JP2011060168A - Monitoring device - Google Patents

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Akihiro Komori
晃裕 小森
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To monitor a state of a process for use in operation of a plant. <P>SOLUTION: A monitoring device includes: a data acquisition means 101 for acquiring a process value measured as a value that represents the state of the process used to operate the plant, associating the process value with a time when the process value is measured and storing them as measurement data in a storage device; a waveform specifying means 102 for reading the measurement data from the storage device, and specifying a waveform of the process value; and a determining means 103 for determining whether a problem repeatedly occurs in the process from the waveform of the process value specified by the waveform specifying means by using sine theory or cosine theory. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、プラント運転の各プロセスの状態を監視する監視装置に関する。   The present invention relates to a monitoring device that monitors the state of each process in plant operation.

上下水道プラント等のプラントは、複数のプロセスによって運転している。いずれかのプロセスで発生した問題は、プラント全体に影響することもあるため、プラントでは、各プロセスにおける問題発生の監視が重要である。そのため、プラントの状態の診断やプロセスの予測等については従来から様々な技術が開発されている(例えば、特許文献1及び2参照)。   Plants such as water and sewage plants are operated by a plurality of processes. Since problems that occur in any of the processes may affect the entire plant, it is important to monitor the occurrence of problems in each process in the plant. For this reason, various techniques have been developed for plant state diagnosis, process prediction, and the like (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

例えば、プラントのある場所における水量等の瞬時値(現在値)をプロセス値として測定し、プラントの現在の挙動を診断する方法や、水量等のプロセス値のトレンドから、プラントの将来の挙動を推定するとともにプラントの現在の運用を診断し、問題が発生するようであれば早期に解決しようとする方法がある。   For example, an instantaneous value (current value) such as the amount of water at a plant location is measured as a process value, and the future behavior of the plant is estimated from a method of diagnosing the current behavior of the plant and the trend of the process value such as the amount of water. In addition, there is a method of diagnosing the current operation of the plant and trying to solve it as soon as possible if a problem occurs.

(現在挙動の診断)
プラントにおける現在の挙動の診断には、プロセスから得られる現在の水量等のプロセス値と、数式モデルや運転データから得られたプロセスのトレンド値を利用する方法がある。
(Current behavior diagnosis)
For diagnosis of the current behavior in the plant, there is a method of using a process value such as a current water amount obtained from the process and a trend value of the process obtained from a mathematical model or operation data.

例えば、最も簡単な方法として知られているのは、図4に示すように、問題を判定するための上限しきい値、下限しきい値及び許容時間を予め定め、計測されるプロセス値が上限しきい値又は下限しきい値を許容時間以上逸脱したとき、プロセスで問題が発生していると判定する方法である。   For example, the simplest method is known as shown in FIG. 4, in which an upper threshold, a lower threshold and an allowable time for determining a problem are determined in advance, and the measured process value is the upper limit. This is a method for determining that a problem has occurred in the process when the threshold value or the lower threshold value is deviated from the allowable time or more.

また、理想的な挙動を数式モデルでシミュレートできるとき、図5に示すように、シミュレーション結果から上限しきい値及び下限しきい値のモデルを予め定め、計測されるプロセス値のトレンドが上限しきい値以上又は下限しきい値以下であるとき、プロセスで問題が発生していると判定する方法もある。   In addition, when ideal behavior can be simulated by a mathematical model, upper limit threshold and lower limit threshold models are determined in advance from simulation results, as shown in FIG. There is also a method of determining that a problem has occurred in the process when the threshold value is greater than or equal to the threshold value or less than the lower threshold value.

シミュレートで使用する数式モデルには、診断したいプロセスの挙動を模擬したモデルや過去のプロセス値の履歴に基づいて統計的に処理されて生成されたモデルを利用する。例えば、式(A)に示すような配管抵抗による水頭損失モデル(管路モデル)を利用して圧力損失を算出したり、配水池のモデルを利用して池水位を算出し、算出した値を測定されたプロセス値と比較することで、現在のプロセスの診断や監視が可能になる。   As the mathematical model used in the simulation, a model that simulates the behavior of the process to be diagnosed or a model that is statistically processed based on the history of past process values is used. For example, the pressure loss is calculated using the head loss model (pipe model) due to the pipe resistance as shown in the formula (A), or the pond water level is calculated using the distribution reservoir model, and the calculated value is Comparison with the measured process value allows diagnosis and monitoring of the current process.

