JP2003295937A - プラント監視装置とプラント監視方法 - Google Patents

プラント監視装置とプラント監視方法

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JP2003295937A
JP2003295937A JP2002093551A JP2002093551A JP2003295937A JP 2003295937 A JP2003295937 A JP 2003295937A JP 2002093551 A JP2002093551 A JP 2002093551A JP 2002093551 A JP2002093551 A JP 2002093551A JP 2003295937 A JP2003295937 A JP 2003295937A
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plant
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Naoyuki Nagabuchi
尚之 永渕
Masao Furukawa
雅夫 古川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】プラントの診断精度をすると共に、プラントの
監視能力を向上すること。 【解決手段】プラント設備に設置された複数個のセンサ
ー情報から対象設備の性能及び構成部品の健全性を診断
する診断ロジック部と、不具合事象と該不具合事象に関
連するセンサー項目とが記憶された事例データベース
と、該事例データベースにより該診断ロジック部による
診断結果から類似事象および該事象に関連するセンサー
項目を選択する選択機能部と、該選択機能部により選択
された情報に基づき診断ロジックを調整する診断ロジッ
ク調整機能部と、を備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラント監視装置
とプラント監視方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、発電設備、特にガスタービンの高
温部材の余寿命診断に適した材料診断に関する技術があ
るが、遠隔でプラント設備を監視・診断するためには、
異常が発生する予兆現象を精度良く捉える必要がある。
【0003】プラントの監視や診断に関するものとし
て、例えば、特開平6−288796号公報や特開平8
−147030号公報等があげられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】性能診断結果と材料劣
化または損傷診断結果とを組み合わせて総合的に診断し
て診断精度を向上することと、同型もしくは対象設備の
過去不具合事例から類似事例を参照することによって更
に診断精度を向上することと、不具合発生部位の適切な
選定及び監視能力の向上などが望まれる。
【0005】本発明の目的は、プラントの診断精度をす
ると共に、プラントの監視能力の向上が可能なプラント
監視装置とプラント監視方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、プラント設備
に設置された複数個のセンサー情報から対象設備の性能
及び構成部品の健全性を診断する診断ロジック部と、不
具合事象と該不具合事象に関連するセンサー項目とが記
憶された事例データベースと、該事例データベースによ
り該診断ロジック部による診断結果から類似事象および
該事象に関連するセンサー項目を選択する選択機能部
と、該選択機能部により選択された情報に基づき診断ロ
ジックを調整する診断ロジック調整機能部とを備えたこ
とを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態では、プラン
ト設備に設置された複数個のセンサー情報と該設備の運
転制御装置からの制御信号を遠隔地にて監視するリモー
ト監視装置情報と、プラント設備において通常実施され
る定期点検情報とを総合的に評価することによって、対
象プラントの健全性を診断する技術に係る。従って、化
学プラントや発電設備のように複数の要素部材によって
構成され、かつ高温・高圧状態となるような化学反応プ
ロセスを内包するシステムの監視・診断に有効である。
【0008】以下、本発明の実施の形態を説明する。図
1に、本発明の情報処理方法を示す。
【0009】プラントの各所に配置された複数のセンサ
ー1〜センサー3で計測された計測情報の出力信号は、
診断ロジック部4で診断処理され、異常または異常予兆
を検知した場合には、その診断結果5や診断結果6を診
断結果情報として出力する。事例データベース8には、
予め対象プラントおよび同型設備での過去発生した不具
合事象と、それに関連するセンサー項目および不具合発
生前後のプロセス値特徴量等の情報が蓄積されている。
診断結果5や診断結果6は、類似事例選択機能7へ伝達
され、事例データベース8から、現在発生している事象
と類似する抽出データ9を抽出する。抽出データ9は、
