JP2019153045A - Data processor and data processing method - Google Patents

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みさき 隅倉
Misaki Sumikura
みさき 隅倉
晃治 陰山
Koji Kageyama
晃治 陰山
豊 三宮
Yutaka Sannomiya
豊 三宮
浩人 横井
Hiroto Yokoi
浩人 横井
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Abstract

To upgrade the reliability of data, which is employed in monitoring the operation of a plant, by presenting a work instruction to an operator on the basis of a result of evaluation of each of the states of a measuring instrument and the plant.SOLUTION: A first diagnosis unit 32 included in a data processor 23 analyzes data, which is read from a first database on the basis of a condition read from a second database, according to a first statistical technique, and thus diagnoses presence or absence of an abnormality in a measuring instrument. A second diagnosis unit 33 analyzes data, which is read from the first database on the basis of a result of diagnosis by the first diagnosis unit and a condition read from the second database, according to a second statistical technique, and thus diagnoses presence or absence of an abnormality in performance of a facility. A state evaluation unit 34 selects information, which is used to give a work instruction to an operator of a plant, on the basis of a result of evaluation performed on each of the states of the measuring instrument and the plant according to a result of diagnosis of presence or absence of an abnormality in the measuring instrument and a result of diagnosis of presence or absence of an abnormality in the performance of the facility. A presentation unit presents the information selected by the state evaluation unit.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、データ処理装置及びデータ処理方法に関する。   The present invention relates to a data processing apparatus and a data processing method.

水処理プラント、化学プラント、発電プラントなどは、様々な機器、配管から構成されている。これらのプラントを構成する機器や配管には、水質、温度、流量などを計測する計測器が設置されている。そして、計測器が、機器、プラント、及び、生産品(例えば、浄水場であれば水道水)の状態を監視している。また、これらの計測値を用いて、より高度に異常を検知し、又は異常の内容を診断する、異常検知・診断システムの導入も進んでいる。   A water treatment plant, a chemical plant, a power plant, etc. are comprised from various apparatuses and piping. Measuring devices for measuring water quality, temperature, flow rate, and the like are installed in the equipment and piping constituting these plants. And the measuring device is monitoring the state of an apparatus, a plant, and a product (for example, tap water if it is a water purification plant). In addition, the introduction of an abnormality detection / diagnosis system that uses these measurement values to detect an abnormality at a higher level or diagnose the content of the abnormality is also in progress.

計測器から出力される計測データを分析して運転状態を把握するための異常検知・診断技術として様々な手法が提案されている。例えば、物理モデルをベースとした異常診断システムや、汎用的なシステムとしては主成分分析、潜在変数射影法、サポートベクトルマシンなどの統計的手法を用いた診断システムなどがある。これらは、手法の違いはあるものの、一般に計測データはもちろん、その計測データを加工して分析用入力データとするための作成工程(以下、「前処理」と呼ぶ)が必要である。分析用入力データの品質と作成時間は、それぞれ異常予知の精度と速さに影響する。   Various techniques have been proposed as an abnormality detection / diagnosis technique for analyzing measurement data output from a measuring instrument and grasping an operation state. For example, an abnormality diagnosis system based on a physical model and a general-purpose system include a diagnostic system using statistical methods such as principal component analysis, latent variable projection method, support vector machine, and the like. Although these methods are different, in general, not only measurement data but also a creation step (hereinafter referred to as “pre-processing”) for processing the measurement data into input data for analysis is required. The quality and creation time of input data for analysis affect the accuracy and speed of abnormality prediction, respectively.

例えば、水処理システムを構成する浄水場は、河川水や地下水などを原水とし、浄水処理や消毒処理を行った後に、最終的には配管を経由して上水を需要家に供給している。浄水処理施設の多くは河川水などの表流水を水源としており、原水水質は季節や天候により変化する。そのため、浄水処理の維持管理者は、原水水質に応じて浄水処理施設を運転調整することが必要である。浄水処理施設は、プラントの運転・監視データに基づいて運転されるが、少人数で24時間連続給水を実現するためには、設備機器の異常検知や診断の重要性が増している。   For example, water treatment plants that make up a water treatment system use river water or groundwater as raw water, and after supplying water and disinfecting water, finally supply water to customers via pipes. . Many of the water treatment facilities use surface water such as river water as the source of water, and the quality of raw water varies depending on the season and weather. Therefore, it is necessary for the maintenance manager of the water purification treatment to adjust the operation of the water purification treatment facility according to the quality of the raw water. Water purification facilities are operated based on plant operation / monitoring data. However, in order to realize continuous water supply for 24 hours with a small number of people, the importance of abnormality detection and diagnosis of equipment is increasing.

しかし、浄水処理で扱う水には、河川由来の物質や、浄水処理に用いられる物質が含まれるだけでなく、微生物等も含まれており、これらの物質は水質や流量等の計測精度を悪化させる原因となる。また、計測データは機器や信号伝送路のノイズ、メンテナンス等のイベント、計測器の不具合等による異常値やドリフトを含んでいる。このため、異常検知や診断用データ作成時には、物理特性に基づく範囲設定や評価式での補正等により、計測データから異常値やドリフト等を除去する必要がある。   However, the water used in water purification treatment not only contains substances derived from rivers and substances used in water purification treatment, but also contains microorganisms. These substances deteriorate the measurement accuracy of water quality and flow rate. Cause it. Moreover, the measurement data includes abnormal values and drifts due to noise of devices and signal transmission lines, events such as maintenance, malfunctions of measuring instruments, and the like. For this reason, when detecting abnormality or creating diagnostic data, it is necessary to remove abnormal values, drifts, and the like from the measurement data by setting a range based on physical characteristics or correcting with an evaluation formula.

ここで、特許文献1には、プラント設備に設けられて、計測されるプロセスデータに相関が認められる複数の計測器のドリフトを判定する技術が開示されている。   Here, Patent Document 1 discloses a technique for determining drifts of a plurality of measuring instruments that are provided in a plant facility and are correlated with measured process data.

特開2009−175870号公報JP 2009-175870 A

ところで、特許文献1には、相関が認められる複数の計測器として、原子炉水位を計測する4つの水位計が事例として挙げられている。これらの水位計は原子炉内では同一の項目を同様な方式で計測する計測器として用いられる。また、発電を定常的に行う運転状態を維持する営業運転中には、これらの水位計の計測対象である水の物性や不純物濃度が大きく変化することはない。   By the way, in Patent Document 1, four water level meters that measure the reactor water level are listed as examples as a plurality of measuring instruments with which correlation is recognized. These water level gauges are used as measuring instruments that measure the same items in the same way in a nuclear reactor. In addition, during the commercial operation in which the operation state in which power generation is constantly performed is maintained, the physical properties and impurity concentration of water that is a measurement target of these water level meters do not change greatly.

しかし、一般的な水処理システムでは、複数の計測器がそれぞれ異なる状況で計測対象である水を計測することが多い。このため、水処理システムのように、計測対象である水の不純物濃度や取り扱う水量が大きく変化する状況や、計測値に相関はあるものの計測項目や計測レンジが異なる計測器の組み合わせしか選択できない状況では、データの前処理が困難であった。このため、適切な前処理が行われていないデータは、分析用入力データとしての品質が低くなる。このような分析用入力データを用いると、異常予知の精度と速さも低くなっていた。   However, in a general water treatment system, a plurality of measuring instruments often measure water that is a measurement target in different situations. For this reason, as in a water treatment system, the situation in which the impurity concentration of the water to be measured and the amount of water to be handled change greatly, or the combination of measuring instruments with different measurement items and measurement ranges that are correlated with the measurement values can be selected. Then, data preprocessing was difficult. For this reason, the quality of the input data for analysis is low for data that has not been appropriately preprocessed. When such input data for analysis is used, the accuracy and speed of abnormality prediction is low.

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、プラントの運転監視に用いられるデータの信頼性を高めることを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to improve the reliability of data used for plant operation monitoring.

本発明に係るデータ処理装置は、プラントの運転に伴ってプラントを構成する設備から出力されるデータ、及びプラントの処理対象を計測する計測器から出力されるデータを時系列で格納する第1データベースと、分析又は診断のための条件が定義される第2データベースと、第2データベースから読み出した条件に基づいて第1データベースから読み出したデータを第1統計的手法により解析することにより、計測器の異常の有無を診断する第1診断部と、計測器の異常の有無の診断結果と、第2データベースから読み出した条件に基づいて第1データベースから読み出したデータとを第2統計的手法により解析することにより、設備の性能異常の有無を診断する第2診断部と、計測器の異常の有無の診断結果、及び設備の性能異常の有無の診断結果により計測器及びプラントの状態を評価した評価結果に基づいて、プラントの運転員に作業指示を与えるための情報を選択する状態評価部と、状態評価部により選択された情報を提示する提示部と、を備える。   A data processing apparatus according to the present invention is a first database that stores, in time series, data output from equipment constituting a plant as the plant is operated and data output from a measuring instrument that measures a processing target of the plant. A second database in which conditions for analysis or diagnosis are defined, and analyzing data read from the first database based on the conditions read from the second database by a first statistical method. A first diagnostic unit for diagnosing the presence / absence of abnormality, a diagnosis result of the presence / absence of abnormality of the measuring instrument, and data read from the first database based on conditions read from the second database are analyzed by a second statistical method. The second diagnostic unit for diagnosing the presence or absence of equipment performance abnormality, the diagnostic result of the presence or absence of abnormality of the measuring instrument, and the presence or absence of equipment performance abnormality A state evaluation unit that selects information for giving a work instruction to a plant operator based on an evaluation result obtained by evaluating the state of the measuring instrument and the plant based on the diagnosis result, and a presentation that presents the information selected by the state evaluation unit A section.

