JP2019200557A - Abnormality diagnosis apparatus, abnormality diagnosis method, and abnormality diagnosis program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、異常診断装置、異常診断方法及び異常診断プログラムに関する。 The present invention relates to an abnormality diagnosis device, an abnormality diagnosis method, and an abnormality diagnosis program.
発電プラント、化学プラント等の大規模プラントが突然停止すると、復旧費用及び機会損失額は膨大になり、社会的影響も大きい。そこで近時、コンピュータがプラントの異常の予兆を検出する技術が普及している。多くの技術は、プラントから計測される運転値(当該分野では、“プロセス量”と呼ばれることが多い)を何らかの基準値と比較した結果の差分に基づいて、プラントの異常の有無を診断している。比較の対象として相応しい基準値をいかにして決定するかが診断精度向上のポイントとなる。 When a large-scale plant such as a power plant or a chemical plant suddenly stops, the restoration cost and the opportunity loss amount become enormous and the social impact is great. Therefore, recently, a technique in which a computer detects a sign of plant abnormality has become widespread. Many technologies diagnose the presence or absence of plant abnormalities based on the difference between the measured values measured from the plant (often referred to in the field as “process quantity”) and some reference value. Yes. The key to improving diagnostic accuracy is how to determine appropriate reference values for comparison.
特許文献1のプラント異常診断装置は、現在のプロセス量と比較する基準値を、プラント設備が経年劣化するにつれて下げて行く(甘くして行く)。特許文献2の監視診断システムは、機器の過去におけるプロセス量に対して機器の点検結果を蓄積し、“プラントカルテ”とする。当該システムは、プラントカルテからプラント状態予測モデルを作成し、その予測モデルを使用して、現在のプロセス量と比較すべき基準値を予測する。特許文献3の診断装置は、適応共鳴理論を使用し、プロセス量の多次元空間において、既存のカテゴリに属さない新たなカテゴリが発生すると警告を発する。当該診断装置は、プラントの改修に起因して、新たな入力変数が追加された場合、新たな入力変数だけで診断モデルを構築し、既存の入力変数が削除された場合、削除された変数に定数のダミー値を代入する。
The plant abnormality diagnosis device of
しかしながら、特許文献1〜3では、現時点から遡及して一定範囲の過去のプロセス量を基準値としているため、基準値のデータ量は変わらず、基準値の蓄積による診断精度の向上は期待できない。また、定期検査等において設備が分解され部品の一部が更新されることはよくある。そして、このような定期検査の後は、複数のプロセス量間の関係が大きくかつ非連続的に変わることがある。しかしながら、特許文献1〜3は、一様かつ連続的な設備の劣化を前提するに留まり、複数のプロセス量間の大きくかつ非連続的な変化に対応するためには別途方策が必要である。
そこで、本発明は、設備の分解・部品交換後の診断精度を向上させることを目的とする。
However, in
Therefore, an object of the present invention is to improve diagnostic accuracy after disassembling equipment and replacing parts.
本発明の異常診断装置は、所定の事象前の第1運転サイクルに設備から取得された複数の計測値間の関係を取得し、所定の事象後の第2運転サイクルの初期に設備から取得された複数の計測値間の関係を取得し、事象の前後において関係が変化した計測値を第1群計測値として特定する変動プロセス量抽出部を備えるとともに、第1運転サイクルに取得された複数の計測値のうちの第1群計測値を、第2運転サイクルの初期に取得された複数の計測値のうちの第1群計測値に基づき更新する更新処理と、更新後の第1群計測値と、第1運転サイクルに取得された複数の計測値のうち更新後の第1群計測値以外の計測値とを、第2運転サイクルにおける設備を診断するための基準データとする基準作成処理と、を行う基準データ加工部を備えること、を特徴とする。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
The abnormality diagnosis apparatus according to the present invention acquires a relationship between a plurality of measured values acquired from a facility during a first operation cycle before a predetermined event, and is acquired from the facility at an early stage of the second operation cycle after the predetermined event. And a variable process amount extraction unit that acquires a measurement value whose relationship has changed before and after the event as a first group measurement value, and a plurality of values acquired in the first operation cycle. Update processing for updating the first group measurement value among the measurement values based on the first group measurement value among the plurality of measurement values acquired in the initial stage of the second operation cycle, and the updated first group measurement value And a reference creation process that uses, as a reference data for diagnosing equipment in the second operation cycle, measurement values other than the updated first group measurement value among the plurality of measurement values acquired in the first operation cycle; A reference data processing unit And, characterized by.
Other means will be described in the embodiment for carrying out the invention.
本発明によれば、設備の分解・部品交換後の診断精度を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve diagnostic accuracy after disassembling equipment and replacing parts.
以降、本発明を実施するための形態(“本実施形態”という)を、図等を参照しながら詳細に説明する。本実施形態は、発電プラントの異常診断を行う例である。しかしながら、本発明は、複数の計測値をその基準値と比較することによって診断される設備に一般的に適用可能である。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings. This embodiment is an example of performing abnormality diagnosis of a power plant. However, the present invention is generally applicable to equipment diagnosed by comparing a plurality of measured values with their reference values.
(環境)
図1に沿って、本実施形態の異常診断装置が稼働する環境を説明する。図1は、発電プラント9の模式図である。発電プラント9は、ボイラ装置4、発電装置5、系統3a及び系統3bを有する。系統3aは、ポンプ41、バルブ42a、バルブ42b及び配管43を有する。系統3aと同様に、系統3bもまた、ポンプ、バルブ及び配管(図示せず)を有する。ボイラ装置4は、蒸気を発生させる。ポンプ41は、その蒸気を発電装置5に供給する。発電装置5は、蒸気の圧力で蒸気タービンを回転させ、その回転力で発電機を回転させる。
(environment)
An environment in which the abnormality diagnosis apparatus of this embodiment operates will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram of the power plant 9. The power generation plant 9 includes a
系統3aのポンプ41は、部屋44a及び部屋44bを有する。部屋44aと部屋44bとの間は、その間を蒸気が通過可能なようにシール45で仕切られている。ポンプ41は、ボイラ装置4から流れてきた蒸気をまず部屋44aで受け取り、受け取った蒸気を部屋44bに移す。ポンプ41は、部屋44bから蒸気を3方向に分配する。3方向とは、第1に発電装置5であり、第2に系統3aの外部の任意の設備であり、第3に、系統3aの内部の任意の設備である。系統3bの構成及び接続関係は、系統3aの構成及び接続関係と同じである。配管43等の要所にセンサ(圧力計)8a〜8fが配置されている。ボイラ装置4及び発電装置5にもセンサ8h及び8gが配置されている。ボイラ制御装置6は、ボイラ装置4を制御する。発電制御装置7は、発電装置5を制御する。
The
(異常診断装置)
図2に沿って、異常診断装置1の構成を説明する。異常診断装置1は、一般的なコンピュータであり、中央制御装置11、キーボード、タッチパネル等の入力装置12、ディスプレイ、スピーカ等の出力装置13、主記憶装置14、補助記憶装置15及び通信装置16を備える。これらは、バスで相互に接続されている。補助記憶装置15は、基準データ31、診断対象データ32、物理モデル情報33及び保守履歴情報34(いずれも詳細後記)を格納している。
(Abnormality diagnosis device)
A configuration of the
主記憶装置14における、変動プロセス量抽出部21及び基準データ加工部22は、プログラムである。以降において、“○○部は”と動作主体を記した場合、それは、中央制御装置11が補助記憶装置15から“○○部”を読み出して主記憶装置14にロードしたうえで、後記する処理を実行することを意味する。異常診断装置1は、ネットワーク2を介して、ボイラ制御装置6、ボイラ装置4に配置されたセンサ8h、発電制御装置7、及び、発電装置5に配置されたセンサ8gと接続されている。異常診断装置1は、ネットワーク2を介して、系統3の配管(図2では図示せず)の要所に配置されたセンサ8a〜8fと接続されている。
