JP2014035282A - Abnormality diagnostic device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To diagnose abnormality of a plant with high accuracy.SOLUTION: An abnormality diagnostic device includes: accumulated data storage part 20 for storing accumulated data including values of respective variables having input in the past; a determination part 12 for extracting a newly input value, the maximum value and minimum value in a predetermined period included in the accumulated data for each variable to determine an intermediate value as each medium value; a first calculation part 13 for calculating a differential value between the newly input value and the medium value determined by the determination part 12 for each variable; a second calculation part 14 for calculating a Mahalanobis distance using the obtained differential value of each variable and data of a predetermined unit space; and a judgment part 15 for judging whether the obtained Mahalanobis distance is within the range of a prescribed threshold to diagnose abnormality.

Description

本発明はプラントの異常を診断する異常診断装置に関する。   The present invention relates to an abnormality diagnosis device for diagnosing plant abnormality.

プラントにおける異常の診断には、プラントで検出される複数の検出値を利用することがある。しかしながら、このような検出値には、周期的な変動(例えば、季節変動等)を受けるものもある。したがって、異常診断の際には検出値から周期的な変動を予め除くことが好ましい。   For diagnosis of abnormality in a plant, a plurality of detection values detected in the plant may be used. However, some of these detected values are subject to periodic fluctuations (for example, seasonal fluctuations). Therefore, it is preferable to remove the periodic fluctuation from the detected value in advance in the abnormality diagnosis.

例えば、所定期間に得られた検出値の平均値を周期的な変動を表す変動値として求め、新たに入力する検出値からこの変動値を除いた値を利用して異常を診断することがある。プラントでは、多数の変数について検出値が得られるため、多数の検出値を利用して容易に異常を診断する方法としてMT法(マハラノビス・タグチメソッド)を用いることもあるが、MT法で異常を診断する場合にも、変動値として求めた平均値を除く方法が利用されることもある。   For example, an average value of detection values obtained during a predetermined period may be obtained as a fluctuation value representing periodic fluctuation, and abnormality may be diagnosed using a value obtained by removing the fluctuation value from a newly input detection value. . In plants, detection values are obtained for a large number of variables, so the MT method (Mahalanobis Taguchi method) is sometimes used as a method for easily diagnosing abnormalities using a large number of detection values. Also in the diagnosis, a method of removing the average value obtained as the fluctuation value may be used.

また、検出値を標準化し、標準化データに基づいて移動平均処理を行って異常を診断する方法もある(例えば、特許文献1参照)。   There is also a method of diagnosing an abnormality by standardizing detection values and performing moving average processing based on the standardized data (see, for example, Patent Document 1).

このように異常診断の際に検出値から除去する変動値として利用される検出値の平均値は、急激な異常の影響を大きく受ける。したがって、平均値が異常の影響を受けている場合に平均値を変動値として検出値から除くと、異常値も検出値から除かれることがあり、異常診断の精度が低下するおそれがある。   As described above, the average value of the detection values used as the fluctuation value to be removed from the detection values in the abnormality diagnosis is greatly affected by the sudden abnormality. Therefore, if the average value is affected by an abnormality and the average value is removed from the detection value as a fluctuation value, the abnormality value may be removed from the detection value, and the accuracy of abnormality diagnosis may be reduced.

特開2010−181188号公報JP 2010-181188 A

上述したように、検出値の平均値を変動値として利用する場合、プラントの異常を高精度で診断することは困難であった。   As described above, when an average value of detected values is used as a fluctuation value, it is difficult to diagnose a plant abnormality with high accuracy.

上記課題に鑑み、プラントの異常を高精度で診断する異常診断装置を提供することを目的としている。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an abnormality diagnosis apparatus that diagnoses an abnormality of a plant with high accuracy.