本発明によれば、計測器及びプラントの状態を評価した評価結果に基づいて、運転員に提示された作業指示により、運転員が適切な作業を行うことができるため、プラントの運転監視に用いられるデータの信頼性を高めることができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
According to the present invention, the operator can perform appropriate work based on the work instruction presented to the operator based on the evaluation result obtained by evaluating the state of the measuring instrument and the plant. Can improve the reliability of the data.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本発明の第1の実施の形態に係るプラント診断用データ前処理・分析システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the data pre-processing and analysis system for plant diagnosis which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る分析装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the analyzer which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る計算機のハードウェア構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware structural example of the computer which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係るカテゴリ分析部による運転データのカテゴリ分類の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the category classification | category of the driving | running data by the category analysis part which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係るカテゴリ分析部による分類後のカテゴリの相関関係の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the correlation of the category after the classification | category by the category analysis part which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る分析装置によるデータ処理方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the data processing method by the analyzer which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係るカテゴリ分析部及び計測器診断部が分析・診断条件DBから取得可能な分析・診断条件を示すデータ項目の一例を示す表である。It is a table | surface which shows an example of the data item which shows the analysis / diagnostic condition which the category analysis part and measuring device diagnostic part which concern on the 1st Embodiment of this invention can acquire from analysis / diagnostic condition DB. 本発明の第1の実施の形態に係る表示部に表示させる内容を分類するための分類項目の一例を示す表である。It is a table | surface which shows an example of the classification item for classifying the content displayed on the display part which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る分類に応じて表示部に表示される内容の一例を示す表である。It is a table | surface which shows an example of the content displayed on a display part according to the classification | category which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る分析装置によるデータ処理方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the data processing method by the analyzer which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same function or configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

[第1の実施の形態]
始めに、本発明の第1の実施の形態に係るプラント診断用データ前処理・分析システム100について説明する。
図1は、プラント診断用データ前処理・分析システム100の構成図である。
プラント診断用データ前処理・分析システム100は、プラントの一例として構成される水道施設1の異常検知・診断に用いられるデータを処理するデータ処理システムの一例である。本実施の形態に係るプラントは、浄水処理、下水処理、取水、集水、又は、用水の送配水を行うための処理プラントであり、特に水道施設1について説明を行う。プラント診断用データ前処理・分析システム100は、水道施設1に設置された各設備及び計測器と、分析装置23とを備える。そして、プラント診断用データ前処理・分析システム100が管理する対象は水道施設1である。水道施設1は、取水施設2、浄水処理施設3、送配水施設4、給水施設5を備える。
[First Embodiment]
First, the plant diagnosis data preprocessing / analysis system 100 according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a configuration diagram of a plant diagnosis data pre-processing / analysis system 100.
The plant diagnosis data preprocessing / analysis system 100 is an example of a data processing system that processes data used for abnormality detection / diagnosis of a water supply facility 1 configured as an example of a plant. The plant according to the present embodiment is a treatment plant for performing water purification treatment, sewage treatment, water intake, water collection, or water supply / distribution, and particularly the water supply facility 1 will be described. The plant diagnosis data preprocessing / analysis system 100 includes equipment and measuring instruments installed in the water supply facility 1 and an analysis device 23. The object managed by the plant diagnosis data preprocessing / analysis system 100 is the water supply facility 1. The water supply facility 1 includes a water intake facility 2, a water purification treatment facility 3, a water transmission / distribution facility 4, and a water supply facility 5.

浄水処理施設3には、例えば、原水を受ける着水井10、凝集剤を添加し急速攪拌する混和池11、緩速攪拌してフロックを成長させるフロック形成池12、成長したフロックを沈降分離する沈殿池13、水をろ過するろ過池14、浄水処理した水を蓄える浄水池15が設けられる。本実施の形態では、処理流量や水質等を計測する計測器は、例えば、水道施設1の処理対象としての水の水質を計測する水質計測装置であり、濁度計16a〜16c、流量計17、水温計18、pH計19がある。   The water treatment facility 3 includes, for example, a landing well 10 that receives raw water, a mixing basin 11 in which a flocculant is added and rapidly stirred, a floc formation pond 12 in which slow stirring is performed to grow flocs, and a precipitate that separates the grown flocs by sedimentation. A pond 13, a filter pond 14 for filtering water, and a water purification pond 15 for storing purified water are provided. In this Embodiment, the measuring device which measures a process flow rate, water quality, etc. is the water quality measuring device which measures the water quality of the water as a process target of the water supply facility 1, for example, and the turbidimeters 16a-16c and the flow meter 17 are measured. There are a water temperature meter 18 and a pH meter 19.

着水井10に設置される濁度計16a、流量計17、水温計18、pH計19は、それぞれ原水の水質と、浄水処理の水量(流量)を計測する。濁度計16bは、沈殿池13の出口に設置されており、沈殿処理の性能を判定するために用いられる。また、濁度計16cは、ろ過池14の出口に設置されており、ろ過後の水質を計測する。水温計18は、着水井10に貯められる水の水温を計測する。pH計19は、着水井10に貯められる水のpHを計測する。   A turbidity meter 16a, a flow meter 17, a water temperature meter 18, and a pH meter 19 installed in the landing well 10 measure the quality of raw water and the amount of water (flow rate) for water purification treatment, respectively. The turbidimeter 16b is installed at the outlet of the settling basin 13 and is used to determine the performance of the precipitation process. Moreover, the turbidimeter 16c is installed in the exit of the filtration basin 14, and measures the water quality after filtration. The water temperature gauge 18 measures the temperature of water stored in the landing well 10. The pH meter 19 measures the pH of the water stored in the landing well 10.

浄水処理施設3では薬注による水処理が行われる。このため、浄水処理施設3は、水酸化ナトリウム溶液などのアルカリ剤を着水井10へ注入するアルカリ剤注入設備20、PAC(ポリ塩化アルミニウム)などの凝集剤を混和池11に注入する凝集剤注入設備21を備える。濁度計16a、流量計17、水温計18、pH計19等の計測器の計測値を含む計測情報、及び計測器の運転情報は、制御LAN22を介して分析装置23に送信される。   Water treatment by chemical injection is performed at the water purification treatment facility 3. For this reason, the water purification treatment facility 3 has an alkaline agent injection facility 20 for injecting an alkaline agent such as a sodium hydroxide solution into the landing well 10, and a coagulant injection for injecting a coagulant such as PAC (polyaluminum chloride) into the mixing basin 11. Equipment 21 is provided. Measurement information including measurement values of measuring instruments such as the turbidity meter 16 a, flow meter 17, water temperature gauge 18, pH meter 19, and operation information of the measuring instrument are transmitted to the analyzer 23 via the control LAN 22.

図2は、分析装置23の構成例を示すブロック図である。
分析装置23は、通信I/F(Interface)31、計測器診断部32、カテゴリ分析部33、状態評価部34、プロセス・水質DB(Data Base)35、分析・診断条件DB36、表示部37、及び、内部バス38を有する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the analysis device 23.
The analysis device 23 includes a communication I / F (Interface) 31, a measuring instrument diagnosis unit 32, a category analysis unit 33, a state evaluation unit 34, a process / water quality DB (Data Base) 35, an analysis / diagnosis condition DB 36, a display unit 37, And an internal bus 38.

通信I/F31は、制御LAN(Local Area Network)22に接続されており、水道施設1を構成する設備から運転条件や水質等の計測値を示すデータを取得する。以下の説明では、水道施設1の運転条件を示すデータ、及び計測器が計測した計測値を示すデータを「運転データ」とも呼ぶ。運転データは、水道施設1の運転状態を管理し、水道施設1の診断を行うために用いられるプラント診断用データの一例である。運転データは、設定された頻度でプロセス・水質DB35に格納される。   The communication I / F 31 is connected to a control LAN (Local Area Network) 22, and acquires data indicating measured values such as operating conditions and water quality from the equipment configuring the water supply facility 1. In the following description, the data indicating the operating condition of the water supply facility 1 and the data indicating the measurement value measured by the measuring instrument are also referred to as “operation data”. The operation data is an example of data for plant diagnosis used for managing the operation state of the water facility 1 and performing diagnosis of the water facility 1. The operation data is stored in the process / water quality DB 35 at a set frequency.

計測器診断部32(第1診断部の一例)は、プロセス・水質DB35から読み出したデータを第1統計的手法により解析することにより、計測器の異常の有無を診断する。例えば、計測器診断部32は、クラスタ分析などの統計的手法や、物理モデル、又は、他の計測値から得られる相関式を用いて、計測器が示している値が所定の誤差範囲で正しい値を示しているか否かを診断する。このため、計測器診断部32は、分析・診断条件DB36に格納された診断条件、すなわち、入力とするデータ項目と数値、並びに、プロセス・水質DB35に格納されたデータセットを用いて、対象とする計測器の診断を行う。計測器診断部32で用いられる第1統計的手法としては、カテゴリ分析部33で用いられるカテゴリ分析手法の一例として示す適応共鳴理論(Adaptive Resonance Theory、以下、「ART」と記載する)を用いてもよいし、ARTとは異なる単純な線形モデル、又は、検定法を用いてもよい。   The measuring instrument diagnosis unit 32 (an example of a first diagnosis unit) analyzes the data read from the process / water quality DB 35 by using the first statistical method, thereby diagnosing the presence or absence of an abnormality of the measuring instrument. For example, the instrument diagnosis unit 32 uses a statistical method such as cluster analysis, a physical model, or a correlation equation obtained from another measurement value, so that the value indicated by the instrument is correct within a predetermined error range. Diagnose whether it shows a value. For this reason, the measuring instrument diagnosis unit 32 uses the diagnosis conditions stored in the analysis / diagnosis condition DB 36, that is, the data items and numerical values to be input, and the data set stored in the process / water quality DB 35 as a target. Diagnose the measuring instrument. As a first statistical method used in the instrument diagnosis unit 32, an adaptive resonance theory (hereinafter referred to as “ART”) shown as an example of a category analysis method used in the category analysis unit 33 is used. Alternatively, a simple linear model different from ART or a test method may be used.

