JP2015228269A - Abnormality diagnostic device - Google Patents
Abnormality diagnostic device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015228269A JP2015228269A JP2015187278A JP2015187278A JP2015228269A JP 2015228269 A JP2015228269 A JP 2015228269A JP 2015187278 A JP2015187278 A JP 2015187278A JP 2015187278 A JP2015187278 A JP 2015187278A JP 2015228269 A JP2015228269 A JP 2015228269A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- abnormality
- variable
- plant
- value
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
Abstract
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.
プラントは、複数の機器が様々な条件で運転されている。また、プラントでは、複数のセンサでプラントの状態が計測されている。プラントの異常は、この複数の条件値や、複数のセンサの計測値から検出することができるが、例えば、各センサの計測値が各センサの計測値毎に定められる上下限値(閾値)を超えたときに異常と判断する方法が主流である。一方、各センサの計測値毎に上下限値を設定する場合、使用するセンサを増やすと上下限値の数も増やす必要があり、異常判定用の値の管理が複雑になる問題があった。 In the plant, a plurality of devices are operated under various conditions. In the plant, the state of the plant is measured by a plurality of sensors. An abnormality of the plant can be detected from the plurality of condition values and the measurement values of the plurality of sensors. For example, the upper and lower limit values (threshold values) determined for the measurement values of the sensors by the measurement values of the sensors are set. The mainstream method is to determine that there is an abnormality when the number is exceeded. On the other hand, when the upper and lower limit values are set for each measured value of each sensor, it is necessary to increase the number of upper and lower limit values when the number of sensors used is increased, and there is a problem in that the management of values for abnormality determination becomes complicated.
これに対し、近年、MT法(マハラノビス・タグチメソッド)というパターン認識技術を用いて異常を診断する技術もある。MT法は、「いつもと同じ」状態であるかどうかを診断するものであり、予め設定したいつもと同じ状態を表すマハラノビス空間の中心を基準として、求めた診断対象のマハラノビス距離がこのマハラノビス空間より遠くなるときに異常と判断する方法である。具体的には、センサの計測データを複数のグループに分け、それぞれのグループ毎に単位空間を生成し、MT法を利用して異常を診断するものがある(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, in recent years, there is also a technique for diagnosing an abnormality using a pattern recognition technique called MT method (Mahalanobis Taguchi method). The MT method is for diagnosing whether or not the state is “same as usual”, and the Mahalanobis distance of the object to be diagnosed is determined from the Mahalanobis space based on the center of the Mahalanobis space that represents the same state as usual. This is a method for determining an abnormality when going far. Specifically, there is one that divides sensor measurement data into a plurality of groups, generates a unit space for each group, and diagnoses an abnormality using the MT method (see, for example, Patent Document 1).
プラントでは複数の条件値を状況に応じて切り替えながら運転することがあるが、条件値を変更した場合にはセンサによる計測値も変わるため、設定する閾値も変更する必要がある。また、プラントにおいて意図的な操作による条件値の変更や季節変動による計測値の変化等の様々な変化があるが、このような正常な値の変化であっても、上述したような診断方法では異常と診断されるおそれがあり、異常診断の精度を低下させることになる。 The plant may be operated while switching a plurality of condition values depending on the situation. However, when the condition value is changed, the measurement value by the sensor also changes, so that the threshold value to be set needs to be changed. In addition, there are various changes such as changes in condition values due to intentional operations in plants and changes in measured values due to seasonal fluctuations. An abnormality may be diagnosed, and the accuracy of the abnormality diagnosis will be reduced.
MT法を利用した場合にも、条件値を変更した場合には、使用する単位空間を切り換えるなど、判断基準を変更する必要があるが、プラントから入力する全ての条件値や計測値を利用して単位空間を定期的に更新する場合、異常や異常の予兆も更新される単位空間に含まれるおそれがあり、異常診断の精度を低下させることになる。 Even when the MT method is used, if the condition value is changed, it is necessary to change the judgment criteria such as switching the unit space to be used. However, all the condition values and measured values input from the plant are used. When the unit space is regularly updated, abnormalities and signs of abnormalities may be included in the unit space to be updated, which reduces the accuracy of abnormality diagnosis.
