。異常箇所推定ステップは、複数の機器別異常度Trおよび複数のライン別異常度Tlに基づいて異常箇所を推定するステップである。異常箇所推定ステップは、上記の異常箇所推定部4が行う処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。
In step S4, the abnormality location estimation step is executed. The abnormality location estimation step is a step of estimating an abnormality location based on a plurality of device-specific abnormality degrees Tr and a plurality of line-specific abnormality degrees Tl. Since the abnormality location estimation step is the same as the process performed by the abnormality
ステップS5において、推定マップ情報生成ステップを実行する。推定マップ情報生成ステップは、複数のライン領域Lおよび複数の熱交換器9の煙道22内における配置に対応したマトリックスに対して、上位N個の機器および上位M個のライン領域L、および、異常箇所推定部4によって推定された異常箇所をマッピングしたマップ情報である推定マップ情報M(図7(b))を生成するステップである。推定マップ情報生成ステップは、上記の推定マップ情報生成部5が行う処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。
In step S5, the estimation map information generation step is executed. In the estimation map information generation step, the upper N devices, the upper M line areas L, and the upper M line areas L, and the upper M line areas L, and the matrix corresponding to the arrangement of the plurality of line areas L and the plurality of heat exchangers 9 in the flue 22 are performed. This is a step of generating estimated map information M (FIG. 7 (b)), which is map information that maps the abnormal locations estimated by the abnormal
ステップS6において、出力ステップを実行する。出力ステップは、推定結果を出力するステップであり、本実施形態では、推定マップ情報Mを出力するステップである。出力ステップは、上記の出力部6が行う処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。
In step S6, the output step is executed. The output step is a step of outputting the estimation result, and in the present embodiment, it is a step of outputting the estimation map information M. Since the output step is the same as the process performed by the
以上、上述した実施形態では、プラント異常箇所推定システム1について、ボイラ8が有する煙道82内に設置された複数の温度センサ84の検出値に基づいて、煙道82内に設置された複数の熱交換器9における異常箇所を推定する場合を例に説明した。ただし、本実施形態に本発明は限定されない。本発明は、排ガスGのような流体が流れる流路(流路形成部材によって形成される流路)に複数の機器が設置された場合に、温度やそれ以外の物理量を検出するための複数のセンサのセンサ値に基づいて異常個所を特定する場合にも適用可能である。
また、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
As described above, in the above-described embodiment, the plant abnormality
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes a modification of the above-described embodiment and a combination of these embodiments as appropriate.
1 プラント異常箇所推定システム
11 運転データ収集部
12 異常監視部
13 異常時センサ値取得部
15 記憶装置
16 過去異常時情報記憶部
18 表示装置
2 機器別異常度算出部
3 ライン領域別異常度算出部
4 異常箇所推定部
41 合致率算出部
5 推定マップ情報生成部
6 出力部
7 プラント
8 ボイラ
81 火炉
82 煙道
82w 煙道の壁面
84 温度センサ
85 機器別センサ群
86 ライン領域別センサ群
9 熱交換器
9p 伝熱管
91 過熱器
92 再熱器
G 排ガス
D 運転データ
S 異常時センサ値
R 機器領域
L ライン領域
T 異常度
Tl ライン別異常度
Tr 機器別異常度
DLR 交差領域
E 対象異常度群
P 参照異常度群
C 合致率
Vc 合致判定閾値
M 推定マップ情報
1 Plant abnormality
Claims (11)
前記流路形成部材内において流路方向および幅方向の各々に沿って設置される前記複数のセンサの検出値であって、前記プラントの異常が検知された際の前記検出値である複数の異常時センサ値を取得する異常時センサ値取得部と、
前記複数のセンサの一部であって前記複数の機器の各々に設置された複数のセンサでそれぞれ構成される機器別センサ群の前記異常時センサ値に基づいて、前記複数の機器の各々の異常度である複数の機器別異常度をそれぞれ算出する機器別異常度算出部と、
前記流路形成部材内において前記流路方向に沿って広がると共に前記幅方向にそれぞれ配列される複数のライン領域を仮定し、前記複数のライン領域の各々に属する、前記複数のセンサの一部でそれぞれ構成される複数のライン領域別センサ群であって、前記複数のライン領域の各々に属する前記複数の機器の各々の部分に設置された少なくとも1つの前記センサでそれぞれ構成されるライン領域別センサ群の前記異常時センサ値に基づいて、前記複数のライン領域の各々の前記異常度である複数のライン別異常度をそれぞれ算出するライン領域別異常度算出部と、
前記複数の機器別異常度および前記複数のライン別異常度に基づいて前記異常箇所を推定する異常箇所推定部と、を備え、
前記異常箇所推定部は、
前記複数の機器別異常度および前記複数のライン別異常度を含む対象異常度群と、異常が発生した際の過去の前記異常時センサ値に基づいて算出される前記複数の機器別異常度、前記複数のライン別異常度を含む参照異常度群との合致率を算出する合致率算出部を有し、
前記合致率が合致判定閾値以上となる前記参照異常度群に対応づけられた前記過去の異常箇所の情報に基づいて、前記複数の機器における前記異常箇所を推定し、
前記合致率算出部は、前記対象異常度群および前記参照異常度群の双方における前記複数の機器別異常度の大きい上位N個の前記機器同士および前記上位M個の前記ライン領域同士を比較し、前記合致率を算出することを特徴とするプラント異常箇所推定システム。 It is a plant abnormality location estimation system that estimates an abnormality location in a plurality of devices installed in the flow path forming member based on the detection values of a plurality of sensors installed in the flow path forming member of the plant.
