JP2007004507A

JP2007004507A - 管理装置

Info

Publication number: JP2007004507A
Application number: JP2005184236A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Saito; 裕齋藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2007-01-11

Abstract

【課題】被管理部の正常運転範囲をしきい値としてリアルタイムに被管理部の運転状態を監視する管理装置を提供する。
【解決手段】発電プラント２の運転データが保存されている運転履歴データベース８と、あらかじめ設定されている正常運転範囲内の運転データを用いてしきい値を算出するしきい値算出部４と、しきい値に基づいて発電プラント２の運転データを監視し発電プラント２の運転異常を検出する運転データ監視部５と、運転データ監視部５の監視結果をクライアント端末７に送信およびクライアント端末７の信号を受信するデータ送受信部１１と、クライアント端末７から発信される運転データ監視部５の発電プラント２の運転異常の誤検出を知らせる誤検出信号に基づいて誤検出とされる運転データが発電プラント２の正常運転範囲内となるようしきい値の修正を行う監視条件修正部６とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば火力発電、水力発電などの運転データを管理する必要のあるプラントなどにてなる被管理部において、長期間にわたって保存された運転データから算出した被管理部の正常運転範囲をしきい値としてリアルタイムに被管理部の運転状態を監視する管理装置に関するものである。

従来の管理装置は、それぞれの運転履歴データの過去の一定期間の最大値／最小値をしきい値として設定したり、それぞれの運転履歴データの正常運転範囲を確率密度分布に基づいて算出し、それをしきい値として設定したりして、被管理部を管理している。また、作業員がしきい値を補正して入力を行うことも可能である（例えば、特許文献１を参照）。

特開平８−４４４２２号公報

従来の管理装置は、過去の運転履歴データの最大値／最小値をそのまましきい値として設定しており、発電プラントで発生した何らかの事故の際のデータが含まれてしまうため、同様の事故が発生した場合を異常として検出できない場合が生じるという問題点があった。また、発電プラントの管理装置による効果的な監視を行うためには、過去の運転履歴データから自動的に算出したしきい値を作業員が適宜修正を行うことが必要である。しかしながら、監視対象が数百から数千点になるため、すべての監視対象のしきい値設定を作業員の入力で行うのは困難であるという問題点があった。また、発電プラントは定期点検などによる設備のメンテナンスによって、運転履歴データの取りうる値の範囲の傾向が大きく変わる。このため、それらを考慮せずにしきい値を算出すると、定期点検後に正常運転であるのにもかかわらず異常が発生していると誤った判断をしてしまうという問題点があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、しきい値設定の精度を向上させ、かつ、作業員によるしきい値の入力作業を軽減させる管理装置を提供することを目的とする。

この発明は、被管理部の運転データが保存されている運転履歴データベースと、運転データの内被管理部の正常運転を取りうるとしてあらかじめ設定されている範囲の運転データを用いてしきい値を算出するしきい値算出部と、しきい値に基づいて被管理部の運転データを監視し被管理部の運転異常を検出する運転データ監視部と、運転データ監視部の監視結果をクライアント端末に送信およびクライアント端末の信号を受信するデータ送受信部と、クライアント端末から発信される運転データ監視部の被管理部の運転異常の誤検出を知らせる誤検出信号に基づいて誤検出とされる運転データが被管理部の正常運転範囲内となるようしきい値の修正を行う監視条件修正部とを備えたものである。

この発明の管理装置は、被管理部の運転データが保存されている運転履歴データベースと、運転データの内被管理部の正常運転を取りうるとしてあらかじめ設定されている範囲の運転データを用いてしきい値を算出するしきい値算出部と、しきい値に基づいて被管理部の運転データを監視し被管理部の運転異常を検出する運転データ監視部と、運転データ監視部の監視結果をクライアント端末に送信およびクライアント端末の信号を受信するデータ送受信部と、クライアント端末から発信される運転データ監視部の被管理部の運転異常の誤検出を知らせる誤検出信号に基づいて誤検出とされる運転データが被管理部の正常運転範囲内となるようしきい値の修正を行う監視条件修正部とを備えたので、しきい値を実際の被管理部の状況に応じて正確に修正することが可能となる。

実施の形態１．
以下、本願発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の実施の形態１による発電プラントの管理装置の構成を示すブロック図、図２は図１に示した管理装置によるしきい値の修正方法を示す図である。図１において、管理装置１は、複数の構成部にてなる被管理部としての発電プラント２の管理を行うものである。管理装置１には、発電プラント２の運転データを取得するための運転データ編集／保存部３と、この運転データが保存されている運転履歴データベース８と、運転データの内発電プラント２の正常運転を取りうるとしてあらかじめ設定されている範囲の運転データを用いてしきい値を算出するしきい値算出部４と、しきい値算出部４にて算出されたしきい値データが保存されている監視条件データベース９とを備える。