上述したように、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, it has been difficult to diagnose plant abnormalities 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、本発明は、プラントの異常を診断する異常診断装置であって、前記プラントから入力するプラントの状態を表す変数の値であるプラントの操作に利用する指令値及びプラントで計測される計測値と、グループデータ記憶部で記憶され、プラントの状態を表す複数の変数で構成されるグループに関するグループデータから抽出した変数の値とを利用してマハラノビス距離を算出する算出部と、前記算出部が算出したマハラノビス距離を利用してプラントにおける異常の可能性を判定する異常判定部と、前記異常判定部が異常の可能性があると判定すると、複数の変数から異常の原因の候補である原因変数を抽出するとともに、抽出した原因変数と相関性の高い強相関変数を抽出する抽出部と、前記プラントから入力した指令値を参照し、原因変数と強相関変数とに対する操作の有無を判定する操作判定部と、前記操作判定部における判定結果に応じて異常を判定する診断部とを備える。 In order to achieve the above object, the present invention relates to an abnormality diagnosis apparatus for diagnosing a plant abnormality, which is a command value used for operation of a plant, which is a value of a variable representing a state of the plant input from the plant. The calculation unit that calculates the Mahalanobis distance using the measurement value measured in step 1 and the value of the variable that is stored in the group data storage unit and extracted from the group data related to the group that includes the plurality of variables that represent the state of the plant And an abnormality determination unit that determines the possibility of abnormality in the plant using the Mahalanobis distance calculated by the calculation unit, and when the abnormality determination unit determines that there is a possibility of abnormality, the cause of the abnormality from a plurality of variables The cause variable that is a candidate for the extraction, and the extraction unit that extracts the strong correlation variable highly correlated with the extracted cause variable and input from the plant With reference to the command value includes cause variable and the determining operation determining unit whether the operation on the strongly correlated variables, and a diagnosis unit for determining an abnormality in accordance with the determination result in the operation determination unit.
また、本発明は、プラントの異常を診断する異常診断装置であって、前記プラントから入力するプラントの状態を表す変数の値であるプラントの操作に利用する指令値及びプラントで計測される計測値と、グループデータ記憶部で記憶され、プラントの状態を表す複数の変数で構成されるグループに関するグループデータから抽出した変数の値とを利用してマハラノビス距離を算出する算出部と、前記算出部が算出したマハラノビス距離を利用してプラントにおける異常の可能性を判定する異常判定部と、前記異常判定部が異常の可能性があると判定すると、複数の変数から異常の原因の候補である原因変数を抽出するとともに、抽出した原因変数と相関性の高い強相関変数を抽出する抽出部と、原因変数の値の変化と強相関変数の値の変化との変化の傾向の連動を判定する連動判定部とをさらに備え、前記連動判定部における判定結果に応じて異常を判定する診断部とを備える。 Further, the present invention is an abnormality diagnosis apparatus for diagnosing plant abnormality, wherein a command value used for operation of the plant, which is a value of a variable representing a state of the plant input from the plant, and a measured value measured by the plant And a calculation unit that calculates a Mahalanobis distance using a value of a variable that is stored in a group data storage unit and that is extracted from group data related to a group that includes a plurality of variables that represent a plant state, and the calculation unit includes: An abnormality determination unit that determines the possibility of abnormality in the plant using the calculated Mahalanobis distance, and when the abnormality determination unit determines that there is a possibility of abnormality, a cause variable that is a candidate for the cause of abnormality from a plurality of variables Extractor that extracts a strong correlation variable that is highly correlated with the extracted cause variable, a change in the value of the cause variable, and a change in the value of the strong correlation variable Anda determining interlock determining unit interlocking trend of changes in, and a diagnosis unit determines abnormality in accordance with the determination result in the interlocking determination unit.
また、本発明は、原因変数の値の変化と強相関変数の値の変化との変化の傾向の連動を判定する連動判定部をさらに備え、前記診断部は、前記操作判定部の判定結果とともに、前記連動判定部における判定結果に応じて異常を判定することを特徴とする。 The present invention further includes an interlocking determination unit that determines the interlocking of the tendency of change between the change in the value of the cause variable and the change in the value of the strong correlation variable, and the diagnosis unit includes the determination result of the operation determination unit An abnormality is determined according to a determination result in the interlock determination unit.
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。 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.
さらに、発電プラントでは、様々なモードが設定可能であって、このモードによって各機器に設定する目標値、各センサで計測される計測値が異なる。例えば、発電プラントでは、常に一定量の電力を発電する必要はなく、電力需要に合わせて発電する。したがって、時間帯、曜日、季節等に合わせて複数のモードが規定されており、設定されているモード毎に各機器の目標値(設定値)が異なる。また、各機器の目標値が異なることにより、設定されるモード毎に各センサの計測値も異なる。 Furthermore, in a power plant, various modes can be set, and the target value set for each device and the measured value measured by each sensor differ depending on this mode. For example, in a power plant, it is not always necessary to generate a certain amount of power, and power is generated in accordance with power demand. Therefore, a plurality of modes are defined according to the time zone, day of the week, season, etc., and the target value (set value) of each device differs for each set mode. Moreover, since the target value of each device is different, the measured value of each sensor is different for each set mode.