h1−h2=γQμ ・・・(A)
h1:入口側圧力
h2:出口側圧力
Q:流量
C:流速係数
D:管路径
L:管路長
λ=10.666×C-1.85×D-4.87×L
μ=1.87
(将来挙動の推定と診断)
プラントにおける将来の挙動と現在の運用の診断には、プロセスから得られる現在の水量等のプロセス値と、数式モデルや運用データに基づいて得られたトレンド値を利用して将来のプロセス挙動を推定し、推定した挙動で得られた将来のプロセス挙動を利用して現在のプラントの運用の良否を診断する方法がある。
h1−h2 = γQ μ (A)
h1: Inlet side pressure h2: Outlet side pressure Q: Flow rate C: Flow velocity coefficient
D: Pipe diameter L: Pipe length λ = 10.666 x C -1.85 x D -4.87 x L
μ = 1.87
(Estimation and diagnosis of future behavior)
For future behavior and current operation diagnosis at the plant, process values such as the current water volume obtained from the process and trend values obtained based on mathematical models and operational data are used to estimate the future process behavior. In addition, there is a method of diagnosing the quality of the current plant operation using the future process behavior obtained by the estimated behavior.

具体的には、現在のプロセス値を初期値とし、水頭損失モデルや配水池モデル等のプロセスの挙動を予測する数式モデルを利用して将来の挙動をシミュレーションする。その後、シミュレーションによって得られたプロセスのトレンド値で推定される将来のプロセス挙動から、現状の運用方法での良否を診断する。この際、数式モデルの構築に過去に計測されたトレンド値を利用することで、ニューラルネットワークや時系列データによる統計モデル等、将来の挙動の推定と診断とが可能となる。   Specifically, the current process value is set as the initial value, and the future behavior is simulated using a mathematical model that predicts the behavior of the process, such as a head loss model and a reservoir model. Thereafter, the quality of the current operation method is diagnosed from the future process behavior estimated from the trend value of the process obtained by the simulation. At this time, by using the trend value measured in the past for the construction of the mathematical model, it is possible to estimate and diagnose the future behavior such as a statistical model using a neural network or time series data.

なお、過去のプロセス値の履歴が充分に蓄積されている場合、シミュレーションによって新たに数式モデルを作成せずに、新たに得られたプロセス値と類似の過去のプロセス値を履歴から検索し、このプロセス値を含むトレンドを将来の挙動と推定することもある。   If the history of past process values is sufficiently accumulated, a past process value similar to the newly obtained process value is searched from the history without creating a new mathematical model by simulation. Trends that include process values may be estimated as future behavior.

このように、現在挙動の診断や将来挙動の予測と診断をする際、条件によってプロセス値やトレンドが大きく異なるという特徴がある。図3(a)は、排水量をプロセス値とし、この排水量の時間の変化による下水道プラントのトレンドの一例を示しているが、通常は、図3(a)に示すように、1日の下水量のトレンドは決まっている。したがって、プロセスの診断には、このようなトレンドを通常日の数式モデルとして予め定めて利用している。   Thus, when diagnosing current behavior and predicting and diagnosing future behavior, there is a feature that process values and trends vary greatly depending on conditions. FIG. 3 (a) shows an example of the trend of the sewerage plant with the amount of wastewater as a process value and the change in the amount of wastewater over time. Normally, as shown in FIG. The trend is fixed. Therefore, such a trend is determined in advance as a mathematical model for a normal day and used for process diagnosis.

一方、例えば、台風が発生した場合には、通常日と比較して下水量のトレンドは変化する。このように、天候(雨量、風量、気圧等)や交通障害に依存して排水量が変わる日を通常日に対して異常日とし、図3(b)に示すように、通常日の下水量のトレンドを変換して利用する必要がある。また、例えば、水不足等で節水されている時期や、夏場のプールを頻繁に使用する時期にも下水量が変わるため、図3(c)に示すように、通常日に対して特別日とし、通常日の下水量のトレンドを変換して利用する必要がある。   On the other hand, for example, when a typhoon occurs, the trend of the amount of sewage changes compared to a normal day. In this way, the day when the amount of drainage changes depending on the weather (rainfall, air volume, atmospheric pressure, etc.) and traffic problems is defined as an abnormal day with respect to the normal day, and as shown in FIG. It is necessary to convert and use the trend. In addition, for example, since the amount of sewage changes during periods when water is saved due to water shortages or when the pool is frequently used in the summer, as shown in FIG. It is necessary to convert and use the trend of sewage volume on a normal day.