関連センサーおよび診断ロジック自動抽出機能部10に
伝達される。
【0010】一方、材料診断データベース11には、対
象となるプラントの定期点検時取得情報、および使用さ
れている各部材特性情報が蓄積されており、部材選択機
能部12により、対象プラントの前回定期点検時診断お
よび余寿命消費率が、予め設定されたしきい値に漸近し
ている部材情報を選択し、部材劣化による類似事例選択
機能部13へ伝達される。類似事例選択機能部13で
は、事例データベース8からの情報もほぼ同時に伝達さ
れ、2つの情報をもとに不具合発生と診断された対象部
材の過去不具合履歴情報14を、診断ロジック自動抽出
機能10に伝達する。
【0011】診断ロジック自動抽出機能10は、前述し
た2つの情報抽出データ9および過去不具合履歴情報1
4をもとに、対象プラントの不具合を詳細に監視するに
適した診断アルゴリズムを再構築し、診断ロジック部4
から選択された新規診断ロジック部19の出力信号に重
要度情報を加味した診断結果値20,診断結果値21を
出力する。さらに、診断ロジック自動抽出機能10は、
新規診断ロジック部19で必要となるセンサー15〜セ
ンサー18を選択し、センサー15〜センサー18のデ
ータ収録周期を、自動的に前回値よりも短く調整する。
【0012】つぎに、上述した各機能およびデータベー
スの内容について、ガスタービン発電プラントを例にと
り、具体的に、以下説明する。
【0013】診断ロジック部4は、例えば、図2に示す
ように、圧縮機吐出温度センサー1の出力信号を、微分
器22により特性傾向量に変換する。変化量が数℃以下
となった場合、比較器25から出力信号「1」を、論理
積器28および論理否定器31に伝達する。対象プラン
トの発電指令値と実発電量との偏差センサー2の出力信
号は、微分器23により特性傾向量に変換される。変化
量が数MW以上となった場合、比較器26から出力信号
「1」を、論理積器28および論理和器30に伝達す
る。
【0014】診断ロジック部4で、燃料量指令値センサ
ー3の出力信号は、微分器24により特性傾向量に変換
される。変化量が数%以上となった場合、比較器27か
ら出力信号「1」を、論理積器29および論理和器30
に伝達する。論理積器28の出力信号は、論理積器29
へ伝達される。論理積器29では、圧縮機吐出温度が低
下し、かつ発電量偏差が大きく、燃料量指令値が増加し
た場合に、「圧縮機効率低下」という情報として診断結
果5を出力する。一方、論理和器30と論理否定器31
との出力信号は論理積器32へ伝達され、発電量偏差が
大きいか燃料量指令値が増加しており、かつ圧縮機吐出
温度に変化がない場合は、「タービン効率低下」という
診断結果6を出力する。
【0015】このようなプラント設備に設置された複数
個のセンサー情報から対象設備の性能及び構成部品の健
全性を診断する診断ロジック部4を備えているので、性
能と健全性との双方を配慮した診断が可能であり、診断
精度の向上が図れる。
【0016】事例データベース8には、図3に示すよう
に、機器型式,不具合発生日時,診断結果,対策,損傷
部位名,事象発生前後のプロセスデータ特徴、および関
連センサー項目等と、プロセス値特徴量トレンドグラフ
情報が内包される。事例データベース8に、プラントの
型式,異常発生年月日,故障事例,対策,部費損傷状
況,異常発生前後のプロセスデータ計測値の特徴、およ
び関連センサー項目に関する情報が記憶されているの
で、適切な事例を選択可能となる。類似事例選択機能部
7は、例えば、診断ロジック部4の診断結果5である
「圧縮機効率低下」と、診断結果6である「タービン効
率低下」をキーワード検索し、図3中の第1行目および
第2行目のデータを、抽出データ9として、関連センサ
ーおよび診断ロジック自動抽出機能10へ伝達する。
【0017】このように、不具合事象と該不具合事象に
関連するセンサー項目とが記憶された事例データベース
8と、事例データベース8により診断ロジック部4によ
る診断結果から類似事象および事象に関連するセンサー
項目を選択する類似事例選択機能部7とを備えているの
で、適切に診断結果から事象を推定することができる。
また、適切に診断結果からセンサー項目を選択すること
ができる。また、類似事例選択機能部7で、事例データ
ベース8に記憶された故障事例と関連センサー項目情報
とが一致する事例を選択可能となるよう構成すること
で、適切な選択が可能となる。
【0018】一方、材料診断データベース11には、図
4に示すように、不具合発生の部位名,点検実施日時,
前回定期点検結果,補修状況、および診断結果等の情報
が内包される。部材選択機能12では、材料診断データ
ベース11より、補修または交換が必要な部位、例え
ば、「次回点検時交換要」等をキーワード検索し、「タ
ービン翼」という部位情報を、材料劣化による類似事例
選択機能部13へ伝達する。
【0019】類似事例選択機能部13では、さらに事例
データベース8より、例えば、「タービン効率低下」お
よび「タービン翼」をキーワード検索し、図5中の第2
行目の項目を過去不具合履歴情報14として、関連セン