図1に示すように、実施形態に係る異常診断装置1は、プラントから入力した新たな変数で蓄積データを更新する更新部11と、異常の診断に利用するグループを生成する生成部12と、グループデータ22が含む変数と、新たに入力した変数を利用してマハラノビス距離を算出する算出部13と、算出部13が算出したマハラノビス距離を判定値と比較して異常の可能性を判定する異常判定部14と、異常判定部14が異常の可能性があると判定すると、異常の原因の候補である原因変数とこの原因変数と相関性の高い変数である強相関変数を抽出する抽出部15と、原因変数と強相関変数とに関連する操作の有無を判定する操作判定部16と、原因変数の変化と強相関変数の変化との傾向の連動を判定する連動判定部17と、操作判定部16と連動判定部17との判定結果を利用して異常を診断する診断部18とを備えている。 As shown in FIG. 1, the abnormality diagnosis device 1 according to the embodiment includes an update unit 11 that updates accumulated data with new variables input from a plant, a generation unit 12 that generates a group used for abnormality diagnosis, A variable included in the group data 22, a calculation unit 13 that calculates a Mahalanobis distance using a newly input variable, and an abnormality that determines a possibility of abnormality by comparing the Mahalanobis distance calculated by the calculation unit 13 with a determination value If the determination unit 14 and the abnormality determination unit 14 determine that there is a possibility of abnormality, the extraction unit 15 extracts a cause variable that is a candidate for the cause of the abnormality and a strongly correlated variable that is highly correlated with the cause variable. An operation determination unit 16 that determines the presence / absence of an operation related to the cause variable and the strong correlation variable, an interlock determination unit 17 that determines an interlock of trends between the change in the cause variable and the change in the strong correlation variable, and an operation determination Part And a diagnosis unit 18 for diagnosing the abnormality by using the determination result with the interlocking determination unit 17 and 6.
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に更新部11、生成部12、算出部13、異常判定部14、抽出部15、操作判定部16、連動判定部17及び診断部18が実装される。また、図1に示す例では、記憶装置20に蓄積データ21およびグループデータ22を記憶している。さらに、異常診断装置1は、操作を入力するキーボード、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。 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 update unit 11, a generation unit 12, a calculation unit 13, an abnormality determination unit 14, an extraction unit 15, an operation determination unit 16, an interlock determination unit 17, and a diagnosis unit 18 are mounted on the CPU 10. Further, in the example shown in FIG. 1, accumulated data 21 and group data 22 are stored in the storage device 20. Further, the abnormality diagnosis device 1 is connected to an input device 2 such as a keyboard, a mouse, an operation button, a touch panel or the like for inputting an operation, and an output device 3 such as a display or a speaker for outputting an abnormality diagnosis process or result. It is connected.
更新部11は、プラントから新たに各変数の値を入力すると、入力した各変数の値を含む新たなレコードを生成し、生成したレコードを追加して記憶装置20に記憶される蓄積データ21を更新する。 When the value of each variable is newly input from the plant, the update unit 11 generates a new record including the value of each input variable, adds the generated record, and stores the accumulated data 21 stored in the storage device 20. Update.
蓄積データ21は、過去のプラントの状態を表す変数のレコードを蓄積したデータである。蓄積データの変数は、プラントの運転の条件値及び当該条件値の場合にプラントで計測された計測値である。図2に示す例では、蓄積データは、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)と、このモード及び目標値の場合に計測された計測値(変数4、5)等を関連づけたレコードを有している。また、図2に示す蓄積データの一例では、各レコードに時刻等のサンプル番号を付している。 The accumulated data 21 is data obtained by accumulating variable records representing past plant states. The variable of the accumulated data is a condition value for plant operation and a measured value measured in the plant in the case of the condition value. In the example shown in FIG. 2, the accumulated data includes target values (variables 1 and 2) set for each device in the plant, which are condition values for plant operation, and measured values (in this mode and target values) It has a record that associates variables 4, 5), etc. In the example of accumulated data shown in FIG. 2, each record is given a sample number such as time.
生成部12は、グループを生成す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、変数が所定の抽出条件を満たすレコードを抽出してグループを生成するとともに、生成したグループについてプラントの異常診断に利用する判定値を設定し、グループデータ22として記憶装置20に記憶させる。この抽出条件は、例えば、入力装置2を介して入力される。また、判定値は、このグループについて求められるマハラノビス空間を表す値であって、入力装置2を介して入力される。 The generation unit 12 reads the accumulated data 21 from the storage device 20 at a predetermined timing for generating a group, extracts a record in which a variable satisfies a predetermined extraction condition, generates a group, and generates an abnormality in the plant for the generated group. Determination values used for diagnosis are set and stored in the storage device 20 as group data 22. This extraction condition is input via the input device 2, for example. The determination value is a value representing the Mahalanobis space obtained for this group, and is input via the input device 2.
生成部12がグループを生成する所定のタイミングとは、例えば、新たに異常診断を実行する操作を入力装置2を介して入力したタイミングや、異常診断に使用していたグループを変更する操作を入力装置2を介して入力したタイミングである。生成部12は、例えば、変数1や変数2(目標値)の値、変数4や変数5(計測値)の値のいずれか一つを抽出条件としても良いし、複数の変数の値の組み合わせを抽出条件としても良い。 The predetermined timing at which the generation unit 12 generates a group is, for example, a timing at which an operation for newly executing an abnormality diagnosis is input via the input device 2 or an operation for changing the group used for the abnormality diagnosis is input. This is the timing input via the device 2. The generation unit 12 may use, for example, any one of the values of the variable 1 and the variable 2 (target value), the value of the variable 4 and the variable 5 (measured value) as an extraction condition, and a combination of values of a plurality of variables. May be used as the extraction condition.