すなわち、プロセス値のトレンドは状況に応じて異なるため、状況に応じてプロセス値のトレンドを求め、求めたトレンドを利用して診断する必要があった。   In other words, since the trend of the process value varies depending on the situation, it is necessary to obtain the trend of the process value according to the situation and make a diagnosis using the obtained trend.

特開2008−59270号公報JP 2008-59270 A 特開2004−62440号公報JP 2004-62440 A

上述したように、従来の方法では、プロセス値の診断等を行なう際には状況に応じて求めたトレンド利用する必要があった。この場合、異常日や特別日のパターンは多数あるため、多数のデータを予め準備しておく必要があり、プロセス値の取得から診断までの処理が複雑になる問題があった。   As described above, in the conventional method, it is necessary to use the trend obtained according to the situation when diagnosing process values and the like. In this case, since there are many patterns of abnormal days and special days, it is necessary to prepare a lot of data in advance, and there is a problem that the process from acquisition of process values to diagnosis becomes complicated.

本発明は、上記課題に鑑み、容易にプラントのプロセスを監視する監視装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the monitoring apparatus which monitors the process of a plant easily in view of the said subject.

上記の課題を解決するために、本発明は、複数のプロセスによって運転されるプラントと接続され、前記プラントのプロセスの状態を監視する監視装置であって、前記プロセスの状態を表す値として計測されたプロセス値を取得し、前記プロセス値と前記プロセス値が計測された時刻とを関連付けて計測データとして記憶装置に記憶するデータ取得手段と、前記記憶装置から計測データを読出し、プロセス値の波形を特定する波形特定手段と、前記波形特定手段で特定されたプロセス値の波形から、正弦理論又は余弦理論を利用して、プロセスで問題が繰り返し発生しているか否かを判定する判定手段とを備える。   In order to solve the above-described problems, the present invention is a monitoring apparatus that is connected to a plant operated by a plurality of processes and monitors the process state of the plant, and is measured as a value representing the process state. Data acquisition means for acquiring the process value, associating the process value and the time at which the process value was measured, and storing it in the storage device as measurement data, reading the measurement data from the storage device, and obtaining the waveform of the process value Waveform specifying means for specifying, and determination means for determining whether or not a problem has repeatedly occurred in the process using the sine theory or cosine theory from the waveform of the process value specified by the waveform specifying means. .

本発明は、容易にプラントのプロセスを監視することができる。   The present invention can easily monitor plant processes.

本発明の実施形態に係る監視装置の構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the structure of the monitoring apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1の監視装置で特定される波形について説明する図である。It is a figure explaining the waveform specified with the monitoring apparatus of FIG. 一般的なプラントの診断で利用されるデータについて説明する図である。It is a figure explaining the data utilized by the diagnosis of a general plant. 一般的なプラントの診断方法の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the general diagnostic method of a plant. 一般的なプラントの診断方法の他の例を説明する図である。It is a figure explaining the other example of the general diagnostic method of a plant.

以下に、図面を用いて本発明の実施形態に係る監視装置について説明する。本発明に係る監視装置は、上下水道等のプラントと接続され、このプラントで計測される種々のデータ(計測値)を取得し、取得したデータを利用して、プラントにおけるウォーターハンマー等の問題の発生を監視する装置である。   Below, the monitoring apparatus which concerns on embodiment of this invention is demonstrated using drawing. The monitoring device according to the present invention is connected to a plant such as a water and sewage system, acquires various data (measurement values) measured in the plant, and uses the acquired data to solve problems such as a water hammer in the plant. It is a device that monitors the occurrence.

図1に示すように、本発明に係る監視装置1は、中央処理装置(CPU)10、記憶装置11、出力装置12及び入力装置13等を備える情報処理装置である。監視装置1では、記憶装置11に記憶される監視プログラム(図示せず)が実行されることにより、図1に示すように、データ取得手段101、波形特定手段102及び判定手段103がCPU10に実装される。   As shown in FIG. 1, the monitoring apparatus 1 according to the present invention is an information processing apparatus including a central processing unit (CPU) 10, a storage device 11, an output device 12, an input device 13, and the like. In the monitoring device 1, by executing a monitoring program (not shown) stored in the storage device 11, a data acquisition unit 101, a waveform specifying unit 102, and a determination unit 103 are mounted on the CPU 10 as shown in FIG. Is done.

