JP2834973B2 - 運転状態修復表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、一定周期あるいは不
定期に発生するプラントの運転状態の事象変化データを
収集し、過去に遡って状態表示する場合に、プラントは
正常に動作しているが、データ入力装置などの故障によ
って欠落したデータがある場合に、そのデータを、より
実際の運転データに近い状態に復旧させて表示させるこ
とを可能とする運転状態修復表示装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１６は、例えば特公平２−５４１０８
号公報に示された従来の運転状態修復表示装置の機能ブ
ロック図である。図１６において、運転状態修復表示装
置１にはプラント２がデータ入力手段３、リアルタイム
データベース４、及び書込手段５を介して接続されてい
る。この運転状態修復表示装置１は、決められた周期の
運転履歴データを蓄積する運転履歴データベース６、こ
の運転履歴データベース６からデータを読み出す読出手
段７、再表示用のデータを構成する再現データベース
８、運転状態修復表示装置１の処置を入力する対話手段
９、再現データベース８のデータなどを表示する表示手
段１０、対話手段９から各運転データを修復するデータ
設定手段１１、プラント２の運転条件（制御条件）を対
話手段９を通じて変更する自動制御変更手段１２、自動
制御変更手段１２で変更された運転条件をもとに運転履
歴データベース６のデータを使って運転状態を検討し再
現データベース８に反映させる自動制御処理手段１３で
ある。

【０００３】次に図１６に示した従来例の動作について
説明する。たとえば圧力や温度といったアナログ情報
や、バルブの開閉などのデジタル情報といったプラント
の運転データは、データ入力手段３により運転状態修復
表示装置１に適したデータに変換され、一定周期毎にリ
アルタイムデータベース４に更新される。書込手段５
は、あらかじめ決められた周期と手順によって運転履歴
データベース６に運転履歴データとして蓄積する。蓄積
されたデータは、ＣＲＴやキーボード等の対話手段９の
指示により、読出手段７により読み出され、再表示用の
データとして再現データベース８に抽出される。抽出さ
れたデータは、対話手段９の指示により、ＣＲＴなどの
表示手段１０にグラフの様な形式で出力される。表示し
たデータに、入力装置などの故障によって、運転データ
の欠落などの異常があった場合、対話手段９から各運転
データの修復データをデータ設定手段１１を通じて、再
現データベース８に設定し、表示手段１０によって再表
示する。また、プラントの運転条件（制御条件）を対話
手段９を通じて自動制御変更手段１２で変更し、自動制
御処理手段１３が、実際の運転履歴データベース６のデ
ータにより運転状態を検討し、再現データベース８に反
映して、表示手段１０に表示する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の運転状態修復表
示装置は以上のように構成されており、欠落している運
転履歴データの修復再現は、対話手段から要求があった
時のみ再現されていたので、修復再現するまで時間がか
かるという問題点と、修復するデータを直前の運転デー
タを見ながら、対話形式で入力するため、入力者にプラ
ント運転のノウハウが必要となり、ノウハウ所有者や修
復許可責任者が直接対話手段を使って修復しなければな
らないという問題点もある。また、一度修復再現したデ
ータを運転履歴データに反映していないために、表示す
る度に異常時のデータ設定を行わなければならないとい
う問題点がある。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、異常検出部が運転履歴データベ
ース内の運転データの異常をチェックし、異常を検出し
た場合は、異常の発生前後のデータをもとに、異常発生
中の推測運転データを再現しておくことによって、修復
再現及び再現結果の表示のための時間を短縮すること
と、過去の運転パターンから類似の運転パターンを探し
出して、それを運転データと一緒に表示することによ
り、ノウハウ所有者でなくても、そのパターンをもとに
簡単にデータ修復できること、また一度修復したデータ
を運転履歴データベースに記録させておくことによっ
て、同じ修復処理を実施することを防ぐことを実現でき
る運転状態修復表示装置を得ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る運転状
態修復表示装置は、一定周期あるいは不定期に発生する
プラントの運転状態の事象変化データを収集し、過去に
遡って状態表示するものであり、データ入力装置などの
プラント以外の装置の故障などが発生した場合に、運転
履歴データベース６に蓄積されたデータにより、事象変
化データの欠落などの異常とその復旧を実時間で検出す
る異常検出部１４と、この異常検出部１４で検出された
異常の発生前後のデータをもとに異常発生中の推測運転
データを数学的に計算し、推測データベース１６に記録
する運転データ推測部１５を備えると共に、運転データ
を表示するときに運転履歴データベース６内の実際の運
転履歴データと異常発生中の推測運転データとを合成さ
せるデータベース合成部１７を備えたことを特徴とする
ものである。