グループデータ22は、グループを特定する所定条件(生成部12で利用した抽出条件)の場合の過去のプラントの状態を表す変数の履歴と、このグループに設定された判定値とを有するデータである。 The group data 22 is data having a history of variables representing past plant states in the case of a predetermined condition for specifying a group (extraction conditions used in the generation unit 12) and a determination value set for this group. .
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からグループデータ22を読み出し、グループデータ22が有する各変数の値を抽出する。ここで、異常を診断する所定のタイミングとは、例えば、定期的なタイミングである。 The calculation unit 13 reads the group data 22 from the storage device 20 at a predetermined timing for diagnosing an abnormality, and extracts the value of each variable included in the group data 22. Here, the predetermined timing for diagnosing abnormality is, for example, a regular timing.
また、算出部13は、グループデータ22から抽出した各変数の値と異常を診断する所定のタイミングでプラントから入力した新たな変数とを利用して、マハラノビス距離を求め、求めた値を異常判定部14に出力する。具体的には、(1)まず、算出部13は、各変数に対して平均値と標準偏差を求める。(2)その後、算出部13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、算出部13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、算出部13は、求めた逆行列を利用してマハラノビス距離を求める。 Further, the calculation unit 13 obtains the Mahalanobis distance using the value of each variable extracted from the group data 22 and the new variable input from the plant at a predetermined timing for diagnosing the abnormality, and determines the obtained value as an abnormality. To the unit 14. Specifically, (1) First, the calculation unit 13 obtains an average value and a standard deviation for each variable. (2) Thereafter, the calculation unit 13 standardizes the data using the value of each variable and the average value and standard deviation obtained for each variable, and obtains a normalized value for each variable. (3) Subsequently, the calculation unit 13 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 calculation unit 13 obtains the Mahalanobis distance using the obtained inverse matrix.
異常判定部14は、算出部13からマハラノビス距離を入力すると、記憶装置20から読み出したグループデータ22が有する判定値を抽出し、算出部13から入力したマハラノビス距離を、グループデータ22から抽出した判定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。異常判定部14は、判定結果を抽出部15及び出力装置3に出力する。 When the abnormality determination unit 14 inputs the Mahalanobis distance from the calculation unit 13, the abnormality determination unit 14 extracts the determination value included in the group data 22 read from the storage device 20, and the determination that the Mahalanobis distance input from the calculation unit 13 is extracted from the group data 22. Compare with the value to determine the possibility of abnormality in the plant. The abnormality determination unit 14 outputs the determination result to the extraction unit 15 and 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、算出部13で求めたマハラノビス距離が設定された判定値より小さいとき、すなわちマハラノビス空間内にあるとき、異常判定部14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、算出部13で求めたマハラノビス距離が設定された判定値より大きいとき、すなわち、マハラノビス空間から外れているとき、異常判定部14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、プラントで異常が発生していると判定する。 For example, as shown in FIG. 4, when determining an abnormality using the MT method, when the Mahalanobis distance obtained by the calculation unit 13 is smaller than a set determination value, that is, within the Mahalanobis space, the abnormality determination unit No. 14 determines that the current plant state is the same as the normal state, and the plant is operating normally. On the other hand, when the Mahalanobis distance obtained by the calculation unit 13 is greater than the set determination value, that is, when the Mahalanobis space is out of the Mahalanobis space, the abnormality determination unit 14 is in a state where the current plant state is different from the normal state. It is determined that there is an abnormality in the plant.
抽出部15は、異常の候補がある判定結果を入力すると、複数の変数の値から、異常原因の候補である原因変数を抽出するとともに、原因変数と相関性の高い強相関変数を抽出し、抽出結果を操作判定部16及び連動判定部17に出力する。 When the extraction unit 15 inputs a determination result with an abnormality candidate, the extraction unit 15 extracts a cause variable that is a candidate for an abnormality cause from the values of a plurality of variables, and extracts a strongly correlated variable highly correlated with the cause variable, The extraction result is output to the operation determination unit 16 and the interlock determination unit 17.
異常原因の候補を抽出するため、例えば、異常診断装置1では、グループデータ22に各変数の値の理想値や各変数の値の理想範囲を有しており、抽出部15は、この理想値や理想範囲と比較して異常の候補である原因変数を抽出するようにしてもよい。 In order to extract a candidate for an abnormality cause, for example, the abnormality diagnosis apparatus 1 has an ideal value of each variable value or an ideal range of each variable value in the group data 22, and the extraction unit 15 uses the ideal value. Or, a cause variable that is a candidate for abnormality may be extracted in comparison with the ideal range.
