JP4443247B2 - Status monitoring system and status monitoring method - Google Patents
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Description
本発明は、発電プラント等の可動部を有する設備の運転状態を監視する技術に関する。 The present invention relates to a technique for monitoring an operation state of equipment having a movable part such as a power plant.
特許文献1には、機器の異常によって発生した異常音の発生位置を特定する機器異常診断装置が開示されている。この機器異常診断装置では、工作機械1に複数の機器発生音センサ3を設置し、各機器発生音センサ3で取り込んだ騒音信号を寄与解析部5で解析して、各機器発生音センサ3の取り付け位置から機器の異常音発生位の特定を行なう。
Patent Document 1 discloses a device abnormality diagnosis device that identifies a position where an abnormal sound generated due to device abnormality is generated. In this equipment abnormality diagnosis apparatus, a plurality of equipment generated
特許文献1に記載の機器異常診断装置を用いて、既存の発電プラントや化学プラントの異常音発生位置を特定する場合、該プラントの構成機器(ポンプやモータ)に上述の機器発生音センサ3を取り付けなければならない。しかし、該プラントの構造によっては、プラント構築後に、機器発生音センサ3を該プラントの構成機器に取り付けることが困難な場合がある。
When the abnormal sound generation position of an existing power plant or chemical plant is specified using the device abnormality diagnosis device described in Patent Document 1, the above-described device generated
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、監視対象設備の構成機器にセンサを取り付けることなく、該設備の不具合の発生位置を特定することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to specify a position where a defect occurs in a facility without attaching a sensor to a component device of the facility to be monitored.
上記課題を解決するために、本発明では、同方向に指向性を持つ収音素子が複数配置されて構成された集音面を有する収音手段を、監視対象設備の周囲に複数配置する。そして、各収音手段において、不具合を示す音響情報を収集した収集素子の収音面における配置位置から、不具合の発生位置を特定する。 In order to solve the above-described problem, in the present invention, a plurality of sound collecting means having a sound collecting surface configured by arranging a plurality of sound collecting elements having directivity in the same direction are arranged around the equipment to be monitored. Then, in each sound collecting means, the occurrence position of the defect is specified from the arrangement position on the sound collection surface of the collecting element that collects the acoustic information indicating the defect.
例えば、本発明の状態監視システムは、設備の運転状態を監視する状態監視システムであって、前記監視対象設備の運転状態を示す状態情報を取得する状態情報取得手段と、監視対象設備の周囲に設置される複数の収音手段と、予め前記監視対象設備の正常運転時に前記複数の収音手段により収音された音響情報を記憶した正常運転時音響情報記憶手段と、前記複数の収音手段により収音される音響情報および前記正常運転時音響情報記憶手段に記憶されている音響情報に基づいて、不具合の発生位置を特定する不具合発生位置特定手段と、前記監視対象設備を構成する構成機器と該各構成機器の位置とを含む設計情報が記憶された設計情報記憶手段と、前記監視対象設備の構成機器毎に、不具合の内容と、該不具合発生時に該構成機器が発する音響情報と、該不具合発生時の前記監視対象設備の運転状態を示す状態情報との対応関係が記録された不具合情報記憶手段と、前記不具合発生位置特定手段で特定される不具合の発生位置および前記設計情報記憶手段に記憶されている設計情報に基づいて、不具合が発生した前記監視対象設備の構成機器を特定する不具合発生構成機器特定手段と、前記特定された構成機器に発生している不具合を特定する不具合内容特定手段と、を備える。