上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、プラントから新たに入力する複数の変数の値を所定の単位空間と比較してプラントの異常を診断する異常診断装置であって、過去に入力した各変数の値を含む蓄積データを記憶する蓄積データ記憶部と、各変数について、新たに入力した値と、蓄積データに含まれる所定期間の値の最大値と最小値を抽出し、中間の値をそれぞれ中央値として決定する決定部と、各変数について、新たに入力した値と、決定部が決定した中央値との差分値を求める第1算出部と、求められた各変数の差分値と、所定の単位空間のデータを利用してマハラノビス距離を求める第2算出部と、求められたマハラノビス距離が予め定められる閾値の範囲内であるかを判定し、異常を診断する判定部とを備える。   In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an abnormality diagnosis device for diagnosing a plant abnormality by comparing values of a plurality of variables newly input from a plant with a predetermined unit space. An accumulated data storage unit for storing accumulated data including the value of each variable input in the above, and for each variable, a newly input value and a maximum value and a minimum value of a predetermined period value included in the accumulated data are extracted, A determination unit that determines each intermediate value as a median value; a first calculation unit that calculates a difference value between the newly input value and the median value determined by the determination unit for each variable; and A second calculation unit that obtains the Mahalanobis distance using the difference value and data of a predetermined unit space, and a determination unit that determines whether the obtained Mahalanobis distance is within a predetermined threshold range and diagnoses an abnormality With.

本発明によれば、プラントの異常診断の精度を向上することができる。   According to the present invention, it is possible to improve the accuracy of plant abnormality diagnosis.

実施形態に係る異常診断装置を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the abnormality diagnosis apparatus concerning an embodiment. 異常診断装置で利用する蓄積データの一例を説明するデータ構成図である。It is a data block diagram explaining an example of the accumulation | storage data utilized with an abnormality diagnosis apparatus. 異常診断装置における処理の一例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of the process in an abnormality diagnosis apparatus. MT法を利用した異常診断について説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the abnormality diagnosis using MT method. 異常診断装置で使用する検出値と変動値について説明するグラフである。It is a graph explaining the detected value and fluctuation value which are used with the abnormality diagnosis apparatus.

実施形態に係る異常診断装置は、プラントの運転の異常を診断する異常診断装置である。例えば、異常診断装置が診断するプラントは、発電プラントである。発電プラントは、複数の機器(ポンプ、バルブ等)を備えておりこれらの機器を制御する値が目標値として設定されている。この目標値は、例えば、ポンプの圧力、バルブの開閉等である。また、発電プラントでは、複数のセンサを備えており、各センサで吸気量、排気量、発電量等が計測されている。以下の説明では、目標値や計測値等のプラントの状態を表す各変数の値を検出値とし、これらの複数の検出値を含むデータを検出データとして説明する。   The abnormality diagnosis apparatus according to the embodiment is an abnormality diagnosis apparatus that diagnoses an abnormality in plant operation. For example, the plant diagnosed by the abnormality diagnosis device is a power plant. The power plant includes a plurality of devices (pumps, valves, etc.), and values for controlling these devices are set as target values. This target value is, for example, the pressure of the pump, opening / closing of a valve, or the like. In addition, the power plant includes a plurality of sensors, and each sensor measures the intake air amount, the exhaust air amount, the power generation amount, and the like. In the following description, the value of each variable representing the state of the plant such as a target value or a measured value will be described as detection values, and data including these multiple detection values will be described as detection data.

このようなプラントでは、正常に運転されている場合であっても、各検出値が時間や季節によって周期的に変動することがある。例えば、発電プラントの場合、昼間は夜間と比較して発電量が多く、夏は春と比較して発電量が多く、また、夏は冬と比較してプラント周囲の気温が高い等、プラントの運転状況やプラント周囲の環境が時間や季節によって変化するためである。実施形態に係る異常診断装置では、このような周期的な変動がある場合にこの周期的な変動を調整し、この変動の影響を受けずに異常を診断することができる。   In such a plant, each detected value may fluctuate periodically depending on time and season even when it is operating normally. For example, in the case of a power plant, the amount of power generated in the daytime is larger than that in the nighttime, the amount of power generation in summer is larger than that in spring, and the temperature in the surroundings is higher in summer than in winter. This is because the operating conditions and the environment around the plant change according to time and season. In the abnormality diagnosis device according to the embodiment, when there is such a periodic variation, the periodic variation can be adjusted, and the abnormality can be diagnosed without being affected by the variation.