また、強相関変数を抽出するため、例えば、異常診断装置1では、MT法を利用する場合に、マハラノビス空間(単位空間)であるグループで構成する相関行列において要素として有している変数間の関係の強さを表す相関係数を利用して、抽出部15は、各変数と相関性の高い変数を抽出することができる。その他、強相関関数を抽出するため、異常診断装置1では、相関性のある変数が関連づけられるリストを有する相関データ(図示せず)を記憶装置20に記憶し、抽出部15は、この相関データから原因変数に関連づけられる変数を強相関変数として抽出するようにしてもよい。 Moreover, in order to extract a strong correlation variable, for example, in the abnormality diagnosis apparatus 1, when using the MT method, between variables included as elements in a correlation matrix formed of a group that is a Mahalanobis space (unit space) Using the correlation coefficient representing the strength of the relationship, the extraction unit 15 can extract a variable highly correlated with each variable. In addition, in order to extract a strong correlation function, the abnormality diagnosis apparatus 1 stores correlation data (not shown) having a list to which correlated variables are associated in the storage device 20, and the extraction unit 15 stores the correlation data. Alternatively, a variable associated with the cause variable may be extracted as a strongly correlated variable.
操作判定部16は、抽出部15から原因変数及び強相関変数を入力すると、プラントから入力した変数の値を参照して、原因変数及び強相関変数に対する操作がされたか否かを判定し、判定結果を診断部18に出力する。例えば、あるバルブの開閉に応じて変化する計測値が原因変数として抽出され、このバルブを開閉する指令値が強相関変数として抽出されたとする。このとき、このバルブが操作されていない、すなわち、強相関変数である指令値が変化していない場合には、何らかの異常によって原因変数が変化したと予測できる。一方、バルブが操作されたとき、すなわち、強相関変数である指令値が変化していた場合には、バルブの操作(指令値の変化)によって計測値も変化したことになるため、異常ではないと予測できる。 When the cause variable and the strong correlation variable are input from the extraction unit 15, the operation determination unit 16 refers to the value of the variable input from the plant, determines whether the cause variable and the strong correlation variable are operated, and determines The result is output to the diagnosis unit 18. For example, it is assumed that a measured value that changes according to opening / closing of a certain valve is extracted as a cause variable, and a command value for opening / closing this valve is extracted as a strong correlation variable. At this time, if the valve is not operated, that is, if the command value that is a strongly correlated variable has not changed, it can be predicted that the cause variable has changed due to some abnormality. On the other hand, when the valve is operated, that is, when the command value, which is a strongly correlated variable, has changed, the measured value has also changed due to the valve operation (change in the command value), so it is not abnormal. Can be predicted.
連動判定部17は、抽出部15から原因変数及び強相関変数を入力すると、プラントから入力した変数の値を参照して、原因変数の値及び相関変数の値が連動するか否かを判定し、判定結果を診断部18に出力する。例えば、正常に稼動している場合にはあるバルブとポンプとが連動して変動する場合、このバルブの計測値が原因変数として抽出され、ポンプの計測値が強相関変数として抽出されたとする。このとき、バルブの計測値の変動に連動して、ポンプの計測値も変化していた場合には、異常ではないと予測できる。一方、バルブの計測値の変動に連動してポンプは変動していない場合には、何らかの異常によって原因変数が変化したと予測できる。また例えば、ある計測値が原因変数として抽出され、これに関連する指令値(設定値)が強相関変数として抽出されたとする。このとき、図5(a)に示すように計測値と設定値が連動している場合には正常と予測され、図5(b)に示すように計測値と設定値が連動していない場合には異常と予測される。 When the cause variable and the strong correlation variable are input from the extraction unit 15, the interlock determination unit 17 refers to the value of the variable input from the plant and determines whether the value of the cause variable and the value of the correlation variable are interlocked. The determination result is output to the diagnosis unit 18. For example, when a valve and a pump fluctuate in conjunction with each other when operating normally, it is assumed that the measured value of this valve is extracted as a cause variable and the measured value of the pump is extracted as a strongly correlated variable. At this time, if the measured value of the pump is changed in conjunction with the variation of the measured value of the valve, it can be predicted that there is no abnormality. On the other hand, when the pump does not change in conjunction with the change in the measured value of the valve, it can be predicted that the cause variable has changed due to some abnormality. Further, for example, it is assumed that a certain measurement value is extracted as a cause variable, and a command value (setting value) related thereto is extracted as a strong correlation variable. At this time, when the measured value and the set value are linked as shown in FIG. 5A, it is predicted that the measurement value is normal, and when the measured value and the set value are not linked as shown in FIG. 5B. Is expected to be abnormal.