A plurality of abnormalities which are detection values of the plurality of sensors installed along the flow path direction and the width direction in the flow path forming member and which are the detection values when an abnormality of the plant is detected. An abnormal sensor value acquisition unit that acquires the hour sensor value, and
Each abnormality of the plurality of devices is based on the abnormality sensor value of the device-specific sensor group, which is a part of the plurality of sensors and is composed of a plurality of sensors installed in each of the plurality of devices. An abnormality degree calculation unit for each device that calculates the abnormality degree for each of a plurality of devices, which is a degree, and an abnormality degree calculation unit for each device.
A part of the plurality of sensors belonging to each of the plurality of line regions, assuming a plurality of line regions that spread along the flow path direction and are arranged in the width direction in the flow path forming member. A group of sensors for each line area, each of which is composed of at least one sensor installed in each portion of the plurality of devices belonging to each of the plurality of line areas. A line region-specific anomaly calculation unit that calculates a plurality of line-specific anomalies, which are the anomalies of each of the plurality of line regions, based on the abnormal sensor values of the group.
It is provided with an abnormality location estimation unit that estimates the abnormality location based on the plurality of device-specific abnormality degrees and the plurality of line-specific abnormality degrees.
The abnormality location estimation unit
The target abnormality degree group including the plurality of device-specific abnormality degrees and the plurality of line-specific abnormality degrees, and the plurality of device-specific abnormality degrees calculated based on the past sensor values at the time of abnormality when an abnormality occurs. It has a matching rate calculation unit that calculates the matching rate with the reference abnormality group including the plurality of line-specific abnormalities.
Based on the information of the past abnormal locations associated with the reference abnormality degree group in which the matching rate is equal to or higher than the matching determination threshold value, the abnormal locations in the plurality of devices are estimated.
The matching rate calculation unit compares the top N devices having a large degree of abnormality for each device and the top M line regions in both the target abnormality group and the reference abnormality group. , A plant abnormality location estimation system characterized by calculating the matching rate.
前記推定マップ情報を出力する出力部と、をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載のプラント異常箇所推定システム。 With respect to the matrix corresponding to the arrangement of the plurality of line regions and the plurality of devices in the flow path forming member, the upper N devices, the upper M line areas, and the abnormality location estimation unit are used. An estimated map information generator that generates estimated map information, which is map information that maps the estimated abnormal locations, and an estimated map information generator.
The plant abnormality location estimation system according to claim 1 or 2, further comprising an output unit that outputs the estimation map information.
前記流路形成部材内において流路方向および幅方向の各々に沿って設置される前記複数のセンサの検出値であって、前記プラントの異常が検知された際の前記検出値である複数の異常時センサ値を取得する異常時センサ値取得部と、
前記複数のセンサの一部であって前記複数の機器の各々に設置された複数のセンサでそれぞれ構成される機器別センサ群の前記異常時センサ値に基づいて、前記複数の機器の各々の異常度である複数の機器別異常度をそれぞれ算出する機器別異常度算出部と、
前記流路形成部材内において前記流路方向に沿って広がると共に前記幅方向にそれぞれ配列される複数のライン領域を仮定し、前記複数のライン領域の各々に属する、前記複数のセンサの一部でそれぞれ構成される複数のライン領域別センサ群であって、前記複数のライン領域の各々に属する前記複数の機器の各々の部分に設置された少なくとも1つの前記センサでそれぞれ構成されるライン領域別センサ群の前記異常時センサ値に基づいて、前記複数のライン領域の各々の前記異常度である複数のライン別異常度をそれぞれ算出するライン領域別異常度算出部と、
前記複数の機器別異常度および前記複数のライン別異常度に基づいて前記異常箇所を推定する異常箇所推定部と、を備え、
前記異常度は、マハラノビス距離であることを特徴とするプラント異常箇所推定システム。 It is a plant abnormality location estimation system that estimates an abnormality location in a plurality of devices installed in the flow path forming member based on the detection values of a plurality of sensors installed in the flow path forming member of the plant.