図1に示すように、実施形態に係る異常診断装置1は、プラントから入力する検出値を蓄積データ21に追加する追加部11と、各変数について、所定期間の値の最大値と最小値の中間の値である中央値を求める決定部12と、各変数について、新たに入力した検出値と中央値との差分を求める第1算出部13と、求められた各変数の差分と単位空間データ23を利用してマハラノビス距離を求める第2算出部14と、求められたマハラノビス距離が予め定められる閾値の範囲内であるかを判定し、異常を診断する判定部15とを備えている。   As illustrated in FIG. 1, the abnormality diagnosis apparatus 1 according to the embodiment includes an addition unit 11 that adds a detection value input from a plant to accumulated data 21, and a maximum value and a minimum value of a predetermined period for each variable. A determination unit 12 that obtains a median value that is an intermediate value, a first calculation unit 13 that obtains a difference between a newly input detection value and a median value for each variable, and a difference between each obtained variable and unit space data 23, a second calculation unit 14 for determining the Mahalanobis distance, and a determination unit 15 for determining whether the calculated Mahalanobis distance is within a predetermined threshold range and diagnosing an abnormality.

異常診断装置1は、例えば、中央処理装置(CPU)10や記憶装置20を備える情報処理装置であって、記憶装置20に記憶される異常診断プログラムPが読み出されて実行されることで、図1に示すように、CPU10に追加部11、決定部12、第1算出部13、第2算出部14及び判定部15が実装される。   The abnormality diagnosis apparatus 1 is, for example, an information processing apparatus including a central processing unit (CPU) 10 and a storage device 20, and the abnormality diagnosis program P stored in the storage device 20 is read and executed. As illustrated in FIG. 1, an adding unit 11, a determination unit 12, a first calculation unit 13, a second calculation unit 14, and a determination unit 15 are mounted on the CPU 10.

また、図1に示す異常診断装置1の例では、記憶装置20に異常診断プログラムPの他、蓄積データ21、変動値データ22及び単位空間データ23を記憶している。さらに、異常診断装置1は、操作信号の入力に利用するキーボード、マウス、操作ボタン、タッチパネル等の入力装置2と接続されており、異常診断の処理過程や結果を出力するディスプレイ、スピーカ等の出力装置3と接続されている。   In the example of the abnormality diagnosis device 1 shown in FIG. 1, the storage device 20 stores accumulated data 21, fluctuation value data 22, and unit space data 23 in addition to the abnormality diagnosis program P. Further, the abnormality diagnosis device 1 is connected to an input device 2 such as a keyboard, a mouse, an operation button, and a touch panel used for inputting operation signals. It is connected to the device 3.

蓄積データ21は、過去の検出データを蓄積したデータである。図2に示す例では、蓄積データ21は、プラントの運転の条件値であるプラントの各機器に設定する目標値(変数1、2)やこの目標値の場合に計測された計測値(変数3、4)等の検出値を関連づけたレコードを有している。また、図2に示す蓄積データ21では、各レコードに時刻順のサンプル番号を付している。   The accumulated data 21 is data obtained by accumulating past detection data. In the example shown in FIG. 2, the accumulated data 21 is a target value (variables 1 and 2) set in each device of the plant, which is a condition value for plant operation, or a measured value (variable 3) measured in the case of this target value. 4) and the like. In addition, in the accumulated data 21 shown in FIG. 2, a sample number in time order is given to each record.

追加部11は、プラントから新たに複数の変数の検出値を含む検出データを入力すると、入力した検出データとサンプル番号を含むレコードを生成し、記憶装置20に記憶される蓄積データ21に生成したレコードを追加する。   When the addition unit 11 newly receives detection data including detection values of a plurality of variables from the plant, the addition unit 11 generates a record including the input detection data and a sample number, and generates the accumulated data 21 stored in the storage device 20. Add a record.

決定部12は、中央値を求める所定のタイミングで記憶装置20から蓄積データ21を読み出し、抽出条件を満たすレコードを抽出する。また、決定部12は、抽出したレコードに含まれる検出値から、各変数について最大値と最小値を抽出し、その中間の値((最大値+最小値)/2)を中央値として求める。決定部12は、各変数についての求めた中央値を、周期的な変動を表す変動値とし、求めた各変数の変動値を含むデータを変動値データ22として記憶装置20に記憶させる。   The determination unit 12 reads the accumulated data 21 from the storage device 20 at a predetermined timing for obtaining the median, and extracts a record that satisfies the extraction condition. Further, the determination unit 12 extracts the maximum value and the minimum value for each variable from the detection values included in the extracted record, and obtains an intermediate value ((maximum value + minimum value) / 2) as a median value. The determination unit 12 uses the obtained median value for each variable as a fluctuation value representing a periodic fluctuation, and causes the storage device 20 to store data including the obtained fluctuation value of each variable as the fluctuation value data 22.