For example, the state monitoring system of the present invention is a state monitoring system for monitoring the operation state of equipment, and includes state information acquisition means for acquiring state information indicating the operation state of the monitoring target equipment, A plurality of sound collecting means to be installed; a normal operation acoustic information storage means for storing acoustic information collected in advance by the plurality of sound collecting means during normal operation of the monitoring target equipment; and the plurality of sound collecting means The failure occurrence position specifying means for specifying the occurrence position of the failure based on the sound information collected by the sound information and the sound information stored in the normal operation sound information storage means, and the constituent devices constituting the monitoring target equipment a design information storing unit that design information is stored including the position of the respective constituent devices and the every monitored equipment configuration devices, and defect content, the constituent device when said non degree occurs originating That the sound information, and defect information storage means corresponding relationship is recorded between said non degree occurrence the monitored equipment state information indicating an operation state of the trouble occurrence location trouble occurrence position specified by a particular means and Based on the design information stored in the design information storage means, a failure generating component device specifying means for specifying a component device of the monitored facility where a failure has occurred, and a failure occurring in the specified component device Fault content specifying means for specifying
前記複数の収音手段各々は、同方向に指向性を持つ収音素子が複数配置されて構成された集音面を有する。前記正常運転時音響情報記憶手段は、前記収音手段毎に、前記監視対象設備の正常運転時に当該収音手段を構成する各収音素子で集音された音響情報を記憶している。そして、前記不具合発生位置特定手段は、前記複数の収音手段各々の、前記正常運転時音響情報記憶手段に記憶されている音響情報との差分が所定の閾値より大きい音響情報を収音した集音素子の前記集音面における位置に基づいて、不具合の発生位置を特定する。前記不具合内容特定手段は、前記不具合情報記憶手段を用いて、前記不具合発生構成機器特定手段により特定された前記監視対象設備の構成機器と、前記不具合発生位置特定手段により特定された不具合の発生位置に対応する収音素子で収音された音響情報と、前記状態情報取得手段により取得された状態情報と、に基づいて、不具合の内容を特定する。 Each of the plurality of sound collecting means has a sound collecting surface formed by arranging a plurality of sound collecting elements having directivity in the same direction. The normal operation acoustic information storage means stores, for each sound collection means, acoustic information collected by each sound collection element constituting the sound collection means during normal operation of the monitored facility. Then, the failure occurrence position specifying means collects acoustic information obtained by collecting acoustic information in which the difference between each of the plurality of sound collecting