A plurality of abnormalities which are detection values of the plurality of sensors installed along the flow path direction and the width direction in the flow path forming member and which are the detection values when an abnormality of the plant is detected. An abnormal sensor value acquisition unit that acquires the hour sensor value, and
Each abnormality of the plurality of devices is based on the abnormality sensor value of the device-specific sensor group, which is a part of the plurality of sensors and is composed of a plurality of sensors installed in each of the plurality of devices. An abnormality degree calculation unit for each device that calculates the abnormality degree for each of a plurality of devices, which is a degree, and an abnormality degree calculation unit for each device.
A part of the plurality of sensors belonging to each of the plurality of line regions, assuming a plurality of line regions that spread along the flow path direction and are arranged in the width direction in the flow path forming member. A group of sensors for each line area, each of which is composed of at least one sensor installed in each portion of the plurality of devices belonging to each of the plurality of line areas. A line region-specific anomaly calculation unit that calculates a plurality of line-specific anomalies, which are the anomalies of each of the plurality of line regions, based on the abnormal sensor values of the group.
It is provided with an abnormality location estimation unit that estimates the abnormality location based on the plurality of device-specific abnormality degrees and the plurality of line-specific abnormality degrees.
A plant abnormality location estimation system characterized in that the degree of abnormality is the Mahalanobis distance.
前記流路形成部材内において流路方向および幅方向の各々に沿って設置される前記複数のセンサの検出値であって、前記プラントの異常が検知された際の前記検出値である複数の異常時センサ値を取得する異常時センサ値取得ステップと、
前記複数の機器の各々に設置された前記複数のセンサの一部でそれぞれ構成される機器別センサ群の前記異常時センサ値に基づいて、前記複数の機器の各々の異常度である複数の機器別異常度をそれぞれ算出する機器別異常度算出ステップと、
前記流路形成部材内において前記流路方向に沿って広がると共に前記幅方向にそれぞれ配列される複数のライン領域を仮定し、前記複数のライン領域の各々に属する前記複数のセンサの一部でそれぞれ構成される複数のライン領域別センサ群であって、前記複数のライン領域の各々に属する前記複数の機器の各々の部分に設置された少なくとも1つの前記センサでそれぞれ構成されるライン領域別センサ群の前記異常時センサ値に基づいて、前記複数のライン領域の各々の前記異常度である複数のライン別異常度をそれぞれ算出するライン領域別異常度算出ステップと、
前記複数の機器別異常度および前記複数のライン別異常度に基づいて前記異常箇所を推定する異常箇所推定ステップと、を備え、
前記異常箇所推定ステップは、
前記複数の機器別異常度および前記複数のライン別異常度を含む対象異常度群と、異常が発生した際の過去の前記異常時センサ値に基づいて算出される前記複数の機器別異常度、前記複数のライン別異常度を含む参照異常度群との合致率を算出する合致率算出ステップを有し、
前記合致率が合致判定閾値以上となる前記参照異常度群に対応づけられた前記過去の異常箇所の情報に基づいて、前記複数の機器における前記異常箇所を推定し、
前記合致率算出ステップは、前記対象異常度群および前記参照異常度群の双方における前記複数の機器別異常度の大きい上位N個の機器同士および前記上位M個のライン領域同士を比較し、前記合致率を算出することを特徴とするプラント異常箇所推定方法。 It is a plant abnormality location estimation method for estimating an abnormality location in a plurality of devices installed in the flow path forming member based on the detection values of a plurality of sensors installed in the flow path forming member of the plant.
A plurality of abnormalities which are detection values of the plurality of sensors installed along the flow path direction and the width direction in the flow path forming member and which are the detection values when an abnormality of the plant is detected. The step of acquiring the sensor value at the time of abnormality and the step of acquiring the sensor value at the time,
A plurality of devices having an abnormality degree of each of the plurality of devices based on the abnormality sensor value of the device-specific sensor group each composed of a part of the plurality of sensors installed in each of the plurality of devices. The step of calculating the degree of abnormality for each device and the step for calculating the degree of abnormality for each device,
Assuming a plurality of line regions that spread along the flow path direction and are arranged in the width direction in the flow path forming member, a part of the plurality of sensors belonging to each of the plurality of line regions, respectively. A group of sensors for each of a plurality of line regions, each of which is composed of at least one of the sensors installed in each portion of the plurality of devices belonging to each of the plurality of line regions. A line area-specific abnormality calculation step for calculating each of the plurality of line-specific abnormality degrees, which is the abnormality degree of each of the plurality of line regions, based on the abnormality sensor value of the above.