【０００７】第２の発明に係る運転状態修復表示装置
は、プラントの運転状態は比較的、１時間，１日，１月
といったある期間単位でみた場合、似たパターンを示す
ことが多いので、運転履歴データベース６内の過去の運
転データをもとに特徴のある運転パターンを切り出して
パターンデータベース１９に記録しておくパターン切出
し部１８と、異常検出部１４による異常検出時の履歴デ
ータを除いた正常データの特徴とパターンデータベース
１９に記録されているパターンの特徴とを照らし合わせ
て類似する運転パターンを取り出し類似パターンデータ
ベース２１に記録しておくパターン検出部２０を備えた
ことを特徴とするものである。

【０００８】第３の発明に係る運転状態修復表示装置
は、何度も運転履歴データを表示する場合、その度にデ
ータの修復をしなくてもよいように、異常時のデータを
補正して作成・表示した運転データを、実際の運転デー
タではないことを一緒に記録したうえで、運転履歴デー
タベース６に反映することができる運転履歴データ修復
部２２を備えたことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】第１の発明において、運転データ推測部１５
は、異常検出部１４で検出された異常の発生前後のデー
タ（異常発生までの正常運転データと異常が解決された
あとの正常運転データ）をもとに、例えばあらかじめ対
話手段９で設定された回帰分析の手法によって、異常発
生中の運転データを推測しておき、要求により、その推
測運転データを表示する。その推測運転データはデータ
ベース合成部１７により実際の運転履歴データと共に表
示される。

【００１０】第２の発明において、パターン検出部２０
は、異常時を含むある一定の周期毎に、すでにパターン
切出し部１８で過去の運転データをもとに切り出された
運転パターンと、その運転状態の特徴を比較し、類似点
のある運転パターンを拾い出しておき、運転データの修
復作業時に参照できるようにしている。

【００１１】第３の発明において、運転履歴データ修復
部２２は、修復作業によって異常時のデータを修復した
運転データを、また、そのデータが修復したものであ
り、実際の運転データではないことが区別できるような
状態で、運転履歴データベース６に反映できるようにし
ている。

【００１２】

【実施例】

実施例１（請求項１対応）． 図１はこの発明の実施例１に係る運転状態修復表示装置
を示す機能ブロック図であり、、１〜１３は、上記従来
装置と全く同一のものである。図１において、１４は運
転データの異常発生及び異常状態から正常状態への復旧
を行なうために運転履歴データベース６に蓄積されたデ
ータによりプラントの運転状態の事象変化データの欠落
などの異常を検出する異常検出部、１５は異常検出部１
４で検出された異常の発生前後のデータを基に異常発生
中の運転データを推測し推測データベースにその推測運
転データを記録するもので、対話手段９から設定された
自己回帰分析などの回帰分析手法により異常時の運転デ
ータを推測する運転データ推測部、１６は上記推測した
データを記録しておく推測データベース、１７は運転デ
ータを表示するときに運転履歴データベース６内の実際
の運転履歴データと推測データベース１６内の上記異常
発生中の推測運転データとを合成するデータベース合成
部である。

【００１３】ところで、回帰分析とは、図２のように一
定時間毎（Ｘｉ）に測定した、測定データ（Ｙｉ）が図
３，図４，図５のように直線的な傾向，曲線的な傾向，
ある値周辺を上下するような傾向にある場合、ＸｉとＹ
ｉの関係を示す計算式を測定データより求め、仮にデー
タが欠落してもこの計算式より、その時刻の測定データ
を推測できるようにするものである。