means and the acoustic information stored in the normal operation acoustic information storage means is larger than a predetermined threshold. Based on the position of the sound element on the sound collection surface, the occurrence position of the defect is specified. The defect content specifying means uses the defect information storage means, the component device of the monitored facility specified by the defect occurrence component device specifying means, and the defect occurrence position specified by the defect occurrence position specifying means The content of the defect is specified based on the acoustic information collected by the sound collection element corresponding to the above and the state information acquired by the state information acquisition unit.
本発明によれば、監視対象設備の周囲に設置される、同方向に指向性を持つ収音素子が複数配置されて構成された集音面を有する複数の収音手段を用いて、監視対象設備の不具合の発生位置を特定する。したがって、監視対象設備の構成機器にセンサを取り付けることなく、該設備の不具合の発生位置を特定することができる。 According to the present invention, using a plurality of sound collecting means having a sound collection surface, which is installed around a facility to be monitored and is configured by arranging a plurality of sound collecting elements having directivity in the same direction, Identify the location of equipment failure. Therefore, it is possible to specify the occurrence position of the malfunction of the equipment without attaching a sensor to the component equipment of the monitored equipment.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
図1は、本発明の一実施形態が適用された、既存の発電プラントの運転状態を監視する状態監視システムの概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram of a state monitoring system that monitors the operating state of an existing power plant to which an embodiment of the present invention is applied.
図示するように、本実施形態の状態監視システムは、既存の発電プラント1の監視対象部分の周囲に設置された複数の収音装置31〜33と、複数の収音装置31〜33およびプラント制御装置2に接続された不具合発生検知装置4と、無線通信網等の通信媒体を介して不具合発生検知装置4に接続された不具合状況診断装置5と、を有する。ここで、プラント制御装置2は、発電プラント1を制御すると共に、発電プラント1から燃料、排気ガス温度、軸回転数などの各種プロセス状態量を入手する。
As shown, condition monitoring system of the present embodiment, a plurality of
収音装置31〜33(以下、単に収音装置3とも呼ぶ)は、複数のエリアに分割された指向性を有する収音面を有し、エリア毎に、当該エリアの前方から収音する。
The
図2は、収音装置3の概略構成図である。図示するように、収音装置3は、複数のエリア32に分割された収音面31を有し、各エリア32には、同方向に指向性を持つ収音素子(例えば指向性マイク)33が設置されている。本実施形態では、図中の吹き出し34に示すように、収音素子33の指向方向Dを収音面31に対して垂直な方向とし、且つ、指向角度αを狭角としている。このため、収音素子33は、当該収音素子33が設置されたエリア32の前方に位置する監視対象部分から収音する。収音装置3は、自身が備える収音素子33毎に、当該収音素子33で収音した音響信号を、当該音響信号に当該収音素子33が設置されているエリア32の識別情報(例えば収音面31における2次元座標情報)を付加して、不具合発生検知装置4に送信する。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
なお、本実施形態では、図1に示すように、収音面31を含む平面が互いに直交するように、3つの収音装置31〜33を、発電プラント1の監視対象部分の周囲に配置している。具体的には、収音装置31の収音面31がZX平面と平行になり、収音装置32の収音面31がYZ平面と平行になり、そして、収音装置33の収音面31がXY平面と平行になるように、3つの収音装置31〜33を、発電プラント1の監視対象部分の周囲に配置している。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the three