An abnormality location estimation step for estimating the abnormality location based on the plurality of device-specific abnormality degrees and the plurality of line-specific abnormality degrees is provided.
The abnormality location estimation step is
The target abnormality degree group including the plurality of device-specific abnormality degrees and the plurality of line-specific abnormality degrees, and the plurality of device-specific abnormality degrees calculated based on the past sensor values at the time of abnormality when an abnormality occurs. It has a matching rate calculation step for calculating a matching rate with a reference abnormality group including the plurality of line-specific abnormalities.
Based on the information of the past abnormal locations associated with the reference abnormality degree group in which the matching rate is equal to or higher than the matching determination threshold value, the abnormal locations in the plurality of devices are estimated.
In the matching rate calculation step, the top N devices having a large degree of abnormality for each device and the top M line regions in both the target abnormality degree group and the reference abnormality degree group are compared with each other. A plant abnormality location estimation method characterized by calculating the matching rate.
前記推定マップ情報を出力する出力ステップと、をさらに備えることを特徴とする請求項7または8に記載のプラント異常箇所推定方法。 With respect to the matrix corresponding to the arrangement of the plurality of line regions and the plurality of devices in the flow path forming member, the upper N devices, the upper M line areas, and the abnormality location estimation step An estimated map information generation step for generating estimated map information, which is map information that maps the estimated abnormal location, and an estimated map information generation step.
The plant abnormality location estimation method according to claim 7 or 8, further comprising an output step for outputting the estimated map information.
前記流路形成部材内において流路方向および幅方向の各々に沿って設置される前記複数のセンサの検出値であって、前記プラントの異常が検知された際の前記検出値である複数の異常時センサ値を取得する異常時センサ値取得ステップと、
前記複数の機器の各々に設置された前記複数のセンサの一部でそれぞれ構成される機器別センサ群の前記異常時センサ値に基づいて、前記複数の機器の各々の異常度である複数の機器別異常度をそれぞれ算出する機器別異常度算出ステップと、
前記流路形成部材内において前記流路方向に沿って広がると共に前記幅方向にそれぞれ配列される複数のライン領域を仮定し、前記複数のライン領域の各々に属する前記複数のセンサの一部でそれぞれ構成される複数のライン領域別センサ群であって、前記複数のライン領域の各々に属する前記複数の機器の各々の部分に設置された少なくとも1つの前記センサでそれぞれ構成されるライン領域別センサ群の前記異常時センサ値に基づいて、前記複数のライン領域の各々の前記異常度である複数のライン別異常度をそれぞれ算出するライン領域別異常度算出ステップと、
前記複数の機器別異常度および前記複数のライン別異常度に基づいて前記異常箇所を推定する異常箇所推定ステップと、を備え、
前記異常度は、マハラノビス距離であることを特徴とするプラント異常箇所推定方法。 It is a plant abnormality location estimation method for estimating an abnormality location in a plurality of devices installed in the flow path forming member based on the detection values of a plurality of sensors installed in the flow path forming member of the plant.
A plurality of abnormalities which are detection values of the plurality of sensors installed along the flow path direction and the width direction in the flow path forming member and which are the detection values when an abnormality of the plant is detected. The step of acquiring the sensor value at the time of abnormality and the step of acquiring the sensor value at the time,
A plurality of devices having an abnormality degree of each of the plurality of devices based on the abnormality sensor value of the device-specific sensor group each composed of a part of the plurality of sensors installed in each of the plurality of devices. The step of calculating the degree of abnormality for each device and the step for calculating the degree of abnormality for each device,
Assuming a plurality of line regions that spread along the flow path direction and are arranged in the width direction in the flow path forming member, a part of the plurality of sensors belonging to each of the plurality of line regions, respectively. A group of sensors for each of a plurality of line regions, each of which is composed of at least one of the sensors installed in each portion of the plurality of devices belonging to each of the plurality of line regions. A line area-specific abnormality calculation step for calculating each of the plurality of line-specific abnormality degrees, which is the abnormality degree of each of the plurality of line regions, based on the abnormality sensor value of the above.
An abnormality location estimation step for estimating the abnormality location based on the plurality of device-specific abnormality degrees and the plurality of line-specific abnormality degrees is provided.
A method for estimating a plant abnormality location, wherein the degree of abnormality is a Mahalanobis distance.
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