データ取得手段101は、監視対象であるプラントのセンサで計測された計測値(プロセス値)を取得し、計測値の記憶装置11に計測データDとして記憶する。この際、データ取得手段101は、取得するデータを時系列にサンプリングし、最大サンプリング数Kまでのデータを計測データDとして記憶装置に記憶する。すなわち、計測データDは、時間ti毎の計測値データdiを含むデータである。   The data acquisition unit 101 acquires a measurement value (process value) measured by a sensor of a plant to be monitored and stores it as measurement data D in the measurement value storage device 11. At this time, the data acquisition unit 101 samples the data to be acquired in time series, and stores the data up to the maximum sampling number K as measurement data D in the storage device. That is, the measurement data D is data including the measurement value data di for each time ti.

波形特定手段102は、記憶装置11に記憶されている計測データDを読出し、計測データDの波形を特定する。具体的には、波形特定手段102は、まず、記憶装置11が記憶する計測データDを読み出し、式(1),(2)を利用して、波形(正弦波)生成の基準データZを求める。   The waveform specifying unit 102 reads the measurement data D stored in the storage device 11 and specifies the waveform of the measurement data D. Specifically, the waveform specifying means 102 first reads the measurement data D stored in the storage device 11 and obtains the reference data Z for generating the waveform (sine wave) using the equations (1) and (2). .

Y=(360×(di/K)) ・・・(1)
Z=sin(radian(Y)) ・・・(2)
度数分布からラジアン分布への変換では誤差が生じやすいため、波形特定手段102は、式(2)で求めた基準データZに対し、式(3),(4)を利用して、誤差を吸収する補正値biasを求める。ここで、式(3)で用いる基準補正値Bは、計測値データdiの最大値を100、最小値を0としたときに%で表わされる値であり、センサ機器等の「不感帯」である。この不感帯は、機器特性及び機器の適応システムによって一意に定まることが一般的である。
Y = (360 × (di / K)) (1)
Z = sin (radian (Y)) (2)
Since an error is likely to occur in the conversion from the frequency distribution to the radians distribution, the waveform specifying unit 102 absorbs the error by using the equations (3) and (4) for the reference data Z obtained by the equation (2). The correction value bias to be obtained is obtained. Here, the reference correction value B used in Expression (3) is a value expressed in% when the maximum value of the measurement value data di is 100 and the minimum value is 0, and is a “dead zone” of a sensor device or the like. . In general, this dead zone is uniquely determined by the device characteristics and the device adaptation system.

b=B/10 ・・・(3)
bias=(b/10)+(pow(b,2)/100/2)+(pow(b,3)/100/2) ・・・(4)
また、波形特定手段102は、基準データZ、補正値bias、上限値dmax及び基準最小値dminから式(5)を利用して最終データValueを求める。ここで、
Value=((dmax−dmin)×((1.0+Z)/(2.0+bias)))+(dmin×(1.0+(b/10)) ・・・(5)
このように、波形特定手段102は、式(1)〜(5)を利用して、時系列データである計測データDを、図2に示すような最終データValueである波形として表現することができる。波形として表現できるということは、波形として捕らえることができるということであり、すなわち、計測データDをN次式とすることができることを意味する。したがって、単なる時系列の計測値データdiを、論理式として評価することができる。
b = B / 10 (3)
bias = (b / 10) + (pow (b, 2) / 100/2) + (pow (b, 3) / 100/2) (4)
Further, the waveform specifying means 102 obtains the final data Value from the reference data Z, the correction value bias, the upper limit value dmax, and the reference minimum value dmin using the formula (5). here,
Value = ((dmax−dmin) × ((1.0 + Z) / (2.0 + bias))) + (dmin × (1.0+ (b / 10)) (5)
As described above, the waveform specifying unit 102 can express the measurement data D that is time-series data as a waveform that is the final data value as illustrated in FIG. 2 by using the equations (1) to (5). it can. The fact that it can be expressed as a waveform means that it can be captured as a waveform, that is, the measurement data D can be expressed as an Nth order equation. Therefore, simple time-series measurement value data di can be evaluated as a logical expression.

判定手段103は、波形特定手段102が特定した波形を利用して、プロセスで問題が繰り返し発生しているか否かを判定し、プラントのプロセスを監視する。   The determining means 103 uses the waveform specified by the waveform specifying means 102 to determine whether or not a problem has repeatedly occurred in the process, and monitors the plant process.