さらに、しきい値に基づいて発電プラント２の運転データを監視し発電プラント２の運転異常を検出する運転データ監視部５と、運転データ監視部５の監視結果を保存する監視結果データベース１０と、監視結果をクライアント端末７に送信し、また、クライアント端末７からの信号を受信するデータ送受信部１１とを備える。よって、データ送受信部１１では、クライアント端末７から発信される運転データ監視部５の発電プラント２の運転異常の誤検出を知らせる誤検出信号を受信することとなる。そしてこの誤検出信号に基づいて誤検出とされる運転データが発電プラント２の正常運転範囲内となるようしきい値の修正を行い、新たなしきい値として監視条件データベース９に保存する監視条件修正部６とを備えたものである。

次に上記のように構成された実施の形態１の管理装置の動作について図２を交えて説明する。まず、発電プラント２から周期的に送信される運転データを運転データ編集／保存部３にて受信し、運転履歴データベース８に長期間にわたって保存する。しきい値算出部４は運転履歴データベース８に保存されている運転データの内発電プラント２の正常運転を取りうるとしてあらかじめ設定されている範囲の運転データ（すなわち、蓄積されている運転データの内、異常時の運転データを採用しない。）に基づいて統計的手法を適用し、監視対象毎にしきい値をしきい値算出部９にて算出する。統計的手法の一例としては図２に示すようにここではｘ軸にダンパーの運転年数、ｙ軸にダンパー開閉所要時間を取る。通常機械的摩擦の影響で運転年数の増加により、ダンパーの開閉所要時間は増加の傾向が見られる。上記データの分布を最小２乗法により、どのデータからの２乗距離の和が最小となる曲線１８を求める。
すなわち仮に曲線１８の式を、ｙ＝ｆ（ｘ）なる式で近似した場合、
Ｑ＝Σ（ｐｉ−ｆ（ｘｉ））^２
が最小となるｆ（ｘ）を求める方法を用いる。尚、ｐｉは各データのｙ座標である。

そして、この曲線ｆ（ｘ）を上下にずらすことによりしきい値を求める。そのずらす位置は、各ｐｉ−ｆ（ｘｉ）が正規分布をなすと仮定すると正規分布の全体の８０％を含む領域の境界線に設定する例が考えられる。また、正規分布をなさないような場合でも、一番多い箇所を中心として全体の８０％のデータを含む領域を境界線として設定など様々な方法が可能となる。次に、運転データ監視部５は、監視条件データベース９に保存されているしきい値の範囲内に運転履歴データベース８に保存された運転データの現在値が入っているか監視を行う。その監視結果を監視結果データベース１０に保存する。監視結果データベース１０に保存された監視結果はデータ送受信部１１によりクライアント端末７に送信され、発電プラント２の運転状態として利用者に通知する。

次に、通知を受けた利用者は発電プラント２の状態を確認し、管理装置１で検出した異常が誤りか否かを判断する。そして誤りであると判断した場合には、クライアント端末７からデータ送受信部１１経由して誤検出であること示す誤検出信号が送信され、監視条件修正部６へ通知される。次に、監視条件修正部６は誤検出された監視項目に対して、監視条件データベース９に保存されているしきい値の設定幅を、今回誤検出した運転データの値がしきい値の範囲内に含まれるように広げる。例えば、図２に示すように、しきい値の上限１３およびしきい値の下限１４で挟まれる領域から逸脱していて誤検出した値１７に対して、運転データ監視部５で異常と判断した結果を、利用者が誤検出と判断した場合、誤検出した値１７を運転データ監視部５が正常と判断できるように、しきい値の上限１３を修正後のしきい値の上限１５に修正する。そして、上記の監視を行う。このようにしきい値の設定幅を広げることで、次に同様の現象が発生した場合に異常として誤検出されることは防止される。

上記のように構成された実施の形態１の管理装置によれば、あらかじめ設定されたしきい値にて誤検出とされる運転データが存在した場合、その運転データを正常と見なすことができるしきい値に修正することができるため、誤検出が防止され、より精度の高い監視を行うことができる。例えば、長期間にわたって蓄積された運転データをもとに作成されたしきい値を被管理部の運転状態をリアルタイムに監視して修正することができるため実用的なしきい値設置が可能となる。尚、上記実施の形態１においてはしきい値の上限を全体的に広げることにより対応する例を示しているが、これに限られることはなく、しきい値の上限の一部の範囲のみを広げることにより対応してもよいことは言うまでなく、誤検出された運転データが再度誤検出されないようなしきい値の修正であれば他のいずれの方法であってもよいことは言うまでもない。