カテゴリ分析部33(第2診断部の一例)は、計測器診断部32の診断結果に基づいて、プロセス・水質DB35から読み出したデータを第2統計的手法により解析することにより、設備の性能異常の有無を診断する。このため、カテゴリ分析部33は、第2統計的手法として、例えば、プロセス・水質DB35から読み出したデータをカテゴリに分類するARTを用いた手法、又はARTに類似したクラスタ分析手法を実行するエンジンを備える。カテゴリ分析部33は、分析・診断条件DB36に格納された分析条件、すなわち、入力とするデータ項目と数値、並びに、プロセス・水質DB35に格納された各種データの固まりであるデータセットを用いて、このデータセットがどのカテゴリに分類されるかを出力する。   The category analysis unit 33 (an example of the second diagnosis unit) analyzes the data read from the process / water quality DB 35 based on the diagnosis result of the measuring device diagnosis unit 32 by using the second statistical method, thereby causing abnormal performance of the equipment. Diagnose the presence or absence of. For this reason, the category analysis unit 33 uses, for example, an engine that executes a technique using ART that classifies data read from the process / water quality DB 35 into a category or a cluster analysis technique similar to ART as the second statistical technique. Prepare. The category analysis unit 33 uses the analysis conditions stored in the analysis / diagnosis condition DB 36, that is, the data items and numerical values to be input, and a data set that is a cluster of various data stored in the process / water quality DB 35, The category into which this data set is classified is output.

カテゴリ分析部33が使用するカテゴリ分析手法は限定しないが、本実施の形態では、例えばARTをカテゴリ分析手法として用いたとして以下の説明を続ける。カテゴリ分析部33により行われるARTを用いたカテゴリ分析手法は、複数の計測器から出力される複数の運転データの組み合わせに応じてプロセス・水質DB35に格納されたデータセットをカテゴリに分類する方法である。そして、ARTを用いたカテゴリ分析手法では、水道施設1が正常運転されているときに出力された運転データの組合せを正常状態として記憶させ、過去に出現したことのない状態であれば新規カテゴリを自動生成する。ARTを用いたカテゴリ分析手法は、ユーザーによる条件設定を必要としないという利点がある。ARTを用いたカテゴリ分析手法については、図4及び図5を参照して後に説明する。   The category analysis method used by the category analysis unit 33 is not limited, but in the present embodiment, for example, the following description is continued assuming that ART is used as the category analysis method. The category analysis method using ART performed by the category analysis unit 33 is a method of classifying a data set stored in the process / water quality DB 35 into a category according to a combination of a plurality of operation data output from a plurality of measuring instruments. is there. Then, in the category analysis method using ART, the combination of operation data output when the water supply facility 1 is operating normally is stored as a normal state, and if it has never appeared in the past, a new category is stored. Generate automatically. The category analysis method using ART has an advantage that it does not require condition setting by the user. A category analysis method using ART will be described later with reference to FIGS.

状態評価部34は、計測器診断部32による計測器の診断結果、及びカテゴリ分析部33による分析結果により、計測器及び水道施設1の状態を評価した評価結果に基づいて、水道施設1の運転員に作業指示を与えるための情報を選択する。例えば、状態評価部34は、カテゴリ分析部33によって新規カテゴリが自動生成されたことを、計測器及び水道施設1の状態変化として検出することによって、計測器及び水道施設1の状態が正常であるか、又は異常であるかを評価することが可能となる。そして、状態評価部34は、運転員に作業指示を与えるための情報を表示部37に出力する。   The state evaluation unit 34 operates the water supply facility 1 based on the evaluation result obtained by evaluating the state of the measurement device and the water facility 1 based on the result of the measurement by the measurement device diagnosis unit 32 and the analysis result by the category analysis unit 33. Select information to give work instructions to employees. For example, the state evaluation unit 34 detects that a new category has been automatically generated by the category analysis unit 33 as a state change of the measuring device and the water facility 1, so that the state of the measuring device and the water facility 1 is normal. Or whether it is abnormal. Then, the state evaluation unit 34 outputs information for giving a work instruction to the operator on the display unit 37.

プロセス・水質DB35(第1データベースの一例)は、水道施設1の運転に伴って水道施設1を構成する設備から出力されるプロセスデータ、及び水道施設1の処理対象である水の水質を計測する計測器から出力される計測データを時系列で格納する。プロセス・水質DB35に格納される時系列データは、分析装置23で用いられる。この時系列データは、水道施設1からオンラインかつ時系列で取得される運転データであり、様々な計測器から出力されるデータを含む。例えば、時系列データの項目として、水質管理に係る原水濁度、pH、アルカリ度、水温、塩素消費量、着水井10や混和池11における薬品注入率、取水量、沈殿処理水濁度、ろ過速度、ろ過池の損失水頭、ろ過池濁度、残留塩素濃度、ろ過池洗浄実績、汚泥濃度、計測器の校正記録、各種機器の保守点検記録などが挙げられる。プロセス・水質DB35が時系列データを取得し、格納する頻度は、例えば、1秒間隔が望ましいが、水道施設1の特性(水質や水量の変化速度や薬品注入量の変化率など)と診断が必要な時間間隔によっては、1秒より長い間隔でデータを取得し、格納してもよい。   The process / water quality DB 35 (an example of a first database) measures the process data output from the equipment configuring the water supply facility 1 as the water supply facility 1 is operated, and the water quality of the water to be processed by the water supply facility 1. Stores the measurement data output from the measuring instrument in time series. The time series data stored in the process / water quality DB 35 is used by the analysis device 23. This time series data is operation data acquired online from the water supply facility 1 in a time series, and includes data output from various measuring instruments. For example, as time-series data items, raw water turbidity, pH, alkalinity, water temperature, chlorine consumption, chemical injection rate in the landing well 10 and the mixing pond 11, water intake, precipitation treated water turbidity, filtration Examples include speed, head loss of filter basin, turbidity of filter basin, residual chlorine concentration, cleaning performance of filter basin, sludge concentration, calibration records of measuring instruments, and maintenance inspection records of various devices. The frequency with which the process / water quality DB 35 acquires and stores time-series data is preferably, for example, 1 second intervals, but the characteristics of the water supply facility 1 (such as the rate of change of water quality and the amount of water and the rate of change of the amount of chemical injection) are diagnosed. Depending on the required time interval, data may be acquired and stored at intervals longer than 1 second.

分析・診断条件DB36(第2データベースの一例)は、計測器診断部32及びカテゴリ分析部33で用いられるデータのデータ項目、分析・診断の頻度などの分析又は診断のための条件を格納する。例えば、カテゴリ分析部33によるカテゴリ分析の対象を「凝集沈殿処理水濁度」とし、カテゴリ分析のための入力項目として、「凝集剤注入率」、「取水流量」、「原水濁度」、「水温」を取ることができる。また、カテゴリ分析の対象を「送水ポンプ」とし、カテゴリ分析のための入力項目として「ポンプ流量」、「電流」、「圧力」を取ることもできる。   The analysis / diagnosis condition DB 36 (an example of a second database) stores conditions for analysis or diagnosis such as data items of data used in the measuring instrument diagnosis unit 32 and the category analysis unit 33 and the frequency of analysis / diagnosis. For example, the target of category analysis by the category analysis unit 33 is “flocculation treatment water turbidity”, and input items for category analysis are “flocculating agent injection rate”, “water intake flow rate”, “raw water turbidity”, “ "Water temperature" can be taken. Further, the category analysis target may be “water pump”, and “pump flow rate”, “current”, and “pressure” may be taken as input items for category analysis.

また、計測器診断部32による計測器診断の対象を「沈殿処理水濁度計」とし、計測器診断に用いる入力項目として「原水濁度」、「ろ過水濁度」、「凝集剤注入率」を取ることができる。また、計測器診断の対象を「凝集剤注入量流量計」とし、計測器診断に用いる入力項目として「原水濁度」、「取水量」、「沈殿処理水濁度」、「攪拌速度」などを取ることもできる。   In addition, the object of the instrument diagnosis by the instrument diagnosis unit 32 is “precipitation water turbidity meter”, and “raw water turbidity”, “filtered water turbidity”, “coagulant injection rate” are input items used for the instrument diagnosis. Can take. In addition, the instrument diagnosis target is “flocculating agent flow meter”, and the input items used for instrument diagnosis are “raw water turbidity”, “water intake”, “precipitation water turbidity”, “stirring speed”, etc. You can also take.

表示部37(提示部の一例)は、状態評価部34から得られた評価結果と、水道施設1の運転員への作業指示等を含む支援情報を、分析装置23に接続された不図示のPC(Personal Computer)のディスプレイや携帯端末に表示し、又は帳票等の紙媒体に印刷する。   The display unit 37 (an example of a presentation unit) displays the evaluation results obtained from the state evaluation unit 34 and support information including work instructions to the operators of the water facility 1 (not shown) connected to the analyzer 23. It is displayed on a PC (Personal Computer) display or portable terminal, or printed on a paper medium such as a form.

次に、分析装置23を構成する計算機Cのハードウェア構成を説明する。
図3は、計算機Cのハードウェア構成例を示すブロック図である。
Next, the hardware configuration of the computer C constituting the analysis device 23 will be described.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of the computer C.

計算機Cは、いわゆるコンピュータとして用いられるハードウェアである。計算機Cは、バスC4にそれぞれ接続されたCPU(Central Processing Unit:中央処理装置)C1、ROM(Read Only Memory)C2、RAM(Random Access Memory)C3を備える。さらに、計算機Cは、表示装置C5、入力装置C6、不揮発性ストレージC7、ネットワークインターフェイスC8を備える。   The computer C is hardware used as a so-called computer. The computer C includes a CPU (Central Processing Unit) C1, a ROM (Read Only Memory) C2, and a RAM (Random Access Memory) C3 connected to the bus C4. Further, the computer C includes a display device C5, an input device C6, a nonvolatile storage C7, and a network interface C8.

CPU C1は、本実施の形態例に係る各機能を実現するソフトウェアのプログラムコードをROM C2から読み出して実行する。RAM C3には、演算処理の途中に発生した変数やパラメーター等が一時的に書き込まれる。表示装置C5は、例えば、液晶ディスプレイモニタであり、計算機Cで行われる処理の結果等を運転員に表示する。入力装置C6には、例えば、キーボード、マウス等が用いられ、運転員が所定の操作入力、指示を行うことが可能である。   The CPU C1 reads out the program code of software that implements each function according to the present embodiment from the ROM C2, and executes it. In the RAM C3, variables, parameters and the like generated during the arithmetic processing are temporarily written. The display device C5 is a liquid crystal display monitor, for example, and displays the results of processing performed by the computer C to the operator. For example, a keyboard, a mouse, or the like is used as the input device C6, and an operator can perform predetermined operation inputs and instructions.