The fluctuation process
(制御値及び計測値)
発電制御装置7は、発電装置5に対して制御値46a(図1参照)を送る。制御値46aは、例えば、発電装置5が発電すべき電力量(発電量)を示す値である。ボイラ制御装置6は、ボイラ装置4に対して制御値46b及び46cを送る。制御値46bは、例えば、ボイラ装置4が発生すべき蒸気の温度を示す値である。制御値46cは、例えば、ボイラ装置4が発生すべき蒸気の圧力を示す値である。センサ8a〜8hは、それぞれの箇所における蒸気の圧力を計測する。制御値は、一般的に、発電プラント9に属する設備の制御目標となる値であればよく、発電量、蒸気の温度及び蒸気の圧力に限定されない。計測値もまた、一般的に、発電プラント9に属する設備から計測され得る物理量であればよく、流量、温度等であってもよい。つまり、センサ8a〜8hは、圧力計であってもよいし、流量計、温度計等であってもよい。
(Control value and measurement value)
The power
(診断対象データ)
本実施形態の異常診断装置1が診断対象とするデータを、“診断対象データ”と呼ぶ。異常診断装置1は、診断対象データに対して、“正常”又は“異常”の診断結果を決定する。診断対象データは、時系列のn次元ベクトルである。より具体的には、診断対象データは、例えば、センサ8a〜8hの現在の計測値を含む(具体例を後記する)。
(Data to be diagnosed)
Data to be diagnosed by the
(基準データ)
診断結果を取得するに際して、異常診断装置1が診断対象データと比較するデータを“基準データ”と呼ぶ。基準データは、診断対象データと同じ次元数を有するベクトルである。より具体的には、基準データは、センサ8a〜8hの過去の計測値を含む(具体例を後記する)。基準データが計測された時点において、発電プラント9は“正常”な状態であったことが既知である。一方、当然のことながら、診断対象データが取得された時点(現在)において、発電プラント9が正常であるか否かは不明である。
(Reference data)
The data that the
(定期検査及び運転サイクル)
発電プラント9は、例えば1月に1度のように定期的に検査を受ける。この定期検査においては、発電プラント9全体が停止し、ボイラ装置4、発電装置5、ポンプ41等の主要な設備は分解される。分解の後、検査担当者は、部品の損傷、摩耗、欠損等を目視し、必要に応じ部品を非破壊検査する。部品に損傷等があれば、検査担当者は、その部品を新品に取り換える。部品に損傷等がなければ、検査担当者は、その部品を清掃した後設備を元の状態に組み立てる。
(Regular inspection and operation cycle)
The power plant 9 is regularly inspected, for example, once a month. In this periodic inspection, the entire power plant 9 is stopped, and main facilities such as the
このような定期検査を経ると、発電プラントは、“半新品状態”となる。半新品状態となった発電プラントの計測値は、定期検査の前に比して、異なる挙動を呈することがある。これは、部品を新しいものに交換したこと等に起因する。したがって、異なる挙動が発電プラントの“異常”を示しているわけではない。しかしながら、定期検査後の診断対象データと従前の基準データとの間には相当程度の差分が生じており、従前の基準データをそのまま使用すると、診断結果は“異常”となってしまう。 After such a periodic inspection, the power plant is in a “semi-new state”. The measured values of a power plant that is in a semi-new state may behave differently than before the regular inspection. This is due to the fact that the parts have been replaced with new ones. Therefore, different behaviors do not indicate “abnormality” of the power plant. However, there is a considerable difference between the diagnosis target data after the periodic inspection and the previous reference data. If the previous reference data is used as it is, the diagnosis result becomes “abnormal”.
そこで、定期検査後、従前の基準データの一部を見直す必要が生じる。ある定期検査と次回の定期検査との間の期間を“運転サイクル”と呼ぶ。つまり、運転サイクルごとに、最新の基準データを準備することが必要である。定期検査は、運転サイクルを区切る事象である。しかしながら、定期検査以外にも、設備全体のリプレース、設備の運用方法の大幅な変更、自然環境の大幅な変化等、運転サイクルを区切る様々な事象が想定され得る。 Therefore, it is necessary to review a part of the previous reference data after the periodic inspection. The period between one periodic inspection and the next periodic inspection is called an “operation cycle”. That is, it is necessary to prepare the latest reference data for each operation cycle. Periodic inspection is an event that divides the operating cycle. However, in addition to periodic inspections, various events that divide the operation cycle can be assumed, such as replacement of the entire facility, significant changes in the operation method of the facility, and significant changes in the natural environment.
(診断対象データと基準データとの時間的関係)
いま、発電プラントがある年の1月1日に竣工し、直ちに稼働を開始したとする。そして、その後、毎月末日に定期検査が行われるとする。1月31日、初回の定期検査が行われる。説明の単純化のため、1月1日〜30日においては、発電プラントの各設備は、異常診断を受けるまでもなく、正常に稼働していたものとする。すると、1月1日〜30日において取得された診断対象データは、自動的に、2月1日〜27日の基準データとなる。2月1日〜27日の診断対象データは、2月1日〜27日の基準データ(前月の診断対象データ)と比較される。2月1日〜27日において設備の異常が発生しない限り、1月1日〜30日の診断対象データと2月1日〜27日の診断対象データとの和集合は、3月1日〜30日の基準データとなる。以降においても同様である。
(Time relationship between diagnosis target data and reference data)
Assume that the power plant was completed on January 1 of the year and started operation immediately. After that, it is assumed that a periodic inspection is performed on the last day of every month. On January 31, the first periodic inspection will be conducted. For simplification of explanation, it is assumed that each facility of the power plant is operating normally without receiving an abnormality diagnosis from January 1 to 30. Then, the diagnosis target data acquired from January 1 to 30 automatically becomes reference data for February 1 to 27. The diagnosis target data from February 1 to 27 is compared with the reference data (the diagnosis target data of the previous month) from February 1 to 27. Unless there is an abnormality in the facility from February 1 to 27, the union of the diagnosis target data from January 1 to 30 and the diagnosis target data from February 1 to 27 is from March 1 to This is the standard data for 30 days. The same applies to the following.
より一般的には、第n運転サイクルの診断対象データは、第n運転サイクルの基準データと比較される。第n運転サイクルの基準データは、結局、第n−1運転サイクル以前の運転サイクルの診断対象データの和集合である。しかしながら、新たな第n運転サイクルが始まる都度、第n運転サイクルの基準データの内容は見直される。この見直しのために使用されるのが、第n運転サイクルの診断対象データのうち初期のデータである(詳細後記)。なお、請求項における“第1運転サイクル”及び“第2運転サイクル”には、ここでの“第n−1運転サイクル”及び“第n運転サイクル”がそれぞれ相当する。 More generally, the diagnosis target data of the nth operation cycle is compared with the reference data of the nth operation cycle. The reference data of the nth operation cycle is the union of the diagnosis target data of the operation cycles before the n−1th operation cycle after all. However, each time a new nth operation cycle starts, the content of the reference data of the nth operation cycle is reviewed. The initial data of the diagnosis target data in the nth operation cycle is used for this review (detailed later). The “first operation cycle” and the “second operation cycle” in the claims correspond to the “n-1th operation cycle” and the “nth operation cycle”, respectively.