不具合発生検知装置4は、複数の収音装置31〜33から受信した音響信号に基づいて、監視対象部分の不具合兆候を検知すると共に、検知した不具合兆候の発生位置を特定する。そして、プラント制御装置2から発電プラント1のプロセス状態量情報を入手し、入手したプロセス状態量情報および不具合兆候の発生位置情報を含む不具合兆候検知情報を、不具合状況診断装置5に送信する。
Fault occurrence detection unit 4, based on the acoustic signals received from a plurality of
図3は、不具合発生検知装置4の概略構成図である。図示するように、不具合発生検知装置4は、音響情報受信部41と、周波数スペクトル分析部42と、フィルタリング部43と、不具合兆候検出部44と、不具合兆候発生位置特定部45と、不具合兆候検知情報送信部46と、固有周波数スペクトルDB(データベース)47と、正常運転時周波数スペクトルDB48と、を有する。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the malfunction occurrence detection device 4. As shown in the figure, the failure occurrence detection device 4 includes an acoustic
音響情報受信部41は、複数の収音装置31〜33からエリア32毎の音響信号を受信し、信号増幅などの処理を行う。そして、処理済みのエリア32毎の音響信号を、当該音響信号を送信した収音装置31〜33に対応付けて出力する。
Sound
周波数スペクトル分析部42は、音響情報受信部41から出力された収音装置31〜33のエリア32毎の音響信号の周波数スペクトル分析を行う。そして、その結果得られた周波数スペクトル情報を、その元となる音響信号に対応付けられている収音装置3およびエリア32に対応付けて出力する。
The
固有周波数スペクトルDB47には、収音装置31〜33各々について、エリア32毎に、当該エリア32に設置された収音素子33の収音対象空間(発電プラント1の監視対象部分の一部)から発生され得る音の固有周波数スペクトル情報が記憶されている。
In the natural
図4は、固有周波数スペクトルDB47の登録内容例を示す図である。図示するように、固有周波数スペクトルDB47には、収音装置31〜33各々に対応する固有周波数スペクトル管理TL(テーブル)4711〜4713(以下、単に固有周波数スペクトル管理TL471とも呼ぶ)を有する。固有周波数管理TL471は、対応する収音装置31〜33のエリア32毎にレコードを有する。レコードは、該当エリア32の識別情報であるエリアID(例えば収音面31における2次元座標情報)を登録するフィールド472と、該当エリア32に設置された収音素子33の収音対象空間(発電プラント1の監視対象部分の一部)から発生され得る音の周波数スペクトル情報(固有周波数スペクトル情報)を登録するフィールド473とを備えて形成される。
FIG. 4 is a diagram showing an example of registered contents in the natural
フィルタリング部43は、固有周波数スペクトルDB47を用いて、周波数スペクトル分析部42から出力された収音装置31〜33のエリア32毎の周波数スペクトル情報に対してフィルタリング処理を行う。具体的には、フィルタリング処理対象の周波数スペクトル情報に対応付けられている収容装置3をキーとして、固有周波数スペクトルDB47から固有周波数スペクトル管理TL471を検索し、さらに、フィルタリング処理対象の周波数スペクトル情報に対応付けられているエリア32をキーとして、検索した固有周波数スペクトル管理TL471からレコードを検索する。そして、検索したレコードのフィールド473に登録されている固有周波数スペクトル情報とフィルタリング処理対象の周波数スペクトル情報とを比較し、固有周波数スペクトル情報と偏差の大きい周波数成分(例えば、固有周波数スペクトル情報に含まれている最大周波数成分よりも所定値以上高い周波数成分や、固有周波数スペクトル情報に含まれている最小周波数成分よりも所定値以上低い周波数成分)をノイズ成分として、フィルタリング処理対象の周波数スペクトル情報から除去する。フィルタリング部43は、フィルタリング処理した周波数スペクトル情報を、当該周波数スペクトル情報に対応付けられている収音装置3およびエリア32に対応付けて出力する。
The
正常運転時周波数スペクトルDB48には、収音装置31〜33各々について、エリア32毎に、発電プラント1の正常運転時に当該エリア32に設置された収音素子33の収音対象空間(発電プラント1の監視対象部分の一部)から発生される音の固有周波数スペクトル情報が記憶されている。
In the normal operation
図5は、正常運転時周波数スペクトルDB48の登録内容例を示す図である。図示するように、正常運転時周波数スペクトルDB48には、収音装置31〜33各々に対応する正常運転時周波数スペクトル管理TL4811〜4813(以下、単に正常運転時周波数スペクトル管理TL481とも呼ぶ)を有する。正常運転時周波数管理TL481は、対応する収音装置31〜33のエリア32毎にレコードを有する。レコードは、該当エリア32の識別情報であるエリアID(例えば収音面31における2次元座標情報)を登録するフィールド482と、発電プラント1が正常運転時に該当エリア32に設置された収音素子33の収音対象空間(発電プラント1の監視対象部分の一部)から発生される音の周波数スペクトル情報(正常運転時周波数スペクトル情報)を登録するフィールド483とを備えて形成される。
FIG. 5 is a diagram showing an example of registered contents of the normal operation