工学制御において求められるデータ(工学単位データ)は、理論上の正弦波(あるいは余弦波)の位相に近いことが多い。または、そのような工学単位データは、時間軸に平衡な直線波形等、所定値から変動の少ない波形であることも多い。正弦理論式や余弦理論式は、波形の直線性においてそのような理論が成立する。そのため、計測データDに正弦理論や余弦理論を適用し、比較的容易かつ正しく推測値を求めることができる。   Data required in engineering control (engineering unit data) is often close to the phase of a theoretical sine wave (or cosine wave). Alternatively, such engineering unit data is often a waveform with little variation from a predetermined value, such as a linear waveform balanced on the time axis. The sine theoretical formula and the cosine theoretical formula hold such a theory in terms of the linearity of the waveform. Therefore, by applying sine theory or cosine theory to measurement data D, an estimated value can be obtained relatively easily and correctly.

平面波形上に置かれた正規分布(非正規分布であっても、正規化処理により対応可能なものを含む)は、n次式により表現することが可能であるため、逆にn次式による補正処理を行なうことが可能といえる。すなわち、理論値から算出される正弦曲線、正弦理論公式、正弦n次方程式、余弦曲線、余弦理論公式又は余弦n次方程式による近似分布解析による逆位相検出、すなわち実測値から未測時間軸の算出や過去時間軸における擬似値の算出が可能になる。   Normal distributions (including non-normal distributions that can be dealt with by normalization processing) placed on a plane waveform can be expressed by n-th order expressions. It can be said that correction processing can be performed. That is, sine curve calculated from theoretical value, sine theory formula, sine nth order equation, cosine curve, cosine theory formula or cosine nth order equation, approximate phase analysis by approximate distribution analysis, that is, calculation of unmeasured time axis from measured value And pseudo values on the past time axis can be calculated.

正弦理論(正弦定理)は、式(6)を成立させるものであり、
a/sinA=b/sinB=c/sinC=2R ・・・(6)
A=π/2であるとき、a=2Rが成立するため、これを応用することで、容易に計測データDのベクトル化と論理式の評価が可能となる。また、計測データDが高次式へ拡散することを回避できる。さらに、正弦波理論は、正弦理論に時間t、時間当たりの単位量λを持たせた、無次元式(m・m-1)であるため、正弦波理論式への展開時にサンプリングデータである計測データDの時間式が適用可能となる。
The sine theory (the sine theorem) establishes equation (6),
a / sin A = b / sin B = c / sin C = 2R (6)
Since A = 2R holds when A = π / 2, applying this makes it possible to easily vectorize the measurement data D and evaluate the logical expression. Further, it is possible to avoid the measurement data D from diffusing into higher order expressions. Furthermore, since the sine wave theory is a dimensionless expression (m · m -1 ), which is obtained by adding a time t and a unit quantity λ per time to the sine theory, it is sampling data at the time of expansion to the sine wave theory expression. The time formula of measurement data D can be applied.

また、過去データである計測データDを参照する際、余弦理論式は正弦理論式を後方に移動したものと同義であるため、正弦理論式を余弦理論式に置き換えることで計測データの参照が可能となる。具体的には、正弦理論式から余弦理論式へは、正弦理論式をπ/2シフトすればよい。   Also, when referring to the measurement data D, which is past data, the cosine theory is synonymous with the backward movement of the sine theory, so the measurement data can be referenced by replacing the sine theory with the cosine theory. It becomes. Specifically, the sine theoretical formula may be shifted by π / 2 from the sine theoretical formula to the cosine theoretical formula.

ここで、パラドックス解(シュレディンガー猫のパラドックス)である波動理論を考慮すると、実測ないし擬似曲線を構成する値の正規性は必須でないため実測データの点にならない部分においても、擬似曲線(予測曲線)を生成することが可能である。   Here, considering the wave theory, which is a paradox solution (Schrodinger's paradox), the normality of the values that make up the measured or pseudo curve is not essential. Can be generated.

したがって、平面上の値(立面上の値)そのものに意味はあまりなく、曲線の傾向にのみ注目する。このことが、曲線が表示されることがn次関数を導き出し、理論上の空間(平面、立面を問わない)での擬似曲線からの逆位相変換解析における理想分布図の生成を助長することになる。   Therefore, the value on the plane (value on the elevation) itself has little meaning, and attention is paid only to the tendency of the curve. This leads to the generation of an ideal distribution map in anti-phase transformation analysis from a pseudo curve in a theoretical space (regardless of plane or elevation) that the display of the curve leads to an n-order function. become.