(基準データの具体例)
図3に沿って、基準データ31の具体例を説明する。基準データ31においては、日時欄101に記憶された日時に関連付けて、計測値欄102には計測値が、制御値欄103には制御値が記憶されている。
日時欄101の日時は、圧力計を含むセンサ8が発電プラント9の任意の箇所の計測値を取得した時点の年月日時分秒である。
(Specific examples of standard data)
A specific example of the
The date / time in the date /
計測値欄102の計測値は、前記した計測値である。小欄102a〜102fには、センサ8aが計測した圧力、センサ8bが計測した圧力、・・・が記憶されている。“#”は、異なる値を省略的に表現している。計測値は、ここでは紙面の都合上6次元となっているが、図1の圧力計の数と同じ8次元であってもよい。
The measurement value in the
制御値欄103の制御値は、前記した制御値である。小欄103a〜103cには、制御値としてのボイラ温度、ボイラ圧力及び発電量が記憶されている。“♭”は、異なる値を省略的に表現している。
なお、制御値に“X1”等を当て、計測値に“Y1”等を当てる。これは、発電プラント9に対する入力“X1”等と出力“Y1”等の関係を直感的に理解するためである。
The control value in the
Note that “X 1 ” or the like is applied to the control value, and “Y 1 ” or the like is applied to the measured value. This is to intuitively understand the relationship between the input “X 1 ” and the like and the output “Y 1 ” and the like for the power plant 9.
図3からわかるように、基準データ31は、発電プラント9のセンサ8から取得された計測値、及び、発電プラント9に対して与えた制御値の時系列の集合である。そして、前記したように、それぞれの時点において、発電プラントが正常であることが既知である。
As can be seen from FIG. 3, the
(診断対象データの具体例)
図4に沿って、診断対象データ32の具体例を説明する。診断対象データ32の構成は、基準データ31(図3)の構成とほぼ同じである。唯一の相違点は、診断対象データ32が摘要欄114を有することである。なお、制御値に小文字“x1”等を当て、計測値に小文字“y1”等を当てる。これは、基準データの大文字と区別するためである。右下の添え字“i”等が一致している限り、“Xi”と“xi”とは、同じ制御値であり、“Yi”と“yi”とは、同じ計測値である。大文字及び小文字の相違は、その値が基準となるかそれとも診断対象となるかの相違に過ぎない。図4を見ると、例えば以下のことがわかる。
(Specific example of diagnosis target data)
A specific example of the
・発電プラントは、2018年3月31日、定期検査を受けた。
・その後、2018年4月1日10時00分00秒、発電プラント9は再稼働した。
・2018年4月1日10時00分00秒〜10時50分00秒までのレコードの摘要欄114には、“初期”が記憶されている。診断対象データ32のレコードのうち、“初期”が記憶されているレコードを以降“初期レコード”とも呼ぶ。初期レコードは、半新品状態となって間もない発電プラント9に係るレコードである。前記したように、初期レコードの計測値は、従前の基準データ31には見られない挙動を示していることがある。
・ The power plant received a periodic inspection on March 31, 2018.
-After that, on April 1, 2018, 10:00:00, the power plant 9 restarted.
“Initial” is stored in the
いま、基準データ31において、計測値Y1及び計測値Y2に注目すると、計測値Y1が大きくなるにつれて、計測値Y2も大きくなることが傾向的に認められているとする。定期検査前の診断対象データにおいて、計測値y1及び計測値y2に注目すると、計測値y1が大きくなるにつれて、計測値y2も大きくなることが傾向的に認められているとする。しかしながら、定期検査後の診断対象データの初期レコードにおいては、計測値y1が大きくなるにつれて、計測値y2が小さくなっているかも知れない。本実施形態の異常診断装置1は、このような2種類の計測値間の関係の変化を抽出する。
Now, the
(計測値間の関係)
図5〜図8に沿って、計測値間の関係を説明する。本実施形態は、計測値間の関係として、相関又は密度比を採用する。
(Relationship between measured values)
The relationship between the measured values will be described with reference to FIGS. This embodiment employs a correlation or a density ratio as the relationship between the measured values.
(相関)
図5に沿って、2種類の計測値間の相関を説明する。基準データ31における同時点の“Y1”及び“Y2”の組合せを示す点●を座標平面に描画したものが、ケース51a、52a及び53aである。ケース51aでは、“Y1”及び“Y2”は、強い負の相関を有している。ケース53aでは、“Y1”及び“Y2”は、強い正の相関を有している。ケース52aでは、“Y1”及び“Y2”は、相関を有さないようにみえる。
(correlation)
A correlation between two types of measurement values will be described with reference to FIG.
初期レコードにおける同時点の“y1”及び“y2”の組合せを示す点●を座標平面に描画したものが、ケース51b、52b及び53bである。ケース51bでは、“y1”及び“y2”は、強い負の相関を有している。ケース53bでは、“y1”及び“y2”は、強い正の相関を有している。ケース52bでは、“y1”及び“y2”は、相関を有さないようにみえる。
いま、相関が取り得る“−1以上1以下”の範囲を、“−1”に近い範囲、“0”を含み“0”に近い範囲、“1”に近い範囲に3分割し、それぞれの範囲に対して代表相関“−1”、“0”及び“1”を割り当てる(符号54参照)。 Now, the range of “−1 or more and 1 or less” that can be correlated is divided into three, a range close to “−1”, a range including “0”, close to “0”, and a range close to “1”. Representative correlations “−1”, “0”, and “1” are assigned to the range (see reference numeral 54).
図6に沿って、2種類の計測値間の相関の変化を説明する。6種類の計測値が円形のノードで示されている。2つのノード間に引かれた実線の線分は、その2つのノードの計測値が代表相関“1”を有することを示す。2つのノード間に引かれた破線の線分は、その2つのノードの計測値が代表相関“−1”を有することを示す。2つのノード間に線分が存在しないことは、その2つのノードの計測値が代表相関“0”を有することを示す。基準データの計測値間の関係、及び、初期レコードの計測値間の関係は、このようなノードと線分との集合である“構造グラフ”で表現することができる。 A change in correlation between two types of measurement values will be described with reference to FIG. Six types of measurement values are indicated by circular nodes. A solid line drawn between two nodes indicates that the measured values of the two nodes have a representative correlation “1”. A broken line drawn between two nodes indicates that the measured value of the two nodes has a representative correlation “−1”. The absence of a line segment between two nodes indicates that the measured values of the two nodes have a representative correlation “0”. The relationship between the measurement values of the reference data and the relationship between the measurement values of the initial record can be expressed by a “structure graph” that is a set of such nodes and line segments.