不揮発性ストレージC7としては、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリ等が用いられる。不揮発性ストレージC7には、OS(Operating System)、各種のパラメーターの他に、計算機Cを機能させるためのプログラムが記録されている。ROM C2、不揮発性ストレージC7は、CPU C1が動作するために必要なプログラムやデータ等を永続的に記録しており、計算機Cによって実行されるプログラムを格納したコンピュータ読取可能な非一過性の記録媒体の一例として用いられる。   As the nonvolatile storage C7, for example, an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), a flexible disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a magnetic tape, a nonvolatile memory, or the like is used. It is done. In addition to the OS (Operating System) and various parameters, a program for causing the computer C to function is recorded in the nonvolatile storage C7. The ROM C2 and the non-volatile storage C7 permanently record programs and data necessary for the operation of the CPU C1, and are computer-readable non-transitory that stores programs executed by the computer C. Used as an example of a recording medium.

ネットワークインターフェイスC8には、例えば、NIC(Network Interface Card)等が用いられ、端子が接続されたLAN(Local Area Network)、専用線等を介して各種のデータを装置間で送受信することが可能である。   As the network interface C8, for example, a NIC (Network Interface Card) or the like is used, and various types of data can be transmitted and received between devices via a LAN (Local Area Network) connected to a terminal, a dedicated line, or the like. is there.

次に、カテゴリ分析部33にて用いられるカテゴリ分析手法の一つであるARTについて、図4と図5を参照して説明する。
図4は、カテゴリ分析部33による運転データのカテゴリ分類の例を示す説明図である。
図5は、カテゴリ分析部33による分類後のカテゴリの相関関係の例を示す説明図である。
Next, ART, which is one of the category analysis methods used in the category analysis unit 33, will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of category classification of operation data by the category analysis unit 33.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of the correlation of categories after classification by the category analysis unit 33.

図4の上段には、水道施設1が正常運転されている正常運転期間と、水道施設1の運転状態が診断される診断期間の双方における、2種類の計測器から出力された運転データA及び運転データBの時間変化の例が示される。ここで運転データA及び運転データBは、図1に示した濁度計16a、流量計17、水温計18、pH計19等の各計測器から収集されるデータのうちから選択した2種類のデータを表す。運転データA及び運転データBは、正常運転期間と診断期間のいずれの場合も、警報出力の上限及び下限の範囲内にある。   In the upper part of FIG. 4, the operation data A output from the two types of measuring instruments in both the normal operation period in which the water supply facility 1 is operating normally and the diagnosis period in which the operation state of the water supply facility 1 is diagnosed and An example of the time change of the operation data B is shown. Here, the operation data A and the operation data B are two kinds of data selected from data collected from each measuring instrument such as the turbidimeter 16a, the flow meter 17, the water temperature meter 18, and the pH meter 19 shown in FIG. Represents data. The operation data A and the operation data B are within the upper and lower limits of the alarm output in both the normal operation period and the diagnosis period.

始めに、カテゴリ分析部33は、正常運転期間における運転データA及び運転データBの相関を予め学習する。このとき、図4の上段に示すように、運転データA及び運転データBの相関として、(1)運転データAが大、運転データBが小、(2)運転データA及び運転データBが共に小、(3)運転データBが大、運転データAが小、の3種の異なる相関を示すデータ群が抽出される。   First, the category analysis unit 33 learns in advance the correlation between the operation data A and the operation data B during the normal operation period. At this time, as shown in the upper part of FIG. 4, as the correlation between the operation data A and the operation data B, (1) the operation data A is large, the operation data B is small, and (2) both the operation data A and the operation data B are Data groups showing three different correlations are extracted: small, (3) operation data B is large, and operation data A is small.

図4の下段には、カテゴリ分析部33により運転データA及び運転データBの相関を示すデータ群がカテゴリ「1」〜「3」に分類された上で、これらのデータ群が時間変化と共に示される。なお、この例では、説明を簡略化するため、カテゴリ分析における運転データAと運転データBの相関を、各運転データの大小関係で識別する場合を示す。ただし、この例に限らず、カテゴリ分析部33は、運転データA及び運転データBとの差分を所定の閾値と比較し、この差分をカテゴリ分析してもよい。   In the lower part of FIG. 4, the category analysis unit 33 classifies the data groups indicating the correlation between the operation data A and the operation data B into the categories “1” to “3”, and these data groups are shown along with time changes. It is. In this example, in order to simplify the description, the case where the correlation between the operation data A and the operation data B in the category analysis is identified by the magnitude relationship of each operation data is shown. However, the present invention is not limited to this example, and the category analysis unit 33 may compare the difference between the operation data A and the operation data B with a predetermined threshold and perform category analysis on the difference.

次に、カテゴリ分析部33が、カテゴリ「1」〜「3」に示す運転データA及び運転データBの相関を学習した後の診断期間におけるカテゴリ分析部33の動作例について説明する。運転データA及び運転データBがカテゴリ分析部33に入力されると、図4の上段に示す診断期間のうち、最初の第1診断期間における運転データA及び運転データBは、既に学習済みのカテゴリ番号が「2」の特性と類似する。このため、カテゴリ分析部33は、運転データA及び運転データBの相関を示すデータ群をカテゴリ番号「2」として分類する。   Next, an operation example of the category analysis unit 33 in the diagnosis period after the category analysis unit 33 learns the correlation between the operation data A and the operation data B shown in the categories “1” to “3” will be described. When the operation data A and the operation data B are input to the category analysis unit 33, the operation data A and the operation data B in the first first diagnosis period in the diagnosis period shown in the upper part of FIG. Similar to the characteristic with the number “2”. Therefore, the category analysis unit 33 classifies the data group indicating the correlation between the operation data A and the operation data B as the category number “2”.

続いて第2診断期間に入力される運転データA及び運転データBの相関はそれぞれのデータが共に大となり、学習済みのカテゴリ「1」〜「3」のいずれの運転データの特性とも類似しない。このため、カテゴリ分析部33は、第2診断期間における運転データA及び運転データBの相関を示すデータ群を新規カテゴリとして分類する。この結果、図5に示されるように、カテゴリ分析部33は、学習済みのカテゴリ「1」〜「3」に加えて、新規カテゴリとしてカテゴリ「4」を分類する。   Subsequently, the correlation between the operation data A and the operation data B input in the second diagnosis period is large for each data, and is not similar to the characteristics of any of the learned categories “1” to “3”. For this reason, the category analysis unit 33 classifies the data group indicating the correlation between the operation data A and the operation data B in the second diagnosis period as a new category. As a result, as shown in FIG. 5, the category analysis unit 33 classifies the category “4” as a new category in addition to the learned categories “1” to “3”.

このようなカテゴリ分析部33による分析結果に基づいて、状態評価部34は、カテゴリ分析部33により分類されたカテゴリが学習に用いた運転データと同じ特性であれば、水道施設1の状態が正常と評価する。一方、運転データA,Bの特性が、学習に用いた運転データと異なる場合、すなわち、カテゴリ分析部33により運転データA,Bが新規カテゴリに分類された場合、状態評価部34は、水道施設1の状態が異常と評価することができる。そして、図4と図5では、2つの運転データA,Bについてカテゴリ分析を行った例を示したが、実際にはさらに多くの運転データについてカテゴリ分析が行われる。   Based on the analysis result by the category analysis unit 33, the state evaluation unit 34 has a normal state of the water supply facility 1 if the category classified by the category analysis unit 33 has the same characteristics as the operation data used for learning. And evaluate. On the other hand, when the characteristics of the operation data A and B are different from the operation data used for learning, that is, when the operation data A and B are classified into a new category by the category analysis unit 33, the state evaluation unit 34 The state of 1 can be evaluated as abnormal. 4 and 5 show an example in which the category analysis is performed on the two operation data A and B. In reality, the category analysis is performed on more operation data.

次に、分析装置23による処理について説明する。
図6は、分析装置23によるデータ処理方法の一例を示すフローチャートである。
Next, processing by the analysis device 23 will be described.
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a data processing method by the analysis device 23.

始めに、計測器診断部32は、分析・診断条件DB36から分析・診断条件を取得する(S1)。計測器診断部32が分析・診断条件DB36から取得可能な分析・診断条件は、後述する図7に示される。   First, the measuring instrument diagnosis unit 32 acquires analysis / diagnosis conditions from the analysis / diagnosis condition DB 36 (S1). The analysis / diagnosis conditions that can be acquired from the analysis / diagnosis condition DB 36 by the measuring instrument diagnosis unit 32 are shown in FIG.

次に、計測器診断部32は、プロセス・水質DB35から分析・診断用データを取得する(S2)。分析・診断用データは、プロセス・水質DB35に格納される運転データであって、計測器診断部32が診断しようとする計測器に応じてプロセス・水質DB35から取得される運転データである。計測器診断部32が分析・診断用データを取得する際、水処理の時間差を考慮したデータセットを組んでもよい。   Next, the measuring instrument diagnosis unit 32 acquires analysis / diagnosis data from the process / water quality DB 35 (S2). The analysis / diagnosis data is operation data stored in the process / water quality DB 35, and is operation data acquired from the process / water quality DB 35 in accordance with a measuring instrument to be diagnosed by the measuring instrument diagnosis unit 32. When the measuring instrument diagnosis unit 32 acquires data for analysis / diagnosis, a data set that takes into account the time difference of water treatment may be assembled.