サーおよび診断ロジック自動抽出機能部10に伝達す
る。自動抽出機能部10は、類似事例選択機能7および
材料劣化による類似事例選択機能部13からの伝達情報
をもとに、例えば、「タービン翼」を診断結果出力と
し、かつ抽出データ9および過去不具合履歴情報14中
のセンサー項目情報で、複数回選択されたセンサー信号
が入力となるような診断ロジックを、予め診断項目毎に
準備されている標準診断ロジック群から選択し、新規診
断ロジック部19に設定する。
【0020】このように、対象設備の定期点検履歴およ
び材料劣化/診断情報を蓄積した材料診断データベース
11と、材料診断データベース11内の情報と健全性診
断結果との類似度とを比較して選択する機能と、センサ
ー項目に係る構成部材の過去トラブル来歴を抽出する機
能を設けることにより、更に、診断精度が向上する。
【0021】さらに、前記の選択センサー項目について
は、データ収録周期を自動的に短縮、例えば、不具合発
生前は数分〜1時間毎の収録間隔を数秒〜5分毎となる
ように、対象プラント側データ収録装置に、専用回線ま
たは公衆回線等の通信手段を用いて指示する。
【0022】このように、類似事例選択機能部7により
選択された情報に基づき診断ロジック部4を調整する診
断ロジック調整機能部を備え、診断ロジックを適切に更
新するので、監視能力が向上する。また、類似事例選択
機能部7により選択された情報に基づき選択されたセン
サーの収録期間を短縮する手段を備えているので、監視
能力が向上する。
【0023】新規診断ロジック部19は、例えば図6に
示すように、ガスタービンの排気温度センサー15の出
力信号を、微分器33により特性傾向量に変換する。変
化量が数℃以上となった場合、比較器37から出力信号
「1」を、論理積器41に伝達する。対象プラントの発
電指令値と実発電量との偏差センサー16(センサー1
6は、センサー2と同一であっても良い。)の出力信号
は、微分器34により特性傾向量に変換される。変化量
が数MW以上となった場合、比較器38から出力信号
「1」を、論理和器42に伝達する。燃料量指令値セン
サー17(センサー17は、センサー3と同一であって
も良い。)の出力信号は、微分器35により特性傾向量
に変換される。変化量が数%以上となった場合、比較器
39から出力信号「1」を、論理和器42に伝達する。
軸振動センサー18の出力信号は、微分器36により特
性傾向量に変換される。変化量が数mm/s以上となった
場合、比較器40から出力信号「1」を、論理積器43
に伝達する。論理和器42の出力信号は、論理積器41
へ伝達される。論理積器41の出力信号は、さらに、論
理積器43へ伝達される。論理積器41では、負荷偏差
が大きいか燃料指令値が増加しており、かつ排気温度変
化が大きい場合に、「タービン効率低下」という診断結
果20を出力する。一方、論理積器43では、上記診断
結果値20に加え、かつ軸振動変化が大きい場合に、
「タービン翼損傷」という診断結果値21を出力する。
従って、新規診断ロジック部19により、精度の良い適
切な診断結果を得ることができる。
【0024】さらに、前記関連センサーおよび診断ロジ
ック自動抽出機能10により、選択されたセンサー15
〜センサー18は、例えば図7に示すように、不具合発
生前の状態を示す(●)のポイントから、本診断ロジッ
ク自動抽出機能10による収録周期調整により、図中
(○)で示すポイントの計測が可能となり、プロセス値
の急変または特徴点を監視することができる。従って、
選択されたセンサーの収録期間を短縮するので、監視能
力が向上する。
【0025】以上の実施の形態により、性能診断結果と
材料劣化または損傷診断結果とを組み合わせて総合的に
診断することと、同型もしくは対象設備の過去不具合事
例から類似事例を参照することによって診断精度を向上
することができる。さらに、不具合発生部位を監視する
に適した計測センサーのデータ取込周期を、自動的に短
縮することができる。
【0026】
【発明の効果】本発明によると、プラントの診断精度を
すると共に、プラントの監視能力の向上が可能なプラン
ト監視装置とプラント監視方法を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態であるプラント監視装置の
情報処理の概要図。
【図2】本発明の実施の形態である診断ロジック部の構
成図。
【図3】本発明の実施の形態である事例データベースの
構成図。
【図4】材料診断データベース11および部材選択機能
12の内容例。
【図5】類似事例選択機能部13および過去不具合履歴
情報14の内容例。
【図6】新規診断ロジック部19の内容例。
【図7】選択センサーの計測周期変更による効果。
【符号の説明】
1,2,3,15,16,17,18…センサー、4…
診断ロジック部、5,6…診断結果、7…類似事例選択
機能部、8…事例データベース、9…抽出データ、10
…関連センサーおよび診断ロジック自動抽出機能部、1
1…材料診断データベース、12…部材選択機能部、1
3…材料劣化による類似事例選択機能部、14…過去不