【００１４】直線的な傾向の場合は、次の式（１）に示
す直線回帰式を用いる。

【００１５】

【数１】

【００１６】曲線的な傾向の場合は、次の式（２）に示
す曲線回帰式を用いる。

【００１７】

【数２】

【００１８】ある値周辺を上下するような傾向の場合
は、次の式（３）に示す自己回帰式を用いる。

【００１９】

【数３】

【００２０】つまり、実測したデータ（Ｘｉ，Ｙｉ）を
もとにα，β，γ，α１，α２，ε１を求め、その式よ
り欠落した時点（ｉ）のデータを推測する。プラントデ
ータの場合は、一般的に直線的な傾向や、ある値周辺を
上下する傾向のデータが多い。

【００２１】なお、本実施例１では自己回帰を用い、そ
の式は例えば次の式（４）のようになり、２つまで前の
データを使って次のデータを類推する。

【００２２】

【数４】

【００２３】欠落した時点（ｉ）とデータ（Ｙｉ）の関
係は図６に示すようになり、式（４）で表せる測定値の
変化は図７に示すようになる。

【００２４】図８は、この実施例１による運転状態修復
表示装置の運転履歴データベースの内容を示す図であ
る。図９は、この実施例１による運転状態修復表示装置
の運転データの表示例であり、３０，３１はそれぞれ図
８における項目Ｄ０１，項目Ｄｎｎの曲線表示例であ
る。図１０は、この実施例１による運転状態修復表示装
置の推測データベースの内容を示す図である。図１０に
おいて、時刻は推測した時刻、項目は推測した油圧など
のデータ項目、推測値は推測した油圧などの値を示す。
図１１は、この実施例１による運転状態修復表示装置の
運転データ推測部内の推測条件テーブルの内容を示す図
である。図１１において、各手法に必要な情報とは、前
述したα，β，γ，α１，α２，ε１などの係数であ
り、固定的に決まっているものは予め設定しておく。

【００２５】次に、この実施例１の動作を図１〜図１１
をもとに説明する。一定周期あるいは不定期に発生する
プラントの運転データは、図８に示す形式の運転履歴デ
ータベース６に記録される。異常検出部１４は、運転履
歴データベース６に記録された運転データを絶えずチェ
ックして、図９に示す時刻Ｔｍのように温度が突然０度
になったなどの異常発生時と、時刻Ｔｎのように０度か
ら突然温度が検出された異常復旧時を検出し、時刻Ｔｍ
−１や時刻Ｔｎ＋１など、異常発生及び復旧前後の時刻
のデータを数点使って、運転データ推測部１５で異常が
発生していた期間の運転データを、対話手段９で設定し
てある回帰分析の計算式をもとに算出し、推測データベ
ース１６に図１０に示すような形式で蓄積する。運転履
歴データを表示するときは、運転履歴データベース６の
データと推測データベース１６のデータを各項目毎にデ
ータベース合成部１７で合成して、再現データベース８
を作り、表示手段１０に表示する。このとき、図９の曲
線３０と曲線３１に示すように、運転履歴データベース
６内のデータは実線、推測データベース１６内のデータ
は破線のように、区別できるように表示する。推測した
データが、実際の運転状況と類似しない場合のみ、従来
の装置にもあるデータ設定手段１１等で修正する。推測
するための計算式は、対話手段９で図１１に示すような
形で運転データ推測部１５に設定する。運転データ推測
部１５は、設定された使用方法とサンプル点数から曲線
式を求め、その式に異常発生時刻を代入することで推測
運転データが求められる。

【００２６】実施例２（請求項２対応）． 図１２はこの発明の実施例２に係る運転状態修復表示装
置を示す機能ブロック図であり、１〜１７は、上記実施
例１と全く同一のものである。図１２において、１８は
運転履歴データベース６内の過去の運転データを基に特
徴のある運転状態のパターンを切り出してパターンデー
タベース１９に記録するパターン切出し部、２０は異常
検出部１４で検出された異常時の履歴データを除いた正
常データの特徴とパターンデータベース１９に記録され
ているパターンの特徴とを照合させ似ている運転パター
ンを拾い出し類似パターンデータベース２１に記録する
パターン検出部である。図１３は、この実施例２による
運転状態修復表示装置のパターンデータベースの内容を
説明するための図である。