実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２における発電プラントの管理装置の構成を示すブロック図、図４は図３に示した管理装置によるしきい値の修正方法を示す図である。図において、上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。監視条件修正部６０は監視結果データベース１０に格納されている監視結果を参照し、任意の期間、例えば１年間、異常が検出されてない監視項目に対してはその監視条件データベース９のしきい値の設定幅を任意の割合まで狭めてしきい値を修正する。

次に上記のように構成された実施の形態２の管理装置の動作について説明する。図４はこの発明の実施の形態２によるしきい値の修正方法を示す図である。まず、上記実施の形態１と同様に、発電プラント２から周期的に送信される運転データを運転データ編集／保存部３にて受信し、運転履歴データベース８に長期間にわたって保存する。しきい値算出部４は運転履歴データベース８に保存されている運転データの内発電プラント２の正常運転を取りうるとしてあらかじめ設定されている範囲の運転データ（すなわち、蓄積されている運転データの内、異常時の運転データを採用しない。）に基づいて統計的手法を適用し、監視対象毎にしきい値をしきい値算出部９にて算出する。この際図４に示すように、しきい値の上限１３としきい値の下限１４とが設定される。そして、各監視項目で一定期間、例えば１年間異常が検出されない場合には、監視条件修正部６０がしきい値の上限１３およびしきい値の下限１４を、例えば従来の設定されている設定幅の９０％となるように狭め、それぞれ修正後のしきい値の上限１５および修正後のしきい値の下限１６として修正する。そして、上記の監視を行う。

上記のように構成された実施の形態２の管理装置は、一定期間異常が検出されない項目の中には、異常が発生していたのにも拘わらず、しきい値の幅が広く設定されていたために検出できなかったケースが含まれている場合が考えられ、正常運転範囲を徐々に狭めていくことで監視の精度を向上させることができる。

実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３における発電プラントの管理装置の構成を示すブロック図、図６は図５に示した管理装置によるしきい値の修正方法を示す図である。上記各実施の形態の管理装置を用いれば、監視条件データベース９で設定されているしきい値を、利用者がクライアント端末７よりデータ送受信部１１を経て監視条件修正部６に指示してそのしきい値の設定幅を広げることが可能である。しかしながら、正常運転範囲を必要以上に広げてしまったことにより異常が検出できなくなることも想定される。本実施の形態３においてはこのようなことに対応する場合について説明する。

図において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。監視条件修正部６１は監視対象が監視結果データベース１０で異常が検出された際、その監視項目に対する監視条件設定を異常時しきい値として異常発生時監視条件データベース１２に保存する。そして、監視条件修正部６１は、クライアント端末７から監視条件の修正要求があった際に、異常発生時監視条件データベース１２に保存されている異常時しきい値と比較を行い、異常発生時監視条件データベース１２に保存されている異常時しきい値よりしきい値の設定幅が広げられることがないようにしてしきい値を修正する。

この際のしきい値の修正方法について、図６に基づいて説明する。図に示すように、上記各実施の形態と同様にしきい値として、しきい値の上限１３およびしきい値の下限１４がそれぞれ設定されている。そしてしきい値の上限１３を修正しようとする過程において、過去に検出した異常値１９を検出していた際には、修正後のしきい値の上限２０をこの過去に検出した異常値１９を含まない範囲まで広げて設定する。そして、上記の監視を行う。

上記のように構成された実施の形態３の管理装置によれば、過去に異常により異常発生時管理条件データベースに異常時しきい値を設定することにより、この異常時しきい値をしきい値修正において設定幅の上限とすることで、人間系の手入力による監視条件の誤設定を防ぐことができ、監視制度を一定以上のレベルに保つことができる。

さらに、この実施の形態３の内容を上記実施の形態１と組み合わせて、監視条件修正部において、クライアント端末から発信される運転データ監視部の被管理部の運転異常の誤検出を知らせる誤検出信号に基づいて誤検出とされる運転データが被管理部の正常運転範囲内となるようにかつ異常時しきい値が含まれないようにしきい値の修正を行うことにより監視条件の誤設定を防ぐことができる。

また、この実施の形態３の内容を上記実施の形態２と組み合わせて、監視条件修正部において、任意の期間被管理部の運転異常が検出されないとしきい値の範囲を狭めてかつ異常時しきい値が含まれないようにしきい値の修正を行うことにより監視条件の誤設定を防ぐことができる。

