JP2951821B2 - プラント診断装置 - Google Patents

プラント診断装置

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JP2951821B2
JP2951821B2 JP5127825A JP12782593A JP2951821B2 JP 2951821 B2 JP2951821 B2 JP 2951821B2 JP 5127825 A JP5127825 A JP 5127825A JP 12782593 A JP12782593 A JP 12782593A JP 2951821 B2 JP2951821 B2 JP 2951821B2
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
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  • Time Recorders, Dirve Recorders, Access Control (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、産業プラントで生産
される製品の品質データを解析の基礎データとして収集
するプラント診断装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のプラント診断装置としては、19
92年4月三菱電機株式会社発行のカタログ「MITU
BISHIデータトレースバックシステム」に示されて
いるようなプラント監視支援装置がある。
【0003】次にこのプラント監視支援装置の動作を説
明する。プラントで生産される製品の品質データを、高
速スキャニングしつつ、あらかじめ登録されたトリガ条
件のもとに、時間軸上の定周期のタイミングで収集して
表示装置に時系列に表示する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のプラント診
断装置としてのプラント監視支援装置は、以上のように
構成されているので、オペレータ(操作者)が表示装置
に時系列に表示された品質データを見ることにより、そ
の見た品質データが図7に示すようにプラントで製造処
理を受ける鋼板のような製品Wのどの部位、例えば製品
Wの先端から10mの部位W1を測定した品質データで
あるかを、即座に認識することができない。このため、
収集した品質データを基礎データとして、オペレータが
プラントにおけるプロセスでの過渡現象解析や異常発生
時の原因解析などを行う際において、時系列に表示され
た品質データがプラントで生産される製品のプラント内
のどこの製造過程(どの位置を通過した時)における品
質データであるかを解析するためには、プラントの生産
速度と生産時間などから、上記表示された品質データそ
れぞれをその計測部位と対応づける(ひもづける)必要
があり、データ解析上手間がかかる問題があった。
【0005】また、品質データの収集が時系列に定周期
であるため、高速で品質データの収集を行った場合、品
質データの保存量が膨大な量となり、プラントでの製品
の製造途中で品質データの保存量がプラント診断装置に
おける記憶容量の最大値となった場合、製品全体の品質
データを収集することができず、製品全体のデータ解析
が不可能となる問題があった。
【0006】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたものであって、プラントでの製品に関する
品質データを製品の計測部位と対応づけるとともに製造
の全過程に合わせて収集して保存し、データの解析容易
性、信頼性に優れたプラント診断装置を提供することを
目的とするものである。
【0007】第1の発明に係るプラント診断装置は、ミ
クロデータ定義データベースに製品がプラントの製造過
程にラインインする場所から製品の品質データを測定す
る計測器の設置位置までの距離データを記憶し、品質ミ
クロデータサンプリング部で製品の製造過程へのライン
イン信号により品質データの収集開始を判断し、同ライ
ンイン信号と製品の製造過程での生産速度などを表すプ
ロセス情報とミクロデータ定義データベースより抽出し
た距離データとに基づく上記製品の特定位置が計測器の