構造グラフ61aは、基準データ31の計測値間の関係を示し、構造グラフ62aは、初期レコードの計測値間の関係を示している。構造グラフ61aを作成する際に使用されたデータが、マトリクス61bである。構造グラフ62aを作成する際に使用されたデータが、マトリクス62bである。それぞれのマトリクスは、その行の計測値とその列の計測値との間の代表相関を、交点のセルに記憶している。因みに、構造グラフ61aと構造グラフ62aとを比較すると、線分の有無又は線分の形状(実線/破線)が、2箇所で相違している。この相違を二重線の線分63a及び63bで示したのが、構造グラフ63である。当該相違は、定期検査において部品の交換等が行われたことに起因する。
The
(密度比)
図7に沿って、2種類の計測値間の密度比を説明する。“p(y)”は、変数“y”がある範囲の値を取る場合の確率密度である。“p(y)”が、p1(y)、p2(y)、p3(y)、・・・のように複数存在する場合、2つの確率密度の比を定義することができる。例えば、確率密度p2(y)の確率密度p1(y)に対する密度比は、以下の通りに定義される。
密度比=p2(y)/p1(y)
(Density ratio)
A density ratio between two types of measurement values will be described with reference to FIG. “P (y)” is a probability density when the variable “y” takes a certain range of values. When there are a plurality of “p (y)” such as p 1 (y), p 2 (y), p 3 (y),..., The ratio of the two probability densities can be defined. For example, the density ratio probability density p 1 (y) of the probability density p 2 (y) is defined as follows.
Density ratio = p 2 (y) / p 1 (y)
いま、説明の便宜のため、“Y1”及び“Y2”を同じ変数であると看做し、さらに比較しやすいように正規化すると、以下のような密度比が定義できる。
密度比=p(Y2)/p(Y1)
For convenience of explanation, if “Y 1 ” and “Y 2 ” are regarded as the same variable, and normalized so that they can be compared more easily, the following density ratio can be defined.
Density ratio = p (Y 2 ) / p (Y 1 )
いま、p(Y1)が、図7のケース71aの通りであり、p(Y2)が、図7のケース71bの通りであるとする。つまり、p(Y1)の平均及び分散は、p(Y2)の平均及び分散とほぼ同じであるとする。すると、Y1(Y2)の全区間において、密度比のグラフはほぼ水平である(ケース71c)。
Now, let p (Y 1 ) be as in case 71a in FIG. 7, and p (Y 2 ) be as in
同様に “y1”及び“y2”を同じ変数であると看做し、さらに比較しやすいように正規化すると、以下のような密度比が定義できる。
密度比=p(y2)/p(y1)
Similarly, if “y 1 ” and “y 2 ” are considered to be the same variable, and normalized so that they are easier to compare, the following density ratio can be defined.
Density ratio = p (y 2 ) / p (y 1 )
いま、p(y1)が、図7のケース72aの通りであり、p(y2)が、図7のケース72bの通りであるとする。つまり、p(y1)の分散は、p(y2)の分散とほぼ同じであるが、p(y1)の平均は、p(y2)の平均よりも小さいとする。すると、y1(y2)の全区間において、密度比のグラフは、おおよそ右上りの曲線となる(ケース72c)。
Now, let p (y 1 ) be as in case 72a in FIG. 7, and p (y 2 ) be as in
同様に、p(y1)が、図7のケース73aの通りであり、p(y2)が、図7のケース73bの通りであるとする。つまり、p(y1)の分散は、p(y2)の分散とほぼ同じであるが、p(y1)の平均は、p(y2)の平均よりも大きいとする。すると、y1(y2)の全区間において、密度比のグラフは、おおよそ右下がりの曲線となる(ケース73c)。
Similarly, it is assumed that p (y 1 ) is as in
同様に、p(y1)が、図7のケース74aの通りであり、p(y2)が、図7のケース74bの通りであるとする。つまり、p(y1)の平均は、p(y2)の平均とほぼ同じであるが、p(y1)の分散は、p(y2)の分散よりも小さいとする。すると、y1(y2)の全区間において、密度比のグラフは、おおよそ下に凸の曲線となる(ケース74c)。
なお、ケース71c〜74cの密度比のグラフは、説明目的のため、その形状の特徴を強調した非現実的な直線となっている。
Similarly, it is assumed that p (y 1 ) is as in
In addition, the graph of the density ratio of the
図8に沿って、2種類の計測値間の密度比の変化を説明する。マトリクス81は、その行の基準データ31の計測値と、その列の基準データ31の計測値との密度比のグラフの形状を、交点のセルに記憶している。密度比のグラフの形状とは、例えば前記した、“水平”、“右上り”、“右下がり”、“下に凸”であるが、図形的に類型化できるものであればその他の例を含んでもよい。“#”は、密度比のグラフの異なる形状(類型)を省略的に表現している。
A change in density ratio between two types of measurement values will be described with reference to FIG. The
マトリクス82は、その行の初期レコードの計測値と、その列の初期レコードの計測値との密度比のグラフの形状の変化を、交点のセルに記憶している。ここで、“あり”は、密度比のグラフの形状が、マトリクス81に比して変化した(例えば、水平→右上り)ことを示し、“なし”は、密度比のグラフの形状が、マトリクス81に比して変化していないことを示す。構造グラフ83における2重線の線分83aは、初期レコードにおけるy1とy4との密度比のグラフの形状が基準データ31におけるY1とY4との密度比のグラフの形状に比して変化していることを示している。2重線の線分83bは、初期レコードにおけるy2とy4との密度比のグラフの形状が基準データ31におけるY2とY4との密度比のグラフの形状に比して変化していることを示している。これらの変化もまた、定期検査において部品の交換等が行われたことに起因する。
The
(基準データの計測値の見直し)
図9に沿って、計測値の見直しを説明する。図9もまた、図3と同じ基準データ31である。図9のレコードの日時は図3と同じである。しかしながら、図9においては、図3に比して一部の計測値Y1、Y2及びY4が、見直されている。計測値の見直しとは、初期レコードを使用して定期検査後の計測値の挙動を認識し、その挙動から大きく乖離することになった計測値を、基準データから削除し、削除した計測値を別の計測値で更新することである。
(Review of measured values of standard data)
The review of the measurement value will be described with reference to FIG. FIG. 9 is also the
図6の構造グラフ63及び図8の構造グラフ83は、基準データ31のうち、計測値Y1、Y2及びY4を見直すべきであることを示している。そこで、異常診断装置1は、まず、基準データ31から、Y1、Y2及びY4の列のすべての計測値を削除する。異常診断装置1は、次に、削除された計測値を更新すべき計測値Yr1、Yr2及びYr4を、基準データのレコードごとに決定する。Yr1、Yr2及びYr4は、“更新計測値”と呼ばれる。図9の“$”は、異なる更新計測値を省略的に示している。
The