例えば、取水施設2から着水井10が受けた水が沈殿池13の出口へ到達するまでには数時間を要する。このため、沈殿池13の出口に到達した水にて汚濁が生じたとしても、同時刻で着水井10が受けた水に汚濁が生じているとは限らない。このため、計測器診断部32は、水道施設1内において、沈殿処理水の水質計測時刻から時間差分だけさかのぼった原水水質を表す運転データをデータセットとして組んで計測器を診断する。なお、水道施設1にて処理される水の水質は、日毎にも変動する。このため、計測器診断部32がさかのぼって運転データを取得する期間は、日単位としてもよい。   For example, it takes several hours for the water received by the receiving well 10 from the intake facility 2 to reach the outlet of the settling basin 13. For this reason, even if pollution occurs in the water that has reached the outlet of the sedimentation basin 13, the water received by the landing well 10 at the same time is not necessarily contaminated. For this reason, the measuring instrument diagnosis unit 32 diagnoses the measuring instrument in the water supply facility 1 by assembling operation data representing the raw water quality that has gone back by the time difference from the time of measuring the quality of the precipitated treated water as a data set. In addition, the water quality of the water processed at the water supply facility 1 varies from day to day. For this reason, the period for which the measuring instrument diagnosis unit 32 goes back to acquire operation data may be in units of days.

また、水道施設1内では、工事や計測器の定期保守点検などの非定常作業が実施される。非定常な作業中に計測器により計測され、プロセス・水質DB35に格納されたデータは診断やカテゴリ分析に適さない。このため、非定常作業の実施期間においては、作業員が、工事や点検を行う場所に設置されるデータロガーを操作することで、データロガーによる、計測器が出力するデータの収集を停止させてもよい。これにより、非定常作業の実施期間におけるプロセス・水質DB35へのデータの格納を停止することができる。   Moreover, in the water supply facility 1, unsteady operations such as construction and periodic maintenance and inspection of measuring instruments are performed. Data measured by a measuring instrument during unsteady work and stored in the process / water quality DB 35 is not suitable for diagnosis or category analysis. For this reason, during the period of unsteady work, an operator operates a data logger installed at a place where construction or inspection is performed, thereby stopping the collection of data output from the measuring instrument by the data logger. Also good. Thereby, the storage of the data in the process / water quality DB 35 in the implementation period of the unsteady work can be stopped.

また、作業員がデータロガーのデータ収集を停止する操作を行う以外にも、非定常作業の実施期間において、作業員がデータロガーを操作することで、分析装置23に作業中信号を発信してもよい。分析装置23では、作業中信号が発信されている間、及び、作業中信号が停止した後の安定待ち時間にプロセス・水質DB35に格納されたデータを分析対象にしないように、プロセス・水質DB35に格納された該当するデータにフラグを立てる。そして、分析装置23は、診断やカテゴリ分析を行う際にはフラグが立てられたデータを除くことが望ましい。このようにして、例えば、予め決められた期間に行われる工事や点検等により計測器が出力する可能性のあるデータの異常値を分析対象から確実に除くことができる。   In addition to the operation of stopping data collection by the data logger, the worker operates the data logger during the operation period of the non-stationary work, thereby transmitting a working signal to the analyzer 23. Also good. In the analysis device 23, the process / water quality DB 35 is set so that the data stored in the process / water quality DB 35 is not analyzed during the operation signal being transmitted and during the stable waiting time after the work signal is stopped. Flag the corresponding data stored in. And it is desirable for the analyzer 23 to exclude the flagged data when performing diagnosis or category analysis. In this way, for example, abnormal values of data that may be output by the measuring instrument due to construction or inspection performed during a predetermined period can be reliably removed from the analysis target.

ステップS2の後、計測器診断部32が、計測器の診断を行う(S3)。ここでは、計測器診断部32が、水道施設1に設置された複数ある計測器のうち、一つの計測器(a)を対象に診断するものとして説明を続ける。   After step S2, the measuring instrument diagnosis unit 32 diagnoses the measuring instrument (S3). Here, the description will be continued assuming that the measuring instrument diagnosis unit 32 diagnoses one measuring instrument (a) among a plurality of measuring instruments installed in the water supply facility 1.

ここで、分析・診断条件について説明する。
図7は、計測器診断部32及びカテゴリ分析部33が分析・診断条件DB36から取得可能な分析・診断条件を示すデータ項目の一例を示す表である。図7に示す表は、分類、対象、計測/点検項目、不具合例の各フィールドにより構成される。
Here, analysis / diagnosis conditions will be described.
FIG. 7 is a table showing an example of data items indicating the analysis / diagnosis conditions that can be acquired from the analysis / diagnosis condition DB 36 by the measuring instrument diagnosis unit 32 and the category analysis unit 33. The table shown in FIG. 7 includes fields of classification, target, measurement / inspection item, and defect example.

分類フィールドは、カテゴリ分析部33によるカテゴリ分析、計測器診断部32による計測器診断のいずれかにより取得される項目が示される。
対象フィールドは、分類フィールドにおける分類項目に応じた、カテゴリ分析の対象、計測器診断の対象を示す項目である。例えば、カテゴリ分析の対象が、「凝集沈殿プロセス異常」であり、計測器診断の対象が「濁度計16bの計測値から示される沈殿処理水濁度」であることが示される。
In the classification field, items acquired by either category analysis by the category analysis unit 33 or measurement instrument diagnosis by the measurement instrument diagnosis unit 32 are shown.
The target field is an item indicating a category analysis target and an instrument diagnosis target according to the classification item in the classification field. For example, it is indicated that the target of category analysis is “abnormal coagulation sedimentation process”, and the target of measuring instrument diagnosis is “precipitation water turbidity indicated by the measured value of turbidimeter 16b”.

計測/点検項目フィールドは、対象フィールドにおける対象項目毎に診断又はカテゴリ分析に用いられる計測項目又は点検項目を示す項目である。例えば、カテゴリ分析に用いられる計測/点検項目が、「凝集剤注入率」、「アルカリ剤注入率」等であり、計測器診断に用いられる計測/点検項目が、「原水濁度」、「ろ過水濁度」等であることが示される。   The measurement / inspection item field is an item indicating a measurement item or an inspection item used for diagnosis or category analysis for each target item in the target field. For example, the measurement / inspection items used for category analysis are “flocculating agent injection rate”, “alkaline agent injection rate”, etc., and the measurement / inspection items used for measuring instrument diagnosis are “raw water turbidity”, “filtration” It is shown to be “water turbidity” or the like.

不具合例フィールドは、計測/点検項目フィールドにおける計測/点検項目毎に生じる可能性のある不具合例を示す項目である。カテゴリ分析で検出可能な不具合例として、例えば、凝集剤注入率の異常、すなわち凝集剤の注入量が異常であれば配管の目詰まりの発生が示される。なお、計測器診断により検出可能な不具合例は定義されていない。   The defect example field is an item indicating a defect example that may occur for each measurement / inspection item in the measurement / inspection item field. As an example of a defect that can be detected by category analysis, for example, if the flocculant injection rate is abnormal, that is, if the amount of flocculant injected is abnormal, the occurrence of clogging of the pipe is indicated. Note that there are no examples of defects that can be detected by instrument diagnosis.

次に、分類項目がカテゴリ分析であるときの分析対象である「凝集沈殿プロセス異常」について説明する。
凝集沈殿プロセス異常は、直接には濁度計16bを用いた沈殿処理水濁度を計測することで判断可能な異常である。しかし、不良の発生や、不良の原因をより早く得るために、カテゴリ分析部33は、図7に示す表に示した項目を用いてカテゴリ分析を行う。図4と図5を参照して既に説明したようにカテゴリ分析部33がカテゴリ分析を行う際には、正常運転期間において正常な処理状態を示す実績データを教師データとして、予めカテゴリを分類しておく。そして、診断期間においてカテゴリ分析部33が、診断対象のデータに対してカテゴリに分類した結果、新規カテゴリが出現すれば、過去になかった水処理や原水水質に異常原因があることが示される。
Next, the “aggregation-precipitation process abnormality” that is an analysis target when the classification item is category analysis will be described.
The coagulation sedimentation process abnormality is an abnormality that can be determined by directly measuring the turbidity of the precipitation-treated water using the turbidimeter 16b. However, the category analysis unit 33 performs category analysis using the items shown in the table shown in FIG. As already described with reference to FIG. 4 and FIG. 5, when the category analysis unit 33 performs the category analysis, the category data is classified in advance by using the performance data indicating the normal processing state in the normal operation period as the teacher data. deep. Then, as a result of the category analysis unit 33 classifying the data to be diagnosed into categories during the diagnosis period, if a new category appears, it indicates that there is an abnormal cause in water treatment or raw water quality that did not exist in the past.

一方、カテゴリ分析に用いる各項目もそれ自体が正常な値であるか否かを判定する必要がある。例えば、濁度計16bに関しては定義されていないものの、他の計測器において図7の不具合例フィールドに示す原因により、計測器が正しい値を示さない可能性がある。このような不具合を検出するための条件として、カテゴリ分析部33は、分析・診断条件DB36から項目毎の設定値を取得する。カテゴリ分析部33は、例えば、沈殿処理水濁度であれば、他の計測地点で計測された濁度や、この濁度の除去に直接関係する凝集剤の注入率を設定値として設定する。これにより、カテゴリ分析部33は、カテゴリ分析に用いる各項目が正常な値であるか否かを判定することが可能となる。   On the other hand, it is necessary to determine whether each item used for category analysis itself is a normal value. For example, although the turbidimeter 16b is not defined, there is a possibility that the measuring instrument does not show a correct value due to the cause shown in the failure example field of FIG. 7 in another measuring instrument. As a condition for detecting such a defect, the category analysis unit 33 acquires a setting value for each item from the analysis / diagnosis condition DB 36. For example, in the case of precipitation-treated water turbidity, the category analysis unit 33 sets the turbidity measured at another measurement point or the injection rate of the flocculant directly related to the removal of the turbidity as a set value. Thus, the category analysis unit 33 can determine whether each item used for category analysis is a normal value.

再び、図6の処理の説明に戻る。
ステップS3の後、計測器診断部32は、計測器(a)に異常があるか否かを判定する(S4)。計測器(a)に異常がないと判定した場合(S4のNO)、後続のステップS6に移る。
Returning to the description of the processing in FIG.
After step S3, the measuring instrument diagnosis unit 32 determines whether or not the measuring instrument (a) is abnormal (S4). When it is determined that there is no abnormality in the measuring instrument (a) (NO in S4), the process proceeds to the subsequent step S6.