【００２７】次に、この実施例２の動作について説明す
る。上記実施例１では、異常発生期間の運転データの推
測を回帰分析などの計算式で行っていたが、本実施例２
では、あらかじめ過去の運転データを運転履歴データベ
ース６からパターン切出し部１８を使って切り出してお
いて、図１３に示すようなイメージデータ（例えば項目
Ｄ０２の情報）とパターンの特徴情報としてパターンデ
ータベース１９に記録しておく。異常検出部１４で異常
を検出した場合は、パターン検出部２０で、異常時の履
歴データを除いた正常データの特徴とパターンデータベ
ース１９内に記録されているパターンの特徴と照らし合
わせて、類似する運転パターンを拾いだし類似パターン
データベース２１に記録する。ほとんどのデータが異常
のために特徴が見いだせない場合は、全てのパターンを
類似パターンデータベース２１に記録する。運転データ
を表示するときは、実施例１で示した表示とは別の表示
手段１０に、類似パターンデータベース２１の情報を表
示し、これを参照しながら従来の装置にもあるデータ設
定手段１１等で、運転データを修正する。

【００２８】実施例３（請求項３対応）． 図１４はこの発明の実施例３に係る運転状態修復表示装
置を示す機能ブロック図であり、１〜１７は、上記実施
例１と全く同一のものである。図１４において、２２は
修復再現した運転データを対話手段９と表示手段１０で
確認のうえ運転履歴データベース６に反映させる運転履
歴データ修復部である。即ち、運転履歴データ修復部２
２は、何度も運転履歴データを表示する場合、その度に
データの修復をしなくても良いように、異常時のデータ
を補正して作成・表示した運転データを、実際の運転デ
ータではないことを一緒に記録したうえで、運転履歴デ
ータベース６に反映させるものである。図１５は、この
実施例３による運転状態修復表示装置の運転履歴データ
ベースの内容を示す図である。

【００２９】次に、この実施例３の動作について説明す
る。上記実施例１では、再現表示する度にデータベース
の合成や修復表示を行っていたが、本実施例３では、修
復表示された異常時のデータが妥当な運転データと判断
した時は、運転履歴データ修復部２２が、再現データベ
ース８内の異常時修復データを読み込んで、運転履歴デ
ータベース６に記録する。このとき、そのデータはあく
までも修復したデータであることを残すために、図１５
に示すように修復マーク“＊”を運転履歴データベース
６に付け、再表示するときは、この修復マークがあるデ
ータだけ、区別した表示を行う。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、第１の発明によれば、運
転状態を表示する前に、事前に運転データの異常状態を
異常検出部で検出し、運転データ推測部で異常時の運転
データを推測しておくような構成にしたので、異常状態
期間のデータを含む表示の要求が出たときに、表示まで
の時間を短縮できるとともに、異常時のデータ修復の時
間を短縮できるという効果がある。

【００３１】また、第２の発明では、日によって運転状
態を示す曲線の傾向が異なるなど、第１の発明の様な算
術的なデータ修復ができない場合、パターンデータベー
スに記録されている過去の運転パターンを、パターン検
出部を介して取り出して、運転データの表示と一緒に、
表示するような構成にしたので、過去の運転パターンを
参照しながら運転データの修復を行えるために、修復時
間の短縮と、運転データ修復表示の為に高度なプラント
運転ノウハウが必要でなくなるという効果がある。

【００３２】また、第３の発明では、一度表示の為に修
復した運転データを、運転履歴データ修復部を介して運
転履歴データベースに反映できるような構成にしたの
で、一度修復したデータは再度の表示を行うときに、修
復する必要が無くなり、再表示時間の短縮になるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による運転状態修復表示装
置の機能ブロック図である。