このように、正規理論を適用した時間分布データ(時間単位によるサンプリングデータ)の正規分布についての解が求められる。ここで、正弦理論式の時間単位あたりの増加量をどのように求めるかが問題となる。この増加量が正規分布から著しく離れる値となる場合、時間当たりの単位量λが正常(正確)に求められていない可能性が高く、n次式による解を求めることが無駄になる。したがって、増加量が正規分布から著しく離れている場合は「正規化できないデータ」として処理する必要がある。しかし、正規化分布において「正規化できないデータ」は必ず存在するため、この「正規化できないデータ」の排除と他のデータとの隔離が必要となる。   In this way, a solution is obtained for the normal distribution of time distribution data (sampling data in units of time) to which normal theory is applied. Here, the problem is how to obtain the increase amount per time unit of the sine theoretical formula. When this increase amount is a value that deviates significantly from the normal distribution, there is a high possibility that the unit amount λ per time is not normally (accurately) obtained, and it is useless to obtain a solution by the nth order equation. Therefore, when the increase amount is significantly different from the normal distribution, it is necessary to process it as “data that cannot be normalized”. However, since “data that cannot be normalized” always exists in the normalized distribution, it is necessary to eliminate this “data that cannot be normalized” and isolate it from other data.

「正規化できないデータ」の特定方法としては、非可逆正規化式から求めた立体正弦理論値からラジアン値を算出し、角度分布の範囲から外れたデータを「正規化できないデータ」とするのが一般的である。しかしながら、制御理論(制御工学理論)において、非可逆正規化式を適用するのは、制御における外乱θを可逆的に排除してしまうという点、すなわち、外乱発生時に制御不可能になるという点で現実的ではない。   As a method of specifying “data that cannot be normalized”, the radians value is calculated from the theoretical three-dimensional sine value obtained from the irreversible normalization formula, and the data out of the angular distribution range is set as “data that cannot be normalized”. It is common. However, in the control theory (control engineering theory), the irreversible normalization formula is applied because the disturbance θ in the control is eliminated reversibly, that is, the control becomes impossible when the disturbance occurs. Not realistic.

制御においては、外乱θが発生した場合においても、継続性を保つ必要があるため、外乱θもデータのひとつとして扱う必要がある。そのため、正規散乱した分布配置における相関位相を求める。ここで求めるべき相関位相は、正規分布に則したラジアン角度分布から著しく外れたデータを取り出す必要があることから、外乱θをさらに正弦理論に基づいて、再帰解析を利用して算出する。しかしながら、このときの外乱θの一定時間内における発生比率とデータ値のみで求められる正弦分布の信頼性はかなり低いと推定できる。すなわち、一定時間内のデータサンプル量が極めて少ないまたは全くデータがないと推定されるためである。したがって、極めて微量の「正規化できないデータ」においては、正規分布(正弦定理、余弦定理及びベクトル理論)のみでは、正確なデータ分析を行うことは困難である。   In the control, even when the disturbance θ occurs, it is necessary to maintain continuity, and therefore the disturbance θ needs to be handled as one of the data. For this reason, the correlation phase in the normally scattered distribution arrangement is obtained. The correlation phase to be obtained here is calculated by using recursive analysis based on the sine theory, since it is necessary to extract data significantly deviating from the radians angular distribution conforming to the normal distribution. However, it can be estimated that the reliability of the sinusoidal distribution obtained from only the generation ratio and data value of the disturbance θ within a certain time at this time is quite low. That is, it is because it is estimated that the amount of data samples within a certain time is extremely small or there is no data. Therefore, for a very small amount of “data that cannot be normalized”, it is difficult to perform accurate data analysis only with a normal distribution (sine theorem, cosine theorem, and vector theory).