一方、計測器(a)に異常があると判定した場合(S4のYES)、カテゴリ分析部33は、計測器(a)から出力されるデータを除いたデータセット(以下、「計測器(a)を除いたデータセット」とも記載する)によるカテゴリ分析を行う(S5)。これにより、カテゴリ分析部33は、プロセス・水質DB35から読み出したデータから、計測器診断部32により異常ありと診断された計測器(a)から出力されるデータを除いたデータセットを用いてカテゴリ分析を行うことが可能となる。   On the other hand, when it is determined that the measuring instrument (a) is abnormal (YES in S4), the category analysis unit 33 removes the data output from the measuring instrument (a) (hereinafter referred to as “measuring instrument (a Category analysis is also performed (also referred to as “data set excluding“) ”(S5). Accordingly, the category analysis unit 33 uses the data set obtained by removing the data output from the measuring instrument (a) diagnosed as abnormal by the measuring instrument diagnosis unit 32 from the data read from the process / water quality DB 35. Analysis can be performed.

このため、ステップS5の処理にて、カテゴリ分析部33は、カテゴリ分析に用いるデータセットとして、初期に分析・診断条件DB36に登録されている項目群から、計測器(a)を除いたデータセットを用いる。この際、計測器(a)を除いたデータセットでのチューニングが必要となる。このため、カテゴリ分析部33は、全てのデータ項目のチューニングの際に用いた教師データのうち、計測器(a)を除いた該当する項目のみを用いてチューニングしておく。   Therefore, in the process of step S5, the category analysis unit 33 removes the measuring instrument (a) from the item group initially registered in the analysis / diagnosis condition DB 36 as a data set used for category analysis. Is used. At this time, tuning with the data set excluding the measuring instrument (a) is required. For this reason, the category analysis unit 33 performs tuning using only the corresponding items excluding the measuring instrument (a) among the teacher data used when tuning all the data items.

ステップS4のNO、又はステップS5の後、カテゴリ分析部33は、計測器(a)を含むデータセット、すなわち初期登録された項目群の計測器から出力されるデータの集合であるデータセットを用いてカテゴリ分析を行う(S6)。このようにステップS5,S6の処理を経ることで、カテゴリ分析部33により、各データセットに応じてカテゴリ分析された正常又は異常のカテゴリが出力される。例えば、計測器(a)が正常であるときに分類されるカテゴリの数と、計測器(a)が異常であるときに分類されるカテゴリの数とは異なる。このため、状態評価部34は、カテゴリの数を比較することで、計測器(a)の正常又は異常を判断することができる。   After step S4 NO or step S5, the category analysis unit 33 uses a data set including the measuring instrument (a), that is, a data set that is a set of data output from the measuring instrument of the initially registered item group. Then, category analysis is performed (S6). As described above, through the processing of steps S5 and S6, the category analysis unit 33 outputs a normal or abnormal category analyzed according to each data set. For example, the number of categories classified when the measuring instrument (a) is normal is different from the number of categories classified when the measuring instrument (a) is abnormal. For this reason, the state evaluation part 34 can judge the normality or abnormality of a measuring device (a) by comparing the number of categories.

次に、状態評価部34は、計測器診断と、カテゴリ分析の結果(特に、新規カテゴリの発生有無)に応じて、運転員に作業指示を与えるために、表示部37に表示させる内容を選択する(S7)。例えば、計測器(a)を含むデータセットを用いてカテゴリ分析を行った結果が異常を表し、計測器(a)を除いたデータセットを用いてカテゴリ分析を行った結果が正常を表すのであれば、計測器(a)に異常が発生していることが分かる。そして、計測器(a)に関して、新規カテゴリが発生したこと、及び計測器(a)の状態を確認することを運転員に指示するための表示内容が状態評価部34により選択される。   Next, the state evaluation unit 34 selects the contents to be displayed on the display unit 37 in order to give a work instruction to the operator according to the result of the instrument diagnosis and category analysis (particularly, whether or not a new category is generated). (S7). For example, if the result of the category analysis using the data set including the measuring instrument (a) indicates an abnormality, and the result of the category analysis using the data set excluding the measuring instrument (a) indicates normal. In this case, it is understood that an abnormality has occurred in the measuring instrument (a). Then, regarding the measuring instrument (a), the display contents for instructing the operator that a new category has occurred and confirming the state of the measuring instrument (a) are selected by the state evaluation unit 34.

表示部37は、状態評価部34により選択された運転員への作業指示を示す表示内容を出力し(S8)、本処理を終了する。運転員は、表示内容に示される作業指示に従って、例えば、計測器(a)の状態を確認することができる。   The display unit 37 outputs display contents indicating a work instruction to the operator selected by the state evaluation unit 34 (S8), and ends this process. The operator can confirm the state of the measuring instrument (a), for example, according to the work instruction indicated in the display content.

図8は、状態評価部34が表示部37に表示させる内容を分類するための分類項目の一例を示す表である。
図8に示す表は、カテゴリ分析、計測器診断:異常なし、計測器診断:異常ありの各項目により構成される。
FIG. 8 is a table showing an example of classification items for classifying the contents displayed by the state evaluation unit 34 on the display unit 37.
The table shown in FIG. 8 includes items of category analysis, instrument diagnosis: no abnormality, and instrument diagnosis: abnormality.

カテゴリ分析項目には、「新規カテゴリあり、又は異常あり」の項目と、「新規カテゴリあり、又は異常なし」の項目が格納される。また、計測器診断項目には、「計測器の異常なし」の項目と、「計測器の異常あり」の項目が格納される。さらに、「計測器(a)のデータ使用」の項目と、「計測器(a)のデータ不使用」の項目が格納される。   In the category analysis item, an item “with new category or with abnormality” and an item “with new category or without abnormality” are stored. In addition, the items of “no abnormality of measuring instrument” and the item of “abnormality of measuring instrument” are stored in the measuring instrument diagnosis item. Furthermore, an item “data usage of measuring instrument (a)” and an item “data not using measuring instrument (a)” are stored.

そして、図8に示す表には、カテゴリ分析項目、計測器診断項目の組合せに応じた分類項目として、例えば、5種類の分類AA、A、B、C、Dが格納される。各分類は、後述する図9にて示される表示部37に出力される表示内容に対応する。このため、計測器診断部32による計測器診断の結果で示されるデータの異常有無と、カテゴリ分析部33によるカテゴリ分析の結果で示される新規カテゴリの有無、又は計測器が異常にカテゴライズされたか否かの組み合わせにより、表示部37の表示内容を示す分類項目が選択される。   The table shown in FIG. 8 stores, for example, five types of classifications AA, A, B, C, and D as classification items corresponding to combinations of category analysis items and measuring instrument diagnostic items. Each classification corresponds to the display content output to the display unit 37 shown in FIG. For this reason, the presence / absence of abnormality in the data indicated by the result of the instrument diagnosis by the instrument diagnosis unit 32, the presence / absence of a new category indicated by the result of the category analysis by the category analysis unit 33, or whether the instrument is abnormally categorized By such combination, the classification item indicating the display content of the display unit 37 is selected.

図9は、分類項目に応じて表示部37に表示される内容の一例を示す表である。図9では、分類AA、A、B、C、D毎に表示部37に表示される内容が定義されていることが示される。   FIG. 9 is a table showing an example of contents displayed on the display unit 37 according to the classification items. FIG. 9 shows that the content displayed on the display unit 37 is defined for each of the classifications AA, A, B, C, and D.

分類AAは、カテゴリ分析の対象に異常が生じている可能性が最も高いため、直接対応を促す表示内容を表す。
分類Aは、計測器に異常がある可能性があるが、他のデータも組み合わせて行うカテゴリ分析では異常であるため、計測器の確認を優先させ、その後に対応を指示する表示内容を表す。
The classification AA represents the display content that prompts a direct response because it is most likely that an abnormality has occurred in the category analysis target.
Class A may indicate an abnormality in the measuring instrument, but it is abnormal in the category analysis performed in combination with other data. Therefore, priority is given to the confirmation of the measuring instrument, and the display content indicates a response thereafter.

分類Bは、カテゴリ分析における計測器(a)の寄与度にも依存するため、異常の判断の信頼性が低くなるため、分類Aと同様に計測器の確認を実施する表示内容を表す。
分類Cは、新規カテゴリで異常がないため、計測器の確認後に再度カテゴリ分析することを指示する表示内容を表す。
分類Dは、現状、特に問題がないことを出力する表示内容を表す。
The classification B depends on the contribution of the measuring instrument (a) in the category analysis, and thus the reliability of the determination of abnormality is low.
The classification C represents the display content instructing to perform category analysis again after checking the measuring instrument because there is no abnormality in the new category.
The classification D represents the display contents that output that there is no particular problem at present.

このように状態評価部34は、計測器診断部32により異常ありと診断された計測器(a)への対応措置を優先する指示を与える情報を選択する。これにより、分析装置23を操作する運転員は、表示部37に表示された指示に基づいて、異常ありと診断された計測器(a)への対応措置を優先して実施することができる。このため、分析装置23が分析対象とする運転データの精度が高まり、水道施設1の運転管理を適切に行うことが可能となる。   As described above, the state evaluation unit 34 selects information that gives an instruction to give priority to a countermeasure for the measuring device (a) diagnosed as abnormal by the measuring device diagnosis unit 32. Thereby, the operator who operates the analyzer 23 can preferentially implement the countermeasure for the measuring instrument (a) diagnosed as having an abnormality based on the instruction displayed on the display unit 37. For this reason, the accuracy of the operation data to be analyzed by the analysis device 23 is increased, and the operation management of the water facility 1 can be appropriately performed.