設置位置を通過するタイミングにより品質データの収集
可否を判断し、上記ラインアウトセンサからのラインア
ウト信号により品質データの収集終了を判断しつつ品質
データを収集するとともに、この収集した品質データを
その製品に対する測定部位に対応づけて品質ミクロデー
タ収集データベースに格納保存するようにしたものであ
る。
【0008】第2の発明に係るプラント診断装置は、上
記品質ミクロデータ収集データベースに保存された品質
データを表示手段にプラントの製造過程の距離データに
対応づけて表示するようにしたものである。
【0009】第3の発明に係るプラント診断装置は、上
記品質ミクロデータ収集データベースに保存された品質
データを表示手段に統計処理して編集項目ごとに表示す
るようにしたものである。
【0010】
【作用】第1の発明におけるプラント診断装置では、ミ
クロデータ定義データベースに距離データを記憶させた
状態において、プラントを運転開始すると、品質ミクロ
データサンプリング部がラインイン信号を受け取った後
の生産速度に相当する定長ピッチ信号を計数して製品の
生産距離を演算し、この演算距離が上記ミクロ定義デー
タベース中の距離データと一致し得る製品の特定位置が
計測器の設置位置を通過するタイミングにより計測器で
測定した製品の品質データを収集し、この収集した品質
データをその製品に対する測定部位に対応づけて品質ミ
クロデータ収集データベースに格納保存し、ラインアウ
ト信号により品質データの収集の1サイクルを終了す
る。
【0011】第2の発明におけるプラント診断装置で
は、品質ミクロデータサンプリング部が品質ミクロデー
タ収集データベースに保存された品質データを表示手段
にプラントの製造過程の距離データに対応づけて表示す
る。
【0012】第3の発明におけるプラント診断装置で
は、品質ミクロデータサンプリング部が品質ミクロデー
タ収集データベースに保存された品質データを最大値、
最小値、平均値などに統計処理して収集項目ごとに表示
手段に表示する。
【0013】
【実施例】以下、この発明の実施例を図1乃至図6を用
いて説明する。
【0014】実施例1.図3は、この発明に係る実施例
1のプラント診装置を使用する例えば鉄鋼プラントや紙
パルププラントなどのプラントを示す構成図であり、こ
の図において、21A,21Bはコイル、22A,22
Bはコイル21A,22Bそれぞれを形成するように巻
き付けられる帯板状で長尺に形成された製品(プラント
で製造処理を受ける部材)、S1,S2,………,Si
はプラントの生産ラインに設置された計測器、P1はプ
ロセス情報としてのラインイン信号を出力するラインイ
ンセンサ、P2はプロセス情報としてのラインアウト信
号を出力するラインアウトセンサ、Aは製品22A,2
2Bの継ぎ目23を起点としてコイル21A側の範囲、
Bは上記継ぎ目23を起点としてコイル21B側の範囲
である。
【0015】次に上記プラントの動作を説明する。製品
22Aの後端にコイル21Bから繰り出される製品22
Bの先端をつなぎ、このつないだ製品22A,22Bを
生産ラインに沿いコイル21B側からコイル21A側に
帯板状に展開しつつ搬送し、その搬送される製品22
A,22Bに生産ラインでの所定の製造処理を施しなが
ら、製品22Aの先端側をコイル21Bとは異なる径の
コイル形状に巻き付けることにより、コイル21Bとは
径の異なるコイル21Aを形成する。上記生産ラインに
おける製造処理が、搬送中の製品22A,22Bに施さ
れることから、コイル21Bを形成する製品22Aはコ
イル21Bを形成する製品22Bとは品質が異なってい
る。
【0016】そして、製品22A,22Bの継ぎ目23
がプロセスの生産ラインに入る時点で、ラインインセン
サP1が、製品22A,22Bの継ぎ目部分において製
品22Aの終端と製品22Bの始端の両方またはいずれ
か一方に形成された継ぎ目を表す図示しない穴や溝など
を検出することにより、製品22A,22Bの継ぎ目が
生産ラインに搬入されたことを知らせるラインイン信号
を出力する。また、製品22A,22Bの継ぎ目がプロ
セスの生産ラインから出る時点で、ラインアウトセンサ
P2が、上記製品22A,22Bの継ぎ目部分に形成さ
れた図示しない穴や溝などを検出することにより、製品
22A,22Bの継ぎ目23が生産ラインから搬出され