無視することができない微量な「正規化できないデータ」については、n次曲線から一定時間範囲の微分演算により、δ値を求め、外乱θの発生比率との関連性を一次式で求めることになり、かつ、外乱θ毎に値を求める必要がある。一次式により求められた値を、逆演算式のαとして与えることで、単位時間当たりの外乱θの発生確率を求めることが可能となり、求められたデータ群の分布図との整合性比較差分値をKとすることで、理論的にはKn次式から分布曲線を求めることが可能である。つまり、正弦波理論に基づいた正規分布曲線で描かれる面積と、Kn次曲線で求められる曲線で描かれる面積との差分面積を、時間単位の微分演算式で求めた結果から推測される非正規分布のベクトル値が、外乱θの一定時間あたりの発生確率となり、その時の外乱の実際の値が、正弦理論式における時間単位あたりにおける増加量の補正値となり得る。   For a small amount of “data that cannot be normalized” that cannot be ignored, the δ value is obtained from the nth-order curve by differential operation over a certain time range, and the relationship with the occurrence ratio of disturbance θ is obtained by a linear expression. In addition, it is necessary to obtain a value for each disturbance θ. By giving the value obtained from the primary expression as α in the inverse operation expression, it becomes possible to obtain the probability of occurrence of disturbance θ per unit time, and the consistency comparison difference value with the distribution map of the obtained data group Theoretically, it is possible to obtain a distribution curve from the following Kn equation. In other words, the non-normality estimated from the result obtained by the differential equation of time unit, the difference area between the area drawn by the normal distribution curve based on the sine wave theory and the area drawn by the curve obtained by the Kn order curve The vector value of the distribution is the probability of occurrence of the disturbance θ per fixed time, and the actual value of the disturbance at that time can be a correction value of the increase amount per time unit in the sine theoretical formula.

上記の理論値で(実際のサンプリングデータの近似値であれば)、時間単位あたりの補正値を求めることができる。   With the above theoretical value (if it is an approximate value of actual sampling data), a correction value per time unit can be obtained.

最終的に問題になるのが、フェルマーの最終定理にあるように、n次式で求める解を算出する式が、Zn=Xn+Ynとなり、かつnが3より大きい素数となった場合には、その解を求めることができなくなることである。しかし、もともと正弦定理及び余弦定理でのデータ分布図と曲線は、理論式からの展開によりのみ可能であり、実際に自然界に存在するものではない。したがって、解なしの状態を回避するのに、素数nの近似値を用いて補正を行っても求める解に対する誤差は微小であると考えられる。 The final problem is that, as in Fermat's final theorem, the formula for calculating the solution obtained by the nth -order formula is Z n = X n + Y n and n is a prime number greater than 3. In other words, the solution cannot be obtained. However, the data distribution chart and curve in the sine theorem and cosine theorem are originally possible only by development from theoretical formulas, and do not actually exist in nature. Therefore, even if correction is performed using an approximate value of the prime number n in order to avoid a state without a solution, it is considered that an error with respect to the obtained solution is very small.

例えば、ウォーターハンマーについて推測し判定する場合、図2に示すように特定された波形を利用する。ここで求められる解αを、正規分布における理論上の正弦波形の頂点とし、時間tに依存する増加又は減少の傾向を示す。   For example, when the water hammer is estimated and determined, a specified waveform is used as shown in FIG. The solution α obtained here is the vertex of a theoretical sine waveform in a normal distribution, and shows a tendency of increase or decrease depending on time t.

解として求められた値αが正弦波形上にあるとき、判定手段103は、周期的にウォーターハンマーが繰り返し発生する可能性があると判定する。   When the value α obtained as a solution is on the sine waveform, the determination unit 103 determines that there is a possibility that the water hammer is repeatedly generated periodically.

一方、値αが正弦波上にないとき、判定手段103は、余弦定理を用いて時間軸tを移動させ、正弦波の時間軸tの推移に依存するかどうか判定する。すなわち、求められた解αが余弦波上にあるとき、ウォーターハンマーが繰り返し発生する可能性があると判定する。   On the other hand, when the value α is not on the sine wave, the determination unit 103 moves the time axis t using the cosine theorem and determines whether or not it depends on the transition of the time axis t of the sine wave. That is, when the obtained solution α is on the cosine wave, it is determined that there is a possibility that the water hammer is repeatedly generated.

正弦波形上又は余弦波形上のいずれにも値αがないとき、判定手段103は、ウォーターハンマー発生点がないと考えられ、ウォーターハンマーを外乱θとして捕らえて、波動波形理論から、その正規性を算出することで、ウォーターハンマーの発生推移を予想する。   When there is no value α on either the sine waveform or the cosine waveform, it is considered that the determination means 103 has no water hammer occurrence point, and the water hammer is regarded as a disturbance θ, and the normality is determined from the wave waveform theory. By calculating, the transition of water hammer is predicted.