以上説明した第1の実施の形態に係るプラント診断用データ前処理・分析システム100では、計測器の診断と、運転データのカテゴリ分析の二段構成により、計測器又は水道施設1における異常の発生有無を検出できる。そして、診断結果に基づき、計測器、機器、又はプロセス(運転)に関して運転員が取るべき手順を示すため、運転員は適切な措置をとることができ、結果として水道施設1の安定運転を実現できるという効果がある。また、運転員により、表示部37に出力された表示内容に基づいて適切な措置がとられるため、水道施設1を診断するために必要なデータの精度が高まり、計測器、又は水道施設1の不具合を検出する精度も向上できる。   In the plant diagnosis data preprocessing / analysis system 100 according to the first embodiment described above, the occurrence of an abnormality in the measuring instrument or the water supply facility 1 by the two-stage configuration of the diagnosis of the measuring instrument and the category analysis of the operation data. The presence or absence can be detected. Then, based on the diagnosis result, the procedure to be taken by the operator with respect to the measuring instrument, equipment, or process (operation) is shown, so that the operator can take appropriate measures, and as a result, stable operation of the water supply facility 1 is realized. There is an effect that can be done. Moreover, since appropriate measures are taken by the operator based on the display content output on the display unit 37, the accuracy of data necessary for diagnosing the water facility 1 is increased, and the measuring instrument or the water facility 1 The accuracy of detecting defects can also be improved.

さらに、従来であれば、水処理プロセスでは同一のセンサ数が少なく、相関式や評価式の作成が難しい複数の計測器から出力されるデータの相関を考える必要があった。しかし、本実施の形態のように統計的手法を用いることで、計測器の診断(特に、計測器のドリフトの有無)を検知することができ、運転員に早期に計測器の診断結果を示すことができる。また、統計的手法を用いるため、本実施の形態に係るプラント診断用データ前処理・分析システム100を迅速かつ容易に導入することが可能となる。   Furthermore, conventionally, in the water treatment process, it is necessary to consider the correlation of data output from a plurality of measuring instruments in which the number of the same sensors is small and it is difficult to create a correlation formula or an evaluation formula. However, by using a statistical method as in the present embodiment, it is possible to detect the diagnosis of the measuring instrument (particularly, the presence or absence of drift of the measuring instrument), and promptly show the diagnostic result of the measuring instrument to the operator. be able to. Further, since the statistical method is used, the plant diagnosis data preprocessing / analysis system 100 according to the present embodiment can be introduced quickly and easily.

[第1の実施の形態の変形例]
上述した第1の実施の形態では計測器(a)のみを計測器の異常診断の対象としたが、複数の計測器、又はカテゴリ分析に用いる全ての計測器を対象として異常診断を実施してもよい。例えば、始めに計測器(a)として濁度計16aを選択して図6に示した処理を実行した後、計測器(a)として濁度計16bを選択して図6に示した処理を実行する。以下、同様に、水道施設1を構成する全ての計測器を選択して図6に示した処理を順に実行する。
[Modification of First Embodiment]
In the first embodiment described above, only the measuring instrument (a) is a target for abnormality diagnosis of the measuring instrument. However, abnormality diagnosis is performed on a plurality of measuring instruments or all measuring instruments used for category analysis. Also good. For example, after the turbidimeter 16a is first selected as the measuring instrument (a) and the process shown in FIG. 6 is executed, the turbidimeter 16b is selected as the measuring instrument (a) and the process shown in FIG. Execute. Hereinafter, similarly, all the measuring instruments constituting the water supply facility 1 are selected, and the processes shown in FIG. 6 are executed in order.

このように計測器(a)を選択して処理を実行した結果、複数の計測器で異常が見られる場合は、対応の分類、すなわち、緊急度を上げるようステップS7の処理で状態評価部34が表示内容を選定する。この時、状態評価部34は、計測器の状態と精度を運転員に確認させる表示内容を選定する。ただし、状態評価部34は、運転員に行わせる確認作業の優先順位を付けるため、計測器の校正時期や校正前後の計測値の差分(ドリフトの程度)を判断指標に用いてもよい。そして、計測器を校正した直後に出力される計測値を教師データとして用いてもよい。また、分析装置23は、ドリフトの発生が事前に予想される計測器に対して校正頻度を上げてもよい。   As a result of selecting the measuring instrument (a) and executing the process as described above, if abnormality is observed in a plurality of measuring instruments, the state evaluation unit 34 performs the corresponding classification, that is, the process of step S7 to increase the urgency. Selects the display contents. At this time, the state evaluation unit 34 selects display contents that allow the operator to check the state and accuracy of the measuring instrument. However, the state evaluation unit 34 may use the timing of calibration of the measuring instrument and the difference between measured values before and after calibration (degree of drift) as a determination index in order to prioritize the confirmation work to be performed by the operator. And the measured value output immediately after calibrating a measuring device may be used as teacher data. Moreover, the analyzer 23 may raise the calibration frequency with respect to the measuring device in which the occurrence of drift is predicted in advance.

また、第1の実施の形態では計測器診断部32とカテゴリ分析部33はそれぞれ別の統計的手法により分析を行うこととしたが、1種類の統計的手法(例えば、ART)に統一してもよい。例えば、第1の実施の形態において、計測器診断部32による計測器の診断は、計測器が出力したデータが、ある設定値を超えたか否かにより異常の有無を判定していたが、複数のデータの組合せをARTによりカテゴリ分析することで異常の有無を判定してもよい。これにより、統計的手法に用いるエンジンが1種類となり、分析用入力データの前処理や整理するためのフォーマットが統一されるため、システム構成を簡潔にすることができるという効果がある。   In the first embodiment, the instrument diagnosis unit 32 and the category analysis unit 33 perform analysis by different statistical methods, but they are unified into one statistical method (for example, ART). Also good. For example, in the first embodiment, the diagnosis of the measuring instrument by the measuring instrument diagnosing unit 32 determines whether or not there is an abnormality depending on whether or not the data output by the measuring instrument exceeds a certain set value. The presence / absence of abnormality may be determined by performing category analysis on the combination of the above data by ART. As a result, one type of engine is used for the statistical method, and the format for preprocessing and organizing the input data for analysis is unified, so that the system configuration can be simplified.

また、カテゴリ分析部33は、計測器に異常が見つかった際にはその計測器が出力したデータ(計測項目)を除外してカテゴリ分析を行う。この結果、状態評価部34は、計測項目を減らした場合の分析精度、例えば、教師データによる異常の検出確率を、計測項目を減らさない場合と比較した結果を表示部37に表示させてもよい。   In addition, when an abnormality is found in the measuring instrument, the category analyzing unit 33 performs category analysis by excluding data (measurement items) output by the measuring instrument. As a result, the state evaluation unit 34 may cause the display unit 37 to display the result of comparing the analysis accuracy when the measurement items are reduced, for example, the detection probability of abnormality by the teacher data with the case where the measurement items are not reduced. .

[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態に係るプラント診断用データ前処理・分析システムについて説明する。本実施の形態に係るプラント診断用データ前処理・分析システムは、例えば、計測器が出力するデータから計測器のドリフトの影響を除いてカテゴリ分析を行うことが可能である。
[Second Embodiment]
Next, a plant diagnosis data pre-processing / analysis system according to a second embodiment of the present invention will be described. The plant diagnosis data preprocessing / analysis system according to the present embodiment can perform category analysis by excluding the influence of drift of the measuring instrument from the data output from the measuring instrument, for example.

図10は、第2の実施の形態に係る分析装置23によるデータ処理方法の一例を示すフローチャートである。なお、図10におけるステップS11からステップS15までの処理は、第1の実施の形態に示した図6のステップS1からステップS5までの処理と同様であるため詳細な説明を省略する。   FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a data processing method by the analysis apparatus 23 according to the second embodiment. Note that the processing from step S11 to step S15 in FIG. 10 is the same as the processing from step S1 to step S5 in FIG. 6 shown in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.

ステップS14の処理にて計測器(a)から出力されたデータに示される計測値に異常があると判定された場合(S14のYES)、計測器(a)を除いたデータセットによるカテゴリ分析(S15)と並行して、ステップS16,17に示す処理を実施する。この処理では、カテゴリ分析部33が、計測器(a)の計測値を補正するための補正値を算出し(S16)、計測器(a)の補正値を用いたカテゴリ分析を行う。このとき、カテゴリ分析部33は、計測器診断部32により異常ありと診断された計測器(a)から出力されるデータに示される計測値を、計測器(a)の特性から算出される補正値に代えたデータセットを用いてカテゴリ分析による診断を行う。   If it is determined in step S14 that there is an abnormality in the measured value indicated in the data output from the measuring instrument (a) (YES in S14), the category analysis by the data set excluding the measuring instrument (a) ( In parallel with S15), the processes shown in steps S16 and S17 are performed. In this process, the category analysis unit 33 calculates a correction value for correcting the measurement value of the measuring instrument (a) (S16), and performs category analysis using the correction value of the measuring instrument (a). At this time, the category analysis unit 33 corrects the measurement value indicated in the data output from the measurement device (a) diagnosed as abnormal by the measurement device diagnosis unit 32 from the characteristics of the measurement device (a). Diagnosis by category analysis is performed using a data set in place of values.

ここで、カテゴリ分析部33が算出する計測器(a)の補正値は、例えば、計測器(a)が異常を示さない時点までさかのぼり、その時点の値(x0)をそのまま使用する。また、計測器(a)の補正値として、例えば、計測器(a)が異常を示したときの値(x)を用いて、x0±|x−x0|を求めた結果を最大/最小の振れ幅と仮定した上で、この振れ幅の範囲内の値を補正値としてもよい。このように計測器(a)の計測値に異常があれば、カテゴリ分析部33が補正値を算出することで、カテゴリ分析部33は、分析・診断条件DB36に設定されている初期の入力項目の全てを仮に揃えてカテゴリ分析することが可能となる。   Here, the correction value of the measuring instrument (a) calculated by the category analysis unit 33 goes back to the time when the measuring instrument (a) does not show any abnormality, and uses the value (x0) at that time as it is. Further, as a correction value of the measuring instrument (a), for example, using a value (x) when the measuring instrument (a) indicates abnormality, the result of obtaining x0 ± | x−x0 | A value within the range of the swing width may be used as the correction value on the assumption of the swing width. In this way, if there is an abnormality in the measurement value of the measuring instrument (a), the category analysis unit 33 calculates the correction value, so that the category analysis unit 33 can set the initial input items set in the analysis / diagnosis condition DB 36. It is possible to perform category analysis by arranging all of the above.