ここで、決定部12が中央値を求める所定のタイミングとは、例えば、入力装置2を介して中央値を求めることを要求する操作信号を入力したタイミングや、数分毎、数時間毎又は数日毎等のあらかじめ定められる定期的なタイミングである。   Here, the predetermined timing at which the determining unit 12 obtains the median value is, for example, the timing at which an operation signal requesting to obtain the median value is input via the input device 2, every few minutes, every several hours, or several It is a predetermined periodic timing such as every day.

また、決定部12が蓄積データ21からのレコードの抽出に利用する抽出条件とは、数時間、数日等の期間である。例えば、抽出条件として「1ヶ月」が定められているとき、決定部12は、蓄積データ21から1ヶ月分の最新のレコードを抽出し、変数毎に、過去1ヶ月の中で最高値と最小値を求め、各変数の中央値をそれぞれ変動値として決定する。この抽出条件は、定期的な変動の特性によって最適な期間に定められる。例えば、長期的な変動であれば抽出条件の期間は長くなり、短期的な変動であれば抽出条件の期間は短くなる。また、必ずしも連続した検出値を抽出する抽出条件とする必要はなく、一定期間の昼間の検出値のみ又は夜間の検出値のみを抽出する抽出条件としてもよい。   The extraction condition used by the determination unit 12 for extracting records from the accumulated data 21 is a period such as several hours or several days. For example, when “one month” is defined as the extraction condition, the determination unit 12 extracts the latest record for one month from the accumulated data 21, and sets the maximum value and the minimum value in the past month for each variable. The value is obtained, and the median value of each variable is determined as the variation value. This extraction condition is determined in an optimum period according to the characteristics of periodic fluctuations. For example, if the fluctuation is long-term, the period of the extraction condition is long, and if the fluctuation is short-term, the period of the extraction condition is short. In addition, it is not always necessary to use an extraction condition for extracting continuous detection values, and an extraction condition for extracting only a daytime detection value or a nighttime detection value may be used.

変動値データ22は、このようにして決定部12で決定された各変数の変動値を含むデータである。変動値データ22は、少なくとも各変数の最新の変動値を含んでいればよい。   The fluctuation value data 22 is data including the fluctuation value of each variable determined by the determination unit 12 in this way. The fluctuation value data 22 only needs to include at least the latest fluctuation value of each variable.

第1算出部13は、異常を診断する所定のタイミングで、記憶装置20から変動値データ22を読み出す。また、第1算出部13は、各変数について、プラントから新たに入力した検出値と、読み出した変動値データ22に含まれる変動値の差分を求め、求めた差分値(検出値−変動値)を検出値から変動値を除いた診断用の値とし、第2算出部14に出力する。ここで、異常を診断する所定のタイミングとは、例えば、数分毎等の定期的なタイミングである。   The first calculator 13 reads the fluctuation value data 22 from the storage device 20 at a predetermined timing for diagnosing abnormality. Moreover, the 1st calculation part 13 calculates | required the difference of the variation value contained in the detected value newly input from the plant and the read variation value data 22 about each variable, and calculated | required the difference value (detection value-variation value). Is used as a diagnostic value obtained by removing the fluctuation value from the detected value, and is output to the second calculator 14. Here, the predetermined timing for diagnosing abnormality is, for example, a periodic timing such as every few minutes.

第2算出部14は、第1算出部13が求めた各変数の診断用の値を入力すると、記憶装置20から単位空間データ23を読み出す。また、第2算出部14は、入力した各変数についての診断用の値と、読み出した単位空間データ23とを利用して、単位空間データ23で規定される単位空間についてマハラノビス距離を求め、求めた値を判定部15に出力する。   The second calculation unit 14 reads the unit space data 23 from the storage device 20 when the diagnosis value of each variable obtained by the first calculation unit 13 is input. In addition, the second calculation unit 14 obtains the Mahalanobis distance for the unit space defined by the unit space data 23 by using the input diagnostic value for each variable and the read unit space data 23. The obtained value is output to the determination unit 15.