診断部18は、操作判定部16における判定結果と、連動判定部17における判定結果とを利用して異常を診断し、診断結果を出力装置3に出力する。具体的には、操作判定部16において原因変数又は強相関変数に関連する操作がされていると判定されており、かつ、連動判定部17において原因変数の値と強相関変数の値が連動すると判定された場合、診断部18は、プラントは正常に運転していると診断する。一方、操作判定部16において原因変数又は強相関変数に関連する操作がされていないと判定された場合、または、連動判定部17において原因変数の値と強相関変数の値とが連動しないと判定された場合、診断部18は、プラントで異常が発生していると診断する。 The diagnosis unit 18 diagnoses an abnormality using the determination result in the operation determination unit 16 and the determination result in the interlock determination unit 17, and outputs the diagnosis result to the output device 3. Specifically, when it is determined in the operation determination unit 16 that an operation related to the cause variable or the strong correlation variable is performed, and the value of the cause variable and the value of the strong correlation variable are linked in the interlock determination unit 17. If determined, the diagnosis unit 18 diagnoses that the plant is operating normally. On the other hand, when the operation determination unit 16 determines that an operation related to the cause variable or the strong correlation variable is not performed, or the interlock determination unit 17 determines that the value of the cause variable and the value of the strong correlation variable are not interlocked. When the diagnosis is made, the diagnosis unit 18 diagnoses that an abnormality has occurred 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、更新部11のみ他の処理部12〜18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 update part 11 may be contained in the information processing apparatus different from the other process parts 12-18. Further, only a part of the data stored in the storage device 20 may be stored in an external storage device.
さらに、上述した説明では、記憶装置20が記憶するグループデータ22の種類については言及していないが、記憶装置20は、複数のグループについてグループデータ22を記憶していてもよい。その場合、算出部13は、診断対象のグループのグループデータ22を記憶装置20から読み出して利用する。 Furthermore, in the above description, the type of group data 22 stored in the storage device 20 is not mentioned, but the storage device 20 may store group data 22 for a plurality of groups. In that case, the calculation unit 13 reads the group data 22 of the group to be diagnosed from the storage device 20 and uses it.
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.
生成部12が、グループデータ22を生成するタイミングで、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、判定値を設定してグループデータ22を生成して記憶装置20に記憶させる(S1)。 At the timing when the generation unit 12 generates the group data 22, the accumulated data 21 is read from the storage device 20 to extract the record value satisfying the extraction condition, and the determination value is set to generate the group data 22 and store it. It memorize | stores in the apparatus 20 (S1).
その後、算出部13は、プラントから入力する変数の値と、グループデータ22に含まれる変数の値を利用してマハラノビス距離を算出する(S2)。続いて、異常判定部14は、算出部13が算出したマハラノビス距離を、グループデータ22に含まれる判定値と比較して異常の可能性について判定する(S3)。 Thereafter, the calculation unit 13 calculates the Mahalanobis distance using the value of the variable input from the plant and the value of the variable included in the group data 22 (S2). Subsequently, the abnormality determination unit 14 determines the possibility of abnormality by comparing the Mahalanobis distance calculated by the calculation unit 13 with a determination value included in the group data 22 (S3).
異常の可能性があると判定された場合(S3でYES)、抽出部15は、異常の原因の候補の変数である原因変数を抽出する(S4)。また抽出部15は、抽出した原因変数と相関性の高い強相関変数を抽出する(S5)。 When it is determined that there is a possibility of abnormality (YES in S3), the extraction unit 15 extracts a cause variable that is a candidate variable of the cause of the abnormality (S4). Further, the extraction unit 15 extracts a strong correlation variable having a high correlation with the extracted cause variable (S5).
続いて、操作判定部16は、原因変数又は強相関変数に関する操作がされたか否かを判定する(S6)。また、連動判定部17は、原因変数の値の変化と強相関変数の値の変化の傾向が連動するか否かを判定する(S7)。 Subsequently, the operation determination unit 16 determines whether or not an operation related to the cause variable or the strong correlation variable has been performed (S6). The interlock determination unit 17 determines whether or not the change in the value of the cause variable and the tendency of the change in the value of the strong correlation variable are interlocked (S7).
異常判定部14において異常の可能性がないと判定された場合(S3でNO)、異常判定部14は、プラントは正常に運転していると判定し、判定結果を出力装置3に出力してステップS2の処理に戻る(S8)。また、操作判定部16で操作がされたと判定され、かつ連動判定部17で各変数の値が連動すると判定された場合(S6でYES及びS7でYES)、診断部18は、プラントは正常に運転していると診断し、診断結果を出力装置3に出力してステップS2の処理に戻る(S8)。 If the abnormality determination unit 14 determines that there is no possibility of abnormality (NO in S3), the abnormality determination unit 14 determines that the plant is operating normally, and outputs the determination result to the output device 3. The process returns to step S2 (S8). When it is determined that the operation is determined by the operation determination unit 16 and the value of each variable is determined to be interlocked by the interlock determination unit 17 (YES in S6 and YES in S7), the diagnosis unit 18 indicates that the plant is normal. It diagnoses that it is driving, outputs the diagnosis result to the output device 3, and returns to the process of step S2 (S8).