この発明の実施の形態１による発電プラントに適用した管理装置の構成を示すブロック図である。図１に示した管理装置によるしきい値の修正方法を示す図である。この発明の実施の形態２による発電プラントに適用した管理装置の構成を示すブロック図である。図３に示した管理装置によるしきい値の修正方法を示す図である。この発明の実施の形態３による発電プラントに適用した管理装置の構成を示すブロック図である。図５に示した管理装置によるしきい値の修正方法を示す図である。

符号の説明

１管理装置、２発電プラント、４しきい値算出部、５運転データ監視部、
６，６０，６１監視条件修正部、７クライアント端末、８運転履歴データ、
９監視条件データベース、１０監視結果データベース、１１データ送受信部、
１２異常発生時監視条件データベース、１３しきい値の上限、
１４しきい値の下限、１５，２０修正後のしきい値の上限、
１６修正後のしきい値の下限、１７誤検出した値、１９過去に検出した異常値。

Claims

被管理部の運転データが保存されている運転履歴データベースと、上記運転データの内上記被管理部の正常運転を取りうるとしてあらかじめ設定されている範囲の上記運転データを用いてしきい値を算出するしきい値算出部と、上記しきい値に基づいて上記被管理部の運転データを監視し上記被管理部の運転異常を検出する運転データ監視部と、上記運転データ監視部の監視結果をクライアント端末に送信および上記クライアント端末の信号を受信するデータ送受信部と、上記クライアント端末から発信される上記運転データ監視部の上記被管理部の運転異常の誤検出を知らせる誤検出信号に基づいて上記誤検出とされる運転データが上記被管理部の正常運転範囲内となるよう上記しきい値の修正を行う監視条件修正部とを備えたことを特徴とする管理装置。
被管理部の運転データが保存されている運転履歴データベースと、上記運転データの内上記被管理部の正常運転を取りうるとしてあらかじめ設定されている範囲の上記運転データを用いてしきい値を算出するしきい値算出部と、上記しきい値に基づいて上記被管理部の運転データを監視し上記被管理部の運転異常を検出する運転データ監視部と、上記運転データ監視部の監視結果において任意の期間上記被管理部の運転異常が検出されないと上記しきい値の範囲を狭めて上記しきい値の修正を行う監視条件修正部とを備えたことを特徴とする管理装置。
被管理部の運転データが保存されている運転履歴データベースと、上記運転データの内上記被管理部の正常運転を取りうるとしてあらかじめ設定されている範囲の上記運転データを用いてしきい値を算出するしきい値算出部と、上記しきい値に基づいて上記被管理部の運転データを監視し上記被管理部の運転異常を検出する運転データ監視部と、上記被管理部で発生した異常時に設定された異常時しきい値データを保存する異常発生時監視条件データベースと、上記異常時しきい値が含まれないように上記しきい値の修正を行う監視条件修正部とを備えたことを特徴とする管理装置。
被管理部の運転データが保存されている運転履歴データベースと、上記運転データの内上記被管理部の正常運転を取りうるとしてあらかじめ設定されている範囲の上記運転データを用いてしきい値を算出するしきい値算出部と、上記しきい値に基づいて上記被管理部の運転データを監視し上記被管理部の運転異常を検出する運転データ監視部と、上記運転データ監視部の監視結果をクライアント端末に送信および上記クライアント端末の信号を受信するデータ送受信部と、上記被管理部で発生した異常時に設定された異常時しきい値データを保存する異常発生時監視条件データベースと、上記クライアント端末から発信される上記運転データ監視部の上記被管理部の運転異常の誤検出を知らせる誤検出信号に基づいて上記誤検出とされる運転データが上記被管理部の正常運転範囲内となるようにかつ上記異常時しきい値が含まれないように上記しきい値の修正を行う監視条件修正部とを備えたことを特徴とする管理装置。
被管理部の運転データが保存されている運転履歴データベースと、上記運転データの内上記被管理部の正常運転を取りうるとしてあらかじめ設定されている範囲の上記運転データを用いてしきい値を算出するしきい値算出部と、上記しきい値に基づいて上記被管理部の運転データを監視し上記被管理部の運転異常を検出する運転データ監視部と、上記被管理部で発生した異常時に設定された異常時しきい値データを保存する異常発生時監視条件データベースと、上記運転データ監視部の監視結果において任意の期間上記被管理部の運転異常が検出されないと上記しきい値の範囲を狭めてかつ上記異常時しきい値が含まれないように上記しきい値の修正を行う監視条件修正部とを備えたことを特徴とする管理装置。