値αが、波動波形での推測点、すなわち、正規化した時間軸tの相対前後時間(t−1,t−1)から波動波形の正規分布面積の点として現れない場合、判定手段103は、ウォーターハンマーは一時的に発生したものであると定義する。   If the value α does not appear as a point of the normal distribution area of the wave waveform from the estimated point in the wave waveform, that is, the normalized relative time (t−1, t−1) of the time axis t, the determination unit 103 A water hammer is defined as a temporary occurrence.

波動理論は、「粒子は静止していて移動しないが、粒子が移動するとき、粒子の波は移動する」という理論であり、ここで「移動する粒子の波」を時間tとおき、波動理論式から求めた点と正弦定理又は余弦定理で求めた点の位相関係を求めることで、ウォーターハンマー発生点の理論式への展開を行い、その傾向と推移を正規分布図として把握できる。   The wave theory is the theory that “the particle is stationary and does not move, but when the particle moves, the particle wave moves”, where “moving particle wave” is set as time t, and the wave theory By obtaining the phase relationship between the point obtained from the equation and the point obtained by the sine or cosine theorem, the water hammer generation point can be developed into a theoretical equation, and its tendency and transition can be grasped as a normal distribution diagram.

上述した本発明の実施形態に係る監視装置によれば、取得するプロセス値に正弦理論又は余弦理論を適用するため、プロセス値の判定のためのモデルデータ等を予め準備する必要がなく、問題の発生が繰り返し発生しているか否かを容易に判定することができる。   According to the monitoring apparatus according to the embodiment of the present invention described above, since sine theory or cosine theory is applied to the process value to be acquired, it is not necessary to prepare model data or the like for determining the process value in advance, It can be easily determined whether or not the occurrence has occurred repeatedly.

1…監視装置
10…CPU
11…記憶装置
12…出力装置
13…入力装置
101…データ取得手段
102…波形特定手段
103…判定手段
1 ... Monitoring device 10 ... CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Memory | storage device 12 ... Output device 13 ... Input device 101 ... Data acquisition means 102 ... Waveform specification means 103 ... Determination means

Claims (1)

複数のプロセスによって運転されるプラントと接続され、前記プラントのプロセスの状態を監視する監視装置であって、
前記プロセスの状態を表す値として計測されたプロセス値を取得し、前記プロセス値と前記プロセス値が計測された時刻とを関連付けて計測データとして記憶装置に記憶するデータ取得手段と、
前記記憶装置から計測データを読出し、プロセス値の波形を特定する波形特定手段と、
前記波形特定手段で特定されたプロセス値の波形から、正弦理論又は余弦理論を利用して、プロセスで問題が繰り返し発生しているか否かを判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする監視装置。
A monitoring device connected to a plant operated by a plurality of processes and monitoring the state of the process of the plant,
Data acquisition means for acquiring a process value measured as a value representing the state of the process, and associating the process value with the time at which the process value was measured and storing it in a storage device as measurement data;
Waveform specifying means for reading measurement data from the storage device and specifying a waveform of a process value;
From the waveform of the process value specified by the waveform specifying means, using the sine theory or cosine theory, a determination means for determining whether or not a problem has repeatedly occurred in the process,
A monitoring device comprising:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012229933A (en) * 2011-04-25 2012-11-22 Mitsubishi Electric Corp Inspection device
JP2012230043A (en) * 2011-04-27 2012-11-22 Mitsubishi Electric Corp Inspection apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05273001A (en) * 1992-03-26 1993-10-22 Hitachi Ltd Method and equipment for monitoring and displaying plant
JPH0696234A (en) * 1992-09-09 1994-04-08 Hitachi Ltd Processing system for time sequential data
JPH06273286A (en) * 1993-03-18 1994-09-30 Hitachi Ltd Process state diagnosing system
JP2001208655A (en) * 2000-01-28 2001-08-03 Rion Co Ltd Failure diagnostic method and its apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05273001A (en) * 1992-03-26 1993-10-22 Hitachi Ltd Method and equipment for monitoring and displaying plant
JPH0696234A (en) * 1992-09-09 1994-04-08 Hitachi Ltd Processing system for time sequential data
JPH06273286A (en) * 1993-03-18 1994-09-30 Hitachi Ltd Process state diagnosing system
JP2001208655A (en) * 2000-01-28 2001-08-03 Rion Co Ltd Failure diagnostic method and its apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012229933A (en) * 2011-04-25 2012-11-22 Mitsubishi Electric Corp Inspection device
JP2012230043A (en) * 2011-04-27 2012-11-22 Mitsubishi Electric Corp Inspection apparatus

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