単位空間データ23は、異常診断で使用する単位空間を表わすデータである。具体的には、単位空間データ23は、単位空間であるマハラノビス空間の生成に使用した複数の変数の値と、各変数の平均値と、各変数の標準偏差と、各変数についての相関行列の逆行列とに、マハラノビス空間に設定された閾値を関連付けたデータである。この単位空間データ23に含まれる変数の値は、蓄積データ21に含まれる変数の値から単位空間の生成の対象として選択された値である。   The unit space data 23 is data representing a unit space used for abnormality diagnosis. Specifically, the unit space data 23 includes values of a plurality of variables used to generate the Mahalanobis space, which is a unit space, an average value of each variable, a standard deviation of each variable, and a correlation matrix for each variable. This is data in which an inverse matrix is associated with a threshold value set in the Mahalanobis space. The value of the variable included in the unit space data 23 is a value selected as a unit space generation target from the value of the variable included in the accumulated data 21.

具体的には、(1)第2算出部14は、まず、各変数に対して平均値と標準偏差を求める。(2)その後、第2算出部14は、各変数の値と、各変数に対して求めた平均値及び標準偏差を利用してデータを基準化し、各変数に対する基準化値を求める。(3)続いて、第2算出部14は、各変数に対して求めた基準化値を利用して、各変数についての相関行列を求めるとともに、相関行列の逆行列を求める。(4)最後に、第2算出部14は、求めた逆行列を利用してマハラノビス距離を求める。   Specifically, (1) The second calculation unit 14 first obtains an average value and a standard deviation for each variable. (2) After that, the second calculation unit 14 standardizes the data using the value of each variable, the average value and the standard deviation obtained for each variable, and obtains a normalized value for each variable. (3) Subsequently, the second calculation unit 14 obtains a correlation matrix for each variable by using the normalized value obtained for each variable and obtains an inverse matrix of the correlation matrix. (4) Finally, the second calculation unit 14 obtains the Mahalanobis distance using the obtained inverse matrix.

判定部15は、第2算出部14からマハラノビス距離を入力すると、記憶装置20から単位空間データ23を読み出す。また、判定部15は、第2算出部14から入力したマハラノビス距離を、単位空間データ23で定められる単位空間について定められる閾値と比較してプラントにおける異常の可能性を判定する。すなわち、求められたマハラノビス距離が閾値内の場合、異常の可能性がないと判定し、閾値外の場合、異常の可能性があると判定する。その後、判定部15は、判定結果を出力装置3に出力する。   The determination unit 15 reads the unit space data 23 from the storage device 20 when the Mahalanobis distance is input from the second calculation unit 14. Further, the determination unit 15 determines the possibility of abnormality in the plant by comparing the Mahalanobis distance input from the second calculation unit 14 with a threshold value determined for the unit space defined by the unit space data 23. That is, when the calculated Mahalanobis distance is within the threshold, it is determined that there is no possibility of abnormality, and when it is outside the threshold, it is determined that there is a possibility of abnormality. Thereafter, the determination unit 15 outputs the determination result to the output device 3.

例えば、図4に示すように、MT法を利用して異常を判定する場合、第2算出部14で求めたマハラノビス距離D1が設定された閾値より小さいとき、すなわちマハラノビス空間内にあるとき、判定部15は、現在のプラントの状態はいつもの状態と同じであるとし、プラントは正常に運転していると判定する。一方、第2算出部14で求めたマハラノビス距離D2が設定された閾値より大きいとき、すなわち、マハラノビス空間から外れているとき、判定部15は、現在のプラントの状態がいつもの状態とは異なる状態であるとし、プラントで異常の可能性があると判定する。   For example, as shown in FIG. 4, when the abnormality is determined using the MT method, the determination is made when the Mahalanobis distance D1 obtained by the second calculation unit 14 is smaller than a set threshold value, that is, within the Mahalanobis space. The unit 15 determines that the current state of the plant is the same as the normal state, and the plant is operating normally. On the other hand, when the Mahalanobis distance D2 obtained by the second calculating unit 14 is larger than the set threshold value, that is, when the Mahalanobis space is out of the Mahalanobis space, the determination unit 15 is in a state where the current plant state is different from the usual state. It is determined that there is a possibility of abnormality in the plant.

なお、異常診断装置1は、複数の情報処理装置から構成されていてもよく、例えば、追加部11のみ他の処理部12〜15とは異なる情報処理装置に含まれていてもよい。また、記憶装置20に記憶されるデータの一部のみ外部の記憶装置に記憶されていてもよい。   In addition, the abnormality diagnosis apparatus 1 may be comprised from several information processing apparatus, for example, only the addition part 11 may be contained in the information processing apparatus different from the other process parts 12-15. Further, only a part of the data stored in the storage device 20 may be stored in an external storage device.