異常診断装置1は、計測値及び制御値のベクトル“(Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,X1,X2,X3)”のうち“(Y1,Y2,Y4)”を、“(Yr1,Yr2,Yr4)”で更新し、“(Yr1,Yr2,Y3,Yr4,Y5,Y6,X1,X2,X3)”を作成する。このとき、異常診断装置1は、更新計測値を無作為的に決定するのではない。異常診断装置1は、更新計測値を含む基準データ31の各レコードのベクトルが、できるだけ初期レコードに類似するように、更新計測値を決定する。このような更新計測値の決定方法としては、様々なものが存在する。異常診断装置1は、例えば、以下のような方法を使用する。
The
〈方法1:k-nearest neighbor法〉
〈1−1〉異常診断装置1は、基準データのあるレコードの“(Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,X1,X2,X3)”のうちから、Y1、Y2及びY4を削除して、“(Y3,Y5,Y6,X1,X2,X3)”を作成する。
〈1−2〉異常診断装置1は、“(Y3,Y5,Y6,X1,X2,X3)”とのユークリッド距離が最も近いベクトル、2番目に近いベクトル、・・・、k番目に近いベクトルを、初期レコードの“(y3,y5,y6,x1,x2,x3)”のうちから抽出する。いま、説明を単純にするために、k=2であるとする。
〈1−3〉異常診断装置1は、最も近いベクトルに対応するy1と2番目に近いベクトルに対応するy1との平均値をYr1とする。
〈1−4〉異常診断装置1は、同様にして、Yr2及びYr4を求める。
〈1−5〉異常診断装置1は、〈1−1〉〜〈1−4〉の処理を基準データのすべてのレコードについて繰り返す。
<Method 1: k-nearest neighbor method>
<1-1> abnormality
<1-2> The
<1-3>
<1-4> The
<1-5> The
〈方法2:協調フィルタリング法〉
方法2は、以下の〈2−2〉以外は、方法1と同じである。
〈2−2〉異常診断装置1は、“(Y3,Y5,Y6,X1,X2,X3)”とのコサイン類似度が最も大きいベクトル、2番目に大きいベクトル、・・・、k番目に大きいベクトルを、初期レコードの“(y3,y5,y6,x1,x2,x3)”のうちから抽出する。コサイン類似度とは、2つのベクトルがなす角の余弦(−1以上1以下)であり、コサイン類似度が大きい(“1”に近い)ほど、2つのベクトルは類似していると看做される。いま、説明を単純にするために、k=2であるとする。
<Method 2: Collaborative filtering method>
<2-2> The
〈方法3:Miss Forest法〉
〈3−1〉異常診断装置1は、すべての初期レコードの“(y1,y2,y3,y4,y5,y6,x1,x2,x3)”を学習データとして予測モデルを作成する。予測モデルは、これら9個の変数を含む数式である。
〈3−2〉異常診断装置1は、予測モデルに対し、“(Y3,Y5,Y6,X1,X2,X3)”を代入し、未知数である“(Y1、Y2、Y4)”を求める。
〈3−3〉異常診断装置1は、求めた“(Y1、Y2、Y4)”を“(Yr1、Yr2、Yr4)”とする。
〈3−4〉異常診断装置1は、〈3−1〉〜〈3−3〉の処理を基準データのすべてのレコードについて繰り返す。
<Method 3: Miss Forest method>
<3-1> The
<3-2>
<3-3> The
<3-4> The
〈方法4:確率分布を使用する方法〉
〈4−1〉異常診断装置1は、初期レコードのy1の確率分布を求める。
〈4−2〉異常診断装置1は、y1の確率分布に従うように、Yr1を発生させる。いま、基準データのレコードが100本ある場合、異常診断装置1は、Yr1の100個の値を発生させることになる。これらの100個の値は、y1の確率分布に従っている。
〈4−3〉異常診断装置1は、同様に、Yr2及びYr4を発生させる。
〈4−4〉異常診断装置1は、基準データの各レコードの“(Y1、Y2、Y4)”を“(Yr1、Yr2、Yr4)”で更新する。基準データのあるレコードにおいて使用されたYr1は、他のレコードでは使用され得ない。Yr2及びYr4についても同様である。すると、100本のレコードの“(Y1、Y2、Y4)”を“(Yr1、Yr2、Yr4)”で更新する場合の数は、(100×99×98×・・・×1)3となる。
<Method 4: Method using probability distribution>
<4-1> The
<4-2> The
<4-3> The
<4-4> The
〈4−5〉異常診断装置1は、初期レコードの重心を求める。
〈4−6〉異常診断装置1は、基準データの“(Yr1,Yr2,Y3,Yr4,Y5,Y6,X1,X2,X3)”のそれぞれと初期レコードの重心との距離の総和を求める。
〈4−7〉異常診断装置1は、距離の総和が最小となる場合を、更新後の基準データとする。
<4-5> The
<4-6> The
<4-7> The
以上の他にも、異常診断装置1は、多重代入法を使用してもよい。結局、異常診断方法は、更新後における基準データの計測値間の関係(相関又は密度比)が、可能な限り、初期レコードの計測値間の関係に近くなるような任意の処理を行う。
In addition to the above, the
前記では、ある運転サイクルが実際に始まり、診断対象データの初期レコードが取得されなければ、定期検査に起因する計測値間の関係の変化が判明しないとの前提があった。しかしながら、計測値間の関係の変化が、理論的又は技術的にある程度予測できるようになる場合がある。 In the above description, there is a premise that if a certain operation cycle actually starts and an initial record of diagnosis target data is not acquired, a change in the relationship between measured values due to the periodic inspection is not found. However, changes in the relationship between measured values can be predicted to some degree theoretically or technically.
(物理モデル情報)
図10に沿って、物理モデル情報33を説明する。物理モデル情報33においては、設備名欄121に記憶された設備名に関連付けて、保守内容欄122には保守内容が、理論的被影響計測値欄123には理論的被影響計測値が記憶されている。
設備名欄121の設備名は、発電プラント9を構成する機器の名称である。ここでは、説明の都合上、設備名の末尾の符号(42b等)は、図1の符号に一致させている。
保守内容欄122の保守内容は、設備に対して行われる保守作業の内容である。
理論的被影響計測値欄123の理論的被影響計測値は、設備に対して保守作業が行われた後、それ以前に比して関係が変化することが理論的又は技術的に予測される計測値である。
(Physical model information)
The
The equipment name in the
The maintenance content in the
It is predicted theoretically or technically that the relationship between the theoretically affected measured value in the theoretically affected measured
例えば、図10の2行目に注目する。“Y3”は、バルブ42b(図1)の直ぐ上流の配管における圧力である。“Y5”は、バルブ42bの直ぐ下流の配管における圧力である。“Y3”と“Y5”との間の関係、例えば前記した相関又は密度比は、バルブ42bの分解点検の前後で変化する。変化する計測値の組合せは、機器の設計条件、又は、運動方程式、慣性法則等の自然法則に基づいて理論的又は技術的に予測され得る。そして、その予測は、コンピュータシミュレーションによって相当の確度で裏付けられる。なお、一般的に、このような設計条件等は、帰納的な統計モデルに対する概念として、演繹的な“物理モデル”と呼ばれる。“物理モデル情報”33の命名根拠もここに存する。
For example, pay attention to the second line in FIG. “Y 3 ” is the pressure in the pipe immediately upstream of the
(保守履歴情報)
図11に沿って、保守履歴情報34を説明する。保守履歴情報34においては、設備名欄131に記憶された設備名に関連付けて、保守内容欄132には保守内容が、保守時期欄133には保守時期が記憶されている。
設備名欄131の設備名は、図10の設備名と同じである。
保守内容欄132の保守内容は、図10の保守内容と同じである。
保守時期欄133の保守時期は、その設備に対して保守作業が行われた時期である。例えば、“第n−1運転サイクル終了直後”は、第n−1運転サイクルが終了した後、第n運転サイクルが始まる直前に保守作業(定期検査)が行われたことを意味する。
(Maintenance history information)