一方、操作判定部16で操作がされていないと判定された場合(S6でNO)、または、連動判定部17で連動していないと判定された場合(S7でNO)、診断部18は、プラントには異常が発生したと診断し、診断結果を出力装置3に出力してステップS2の処理に戻る(S9)。 On the other hand, when the operation determining unit 16 determines that the operation is not performed (NO in S6) or when the interlock determining unit 17 determines that the operation is not interlocked (NO in S7), the diagnosis unit 18 Diagnose that an abnormality has occurred in the plant, output the diagnosis result to the output device 3, and return to the process of step S2 (S9).
なお、上述した説明では、異常診断装置1は、操作判定部16及び連動判定部17とを備え、診断部18は、操作判定部16及び連動判定部17の判定結果を利用して異常を診断するものとして説明した。しかしながら、操作判定部16又は連動判定部17のいずれか一方の判定結果で異常を診断するようにしてもよい。 In the above description, the abnormality diagnosis device 1 includes the operation determination unit 16 and the interlock determination unit 17, and the diagnosis unit 18 diagnoses an abnormality using the determination results of the operation determination unit 16 and the interlock determination unit 17. Explained as what to do. However, an abnormality may be diagnosed with the determination result of either the operation determination unit 16 or the interlock determination unit 17.
また、図3に示すフローチャートでは、グループデータ22の生成を繰り返すことについては示していないが、グループデータ22も、例えば定期的等の所定のタイミングで繰り返して生成しても良い。 3 does not show that the generation of the group data 22 is repeated, the group data 22 may be generated repeatedly at a predetermined timing such as periodically.
上述したように、本発明に係る異常診断装置では、異常の可能性を判定した後、各変数の値や各値の変化等を利用して異常を診断するため、容易な処理で、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, in the abnormality diagnosis device according to the present invention, after determining the possibility of abnormality, the abnormality is diagnosed using the value of each variable, change in each value, etc. It is possible to diagnose plant abnormalities.
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…更新部
12…生成部
13…算出部
14…異常判定部
15…抽出部
16…操作判定部
17…連動判定部
18…診断部
20…記憶装置(グループデータ記憶部)
21…蓄積データ
22…グループデータ
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 ... Update part 12 ... Generation | occurrence | production part 13 ... Calculation part 14 ... Abnormality determination part 15 ... Extraction part 16 ... Operation determination part 17 ... Interlocking determination part 18 ... Diagnosis part 20 ... Storage device (group data storage part)
21 ... Accumulated data 22 ... Group data P ... Abnormality diagnosis program 2 ... Input device 3 ... Output device
Claims (1)
前記プラントから入力するプラントの状態を表す変数の値であるプラントの操作に利用する指令値及びプラントで計測される計測値と、グループデータ記憶部で記憶され、プラントの状態を表す複数の変数で構成されるグループに関するグループデータから抽出した変数の値とを利用してマハラノビス距離を算出する算出部と、
前記算出部が算出したマハラノビス距離を利用してプラントにおける異常の可能性を判定する異常判定部と、
前記異常判定部が異常の可能性があると判定すると、複数の変数から異常の原因の候補である原因変数を抽出するとともに、抽出した原因変数と相関性の高い強相関変数を抽出する抽出部と、
前記プラントから入力した指令値を参照し、原因変数と強相関変数とに対する操作の有無を判定する操作判定部と、
前記操作判定部における判定結果に応じて異常を判定する診断部と、
を備えることを特徴とする異常診断装置。 An abnormality diagnosis device for diagnosing plant abnormality,
A command value used for operation of the plant, which is a value of a variable representing the state of the plant input from the plant, and a measured value measured in the plant, and a plurality of variables that are stored in the group data storage unit and represent the state of the plant A calculation unit for calculating the Mahalanobis distance using the value of the variable extracted from the group data regarding the group to be configured;
An abnormality determination unit that determines the possibility of abnormality in the plant using the Mahalanobis distance calculated by the calculation unit;
When the abnormality determination unit determines that there is a possibility of abnormality, an extraction unit that extracts a cause variable that is a candidate for the cause of abnormality from a plurality of variables and extracts a strongly correlated variable highly correlated with the extracted cause variable When,
An operation determination unit that refers to a command value input from the plant and determines whether or not there is an operation for a cause variable and a strong correlation variable,
A diagnosis unit that determines an abnormality according to a determination result in the operation determination unit;
An abnormality diagnosis apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015187278A JP6115607B2 (en) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | Abnormality diagnosis apparatus, abnormality diagnosis method, and abnormality diagnosis program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015187278A JP6115607B2 (en) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | Abnormality diagnosis apparatus, abnormality diagnosis method, and abnormality diagnosis program |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011178826A Division JP5811683B2 (en) | 2011-08-18 | 2011-08-18 | Abnormality diagnosis device |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015228269A true JP2015228269A (en) | 2015-12-17 |
JP2015228269A5 JP2015228269A5 (en) | 2016-06-09 |
JP6115607B2 JP6115607B2 (en) | 2017-04-19 |
Family
ID=54885645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015187278A Active JP6115607B2 (en) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | Abnormality diagnosis apparatus, abnormality diagnosis method, and abnormality diagnosis program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6115607B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020181443A (en) * | 2019-04-26 | 2020-11-05 | 株式会社豊田中央研究所 | Abnormality detection apparatus, abnormality detection method, and computer program |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021128364A (en) * | 2020-02-10 | 2021-09-02 | 三菱重工業株式会社 | Abnormality detection device, abnormality detection method and program |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04218809A (en) * | 1990-05-02 | 1992-08-10 | Idemitsu Kosan Co Ltd | Abnormality detector for control instrument |