続いて、図3に示すフローチャートを用いて、異常診断装置1において異常を診断する処理について説明する。   Next, a process for diagnosing an abnormality in the abnormality diagnosis apparatus 1 will be described using the flowchart shown in FIG.

まず、決定部12が、所定のタイミングで、記憶装置20から蓄積データ21を読み出して抽出条件を満たすレコードの値を抽出するとともに、各変数について中央値を求め、求めた中央値を各変数の変動値として変動値データ22を生成し、記憶装置20に記憶させる(S1)。   First, the determination unit 12 reads the accumulated data 21 from the storage device 20 at a predetermined timing to extract the record value satisfying the extraction condition, obtains a median value for each variable, and obtains the obtained median value for each variable. Fluctuation value data 22 is generated as a variation value and stored in the storage device 20 (S1).

第1算出部13は、プラントから新たな検出データを入力すると(S2)、所定のタイミングで、記憶装置20から変動値データ22を読み出し、各変数について、新たに入力した検出データに含まれる検出値と、変動値データ22に含まれる変動値との差分を求める(S3)。   When new detection data is input from the plant (S2), the first calculation unit 13 reads the fluctuation value data 22 from the storage device 20 at a predetermined timing, and for each variable, detection included in the newly input detection data. The difference between the value and the fluctuation value included in the fluctuation value data 22 is obtained (S3).

続いて、第2算出部14は、記憶装置20から単位空間データ23を読み出し、第1算出部13の演算結果である各変数の変動値と、読み出した単位空間データ23に含まれる値とを利用して、マハラノビス距離を求める(S4)。その後、判定部15は、第2算出部14が算出したマハラノビス距離と、単位空間データ23に含まれる閾値とを比較して異常の可能性について判定する(S5)。   Subsequently, the second calculation unit 14 reads the unit space data 23 from the storage device 20, and obtains the variation value of each variable that is the calculation result of the first calculation unit 13 and the value included in the read unit space data 23. Utilizing this, the Mahalanobis distance is obtained (S4). After that, the determination unit 15 determines the possibility of abnormality by comparing the Mahalanobis distance calculated by the second calculation unit 14 with the threshold value included in the unit space data 23 (S5).

異常の可能性がない場合(S6でNO)、判定部15は、プラントは正常に運転していると判定し、ステップS2の処理に戻る。また、判定部15は、判定結果を出力装置3に出力してもよい。   When there is no possibility of abnormality (NO in S6), the determination unit 15 determines that the plant is operating normally, and returns to the process of step S2. The determination unit 15 may output the determination result to the output device 3.

一方、異常の可能性があると判定された場合(S6でYES)、判定部15は、判定結果を出力装置3に出力する(S7)。これにより、異常の可能性が把握できるため、その後、オペレータによって異常原因の特定の処理がされる。   On the other hand, when it is determined that there is a possibility of abnormality (YES in S6), the determination unit 15 outputs the determination result to the output device 3 (S7). Thereby, since the possibility of abnormality can be grasped | ascertained, the specific process of an abnormality cause is performed by an operator after that.

なお、図3に示すフローチャートでは、追加部11が新たに入力した検出値を蓄積データ21に追加する処理については省略している。   In the flowchart illustrated in FIG. 3, the process of adding the detection value newly input by the adding unit 11 to the accumulated data 21 is omitted.

例えば、ある変数について、図5(a)に示すように、プラントから定期的に検出値を入力しているとする。また、検出値では、一部に異常である異常値を含んでいるとする。この場合、図5(a)に示す検出値を利用して求めた平均値は、図5(b)に示すようになる。ここで、平均値の算出に利用する抽出条件によってもその影響の程度は異なるが、平均値には、図5(b)に示すように、異常値の影響を大きく受けることになる。すなわち、平均値の算出に利用する期間が長くなる程(平均値の算出に利用する検出値のサンプル数が多い程)、平均値に異常値の影響を受ける期間が長くなり、平均値の算出に利用する期間が短くなる程(平均値の算出に利用する検出値のサンプル数が少ない程)、各平均値に対して異常値に受ける影響が大きくなる。そのため、仮に平均値を変動値として利用した場合、変動値によって検出値から異常値も除かれることになる。   For example, it is assumed that a detected value is periodically input from a plant for a variable as shown in FIG. Also, it is assumed that the detected value includes an abnormal value that is partly abnormal. In this case, the average value obtained using the detection value shown in FIG. 5A is as shown in FIG. Here, although the degree of influence varies depending on the extraction condition used to calculate the average value, the average value is greatly affected by the abnormal value as shown in FIG. 5B. In other words, the longer the period used for calculating the average value (the more samples of detection values used for calculating the average value), the longer the period affected by the abnormal value in the average value, and the average value calculation. The shorter the period used for (the smaller the number of detected value samples used for calculating the average value), the greater the influence of each average value on the abnormal value. Therefore, if the average value is used as the fluctuation value, the abnormal value is also removed from the detected value by the fluctuation value.