The
The equipment name in the
The maintenance content in the
The maintenance time in the
以降に、本実施形態の処理手順を説明する。処理手順として、第1の処理手順及び第2の処理手順が存在する。第2の処理手順は、前記した物理モデル情報33及び保守履歴情報34を活用している。第2の処理手順は、第1の処理手順の内容を含んでいる(詳細後記)。
Hereinafter, the processing procedure of this embodiment will be described. As processing procedures, there are a first processing procedure and a second processing procedure. The second processing procedure utilizes the
(第1の処理手順)
図12に沿って、第1の処理手順を説明する。第1の処理手順を開始する前提として、基準データ31(図3)が既に補助記憶装置15に記憶されているものとする。定期検査が終了し、いま、第n運転サイクルが始まり発電プラント9が再稼働したとする。
(First processing procedure)
The first processing procedure will be described with reference to FIG. It is assumed that the reference data 31 (FIG. 3) is already stored in the
ステップS201において、異常診断装置1の変動プロセス量抽出部21は、診断対象データ32を取得する。具体的には、変動プロセス量抽出部21は、センサ8から計測値y1〜y6を取得し、ボイラ制御装置6からx2及びx3を取得し、発電制御装置7からx1を取得する。その後、変動プロセス量抽出部21は、取得したデータを、診断対象データ32(図4)のレコードとして蓄積する。
In step S <b> 201, the fluctuation process
ステップS202において、変動プロセス量抽出部21は、初期レコードを特定する。具体的には、第1に、変動プロセス量抽出部21は、所定の長さの試運転期間が経過するのを待つ。試運転期間とは、定期検査後の各機器の挙動を知るのに充分な長さの期間(例えば60分)である。
第2に、変動プロセス量抽出部21は、試運転期間が経過した後、診断対象データ32のレコードのうち試運転期間に取得したもの(初期レコード)の摘要欄114に“初期”を記憶する。
In step S202, the variable process
Second, after the trial run period has elapsed, the variable process
ステップS203において、変動プロセス量抽出部21は、初期レコードを基準データと比較する。具体的には、変動プロセス量抽出部21は、図5及び図6で説明した方法で、2種類の計測値の組合せを作成し、そのすべての組合せについて、基準データにおける相関と、初期レコードにおける相関とを比較する。このとき、変動プロセス量抽出部21は、図7及び図8で説明した方法で、2種類の計測値の組合せを作成し、そのすべての組合せについて、基準データにおける密度比のグラフの形状と、初期レコードにおける密度比のグラフの形状とを比較してもよい。
In step S203, the variable process
ステップS204において、変動プロセス量抽出部21は、計測値間の関係の変化を抽出する。具体的には、第1に、変動プロセス量抽出部21は、図5及び図6で説明した方法で、相関が変化した計測値を抽出する。このとき、変動プロセス量抽出部21は、図7及び図8で説明した方法で、密度比のグラフの形状が変化した計測値を抽出してもよい。変動プロセス量抽出部21は、関係が変化した計測値を2つずつ抽出することになるが、重複分は無視する。
In step S204, the fluctuation process
第2に、変動プロセス量抽出部21は、ステップS204の“第1”において抽出した計測値を、構造グラフの型式で出力装置13に表示する。このときの画面表示例が、図14である。変動プロセス量抽出部21は、関係の変化がなかった計測値のノードを非表示としてもよい。さらに、変動プロセス量抽出部21は、構造グラフに現れたノードを含む系統の系統図を表示し、構造グラフに現れたノードを強調表示してもよい。
Second, the variable process
ステップS205において、異常診断装置1の基準データ加工部22は、基準データの一部を更新する。具体的には、基準データ加工部22は、前記した更新計測値の決定方法のいずれかを使用して、更新計測値を決定する。
In step S205, the reference
ステップS206において、基準データ加工部22は、更新後の基準データを記憶する。具体的には、基準データ加工部22は、基準データ31の計測値のうち、ステップS204の“第1”において抽出された計測値を、ステップS205において決定した更新計測値で更新する(上書きして記憶する)。この結果、前記の例に倣えば、基準データ31の各レコードに、“(Yr1,Yr2,Y3,Yr4,Y5,Y6,X1,X2,X3)”のようなデータが記憶される。
その後、第1の処理手順を終了する。
In step S206, the reference
Thereafter, the first processing procedure is terminated.
(第2の処理手順)
図13に沿って、第2の処理手順を説明する。第2の処理手順を開始する前提として、基準データ31(図3)、物理モデル情報33(図10)及び保守履歴情報34(図11)が既に補助記憶装置15に記憶されているものとする。定期検査が終了し、いま、第n運転サイクルが始まり発電プラント9が再稼働したとする。
(Second processing procedure)
The second processing procedure will be described with reference to FIG. As a premise for starting the second processing procedure, it is assumed that the reference data 31 (FIG. 3), the physical model information 33 (FIG. 10), and the maintenance history information 34 (FIG. 11) are already stored in the
図13のステップS201〜S204の処理は、図12のステップS201〜S204の処理と同じである。 The processing in steps S201 to S204 in FIG. 13 is the same as the processing in steps S201 to S204 in FIG.
ステップS204bにおいて、異常診断装置1の変動プロセス量抽出部21は、理論的被影響計測値を抽出する。具体的には、第1に、変動プロセス量抽出部21は、保守履歴情報34(図11)を参照して、現在の運転サイクルが始まる直前にどの設備に対してどのような保守が行われたかを特定する。例えば、保守履歴情報34の保守時期欄133において現在(第n運転サイクル)に最も近いのは、1行目の“第n−1運転サイクル終了直後”である。つまり、変動プロセス量抽出部21は、直前の定期検査においてポンプ41のシール交換が行われたことを認識する。
In step S204b, the fluctuating process
第2に、変動プロセス量抽出部21は、ステップS204bの“第1”において特定した“ポンプ41”及び“シール交換”を検索キーとして物理モデル情報33(図10)を参照し、該当するレコードの理論的被影響計測値を“qL”として取得する。ここでは、“qL={Y1,Y2,Y3,Y4}”が取得される。
Second, the variable process
第3に、変動プロセス量抽出部21は、ステップS204の“第1”において抽出した計測値を“PL”として取得する。ここでは、“PL={Y1,Y2,Y4}”が取得されたものとする。“qL”は、理論的に又は技術的に関係が変化するはずである計測値の集合である。これに対し、“PL”は、理論とは無関係に、実際の計測値を統計処理した結果、関係に変化が認められた計測値の集合である。
なお、請求項の“第1群計測値”及び“第2群計測値”には、ここでの“PL”及び“qL”がそれぞれ相当する。
Third, the variable process
Note that “PL” and “qL” here correspond to “first group measurement value” and “second group measurement value” in the claims, respectively.
