JP2020129158A - 異常検出装置、シミュレータ、プラント監視システム、異常検出方法及びプログラム - Google Patents
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- G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
- G05B23/02—Electric testing or monitoring
Abstract
Description
以下、図1〜図8を参照しながら、第1の実施形態に係るプラント監視システムについて詳細に説明する。
プラント監視システム1は、例えば、原子力発電プラントの実機PLRの運転を監視するシステムである。プラント監視システム1は、制御装置10と、シミュレータPLVとを備えている。
図2は、第1の実施形態に係るシミュレータの機能構成を示す図である。
図2に示すように、シミュレータPLVは、CPU100と、メモリ101と、通信インタフェース102と、モニタ103と、入力機器104と、ストレージ105とを備えている。
図3は、第1の実施形態に係るシミュレータの処理フローを示す図である。
また、図4〜図8は、第1の実施形態に係るシミュレータの処理を詳細に説明するための図である。
図4に示すグラフは、ある基準時刻t0から現在時刻(時刻ta)までに取得された実機計測値の時系列DR及びシミュレータ計算値の時系列DVを示している。図4においては、実機PLRから取得される一つのパラメータ(例えば、ある配管Aの圧力)についての実機計測値と、同一のパラメータ(配管Aの圧力)についてのシミュレータ計算値との対比を示している。本実施形態においては、実際には、複数種類のパラメータごとに、実機計測値及びシミュレータ計算値の対比がなされる。
図5に示すグラフ5aは、図4と同様、ある基準時刻t0から現在時刻(時刻ta)までに取得された実機計測値の時系列DR及びシミュレータ計算値の時系列DVを示している。また、図5に示すグラフ5bは、実機計測値の時系列DRの時間微分である変化率ΔDRを示している。
図6に示す情報テーブルは、事前にストレージ105に格納された異常推定用テーブルDBの例である。図6に示すように、異常推定用テーブルDBは、予め規定した「異常の種類」毎に、複数種類の実機計測値が満たす条件の組み合わせが記録されている。図6に示した各条件T1、T2、・・、P1、P2、・・、F1、F2、・・は、各実機計測値DR_T、DR_P、DR_F、・・の範囲(〇〇以上、××以下)、或いは、各実機計測値DR_T、DR_P、DR_F、・・の変化量の範囲等で規定される。
ここで、「異常をシミュレータPLVに反映させる」とは、図7に示すように、シミュレータPLVで実機PLRの模擬運転を行うにあたり、ステップS34で特定された異常の種類(例えば、「配管A破断」)が発生したことで引き起こされる物理的現象をシミュレーション部1004の演算に組み入れることである。これにより、シミュレータPLVは、当該異常(配管A破断)が発生した状態にある実機PLRの模擬運転が可能となる。
なお、最初のステップS35の処理においては、推定部1003は、シミュレータPLVに反映させる「異常の規模」を無作為に決定(例えば、破断面積:1.0cm2などと決定)する。
両者の類似度が所定の判定閾値ともっとも整合した異常の規模を、実機PLRで発生している異常の規模として推定する(ステップS37)。
推定部1003は、ステップS35〜ステップS36の処理を実行することで、図8に示すように、異常の規模(例えば、配管の破断面積)の値が変更されて実行された各模擬運転に基づく複数のシミュレータ計算値の時系列を取得する。例えば、図8に示す例では、推定部1003は、破断面積を“1.0cm2”として模擬運転した結果のシミュレータ計算値の時系列DV1と、破断面積を“2.0cm2”として模擬運転した結果のシミュレータ計算値の時系列DV2と、破断面積を“1.5cm2”として模擬運転した結果のシミュレータ計算値の時系列DV3と、を取得する。この場合、推定部1003は、シミュレータ計算値の時系列DV3と、実機計測値の時系列DRとの類似度が高いことをもってステップS36の判定を行う。そして、推定部1003は、ステップS37にて、実機PLRに発生した異常の規模について「破断面積:1.5cm2」なる推定結果を取得する。
以上のように、第1の実施形態に係るシミュレータPLV(異常検出装置)は、プラントの実機PLRから実機計測値を取得し、プラントの実機PLRの運転を模擬するシミュレータPLVからシミュレータ計算値を取得する取得部1000と、取得されたシミュレータ計算値に対する実機計測値の乖離の度合いが所定の判定閾値を上回った場合に、実機PLRに異常が発生したと判定する異常判定部1001と、異常が発生したと判定された場合に、異常が発生したことを通知する通知処理部1002と、を備える。
このようにすることで、異常が発生していない前提で演算されるシミュレータPLVの運転状態から外れたことをもって実機PLRの異常判定がなされるので、迅速かつ正確に異常の発生を検出することができる。