一方、図5(a)に示す検出値を利用して求めた中央値は、図5(c)に示すようになる。すなわち、中央値は、規定期間における最大値と最小値の中間の値であるため、平均値よりも異常値の影響が少なくなる。したがって、このような中間値を検出値から除いたとしても、異常値は残るため、異常を検出することができる。   On the other hand, the median value obtained using the detected value shown in FIG. 5A is as shown in FIG. That is, the median value is an intermediate value between the maximum value and the minimum value in the specified period, and thus the influence of the abnormal value is less than the average value. Therefore, even if such an intermediate value is excluded from the detected value, the abnormal value remains, so that the abnormality can be detected.

上述したように、本発明に係る異常診断装置では、季節変動などの周期的な変動を表す変動値に異常の影響を受けにくい中央値を利用している。したがって、本発明に係る異常診断装置では、求められるマハラノビス距離に異常の影響が現れやすく、迅速に異常の検出を可能とし、高精度にプラントの異常を診断することができる。   As described above, the abnormality diagnosis apparatus according to the present invention uses a median value that is less susceptible to anomalies in a fluctuation value that represents a periodic fluctuation such as a seasonal fluctuation. Therefore, in the abnormality diagnosis apparatus according to the present invention, the influence of abnormality is likely to appear in the required Mahalanobis distance, the abnormality can be detected quickly, and the abnormality of the plant can be diagnosed with high accuracy.

以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using embodiment, this invention is not limited to embodiment described in this specification. The scope of the present invention is determined by the description of the claims and the scope equivalent to the description of the claims.

1…異常診断装置
10…CPU
11…追加部
12…決定部
13…第1算出部
14…第2算出部
15…判定部
20…記憶装置
21…蓄積データ
22…変動値データ
23…単位空間データ
P…異常診断プログラム
2…入力装置
3…出力装置
1 ... Abnormality diagnosis device 10 ... CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Addition part 12 ... Determination part 13 ... 1st calculation part 14 ... 2nd calculation part 15 ... Determination part 20 ... Memory | storage device 21 ... Accumulated data 22 ... Fluctuation value data 23 ... Unit space data P ... Abnormality diagnosis program 2 ... Input Device 3 ... Output device

Claims (1)

プラントから新たに入力する複数の変数の値を所定の単位空間と比較して前記プラントの異常を診断する異常診断装置であって、
過去に入力した各変数の値を含む蓄積データを記憶する蓄積データ記憶部と、
各変数について、新たに入力した値と、前記蓄積データに含まれる所定期間の値の最大値と最小値を抽出し、中間の値をそれぞれ中央値として決定する決定部と、
各変数について、新たに入力した値と、前記決定部が決定した中央値との差分値を求める第1算出部と、
求められた各変数の差分値と、所定の単位空間のデータを利用してマハラノビス距離を求める第2算出部と、
求められたマハラノビス距離が予め定められる閾値の範囲内であるかを判定し、異常を診断する判定部と
を備えることを特徴とする異常診断装置。
An abnormality diagnosis device for diagnosing an abnormality in the plant by comparing values of a plurality of variables newly input from the plant with a predetermined unit space,
An accumulated data storage unit for storing accumulated data including values of variables input in the past;
For each variable, a newly entered value and a maximum value and a minimum value of a predetermined period value included in the accumulated data, and a determination unit that determines an intermediate value as a median value,
For each variable, a first calculation unit for obtaining a difference value between a newly input value and the median value determined by the determination unit;
A second calculation unit for obtaining a Mahalanobis distance using the obtained difference value of each variable and data of a predetermined unit space;
An abnormality diagnosis apparatus comprising: a determination unit that determines whether the calculated Mahalanobis distance is within a predetermined threshold range and diagnoses the abnormality.
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