【図２】実施例１において回帰分析に使うデータを説明
するための図である。

【図３】回帰分析の説明において直線傾向の測定データ
を示す図である。

【図４】回帰分析の説明において曲線傾向の測定データ
を示す図である。

【図５】回帰分析の説明においてある値周辺を上下する
ような傾向にある測定データを示す図である。

【図６】回帰分析の計算式による測定値の例を示す図で
ある。

【図７】回帰分析の計算式で表せる測定値の変化の例を
示す図である。

【図８】実施例１における運転履歴データベースの内容
を示す図である。

【図９】実施例１における運転履歴データの表示例を示
す図である。

【図１０】実施例１における推測データベースの内容を
示す図である。

【図１１】実施例１における運転データ推測部内の推測
条件テーブルの内容を示す図である。

【図１２】この発明の実施例２による運転状態修復表示
装置の機能ブロック図である。

【図１３】実施例１におけるパターンデータベースの内
容を説明するための図である。

【図１４】この発明の実施例３による運転状態修復表示
装置の機能ブロック図である。

【図１５】実施例３における運転履歴データベースの内
容を示す図である。

【図１６】従来の運転状態修復表示装置の機能ブロック
図である。

【符号の説明】

１ 運転状態修復表示装置 ２ プラント ３ データ入力手段 ４ リアルタイムデータベース ５ 書込手段 ６ 運転履歴データベース ７ 読出手段 ８ 再現データベース ９ 対話手段 １０ 表示手段 １１ データ設定手段 １２ 自動制御変更手段 １３ 自動制御処理手段 １４ 異常検出部 １５ 運転データ推測部 １６ 推測データベース １７ データベース合成部 １８ パターン切出し部 １９ パターンデータベース ２０ パターン検出部 ２１ 類似パターンデータベース ２２ 運転履歴データ修復部 ３０ 異常発生プラントの運転状態表示曲線例 ３１ 正常プラントの運転状態表示曲線例

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定周期あるいは不定期に発生するプラ
   ントの運転状態の事象変化データを収集し、過去に遡っ
   て上記プラントの運転状態を表示する運転状態修復表示
   装置において、運転履歴データベースに蓄積されたデー
   タにより上記事象変化データの欠落などの異常を検出す
   る異常検出部と、この異常検出部で検出された異常の発
   生前後のデータを基に異常発生中の運転データを推測し
   推測データベースにその推測運転データを記録する運転
   データ推測部と、運転データを表示するときに上記運転
   履歴データベース内の実際の運転履歴データと上記異常
   発生中の推測運転データとを合成するデータベース合成
   部とを備えたことを特徴とする運転状態修復表示装置。
2. 【請求項２】 一定周期あるいは不定期に発生するプラ
   ントの運転状態の事象変化データを収集し、過去に遡っ
   て上記プラントの運転状態を表示する運転状態修復表示
   装置において、運転履歴データベースに蓄積されたデー
   タにより上記事象変化データの欠落などの異常を検出す
   る異常検出部と、この異常検出部で検出された異常の発
   生前後のデータを基に異常発生中の運転データを推測し
   推測データベースにその推測運転データを記録する運転
   データ推測部と、運転データを表示するときに上記運転
   履歴データベース内の実際の運転履歴データと上記異常
   発生中の推測運転データとを合成するデータベース合成
   部と、上記運転履歴データベース内の過去の運転データ
   を基に特徴のある運転状態のパターンを切り出してパタ
   ーンデータベースに記録するパターン切出し部と、上記
   異常検出部で検出された異常時の履歴データを除いた正
   常データの特徴と上記パターンデータベースに記録され
   ているパターンの特徴とを照らし合わせて類似する運転
   パターンを拾い出し類似パターンデータベースに記録す
   るパターン検出部とを備えたことを特徴とする運転状態
   修復表示装置。
3. 【請求項３】 一定周期あるいは不定期に発生するプラ
   ントの運転状態の事象変化データを収集し、過去に遡っ
   て上記プラントの運転状態を表示する運転状態修復表示
   装置において、運転履歴データベースに蓄積されたデー
   タにより上記事象変化データの欠落などの異常を検出す
   る異常検出部と、この異常検出部で検出された異常の発
   生前後のデータを基に異常発生中の運転データを推測し
   推測データベースにその推測運転データを記録する運転
   データ推測部と、運転データを表示するときに上記運転
   履歴データベース内の実際の運転履歴データと上記異常
   発生中の推測運転データとを合成するデータベース合成
   部と、何度も運転履歴データを表示する場合、その度に
   データの修復をしなくても良いように、異常時のデータ
   を補正して作成・表示した運転データを、実際の運転デ
   ータではないことを一緒に記録したうえで、上記運転履
   歴データベースに反映させることができる運転履歴デー
   タ修復部を備えたことを特徴とする運転状態修復表示装
   置。