不具合兆候検出部44は、正常運転時周波数スペクトルDB48を用いて、フィルタリング部43から出力された収音装置31〜33のエリア32毎の周波数スペクトル情報の中から、不具合兆候を示す周波数スペクトル情報を検出する。具体的には、フィルタリング部43から出力された周波数スペクトル情報毎に次の処理を行う。すなわち、周波数スペクトル情報(注目周波数スペクトル情報と呼ぶ)に対応付けられている収容装置3をキーとして、正常運転時周波数スペクトルDB48から正常運転時周波数スペクトル管理TL481を検索し、さらに、注目周波数スペクトル情報に対応付けられているエリア32をキーとして、検索した正常運転時周波数スペクトル管理TL481からレコードを検索する。そして、検索したレコードのフィールド483に登録されている正常運転時周波数スペクトル情報と注目周波数スペクトル情報とを比較し、両者の偏差が所定の閾値より大きいか否かを判断する。例えば、注目周波数スペクトル情報に含まれている各周波数成分について、当該周波数成分の強度(振幅)と、正常運転時周波数スペクトル情報に含まれている対応する周波数成分の強度(振幅)との差分が所定値以上である場合に、両者の偏差が所定の閾値より大きいと判断する。および/または、正常運転時周波数スペクトル情報に含まれている最大周波数成分より所定値以上高い周波数成分や、正常運転時周波数スペクトル情報に含まれている最小周波数成分より所定値以上低い周波数成分が注目周波数スペクトル情報に含まれている場合に、両者の偏差が所定の閾値より大きいと判断する。不具合兆候検出部44は、前記両者の偏差が所定の閾値より大きいと判断した注目周波数スペクトル情報を、不具合兆候を示す周波数スペクトル情報として、当該注目周波数スペクトル情報に対応付けられている収音装置3およびエリア32の情報と共に出力する。
The failure
不具合兆候発生位置特定部45は、不具合兆候検出部44から出力される周波数スペクトル情報に基づいて、不具合兆候の発生位置(3次元位置)を特定する。
The failure sign occurrence
図6は、不具合兆候発生位置特定部45における不具合兆候発生位置の特定原理を説明するための図である。図示するように、不具合兆候発生位置特定部45は、収音装置31〜33のそれぞれについて、収音面31を構成する各エリア32の2次元座標情報(収音装置31では(z、x)、収音装置32では(y、z)、そして、収音装置33では(x、y))を示すエリアマップTL4511〜4513(以下、単にエリアマップ451とも呼ぶ)を有している。ここで、エリアマップTL451は共通の原点を有している。
FIG. 6 is a diagram for explaining the identification principle of the defect sign occurrence position in the defect sign occurrence
不具合兆候発生位置特定部45は、不具合兆候検出部44から周波数スペクトル情報を受信すると、当該周波数スペクトル情報に対応付けられている収容装置3のエリアマップTL451を特定し、当該エリアマップTL451の当該周波数スペクトル情報に対応付けられているエリア32に対応する座標情報にフラグ452を立てる。
When receiving the frequency spectrum information from the failure
また、不具合兆候発生位置特定部45は、各エリアマップTL451に立てられているフラグ452の状態を監視する。そして、エリアマップTL4511およびエリアマップTL4512のそれぞれにおいて、同じZ成分を持つエリア32にフラグ452が立てられているか否かを調べる。立てられている場合は、エリアマップTL4513において、当該フラグ452が立てられているエリア32(図6では、エリアマップTL4511におけるエリア32(z=4、x=2)、および、エリアマップTL4512におけるエリア32(y=2、z=4))と同じX成分、Y成分を持つエリア32にフラグ452が立てられているか否かをさらに調べる。そして、立てられている場合は、当該フラグ452が立てられているエリア32(図6では、エリアマップTL4511におけるエリア32(z=4、x=2)、エリアマップTL4512におけるエリア32(y=2、z=4)、および、エリアマップTL4513におけるエリア32(x=2、y=2))と同じX成分、Y成分、Z成分からなる3次元座標位置453(図6では、(x=2、y=2、z=4))を、不具合兆候の発生位置に特定する。
Further, the malfunction sign occurrence
不具合兆候発生位置特定部45は、以上のようにして不具合兆候の発生位置を特定したならば、不具合兆候検出部44から受信した、該特定した発生位置に対応する各収容装置3の周波数スペクトル情報と、該特定した発生位置の3次元座標情報とを、不具合兆候検知情報送信部46に送信する。
If the malfunction sign occurrence
不具合兆候検知情報送信部46は、不具合兆候発生位置特定部45から不具合兆候の発生位置の3次元座標情報、および、該発生位置に対応する各収容装置3の周波数スペクトル情報を受信すると、プラント制御装置2から発電プラント1の燃料、排気ガス温度、軸回転数などの各種プロセス状態量情報を入手する。そして、不具合兆候の発生位置の3次元座標情報、該発生位置に対応する各収容装置3の周波数スペクトル情報、および、発電プラント1の各種プロセス状態量情報を含んだ不具合兆候検知情報を生成し、これを無線通信網等の通信媒体を介して不具合状況診断装置5に送信する。
When the failure sign detection
図3に示す不具合発生検知装置4の各部41〜48は、CPUと、メモリと、HDD等の外部記憶装置と、CD-ROM等の記憶媒体からデータを読取る読取装置と、収音装置3とデータの送受を行うI/Oと、無線通信装置とを備えたコンピュータシステムにおいて、CPUが外部記憶装置あるいは記憶媒体に記憶された所定のプログラムをメモリ上にロードし実行することで実現される。この場合、音響情報受信部41にはI/Oが、不具合兆候検知情報送信部には無線通信装置が、そして、DB47、48には外部記憶装置や記憶媒体が用いられる。
The
図1に戻って説明を続ける。 Returning to FIG. 1, the description will be continued.