ステップS204cにおいて、変動プロセス量抽出部21は、PL⊆qLが成立するか否かを判断する。具体的には、変動プロセス量抽出部21は、PLがqLの部分集合である場合(ステップS204c“Yes”)、ステップS205に進み、PLがqLの部分集合ではない場合(ステップS204c“No”)、ステップS207に進む。因みに、PLがqLの部分集合ではない場合とは、PLの要素であって、かつ、qLの要素ではない計測値(“特異計測値”と呼ぶ)が存在することを意味する。特異計測値が存在することは、その特異計測値に関する設備に異常が発生している可能性が高いことを示す。
In step S204c, the variable process
図13のステップS205及びS206の処理は、図12のステップS205及びS206の処理と同じである。但し、図13のステップS205において、異常診断装置1の基準データ加工部22は、PLに含まれるすべての計測値について更新計測値を決定し、qLを結果的に無視することに留意すべきである。ステップS206の後、第2の処理手順を終了する。
The processes in steps S205 and S206 in FIG. 13 are the same as the processes in steps S205 and S206 in FIG. However, it should be noted that in step S205 of FIG. 13, the reference
ステップS207において、異常診断装置1の基準データ加工部22は、基準データ31(図3)を削除する。具体的には、基準データ加工部22は、基準データ31のすべてのレコードを削除する。
In step S207, the reference
ステップS208において、基準データ加工部22は、警報を出力する。具体的には、基準データ加工部22は、特異計測値に関する設備に異常が発生している旨の警報を、出力装置13に対して音声又は文字で出力する。ここでの警報の例は、“計測値Yiに関する設備を至急点検して下さい”である。基準データ加工部22は、特異計測値Yiが取得された設備を含む系統図を表示してもよい。その後、第2の処理手順を終了する。
In step S208, the reference
(第2の処理手順の変形例)
基準データ加工部22は、前記したステップS207及びS208において、以下の処理を実行してもよい。
(Modification of the second processing procedure)
The reference
ステップS207において、基準データ加工部22は、前記した更新計測値の決定方法のいずれかを使用して、更新計測値を決定する。但し、このとき、基準データ加工部22は、PLに含まれる計測値ではなく、qLに含まれるすべての計測値について、更新計測値を決定する。
In step S207, the reference
ステップS208において、基準データ加工部22は、基準データ31の計測値のうちqLに含まれるすべての計測値を、ステップS207において決定した更新計測値で更新する(上書きして記憶する)。その後、第2の処理手順を終了する。
In step S208, the reference
(異常診断)
異常診断装置1は、第1の処理手順又は第2の処理手順の後、診断対象データを基準データと比較して発電プラント9を診断することになる。このとき、異常診断装置1は、比較対象となる診断対象データのなかに、初期レコードを含めてもよいし、含めなくてもよい。さらに、異常診断装置1は、診断対象データを基準データと比較する具体的な方法を任意に決定することができる。例えば、異常診断装置1は、多次元空間において、診断対象データの代表値(例えばクラスタの中心点)と、基準データの代表値とのユークリッド距離を算出し、その距離に所定の閾値を適用し、診断結果として“異常”又は“正常”を出力してもよい。
(Abnormal diagnosis)
The
(基準データが取得される運転サイクル)
前記においては、第n運転サイクルの基準データは、第n−1運転サイクル以前の診断対象データの和集合である。つまり、新たな運転サイクルが始まる都度、基準データは、その一部が更新されつつ蓄積されて行く。その結果、基準データのデータ量は次第に増加するが、基準データが複数存在するわけではない。
(Operation cycle in which reference data is acquired)
In the above, the reference data of the nth operation cycle is the union of the diagnosis target data before the n−1th operation cycle. That is, each time a new operation cycle starts, the reference data is accumulated while being partially updated. As a result, the data amount of the reference data gradually increases, but a plurality of reference data does not exist.
発電プラントの発電量は、一定水準に維持されることが望ましい。そのため、制御値は、およそ同じ値に設定されることが多い。そして、稼働させる系統の数を変化させることによって発電量が調整されることも多い。したがって、前記の説明では、異常診断装置1は、基準データを複数の候補のうちから選択する余地がないことを前提としてきた。
It is desirable that the power generation amount of the power plant is maintained at a certain level. Therefore, the control value is often set to approximately the same value. In many cases, the power generation amount is adjusted by changing the number of systems to be operated. Therefore, in the above description, the
しかしながら、異常診断装置1は、現在の運転サイクルの診断対象データと比較するに相応しい基準データを、複数の候補から選択してもよい。以降、図15を参照しつつ、その具体的な処理を説明する。
・異常診断装置1の基準データ加工部22は、過去の診断対象データを運転サイクルごとに切り出し、第n運転サイクルにおける診断に使用され得る、n−1個の基準データの候補として準備する(図15の符号91)。
・基準データ加工部22は、第n運転サイクルの診断対象データの初期レコードを使用して、n−1個存在する基準データの候補のそれぞれを見直す(図15の符号92)。
However, the
The reference
The reference
・基準データ加工部22は、見直し後の基準データの候補を補助記憶装置15に格納しておく(図15の符号93)。ここで、“第1運転サイクルベース”等は、その第n運転サイクルの基準データが、第1運転サイクルの診断対象データを元にして作成されていることを示す。
・基準データ加工部22は、第n運転サイクルの診断対象データのうち、診断を実際に行う時点における制御値xiを取得する。
・基準データ加工部22は、取得した制御値xiに所定の基準を満たす程度に類似する制御値Xiを有する基準データを、見直し後の基準データの候補のうちから選択する。
The reference
- reference
The reference
(本実施形態の効果)
本実施形態の異常診断装置の効果は以下の通りである。
(1)異常診断装置は、設備の現在の診断対象データと比較するのに真に相応しい基準データを作成することができる。
(2)異常診断装置は、理論的又は技術的に想定できる計測値間の変化が発生した場合に限り、計測値を見直しながら基準データを蓄積することができる。
(3)異常診断装置は、理論的又は技術的に想定できない計測値間の変化が発生すると、警告を出力することができる。
(4)異常診断装置は、検査等で部品が交換された後であっても、診断精度を維持することができる。
(5)異常診断装置は、計測値間の関係の変化を、統計的に認識することができる。
(6)異常診断装置は、設備の現在の計測値に近い基準データを作成することができる。
(7)異常診断装置は、複数の基準データの候補のうちから、現在の制御値に相応しいものを選択することができる。
(Effect of this embodiment)
The effects of the abnormality diagnosis device of this embodiment are as follows.
(1) The abnormality diagnosis apparatus can create reference data that is truly suitable for comparison with the current diagnosis target data of the facility.
(2) The abnormality diagnosis apparatus can accumulate the reference data while reviewing the measurement values only when a change between the measurement values that can be assumed theoretically or technically occurs.
(3) The abnormality diagnosis device can output a warning when a change between measured values that cannot be assumed theoretically or technically occurs.
(4) The abnormality diagnosis device can maintain diagnosis accuracy even after parts are replaced by inspection or the like.
(5) The abnormality diagnosis apparatus can statistically recognize a change in the relationship between the measurement values.
(6) The abnormality diagnosis apparatus can create reference data close to the current measurement value of the facility.
(7) The abnormality diagnosis apparatus can select an appropriate one for the current control value from among a plurality of reference data candidates.
なお、本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
また、前記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウエアで実現してもよい。また、前記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウエアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、又は、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
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、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆どすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
Each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit. Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor. Information such as programs, tables, and files for realizing each function can be stored in a recording device such as a memory, a hard disk, an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
Further, the control lines and information lines are those that are considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. In practice, it may be considered that almost all the components are connected to each other.
1 異常診断装置
2 ネットワーク
3 系統
4 ボイラ装置
5 発電装置
6 ボイラ制御装置
7 発電制御装置
8 センサ(圧力計)
9 発電プラント
11 中央制御装置
12 入力装置
13 出力装置
14 主記憶装置
15 補助記憶装置
16 通信装置
21 変動プロセス量抽出部
22 基準データ加工部
31 基準データ
32 診断対象データ
33 物理モデル情報
34 保守履歴情報
DESCRIPTION OF
9
Claims (9)
前記所定の事象後の第2運転サイクルの初期に前記設備から取得された複数の計測値間の関係を取得し、
前記事象の前後において前記関係が変化した計測値を第1群計測値として特定する変動プロセス量抽出部を備えるとともに、
前記第1運転サイクルに取得された複数の計測値のうちの前記第1群計測値を、前記第2運転サイクルの初期に取得された複数の計測値のうちの前記第1群計測値に基づき更新する更新処理と、
前記更新後の第1群計測値と、前記第1運転サイクルに取得された複数の計測値のうち前記更新後の第1群計測値以外の計測値とを、前記第2運転サイクルにおける前記設備を診断するための基準データとする基準作成処理と、を行う基準データ加工部を備えること、
を特徴とする異常診断装置。 Acquire the relationship between multiple measured values acquired from the equipment in the first operating cycle before a predetermined event,
Acquiring a relationship between a plurality of measured values acquired from the facility at an early stage of the second operation cycle after the predetermined event;
A variable process amount extraction unit that identifies a measurement value whose relationship has changed before and after the event as a first group measurement value,
The first group measurement value of the plurality of measurement values acquired in the first operation cycle is based on the first group measurement value of the plurality of measurement values acquired in the initial stage of the second operation cycle. Update process to update,
The updated first group measurement value and a measurement value other than the updated first group measurement value among a plurality of measurement values acquired in the first operation cycle are used as the equipment in the second operation cycle. A reference data processing unit for performing reference creation processing as reference data for diagnosing
An abnormality diagnosis device characterized by the above.