その後、カテゴリ分析部33は、計測器(a)を含むデータセットによるカテゴリ分析を行う(S18)。そして、状態評価部34は、計測器診断と、カテゴリ分析の結果(特に、新規カテゴリの発生有無)に応じて、運転員に作業指示を与えるために、表示部37に表示させる内容を選択する(S19)。ここで、状態評価部34により選択される分類は、例えば、図8の表中における、分類A、Cとなる。そして、表示部37は、状態評価部34により選択された運転員への作業指示を出力し(S20)、本処理を終了する。   Thereafter, the category analysis unit 33 performs category analysis using a data set including the measuring instrument (a) (S18). Then, the state evaluation unit 34 selects contents to be displayed on the display unit 37 in order to give a work instruction to the operator according to the result of the instrument diagnosis and the category analysis (particularly, whether or not a new category is generated). (S19). Here, the classifications selected by the state evaluation unit 34 are, for example, classifications A and C in the table of FIG. Then, the display unit 37 outputs a work instruction to the operator selected by the state evaluation unit 34 (S20), and ends this process.

以上説明した第2の実施の形態に係るプラント診断用データ前処理・分析システム100では、計測値に異常の可能性があれば、データの補正値を用いることにより、計測器に異常が発生した場合であっても、適切なデータによりカテゴリ分析を行って、水道施設1の診断を行うことが可能である。このため、水道施設1を診断するために必要なデータの精度が高まり、機器・プロセス診断の精度を向上することができる。また、上述した第1の実施の形態に係るプラント診断用データ前処理・分析システム100と同様の効果を得ることもできる。   In the plant diagnosis data preprocessing / analysis system 100 according to the second embodiment described above, if there is a possibility that the measurement value is abnormal, an abnormality has occurred in the measuring instrument by using the correction value of the data. Even if it is a case, it is possible to perform category analysis with appropriate data to diagnose the water supply facility 1. For this reason, the accuracy of data necessary for diagnosing the water supply facility 1 is increased, and the accuracy of device / process diagnosis can be improved. Further, the same effects as those of the plant diagnosis data preprocessing / analysis system 100 according to the first embodiment described above can be obtained.

なお、上述した第1及び第2の実施の形態は、水道施設1に適用した例としたが、下水道施設や海水淡水化施設等の他の水処理施設、化学プラント、発電プラント、火力発電所、原子力発電所等の各種のプラントに適用してよい。また、分析装置23の処理対象は、プラントだけに限らない。分析装置23は、計測値を用いて状態を解析するためにデータの精度を高めることが要求されるシステムにおける、データの前処理に用いることができる。   In addition, although the 1st and 2nd embodiment mentioned above was taken as the example applied to the water supply facility 1, other water treatment facilities, such as a sewerage facility and a seawater desalination facility, a chemical plant, a power plant, a thermal power plant It may be applied to various plants such as nuclear power plants. Further, the processing target of the analyzer 23 is not limited to the plant. The analysis device 23 can be used for data preprocessing in a system that is required to increase the accuracy of data in order to analyze a state using a measurement value.

また、本発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
例えば、上述した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ここで説明した実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることは可能であり、さらにはある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that other various application examples and modifications can be taken without departing from the gist of the present invention described in the claims.
For example, the above-described embodiment is a detailed and specific description of the configuration of the apparatus and the system in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to one having all the described configurations. In addition, a part of the configuration of the embodiment described here can be replaced with the configuration of the other embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Is possible. Moreover, it is also possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
Further, the control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.

1…水道施設、2…取水施設、3…浄水処理施設、22…制御LAN、23…分析装置、31…通信I/F、32…計測器診断部、33…カテゴリ分析部、34…状態評価部、35…プロセス・水質DB、36…分析・診断条件DB、37…表示部、38…内部バス、100…プラント診断用データ前処理・分析システム   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Water supply facility, 2 ... Water intake facility, 3 ... Water purification treatment facility, 22 ... Control LAN, 23 ... Analyzing device, 31 ... Communication I / F, 32 ... Measuring instrument diagnostic part, 33 ... Category analysis part, 34 ... State evaluation 35, process / water quality DB, 36 ... analysis / diagnosis condition DB, 37 ... display unit, 38 ... internal bus, 100 ... data pre-processing / analysis system for plant diagnosis

Claims (7)

プラントの運転に伴って前記プラントを構成する設備から出力されるデータ、及び前記プラントの処理対象を計測する計測器から出力されるデータを時系列で格納する第1データベースと、
分析又は診断のための条件が定義される第2データベースと、
前記第2データベースから読み出した前記条件に基づいて前記第1データベースから読み出した前記データを第1統計的手法により解析することにより、前記計測器の異常の有無を診断する第1診断部と、
前記計測器の異常の有無の診断結果と、前記第2データベースから読み出した前記条件に基づいて前記第1データベースから読み出した前記データとを第2統計的手法により解析することにより、前記設備の性能異常の有無を診断する第2診断部と、
前記計測器の異常の有無の診断結果、及び前記設備の性能異常の有無の診断結果により前記計測器及び前記プラントの状態を評価した評価結果に基づいて、前記プラントの運転員に作業指示を与えるための情報を選択する状態評価部と、
前記状態評価部により選択された前記情報を提示する提示部と、を備える
データ処理装置。
A first database that stores, in time series, data output from equipment constituting the plant as the plant is operated, and data output from a measuring instrument that measures a processing target of the plant;
A second database in which conditions for analysis or diagnosis are defined;
Analyzing the data read from the first database based on the condition read from the second database by a first statistical method, thereby diagnosing the presence or absence of abnormality of the measuring instrument;
Analyzing the diagnostic result of the presence or absence of abnormality of the measuring instrument and the data read from the first database based on the condition read from the second database, the performance of the facility A second diagnostic unit for diagnosing the presence or absence of abnormality;
A work instruction is given to an operator of the plant based on an evaluation result obtained by evaluating a state of the measuring instrument and the plant based on a diagnosis result of whether or not the measuring instrument is abnormal and a diagnostic result of whether or not the equipment is abnormal in performance. A state evaluation unit for selecting information for
A data processing apparatus comprising: a presentation unit that presents the information selected by the state evaluation unit.
前記第2診断部は、前記第1データベースから読み出した前記データから、前記第1診断部により異常ありと診断された前記計測器から出力されるデータを除いたデータセットを用いて前記第2統計的手法により診断する
請求項1に記載のデータ処理装置。
The second diagnostic unit uses the data set obtained by removing data output from the measuring instrument diagnosed as abnormal by the first diagnostic unit from the data read from the first database. The data processing apparatus according to claim 1, wherein diagnosis is performed by a general technique.
前記第2診断部は、前記第1診断部により異常ありと診断された前記計測器から出力されるデータに示される計測値を、前記計測器の特性から算出される補正値に代えたデータセットを用いて前記第2統計的手法により診断する
請求項2に記載のデータ処理装置。
The second diagnostic unit is a data set in which the measurement value indicated in the data output from the measuring instrument diagnosed as abnormal by the first diagnostic unit is replaced with a correction value calculated from characteristics of the measuring instrument. The data processing apparatus according to claim 2, wherein diagnosis is performed using the second statistical technique.
前記状態評価部は、前記第1診断部により異常ありと診断された前記計測器への対応措置を優先する指示を与える情報を選択する
請求項3に記載のデータ処理装置。
The data processing apparatus according to claim 3, wherein the state evaluation unit selects information that gives an instruction to give priority to a countermeasure for the measuring instrument diagnosed as abnormal by the first diagnosis unit.
前記第1統計的手法又は前記第2統計的手法は、前記第1データベースから読み出した前記データをカテゴリに分類する適応共鳴理論を用いた手法、又は前記適応共鳴理論に類似したクラスタ分析手法である
請求項4に記載のデータ処理装置。
The first statistical method or the second statistical method is a method using an adaptive resonance theory for classifying the data read from the first database into a category, or a cluster analysis method similar to the adaptive resonance theory. The data processing apparatus according to claim 4.
前記プラントは、浄水処理、下水処理、取水、集水、又は、用水の送配水を行うための処理プラントであり、
前記計測器は、前記処理対象としての水の水質を計測する水質計測装置である
請求項5に記載のデータ処理装置。
The plant is a treatment plant for performing water purification, sewage treatment, water intake, water collection, or water supply and distribution,
The data processing device according to claim 5, wherein the measuring device is a water quality measuring device that measures the quality of water as the processing target.
分析又は診断のための条件が定義される第2データベースから読み出した前記条件に基づいて、プラントの運転に伴って前記プラントを構成する設備から出力されるデータ、及び前記プラントの処理対象を計測する計測器から出力されるデータを時系列で格納する第1データベースから読み出した前記データを第1統計的手法により解析することにより、前記計測器の異常の有無を診断するステップと、
前記計測器の異常の有無の診断結果と、前記第2データベースから読み出した前記条件に基づいて前記第1データベースから読み出した前記データとを第2統計的手法により解析することにより、前記設備の性能異常の有無を診断するステップと、
前記計測器の異常の有無の診断結果、及び前記設備の性能異常の有無の診断結果により前記計測器及び前記プラントの状態を評価した評価結果に基づいて、前記プラントの運転員に作業指示を与えるための情報を選択するステップと、
選択された前記情報を提示するステップと、を含む
データ処理方法。
Based on the conditions read from the second database in which conditions for analysis or diagnosis are defined, the data output from the equipment constituting the plant as the plant operates and the processing target of the plant are measured. Diagnosing the presence or absence of abnormality of the measuring instrument by analyzing the data read from the first database storing the data output from the measuring instrument in time series by a first statistical method;
Analyzing the diagnostic result of the presence or absence of abnormality of the measuring instrument and the data read from the first database based on the condition read from the second database, the performance of the facility A step of diagnosing whether there is an abnormality,
A work instruction is given to an operator of the plant based on an evaluation result obtained by evaluating a state of the measuring instrument and the plant based on a diagnosis result of whether or not the measuring instrument is abnormal and a diagnostic result of whether or not the equipment is abnormal in performance. Selecting information for, and
Presenting the selected information. A data processing method.
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