具合履歴情報、19…新規診断ロジック部、20,21
…診断結果値、22,23,24,33,34,35,
36…微分器、25,26,27,37,38,39,
40…比較器、28,29,32,41,43…論理積
器、30,42…論理和器、31…論理否定器。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プラント設備に設置された複数個のセンサ
    ー情報から対象設備の性能及び構成部品の健全性を診断
    する診断ロジック部と、 不具合事象と該不具合事象に関連するセンサー項目とが
    記憶された事例データベースと、 該事例データベースにより該診断ロジック部による診断
    結果から類似事象および該事象に関連するセンサー項目
    を選択する選択機能部と、 該選択機能部により選択された情報に基づき診断ロジッ
    クを調整する診断ロジック調整機能部と、を備えたこと
    を特徴とするプラント監視装置。
  2. 【請求項2】プラント設備に設置され、所望の期間毎に
    計測情報を収録する複数個のセンサーの情報から対象設
    備の性能及び構成部品の健全性を診断する診断ロジック
    部と、 不具合事象と該不具合事象に関連するセンサー項目とが
    記憶された事例データベースと、 該事例データベースにより該診断ロジック部による診断
    結果から類似事象および該事象に関連するセンサー項目
    を選択する選択機能部と、 該選択機能部により選択された情報に基づき選択された
    センサーの収録期間を短縮する手段と、を備えたことを
    特徴とするプラント監視装置。
  3. 【請求項3】プラント設備に設置された複数個のセンサ
    ー情報と該プラント設備の運転制御装置からの制御信号
    を遠隔地にて監視するプラント監視装置において、得ら
    れた情報から対象設備の性能および構成部品の健全性を
    診断するに適した診断アルゴリズムを内包した診断機能
    部と、前記対象設備と同型設備での過去類似事例を蓄積
    した事例データベースと、該事例データベースから類似
    事例および事例に関連するセンサー項目を選択する選択
    機能部と、該センサーに係る診断ロジック内部を調整す
    る診断ロジック調整機能部と、選択されたセンサーの収
    録周期を短縮する機能を設けることを特徴とするプラン
    ト監視装置。
  4. 【請求項4】請求項3に記載のプラント監視装置におい
    て、 前記対象設備の定期点検履歴および材料劣化/診断情報
    を蓄積した材料診断データベースと、該材料診断データ
    ベース内の情報と前記診断機能部による健全性診断結果
    との類似度とを比較して選択する機能と、前記センサー
    項目に係る構成部材の過去トラブル来歴を抽出する機能
    を設けることを特徴とするプラント監視装置。
  5. 【請求項5】請求項3に記載のプラント監視装置におい
    て、 前記事例データベースに、プラントの型式,異常発生年
    月日,故障事例,対策,部費損傷状況,異常発生前後の
    プロセスデータ計測値の特徴、および関連センサー項目
    に関する情報が記憶されていることを特徴とするプラン
    ト監視装置。
  6. 【請求項6】請求項3に記載のプラント監視装置におい
    て、 前記選択機能部は、前記事例データベースに記憶された
    故障事例と関連センサー項目情報とが一致する事例を選
    択可能となるよう構成したことを特徴とするプラント監
    視装置。
  7. 【請求項7】診断アルゴリズムを内包した診断機能部に
    よってプラント設備に設置された複数個のセンサー情報
    から対象設備の性能及び構成部品の健全性を診断し、 予め事例データベースに不具合事象と該不具合事象に関
    連するセンサー項目とが記憶され、 該事例データベースにより前記対象設備の性能及び構成
    部品の健全性が診断された診断結果から類似事象および
    該事象に関連するセンサー項目を選択機能部により選択
    し、 該選択機能部により選択された情報に基づき診断ロジッ
    クを調整することを特徴とするプラント監視方法。
  8. 【請求項8】診断アルゴリズムを内包した診断機能部に
    よって、プラント設備に設置され、所望の期間毎に計測
    情報を収録する複数個のセンサーの情報から対象設備の
    性能及び構成部品の健全性を診断し、 予め事例データベースに不具合事象と該不具合事象に関
    連するセンサー項目とが記憶され、 該事例データベースにより前記対象設備の性能及び構成
    部品の健全性が診断された診断結果から類似事象および
    該事象に関連するセンサー項目を選択機能部により選択
    し、 該選択機能部により選択された情報に基づき選択された
    センサーの収録期間を短縮することを特徴とするプラン
    ト監視方法。
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