たことを知らせるラインインアウト信号を出力する。
【0017】さらに、製品22A,22Bがコイル21
B側からコイル21A側へ搬送される製造過程におい
て、計測器S1,S2,………,Siが製品22A,2
2Bの品質データを測定する。例えば一つの計測器S1
が製品22A,22Bの厚さを測定し、別の計測器S2
が製品22A,22Bの幅を測定し、さらに別の図示し
ない計測器が製品22A,22Bの温度を測定し、さら
に別の計測器Siが製品22A,22Bの搬送速度を測
定するというように、複数の計測器S1,S2,……
…,Siが、搬送されながら製造処理を受ける製品22
A,22Bの寸法データや物理データなどの品質データ
を測定する。
【0018】図4は、同実施例1のプラント診断装置に
おける品質ミクロデータサンプリングの収集状態を示す
説明図であり、図において、製品22A,22Bの生産
方向(長さ方向)の品質データを、生産方向での定ピッ
チごとのポイントで収集している。つまり、製品22
A,22Bを生産方向の定ピッチに区分すると、サンプ
リングポイントNo.n(ただし、n=1,2,……,
i,1,2,……i)となる。そして、製品22A,2
2Bの継ぎ目23が計測器S1の位置を通過してから計
測器S1が測定した品質データの収集を行う。同じく、
製品22A,22Bの継ぎ目23が計測器S2の位置を
通過すると、計測器S2が測定した品質データの収集を
行う。このようにして、製造処理を受ける製品22A,
22Bに関して計測器S1,S2,………,Siが測定
した品質データを収集した場合、製品22A,22Bの
生産方向について、定ピッチで収集した品質データデー
タと項目との関係は、図4の〇印のようになる。
【0019】図1は、この発明に係る実施例1のプラン
ト診断装置を示す構成図であり、この図において、11
は計測器S1,S2,………,Siで測定した品質デー
タ、12は品質ミクロデータサンプリング部、13はミ
クロデータ定義データベース、14は品質ミクロデータ
収集データベース、15はラインインセンサP1で測定
したラインイン信号やラインアウトセンサP2で測定し
たラインアウト信号および図示しないプロセス制御装置
から出力される定長ピッチ信号などのプロセス情報であ
る。
【0020】次に、上記プラント診断装置の動作を説明
する。ミクロデータ定義データベース13に、製品22
A,22Bが生産ラインに入る場所を起点とし、各計測
器S1,S2,………,Siが設置された位置を終点と
する、起点から終点までの距離データを計測器S1,S
2,………,Siと対応づけしつつ記憶させておく。ま
た、生産ラインのラインインセンサP1よりもコイル2
1B側において、製品22Aの終端と製品22Bの始端
とをつなぐ。そして、プラントを運転開始すると、品質
ミクロデータサンプリング部12にプロセス情報15と
品質データ11が所定の順序で入力されると同時に、品
質ミクロデータサンプリング部12がミクロデータ定義
データベース13から距離データを取り込んでデータ収
集処理を行う。
【0021】即ち、品質ミクロデータサンプリング部1
2は、先ず、プロセ情報であるラインイン信号と定長ピ
ッチ信号とミクロデータ定義データベース13中の距離
データとによりサンプリング開始位置を求める。具体的
には、図2に示すように、ラインイン信号で製品22
A,22Bの継ぎ目23、つまり製品22Bに注目して
みると製品22Bの先端が生産ラインに入ったことが分
かるので、ラインイン信号によって距離を「0」に設定
する。次に、例えば製品22Bの先端が生産ラインの入
口から10m進むごとに、定長ピッチ信号が品質ミクロ
データサンプリング部12に入力されるので、定長ピッ
チ信号を計数することにより、製品22Bの先端が生産
ラインの入口から出口側へどのくらいの距離だけ進んだ
のかが分かる。
【0022】そこで、品質ミクロデータサンプリング部
12は、製品22Bの先端が生産ライン中をどれだけの
距離だけ進んだかを、ラインイン信号と定長ピッチ信号
とから演算し、その演算した距離がミクロデータ定義デ
ータベース13から抽出した生産ラインの入口側に最近
い第1番目の計測器S1と対応する距離データと一致し
たときに、製品22Bの先端が計測器S1の設置位置に
来たことになり、それがデータ収集のサンプリング開始