不具合状況診断装置5は、不具合発生検知装置4から受信した不具合兆候検知情報に基づいて、不具合兆候が発生した発電プラント1の構成機器を特定する。また、該不具合兆候に近似する過去の事例を検索する。
The failure
図7は、不具合状況診断装置5の概略構成図である。図示するように、不具合状況診断装置5は、不具合兆候検知情報受信部51と、不具合兆候発生機器特定部52と、不具合兆候内容推定部53と、不具合兆候内容表示部54と、不具合兆候内容登録部55と、プラント設計情報DB56と、不具合兆候実績DB57と、を有する。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the malfunction
不具合兆候検知情報受信部51は、無線通信網等の通信媒体を介して、不具合発生検知装置4から不具合兆候検知情報を受信する。
The defect sign detection
プラント設計情報DB56には、発電プラント1の監視対象部分の各構成機器の機器情報が記憶されている。
The plant
図8は、プラント設計情報DB56の登録内容例を示す図である。図示するように、プラント設計情報DB56には、図6に示すエリアマップTL4511〜4513により特定される、発電プラント1の監視対象部分の3次元座標位置毎に、レコードを有する。レコードは、3次元座標位置(x、y、z)を登録するフィールド561と、当該3次元座標位置に配置される構成機器の機器名称を登録するフィールド562と、当該3次元座標位置に配置される構成機器の機能、説明等を登録するフィールド563と、当該3次元座標位置に配置される構成機器のCADデータを登録するフィールド564と、を備えて形成される。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of registered contents in the plant
不具合兆候発生機器特定部52は、不具合兆候検知情報受信部51により受信した不具合兆候検知情報に含まれている不具合兆候の発生位置がフィールド561に登録されているレコードを、プラント設計情報DB56から検索する。そして、検索したレコードの機器情報により特定される構成機器を、不具合兆候が発生した構成機器として特定し、該レコードの機器情報を、不具合兆候検知情報と共に出力する。
The failure sign generating
不具合兆候実績DB57には、過去に発生した不具合兆候各々の詳細情報が記憶されている。
The defect
図9は、不具合兆候実績DB57の登録内容例を示す図である。図示するように、不具合兆候実績DB57には、過去に発生した不具合兆候各々の詳細情報を示すレコードを有する。レコードは、不具合兆候検知情報に含まれている不具合兆候の発生位置(x、y、z)を登録するフィールド571と、当該発生位置に配置されている構成機器の機器名称を登録するフィールド572と、当該不具合兆候検知情報に含まれている各収音装置3の当該発生位置に対応するエリア32の周波数スペクトル情報を登録するフィールド573と、当該不具合兆候検知情報に含まれているプロセス状態量を登録するフィールド574と、当該発生位置に配置されている構成機器の異常事象を登録するためのフィールド575と、当該異常事象を原因として発生することが予想される不具合の内容を登録するためのフィールド576と、を備えて形成される。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of registered contents of the defect
不具合兆候内容推定部55は、不具合兆候発生機器特定部52より不具合兆候検知情報および機器情報を受信すると、該不具合兆候検知情報に含まれている不具合兆候の発生位置がフィールド571に登録され、該機器情報に含まれている機器名称がフィールド572に登録されているレコードを、不具合兆候実績DB57から抽出する。さらに、抽出したレコード各々のフィールド573、574に登録されている収音装置31〜33の周波数スペクトル情報および発電プラント1のプロセス状態量と、不具合兆候検知情報に含まれている収音装置31〜33の周波数スペクトル情報および発電プラント1のプロセス状態量とを比較し、不具合兆候検知情報とのマッチング度合いの高いレコードを特定する。
When the failure sign
具体的には、抽出した各レコードについて、フィールド573に含まれている収音装置31〜33の周波数スペクトル情報各々と、不具合兆候検知情報に含まれている収音装置31〜33の周波数スペクトル情報各々との偏差を調べ、該抽出したレコードの中から偏差が所定の閾値より小さいレコードをさらに抽出する。例えば、レコードのフィールド573に含まれている収音装置31〜33の周波数スペクトル情報の各周波数成分の強度(振幅)と、不具合兆候検知情報に含まれている収音装置31〜33の周波数スペクトル情報の各周波数成分の強度(振幅)との差分が所定値未満である場合に、両者の偏差が所定の閾値より小さいと判断する。および/または、レコードのフィールド573に含まれている収音装置31〜33の周波数スペクトル情報の最大周波数成分より所定値以上高い周波数成分や最小周波数成分より所定値以上低い周波数成分が、不具合兆候検知情報に含まれている収音装置31〜33の周波数スペクトル情報に含まれていない場合に、両者の偏差が所定の閾値より小さいと判断する。次に、さらに抽出した各レコードについて、フィールド574に含まれているプロセス状態量と、不具合兆候検知情報に含まれているプロセス状態量との差分を調べ、該差分が所定値より小さいレコードをさらにまた抽出する。そして、最終的に抽出されたレコードを、不具合兆候検知情報とのマッチング度合いの高いレコードとして特定する。
Specifically, the extracted respective records, the frequency spectrum information of each of the