前記変動プロセス量抽出部は、
前記物理モデル情報を参照し、実際に発生した事象に対応する前記第2群計測値を特定し、
前記基準データ加工部は、
前記第1群計測値が前記第2群計測値の部分集合である場合に限り、前記更新処理及び前記基準作成処理を行うこと、
を特徴とする請求項1に記載の異常診断装置。 A storage unit that stores physical model information in which a plurality of measurement values that are theoretically or technically predicted to change in relation to the predetermined event after the predetermined event are stored as a second group measurement value With
The variable process amount extraction unit
With reference to the physical model information, the second group measurement value corresponding to the event that actually occurred,
The reference data processing unit is
The update process and the reference creation process are performed only when the first group measurement value is a subset of the second group measurement value.
The abnormality diagnosis apparatus according to claim 1.
前記第1群計測値が前記第2群計測値の部分集合ではない場合、前記第2群計測値に含まれず、かつ、前記第1群計測値含まれる計測値に関する設備に異常が発生している旨の警報を出力すること、
を特徴とする請求項2に記載の異常診断装置。 The reference data processing unit is
If the first group measurement value is not a subset of the second group measurement value, an abnormality has occurred in the equipment related to the measurement value that is not included in the second group measurement value and included in the first group measurement value. Output a warning that
The abnormality diagnosis apparatus according to claim 2.
前記設備に対する検査であり、
前記検査は、
前記設備の分解又は前記設備の部品の交換を含むこと、
を特徴とする請求項3に記載の異常診断装置。 The predetermined event is:
Inspection of the equipment,
The inspection
Including disassembly of the equipment or replacement of parts of the equipment;
The abnormality diagnosis apparatus according to claim 3.
2つの前記計測値間の相関又は密度比であること、
を特徴とする請求項4に記載の異常診断装置。 The relationship between the measured values is
A correlation or density ratio between the two measured values,
The abnormality diagnosis apparatus according to claim 4.
前記第1運転サイクルに取得された計測値のうち前記第1群計測値以外の計測値と、前記第2運転サイクルの初期に取得された計測値のうち前記第1群計測値以外の計測値との距離に基づき、前記更新処理を行うこと、
を特徴とする請求項5に記載の異常診断装置。 The reference data processing unit is
Among the measurement values acquired in the first operation cycle, the measurement value other than the first group measurement value, and among the measurement values acquired in the initial stage of the second operation cycle, the measurement value other than the first group measurement value Performing the update process based on the distance to
The abnormality diagnosis apparatus according to claim 5.
前記所定の事象が繰り返し発生する場合において、前記事象によって区切られた複数の前記第1運転サイクルごとに、前記第2運転サイクルにおける前記設備を診断するための前記基準データを複数作成し、
前記設備の診断時点における前記設備に対する制御値に基づいて、前記複数作成した基準データのうちの1つを選択すること、
を特徴とする請求項6に記載の異常診断装置。 The reference data processing unit is
In the case where the predetermined event repeatedly occurs, for each of the plurality of first operation cycles delimited by the event, create a plurality of the reference data for diagnosing the equipment in the second operation cycle,
Selecting one of the plurality of created reference data based on a control value for the facility at the time of diagnosis of the facility;
The abnormality diagnosis apparatus according to claim 6.
所定の事象前の第1運転サイクルに設備から取得された複数の計測値間の関係を取得し、
前記所定の事象後の第2運転サイクルの初期に前記設備から取得された複数の計測値間の関係を取得し、
前記事象の前後において前記関係が変化した計測値を第1群計測値として特定し、
前記異常診断装置の基準データ加工部は、
前記第1運転サイクルに取得された複数の計測値のうちの前記第1群計測値を、前記第2運転サイクルの初期に取得された複数の計測値のうちの前記第1群計測値に基づき更新する更新処理と、
前記更新後の第1群計測値と、前記第1運転サイクルに取得された複数の計測値のうち前記更新後の第1群計測値以外の計測値とを、前記第2運転サイクルにおける前記設備を診断するための基準データとする基準作成処理と、を行うこと、
を特徴とする異常診断装置の異常診断方法。 The fluctuation process amount extraction unit of the abnormality diagnosis device
Acquire the relationship between multiple measured values acquired from the equipment in the first operating cycle before a predetermined event,
Acquiring a relationship between a plurality of measured values acquired from the facility at an early stage of the second operation cycle after the predetermined event;
A measurement value in which the relationship has changed before and after the event is identified as a first group measurement value,
The reference data processing unit of the abnormality diagnosis device is
The first group measurement value of the plurality of measurement values acquired in the first operation cycle is based on the first group measurement value of the plurality of measurement values acquired in the initial stage of the second operation cycle. Update process to update,
The updated first group measurement value and the measurement values other than the updated first group measurement value among the plurality of measurement values acquired in the first operation cycle are the facilities in the second operation cycle. A reference creation process that is used as reference data for diagnosing
An abnormality diagnosis method for an abnormality diagnosis apparatus characterized by the above.
所定の事象前の第1運転サイクルに設備から取得された複数の計測値間の関係を取得し、
前記所定の事象後の第2運転サイクルの初期に前記設備から取得された複数の計測値間の関係を取得し、
前記事象の前後において前記関係が変化した計測値を第1群計測値として特定する処理を実行させ、
前記異常診断装置の基準データ加工部に対し、
前記第1運転サイクルに取得された複数の計測値のうちの前記第1群計測値を、前記第2運転サイクルの初期に取得された複数の計測値のうちの前記第1群計測値に基づき更新する更新処理と、
前記更新後の第1群計測値と、前記第1運転サイクルに取得された複数の計測値のうち前記更新後の第1群計測値以外の計測値とを、前記第2運転サイクルにおける前記設備を診断するための基準データとする基準作成処理と、を実行させること、
を特徴とする異常診断装置を機能させるための異常診断プログラム。 For the variable process quantity extraction part of the abnormality diagnosis device,
Acquire the relationship between multiple measured values acquired from the equipment in the first operating cycle before a predetermined event,
Acquiring a relationship between a plurality of measured values acquired from the facility at an early stage of the second operation cycle after the predetermined event;
The process of specifying the measurement value whose relationship has changed before and after the event as the first group measurement value is executed,
For the reference data processing unit of the abnormality diagnosis device,
The first group measurement value of the plurality of measurement values acquired in the first operation cycle is based on the first group measurement value of the plurality of measurement values acquired in the initial stage of the second operation cycle. Update process to update,
The updated first group measurement value and a measurement value other than the updated first group measurement value among a plurality of measurement values acquired in the first operation cycle are used as the equipment in the second operation cycle. A reference creation process as reference data for diagnosing
An abnormality diagnosis program for causing an abnormality diagnosis device characterized by the above to function.
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JP2018094248A JP2019200557A (en) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | Abnormality diagnosis apparatus, abnormality diagnosis method, and abnormality diagnosis program |
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