位置となる。以後、例えば10mごとに入力される定長
ピッチ信号によって該当する計測器S2,………,Si
で測定した品質データ11を取り込む。そして、ライン
アウト信号が入力されたときは、製品22Bの先端が生
産ラインから出たことを示すので、品質ミクロデータサ
ンプリング部12は品質データ収集の1サイクルを終了
する。
【0023】つまり、品質ミクロデータサンプリング部
12は、ラインインセンサP1からのラインイン信号と
図示しないプロセス制御装置からの定長ピッチ信号とで
サンプリング開始位置を求め、この求めたサンプリング
開始位置がミクロデータ定義データベース13の距離デ
ータと一致すればサンプリングを開始し、その後、定長
ピッチ信号により計測器S1,S2,………,Siで測
定した品質データ11を取り込み、その取り込んだ品質
データ11をその取り込み時刻と合わせて品質ミクロデ
ータ収集データベース14に格納する。また、次のライ
ンイン信号が入力されば、次の製品22Bの先端である
と認識されるため、定長ピッチ信号で次の製品22Bに
対するサンプリング開始位置を求めると同時に、前の製
品21Aに対するサンプリング終了位置も求められる。
このようにして、継ぎ合わされた製品22A,22Bの
厚さ、幅などの形状データや製造中の温度、速度などの
物理データからなるミクロな品質データ11を、計測器
S1,S2,………,Siの設置位置ごとに対応づけし
ながら、品質ミクロデータ収集データベース14に格納
収集することができる。
【0024】上記品質ミクロデータ収集データベース1
4では、ミクロな品質データ11がコイル21A,21
Bの単位ごとに格納されるとともに、各コイル21A,
21Bごとのミクロな品質データ11が計測器S1,S
2,………,Siの個数分格納されることになる。これ
を図1の品質ミクロデータ収集データベース14の右側
に図示した部分について詳述すると、コイル21A,2
1Bごとにデータベースがまとめられており、それがコ
イル21A,21Bを付した四角の部分である。また、
コイル21A,21Bに相当するデータベース内におい
て、計測器S1,S2,………,Siごとに対応するデ
ータ部分に分けられており、それがS1,S2,Siを
付した四角のデータ部分である。例えば、コイル21A
を付したデータベース中のS1を付したデータ部分にお
いては、 S1データポイント=製品部材22Aの先端でのS1データ、 S2データポイント=製品部材22Aの先端から10mでのS1データ、 S3データポイント=製品部材22Aの先端から20mでのS1データ、 ……… = ………… ……… =製品部材22Aの後端でのS1データ、 といように、品質データ11が格納されている。よっ
て、オペレータがプラントの製造過渡現象解析や異常発
生時の解析を行うに際して、上記品質ミクロデータ収集
データベース14に収集保存された品質データ11を基
礎データとして取り出すことにより、生産ラインで製造
処理を受ける製品22A,22Bの測定部位と対応づけ
られた品質データ11を基礎データとして入手すること
ができ、上記解析作業が容易となる。
【0025】また、品質ミクロデータ収集データベース
14における各コイル21A,21Bのミクロな品質デ
ータ11には、取り込み時刻が対応づけられつつスタン
プされているため、オペレータがプラントの製造過渡現
象解析や異常発生時の解析に際して、上記品質ミクロデ
ータ収集データベース14に収集保存された品質データ
11を基礎データとして取り出すことにより、生産時刻
を容易に知ることができ、解析結果の信頼性も高まる。
【0026】実施例2.図5は、この発明に係る実施例
2として、上記品質ミクロデータ収集データベース14
中の情報を統計処理してCRTのような表示装置に表示
した画面40を示す平面図であり、図において、オペレ
ータが図示しないキーボードやマウスなどの入力手段を
操作してコイルとミクロの項目を指定すると、上記品質
ミクロデータサンプリング部12が品質ミクロデータ収
集データベース14から上記指定されたコイルとミクロ
な品質データ11を検索して図示のように描画する。即
ち、表示装置の画面40の横軸に距離をとり、上記距離
ごとに編集にされた品質データが折れ線グラフとして描
画される。
【0027】また、上記ミクロデータ定義データベース
13に測定データの異常範囲を決める上下限値をあらか
じめ定義として記憶しておく。そして、品質ミクロデー
タサンプリング部12がミクロデータ定義データベース
13から抽出した上下限値と上記品質ミクロデータ収集
データベース14から検索した品質データ11とを比較
し、上記画面40に描画された折れ線グラフの異常な範
囲を示す部分を矢印41で指示する。これにより、画面
40の左上のコイル識別データ表示部分42に表示され
たコイルとして巻き込まれている製品において、オペレ
ータが画面40を見ることにより、製品として使用でき
る部分が当該製品の先端からどれだけの距離のところま
であるのかを簡単に把握し、品質管理、不良解析を的確
に行うことができる。
【0028】さらに、品質ミクロデータサンプリング部
12が上記品質データの統計値を算出して最大値、最小
値、平均値を求め、これら最大値、最小値、平均値を画
面40の右側の統計表示部43に表示したり、また、生
産開始時刻と生産終了時刻を品質ミクロデータ収集デー
タベース14から検索して画面40の右下の時刻表示部
44に表示すれば、品質管理と不良解析をより適切なも
のとして提供できる。
【0029】実施例3.図6は、この発明に係る実施例
3として、上記品質ミクロデータ収集データベース14
中の情報を編集処理して上記画面40に表示した状態を
示す平面図であり、図において、先ず、オペレータが図
示しないキーボードやマウスの入力手段で編集を指示す
ると、品質ミクロデータサンプリング部12が品質ミク
ロデータ収集データベース14中のコイル識別情報51
を抽出して画面40に格子配置で表示する。次に、オペ
レータが上記コイル識別情報51の詳細なデータを把握
しようとして、その把握しようとするコイル識別情報5
1を上記入力手段にて画面40中から選択すると、品質
ミクロデータサンプリング部12が上記コイル情報51
に対応する詳細なデータを画面40に第1ウインドウ5
2として表示する。この第1ウインドウ52の上段部分
53には製品としてのコイル番号、生産開始時刻、生産
終了時刻などが表示され、第1ウインドウ52の下段部
分54には品質データ11の収集項目ごとに最小値、最
大値、平均値、不良データのサンプリング数55などが
表示される。そして、オペレータが第1ウインドウ52
の左側の複数の選択子56を入力手段で選択すると、該
当する複数の項目を表示させるようにすることもでき
る。
【0030】また、オペレータが第1ウインドウ52中
の不良データを詳細に知ろうとして、サンプリング数5
5を入力手段で選択すると、品質ミクロデータサンプリ
ング部12が上記選択された詳細な不良データを第2ウ
インドウ57として画面40に表示する。この第2ウイ
ンドウ57では、不良を発生した位置を示すサンプリン
グポイントとそのときのデータが表示される。そして、
オペレータが第2ウインドウ57の左側の複数の選択子
58を入力手段で選択すると、該当する複数の不良デー
タを表示させるようにすることもできる。上記画面40
において、第1ウインドウ52が表示されたときは第2
ウインドウ57は消去され、第2ウインドウ57が表示
されたときは第1ウインドウ52は消去されるように、
第1ウインドウ52と第2のウインドウ57が交互に表
示される。
【0031】
【発明の効果】以上のように第1の発明によれば、プロ
セス情報中のラインイン信号を受け取った後の生産速度
に相当する定長ピッチ信号を計数して製品の生産距離を
演算し、この演算距離が製品の製造過程へのラインイン
する場所から計測器までの距離データと一致するごとに
上記計測器で測定した製品の品質データを収集するとと
もに、上記品質データをプラントの全製造過程に合わせ
て収集し、この収集した品質データをその製品に対する
測定部位に対応づけて格納保存するように構成したの
で、収集保存した品質データを基礎データとして、プラ
ントにおけるプロセスでの過渡現象解析や異常発生時の
原因解析などを行う際において、品質データがプラント
で生産される製品のプラント内のどこの製造過程でのデ
ータであるかを即座に確認し、品質データの解析を容易
に行なうことができ、また、品質データの全製造過程に
ついて的確に保存し、信頼性に優れた品質データを得ら
れる効果がある。
【0032】また、第2の発明によれば、上記格納保存
された品質データをプラントの製造過程の距離データに
対応づけて表示するように構成したので、製品として使
用できる部分が当該製品の先端からどれだけの距離のと
ころまであるのかというように、品質管理、不良解析を
簡単かつ的確に把握できる効果がある。
【0033】さらに、第3の発明によれば、上記格納保
存された品質データを最大値、最小値、平均値などに統
計処理して編集項目ごとに表示するように構成したの
で、上記品質管理と不良解析をより適切なものにするこ
とができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による実施例1のプラント診断装置を
示す構成図である。
【図2】実施例1における製品のラインイン状態を示す
側面図である。
【図3】実施例1のプラント診断装置を採用するプラン
トを示す構成図である。
【図4】実施例1のプラント診断装置における品質ミク
ロデータ収集データベースのデータ保存状態を示す説明
図である。
【図5】この発明による実施例2のプラント診断装置の
データ画面表示状態を示す平面図である。
【図6】この発明による実施例3のプラント診断装置の
データ画面表示状態を示す平面図である。
【図7】従来のプラント診断装置の作用を説明する説明
図である。
【符号の説明】
11 品質データ 12 品質ミクロデータサンプリング部 13 ミクロデータ定義データベース 14 品質ミクロデータ収集データベース 21A,21B コイル 22A,22B 製品 40 画面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G07C 3/14 G01B 21/20 B21B 39/00 G01D 7/00 G01D 21/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラントで生産される製品の製造過程中
    における品質データをプラント設備の診断に供する解析
    の基礎データとして収集するプラント診断装置におい
    て、製品の特定位置がプラントの製造過程にラインインした
    ことを検出してラインイン信号を出力するラインインセ
    ンサと、 上記製品の特定位置がプラントの製造過程よりラインア
    ウトしたことを検出してラインアウト信号を出力するラ
    インアウトセンサと、 上記製品の特定位置がプラントの製造過程にラインイン
    する場所から上記品質データを測定する計測器の設置位
    置までの距離データを記憶したミクロデータ定義データ
    ベースと、上記ラインセンサからのラインイン信号により品質デー
    タの収集開始を判断し、同ラインイン信号と製品の製造
    過程での生産速度などを表すプロセス情報とミクロデー
    タ定義データベースより抽出した距離データとに基づく
    上記製品の特定位置が上記計測器の設置位置を通過する
    タイミングにより同計測器が測定した品質データの収集
    可否を判断し、上記ラインアウトセンサからのラインア
    ウト信号により品質データの収集終了を判断し つつ品質
    データを収集する品質ミクロデータサンプリング部と、 この品質ミクロデータサンプリング部で収集した品質デ
    ータをその製品に対する測定部位に対応づけて格納保存
    する品質ミクロデータ収集データベースと を備えたことを特徴とするプラント診断装置。
  2. 【請求項2】 上記品質ミクロデータ収集データベース
    に保存された品質データをプラントの製造過程の距離デ
    ータに対応づけて表示する表示手段を備えたことを特徴
    とする請求項第1項記載のプラント診断装置。
  3. 【請求項3】 上記品質ミクロデータ収集データベース
    に保存された品質データを統計処理して編集項目ごとに
    表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項第1
    項記載のプラント診断装置。
JP5127825A 1993-04-30 1993-04-30 プラント診断装置 Expired - Fee Related JP2951821B2 (ja)

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