このようにすることで、オペレータは、発生した異常についての情報を把握することができ、迅速かつ適切な対応をとることができる。これにより、異常の早期収束を図ることができる。
また、シミュレータPLV(異常検出装置)は、1台のコンピュータで構成されていても良いし、通信可能に接続された複数のコンピュータで構成されていてもよい。
例えば、取得部1000、異常判定部1001、通知処理部1002、推定部1003の機能を制御装置10に設けてもよい。
10 制御装置
100 CPU
1000 取得部
1001 異常判定部
1002 通知処理部
1003 推定部
1004 シミュレーション部
101 メモリ
102 通信インタフェース
103 モニタ
104 入力機器
105 ストレージ
PLR 実機
PLV シミュレータ(異常検出装置)
DB 異常推定用テーブル
Claims (10)
- プラントの実機から実機計測値を取得し、前記プラントの制御装置から制御指令を取得する取得部と、
前記プラントの実機の状態を示すシミュレータ計算値を前記制御指令に基づいて算出するシミュレーション部と、
算出した前記シミュレータ計算値に対する前記実機計測値の乖離の度合いが所定の判定閾値を上回った場合に、前記実機に異常が発生したと判定する異常判定部と、
前記異常が発生したと判定された場合に、異常が発生したことを通知する通知処理部と、
前記異常が発生したと判定された場合に、当該判定がなされた時刻までの前記実機計測値の時系列に基づいて前記異常が発生した時刻を推定する推定部と、
を備える異常検出装置。 - 前記推定部が、前記異常が発生した時刻を推定すると、
前記シミュレーション部は、前記シミュレータ計算値を、前記異常が発生した時刻における前記シミュレータ計算値の値に遡らせる、
請求項1に記載の異常検出装置。 - 前記推定部は、更に、
前記実機に異常が発生したと判定された時刻における前記実機計測値が満たす条件に基づいて、前記異常の種類を推定する
請求項2に記載の異常検出装置。 - 前記推定部は、更に、
前記異常の発生を前記シミュレーション部に反映させたうえで、当該異常が発生した時刻から現在時刻までの模擬運転より得られたシミュレータ計算値の時系列に基づいて、前記異常の規模を推定する
請求項3に記載の異常検出装置。 - 前記推定部は、
少なくとも前記異常が発生したと判定された時刻の後、所定時間が経過した時刻までに取得された前記実機計測値の時系列、及び、前記シミュレータ計算値の時系列の類似度に基づいて、前記異常の規模を推定する
請求項4に記載の異常検出装置。 - 前記推定部は、前記異常が発生した時刻を、前記実機計測値の時系列の変化率に基づいて推定する、
請求項1から請求項5の何れか1項に記載の異常検出装置。 - プラントの実機から実機計測値を取得し、前記プラントの制御装置から制御指令を取得する取得部と、
前記プラントの実機の状態を示すシミュレータ計算値を前記制御指令に基づいて算出するシミュレーション部と、
前記シミュレータ計算値に対する前記実機計測値の乖離の度合いが所定の判定閾値を上回った場合に、前記実機に異常が発生したと判定する異常判定部と、
前記異常が発生したと判定された場合に、異常の発生をオペレータへ通知する通知処理部と、
前記異常が発生したと判定された場合に、当該判定がなされた時刻までの前記実機計測値の時系列に基づいて前記異常が発生した時刻を推定する推定部と、
を備えるシミュレータ。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の異常検出装置と、
前記制御装置と、
を備えるプラント監視システム。 - プラントの実機から実機計測値を取得し、前記プラントの制御装置から制御指令を取得するステップと、
前記プラントの実機の状態を示すシミュレータ計算値を前記制御指令に基づいて算出するステップと、
算出された前記シミュレータ計算値に対する前記実機計測値の乖離の度合いが所定の判定閾値を上回った場合に、前記実機に異常が発生したと判定するステップと、
前記異常が発生したと判定された場合に、異常が発生したことを通知するステップと、
前記異常が発生したと判定された場合に、当該判定がなされた時刻までの前記実機計測値の時系列に基づいて前記異常が発生した時刻を推定するステップと、
を有する異常検出方法。 - 異常検出装置のコンピュータに、
プラントの実機から計測される実機計測値を取得し、前記プラントの制御装置から制御指令を取得するステップと、
前記プラントの実機の状態を示すシミュレータ計算値を前記制御指令に基づいて算出するステップと、
算出された前記シミュレータ計算値に対する前記実機計測値の乖離の度合いが所定の判定閾値を上回った場合に、前記実機に異常が発生したと判定するステップと、
前記異常が発生したと判定された場合に、異常が発生したことを通知するステップと、
前記異常が発生したと判定された場合に、当該判定がなされた時刻までの前記実機計測値の時系列に基づいて前記異常が発生した時刻を推定するステップと、
を実行させるプログラム。
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