JP2002351537A (en) * | 2001-05-24 | 2002-12-06 | Honda Motor Co Ltd | Method for managing manufacturing quality |
JP2007165721A (en) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Omron Corp | Process abnormality analyzing device, and program |
JP2007213194A (en) * | 2006-02-08 | 2007-08-23 | Yokogawa Electric Corp | Situation analytical system and situation analytical method |
JP2008177534A (en) * | 2006-12-19 | 2008-07-31 | Toshiba Corp | Managing method of semiconductor manufacturing equipment, and management system of semiconductor manufacturing equipment |
JP2009288100A (en) * | 2008-05-29 | 2009-12-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Soundness diagnosis method and program, and soundness diagnosis apparatus of windmill |
JP2011081697A (en) * | 2009-10-09 | 2011-04-21 | Hitachi Ltd | Facility condition monitoring method, monitoring system, and monitoring program |
-
2015
- 2015-09-24 JP JP2015187278A patent/JP6115607B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04218809A (en) * | 1990-05-02 | 1992-08-10 | Idemitsu Kosan Co Ltd | Abnormality detector for control instrument |
JP2002351537A (en) * | 2001-05-24 | 2002-12-06 | Honda Motor Co Ltd | Method for managing manufacturing quality |
JP2007165721A (en) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Omron Corp | Process abnormality analyzing device, and program |
JP2007213194A (en) * | 2006-02-08 | 2007-08-23 | Yokogawa Electric Corp | Situation analytical system and situation analytical method |
JP2008177534A (en) * | 2006-12-19 | 2008-07-31 | Toshiba Corp | Managing method of semiconductor manufacturing equipment, and management system of semiconductor manufacturing equipment |
JP2009288100A (en) * | 2008-05-29 | 2009-12-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Soundness diagnosis method and program, and soundness diagnosis apparatus of windmill |
JP2011081697A (en) * | 2009-10-09 | 2011-04-21 | Hitachi Ltd | Facility condition monitoring method, monitoring system, and monitoring program |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020181443A (en) * | 2019-04-26 | 2020-11-05 | 株式会社豊田中央研究所 | Abnormality detection apparatus, abnormality detection method, and computer program |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6115607B2 (en) | 2017-04-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6076571B1 (en) | Information processing apparatus, information processing system, information processing method, and program | |
JP5824959B2 (en) | Abnormality diagnosis device | |
JP6647473B1 (en) | Abnormality detection device and abnormality detection method | |
WO2013011745A1 (en) | Facility state monitoring method and device therefor | |
JP6615963B1 (en) | Abnormal sign diagnostic apparatus and abnormal sign diagnostic method | |
CN102576227A (en) | Plant diagnostic equipment | |
KR20150056612A (en) | Plant monitoring device, plant monitoring program, and plant monitoring method | |
TWI755794B (en) | Abnormality diagnosis method, abnormality diagnosis apparatus, and abnormality diagnosis program | |
JP6492555B2 (en) | Abnormality diagnosis method, abnormality diagnosis device, and abnormality diagnosis program | |
JP5949135B2 (en) | Abnormality diagnosis method and abnormality diagnosis device | |
JP5939439B2 (en) | Abnormality diagnosis device | |
TW202006488A (en) | Data processing device and data processing method | |
JP5811683B2 (en) | Abnormality diagnosis device | |
JP6115607B2 (en) | Abnormality diagnosis apparatus, abnormality diagnosis method, and abnormality diagnosis program | |
JP6347771B2 (en) | Abnormality diagnosis apparatus, abnormality diagnosis method, and abnormality diagnosis program | |
JP5948998B2 (en) | Abnormality diagnosis device | |
JP5817323B2 (en) | Abnormality diagnosis device | |
JP5949032B2 (en) | Pre-processing method and abnormality diagnosis device | |
KR102093287B1 (en) | Method for measuring indirectly tool wear of CNC machine | |
JP2013050759A (en) | Abnormality diagnosis device | |
JP2017091485A (en) | Monitoring support device, monitoring support method, and program | |
US10372719B2 (en) | Episode mining device, method and non-transitory computer readable medium of the same | |
JP2018116687A (en) | Abnormality factor specifying method and abnormality factor specifying device | |
JP2013050758A (en) | Abnormality diagnosis device | |
RU2794126C1 (en) | Device for determining blast furnace failure, method for detecting blast furnace fault and method for operating blast furnace |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150924 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160411 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160729 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160802 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160923 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170221 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170306 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6115607 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |