JP2988720B2

JP2988720B2 - 発電プラント監視システム

Info

Publication number: JP2988720B2
Application number: JP2335585A
Authority: JP
Inventors: 茂兼本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1999-12-13
Anticipated expiration: 2014-12-13
Also published as: JPH04204198A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、計算機を用いた発電プラントの挙動の監視
システムにおける信号選択方法に関するものである。

（従来の技術）オンラインの計算機を用いた発電プラントの監視シス
テムは、その自由度の大きさから、様々の方法が提案さ
れている。これらの監視システムの殆どのものは、発電
プラントからの計測信号をオンラインで実時間計測し、
何らかのデータ処理を通した後、適当な監視判定値を用
いて異常か否かを判定するという方法を取っている。さ
らに、異常が検出された場合、その検出前後のデータ
は、外部記憶装置に記憶され、事後の原因究明に利用さ
れることがある。

この際、問題となるのは、計算機の性能向上により、
監視信号の数が、数百から数千のオーダーに増えたた
め、異常発生時に、原因究明や事後の対応措置の検討に
必要な信号を選び出すことが、難しくなっていることで
ある。

（発明が解決しようとする課題）従来の監視システムでは、殆どの場合、最も顕著な異
常信号毎に予め一定数の信号をプリセットとして登録し
て置き、異常発生時にはそのプリセットグループを一括
して表示し、監視に利用するという方法が取られている
が、異常の発生状況は千差万別であり、このようなプリ
セットグループだけでは、最終的な原因究明に必要な信
号が得られないことや、見落としが生じることが、しば
しばある。

発電プラントでは、異常を初期徴候の時点で、迅速か
つ確実に検出して早急に対策をたて、より大きな異常へ
の発展を防ぐことは重要である。このような場合に、限
られた時間で、原因究明に必要な信号を洩れなく選択
し、監視に用いるためには、異常徴候の様子に適応した
柔軟な信号選択方法が必要である。特に、小さな異常徴
候が検出された階段で、必要な監視を洩れなく行うこと
により、より大きなトラブルへの発展を未然に防ぐこと
ができる。

このような状況から、発電プラントの監視装置におい
ては、異常検出時のプラント監視信号の挙動を保存で
き、さらに、多大な信号の中から、原因究明の必要な信
号を見落としなく、かつ、迅速に選択できる方法が強く
望まれている。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的
は、計算機により検知され保存された多数の信号からな
るデータから、原因究明に必要な信号を、洩れなく、か
つ迅速に選択する発電プラント監視システムを提供する
ことにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明の発電プラント監視システムは、発電プラント
からの複数の計測信号からなる時系列データを保存する
データ保存手段と、このデータ保存手段に保存された前
記時系列データを時間軸およびデータ振幅軸に沿って所
定の数のブロックに分割し、同一時間軸によって分割さ
れたブロック群に含まれるデータの最小値と最大値を抽
出し、前記ブロック群ごとに前記データの最小値が含ま
れるブロックから最大値が含まれるブロックまでを同一
濃度で表示して監視に必要な計測信号を選択させるデー
タ検索手段とを有することを特徴とする。

（作用）まず、第１図に示すように、計算機では、オンライン
で発電プラント１に接続されたA/D変換装置（アナログ
デジタル変換装置）２を通して複数の信号を取り込み、
何らかの異常検出手段３により必要な異常状態を検出
し、その際の複数の信号からなるデータを磁気記憶装置
のような外部記憶媒体であるデータ保存装置４に保存す
る。場合によっては、他の計算機システム５により保存
されたデータをローカルネットワークのような通信管理
装置６を通して転送し、保存する場合もある。こうして
保存された時系列データは、生のデータ値以外に、その
縮約した波形パターン、信号名、データ収集条件、異常
検出トリガー信号名等とともに保存される。第４図にこ
のデータの構成を示す。次に、原因究明に必要な信号の
選択をデータ検索装置７によって行ない、表示装置８に
表示する。

データ検索装置７における信号名選択は、次の４通り
の選択方法を用意する。

（１）予め用意したプリセットグループの中から選択。

（２）プラントのミミック図（ブロック図）上に表示し
た信号名から選択。

（３）信号名の一覧テーブルを用意し、その中から選
択。

（４）注目信号の因果関係ネットワークを表示し、その
中から選択。

第２図（１）〜（４）にこの選択方法の概念を示す。
何れの図においても、信号名の表示に加えて、信号の縮
約パターンを併せて表示しており、これにより、信号の
挙動を直感的に把握した上で、選択の判断に利用するこ
とができる。特に、本発明の焦点である因果関係ネット
ワークについては、第３図のようなネットワークデータ
ベースを予め用意して置く。また、信号の入出力因果関
係だけでなく、同種信号のような類似関係にある信号
（関連信号）のネットワークも用意し、複数の関係の中
から必要な信号を選択できるようになっている。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面について説明する。

まず、本発明の実施例の構成を第１図に示す。発電プ
ラント１から得られる複数の信号は、オンラインで発電
プラント１に接続されたA/D変換装置２から、又は、他
の計算機システム５により保存されたデータをローカル
エリアネットワークのような通信手段である通信管理装
置６を通してから、磁気記憶装置からなるデータ保存装
置４に保存する。こうして保存された時系列データは、
第４図に示したように、生のデータ以外に、その縮約し
た波形パターン、信号名、データ収集条件、異常検出ト
リガー信号名等とともに保存される。ここで、縮約した
パターンは、第５図に示すような形で表示されるが、そ
の求め方は次のようなものである。

具体的には、注目信号のＮ個の時系列データを（Ｘ
（ｘ）、ｔ＝１、Ｎ）、その最大、最小値を XMIN;N個のＸ（ｔ）の最小値 XMAX;N個のＸ（ｔ）の最大値とする。このとき、Ｎ個のデータを、Ｍ分割した際、各
ブロックには、 BN＝N/M 個のデータが含まれることになる。この各々のブロック
の最小・最大値を、 CMIN（ｉ）＝（Ｘ（ｊ）、ｊ＝（ｉ−１＊ BN、ｉ＊B
N））の最小値（但し、ｉ＝１、Ｍ） CMAX（ｉ）＝（Ｘ（ｊ）、ｊ＝（ｉ−１＊ BN、ｉ＊B
N））の最大値（但し、ｉ＝１、Ｍ）とする。この値を、適当な整数値MMを用いて、 MIN(ｉ)＝(CMIN(ｉ)−XMIN)／(XMAX−XMIN)＊MM （少数点以下切り捨て） MAX(ｉ)＝(CMAN(ｉ)−XMIN)／(XMAX−XMIN)＊MM （小数点以下切り捨て）（但し、ｉ＝１、Ｍ）という規格化をすると、０〜MMの範囲の整数値の組が２
＊Ｍ個得られる。従って、Ｎ個のデータ列（通常、数千
個のオーダー）が、２＊Ｍ個（通常数10のオーダー）に
縮約される。この表示は、第５図に示すように、横軸に
Ｍ個の各ブロックを取り、MM分割した縦軸に最小値〜最
大値を塗り潰して表示する。データ全体の最大・最小値
で規格化されているため、第５図に示すように、定常デ
ータの場合、全体が塗り潰され、過渡データの場合、白
い領域が多くなる。つまり、データの状況に応じて適切
なスケーリングを行っているため、小数のデータ量で、
波形パターンを適切に把握することができる。また、パ
ターンの表示もきわめて短時間で可能なため、信号名の
表示とペアで用いてもユーザとの対話に支障を来たすこ
とはない。

次に、原因究明に必要な信号の選択をデータ検索装置
７によって行うが、これには、次の４通りの選択方法を
用意する。

（１）予め用意したプリセットグループの中から選択。

（３）信号名の一覧テーブルを用意し、その中から選
択。

第２図（１）〜（４）にこの選択方法の概念を示す。

（１）のプリセット方式では、各プリセットにその意味
を示すコメントを付けて置き、そのコメントの何れかを
選択すると、プリセットに含まれる信号名の縮約波形パ
ターンが表示される。その信号名と波形パターンを見
て、選択グループが適切か否か判断できる。

（２）ブロック図上に表示した信号名と波形パターンか
らの信号選択は、信号の意味と物理的な因果関係、及
び、波形パターンを直感的に把握しながら行うことがで
きる。しかしながら、このためには、ブロック図の物理
的意味た信号間の因果関係を理解している人でないと適
切な信号選択ができない場合がある。特に、経験の浅い
ユーザは選択の見落としをする可能性が多いと考えられ
るか、また、複数のブロック図間にまたがって選択する
場合、特に見落としが増える可能性が高くなると考えら
れる。

（３）の信号名一覧テーブルからの選択は、最も原始的
な方法であり、どの信号を選択するかが分かっている場
合は良いが、そうでない場合、信号間の因果関係を十分
に把握し、さらに、どの信号がデータに含まれているか
を知った上で選択する必要があり、最も手間が掛かり、
しかも、熟練した専門家でないと難しい方法である。

（４）の方法は、上記の方法の欠点を補う方法として、
注目信号の因果関係ネットワークを表示し、その中から
選択するものである。まず、最初に注目する信号につい
ては、前記（２）や（３）の方法で選択する。また、デ
ータベース内のトリガー信号を用いる場合もある。次
に、原因究明のためには、この注目信号に関連した他の
信号を適切に選ぶ必要がある。このために、第３図に示
した信号間の因果関係ネットワークデータベースを利用
する。第３図には、２種類の関係が示してある。一つ
は、信号間の物理的な因果関係（入出力関係）であり、
もう一つは、関連類似信号である。これは、例えば、多
重化された同種信号がこれに当たる。入出力信号の場
合、入力側と出力側に信号を次々に辿って行くと、ツリ
ー状の表示になる。一方、類似信号は注目信号毎に一つ
のグループを構成する。この様子を示したのが、第２図
（４）である。このような表示により、信号間の物理的
因果関係を考慮し、さらに、縮約波形パターンを同時に
表示して、異常の状況に合せて適切な信号を選択するこ
とができる。また、第３図に示した因果関係ネットワー
クは、診断対象の種類が決まれば、ほぼ一通りのデータ
が決まるため、監視発電プラント毎に作成する必要がな
い。監視発電プラント毎に、監視信号が異なる場合、第
２図（４）の表示の際に、各発電プラントの監視信号
と、第３図の因果関係ネットワーク上の信号のANDを取
り、もし、因果関係ネットワーク上に監視信号がない場
合、さらにネットワークを辿ることにより、対応する信
号を捜すこともできる。従って、各発電プラント毎に監
視信号が異なる場合も同一のアルゴリズムで対応可能で
ある。

発電プラントのオンラインの監視システムでは、最近
の計算機性能の向上に連れて、ますます監視信号の数が
増大し、数百から数千のオーダーの数になっている。ま
た、この信号の種類は、必ずしも同種の監視システムで
共通でなく、監視目的に応じて若干異なる組み合わせに
なっている。一方、人間が同時に見ることができる信号
の数はせいぜい10信号から20信号である。従って、オン
ラインの監視や、事後の監視のための信号は、前記の膨
大な数の中から、必要な10〜20個選択する必要があるが
必要とされる信号は、異常の状況によって異なり、さら
に、監視システムにより、監視されている信号の種類が
異なるため、必要なものを見落としなく選択すること
は、熟練した専門家でも難しいことがある。

従来では、このような状況に対処するために、監視目
的毎にプリセットグループといった形で、予め一定数の
信号を割り当てて置き、そのプリセットグループから必
要なものを選択することが多いが、このような方法で
は、必要とされる信号が見落とされる場合がある。従来
では、これを補うために、発電プラントの設計、運用に
関わっている専門家が、その経験的知識を用いて手作業
で、必要な信号を選んでいる。具体的に用いている専門
家の知識とは、監視信号間の物理的な因果関係や過去の
トラブルで経験した関連信号、さらには、対象監視シス
テムに実際に入力されている信号名等からなっていると
考えられる。

以上の状況から、プラントの診断に必要な信号を適切
に選ぶことを支援する本発明の方法は、監視の効率向
上、迅速化、見落としの防止等の観点から、極めて有効
になる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明による時系列データ保存
方法、特に、縮約パターン保存方法と、その表示を利用
した信号選択方法、さらには、信号の因果関係ネットワ
ークを利用した信号選択により、異常時にのその状況に
対応した適切な信号を見落とすことなく、かつ、迅速に
選択することができる。また、経験の浅いユーザにも、
因果関係ネットワークの利用により、適切な信号選択が
可能である。

このような、見落としのない適切な信号選択は、異常
徴候発生時の迅速かつ注意深いデータ検討につながり、
異常原因の究明を通して、プラントの稼働率向上や信頼
性確保に大いに役立てることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシステム構成を示す図、第２図は信号
選択の４つの方法を示した図、第３図は信号選択のため
の信号因果関係ネットワークのデータベース構成を示す
図、第４図は異常時の時系列データベース構成を示す
図、第５図は信号選択で用いる信号縮約パターンの表示
方法を示した図である。１……発電プラント２……A/D変換装置３……異常検出手段４……データ保存装置５……計算機システム６……通信管理装置７……データ検索装置８……表示装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G21C 17/00 G08B 23/00 - 23/02 G01D 1/00 - 1/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】発電プラントからの複数の計測信号からな
る時系列データを保存するデータ保存手段と、このデータ保存手段に保存された前記時系列データを時
間軸およびデータ振幅軸に沿って所定の数のブロックに
分割し、同一時間軸によって分割されたブロック群に含
まれるデータの最小値と最大値を抽出し、前記ブロック
群ごとに前記データ最小値が含まれるブロックから最大
値が含まれるブロックまでを同一濃度で表示して監視に
必要な計測信号を選択させるデータ検索手段とを有することを特徴とする発電プラント監視システム。