不具合兆候内容推定部55は、以上のようにして、不具合兆候実績DB57の中から不具合兆候検知情報とのマッチング度合いの高いレコードを特定したならば、このレコードが示す不具合兆候の詳細情報を、過去の近似する事例情報として、不具合兆候発生機器特定部52より受信した不具合兆候検知情報および機器情報と共に、不具合兆候内容表示部54に出力する。なお、マッチング度合いの高いレコードを特定することができなかった場合は、不具合兆候発生機器特定部52より受信した不具合兆候検知情報および機器情報のみを不具合兆候内容表示部54に出力する。
If the defect sign
不具合兆候内容表示部54は、不具合兆候内容推定部55より受信した不具合兆候検知情報および機器情報を表示する。この際、過去の近似する事例情報を受け取っている場合は、この情報も合わせて表示する。
The defect sign
図10は、不具合兆候内容表示部54の表示画面例を説明するための図である。この例では、不具合兆候内容表示部54の表示画面541に、<<検出された不具合兆候>>542として、不具合兆候内容推定部55より受信した機器情報543および不具合兆候検知情報544を表示している。また、検出された不具合兆候542と類似する事例である<<過去の類似事例>>545として、不具合兆候内容推定部55より受信した過去の近似する事例情報546を表示している。このような表示画面541を介してユーザは、検出された不具合兆候が引き起こす不具合を予測することが容易になる。
FIG. 10 is a diagram for explaining a display screen example of the defect sign
不具合兆候内容登録部55は、不具合兆候内容表示部54が表示画面541に表示している<<検出された不具合兆候>>542について、ユーザより異常事象および不具合内容を受付け、これらの情報と<<検出された不具合兆候>>542に表示されている機器情報および不具合兆候検知情報とを含む不具合兆候の詳細情報のレコードを生成し、このレコードを不具合兆候実績DB57に登録する。
The failure sign
図7に示す不具合状況診断装置5の各部51〜57は、CPUと、メモリと、HDD等の外部記憶装置と、CD-ROM等の記憶媒体からデータを読取る読取装置と、無線通信装置と、キーボードやマウスなどの入力装置と、LCDやCRTなどの表示装置とを備えたコンピュータシステムにおいて、CPUが外部記憶装置あるいは記憶媒体に記憶された所定のプログラムをメモリ上にロードし実行することで実現される。この場合、不具合兆候検知情報受信部には無線通信装置が、不具合兆候内容表示部54には表示装置が、不具合兆候内容登録部55には入力装置が、そして、DB56、57には外部記憶装置や記憶媒体が用いられる。
7 includes a CPU, a memory, an external storage device such as an HDD, a reading device that reads data from a storage medium such as a CD-ROM, a wireless communication device, and the like. In a computer system equipped with an input device such as a keyboard and mouse and a display device such as an LCD or CRT, the CPU loads and executes a predetermined program stored in an external storage device or storage medium. Is done. In this case, the failure sign detection information receiving unit is a wireless communication device, the failure sign
次に、上記構成の状態監視システムの動作を説明する。 Next, the operation of the state monitoring system configured as described above will be described.
図11は、図1に示す状態監視システムの動作を説明するための図である。 FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the state monitoring system shown in FIG.
不具合発生検知装置4において、周波数スペクトル分析部42は、音響情報受信部41を介して収音装置31〜33から受信したエリア32毎の音響信号に対して周波数スペクトル分析を行い、エリア32毎の周波数スペクトル情報に変換する(S101)。次に、フィルタリング部43は、固有周波数スペクトルDB47を用いて、周波数スペクトル分析部42から出力された収音装置31〜33のエリア32毎の周波数スペクトル情報に対してフィルタリング処理を行い、ノイズ成分を取り除く。その後、不具合兆候検出部44が、正常運転時周波数スペクトルDB48を用いて正常運転時周波数スペクトル情報からの偏差が大きい周波数スペクトル情報を、フィルタリング部43から出力された収音装置31〜33のエリア32毎の周波数スペクトル情報の中から検出し、不具合兆候発生位置特定部45に送る(S102)。そして、不具合兆候発生特定部45は、不具合兆候検出部44から周波数スペクトル情報を受信すると、当該周波数スペクトル情報に対応する収音装置31〜33のエリアマップTL451の、当該周波数スペクトル情報に対応するエリア32に、不具合兆候検知を示すフラグを立てる(S103)。
In fault occurrence detection unit 4, the
さて、不具合兆候発生位置特定部45は、収音装置3毎に設けられたエリアマップTL451を監視する。そして、全てのエリアマップTL451において、同じ3次元座標位置に対応するエリア32にフラグが立てられたならば(S104でYes)、該3次元座標位置を不具合兆候の発生位置に特定し、各収音装置3の該発生位置に対応するエリア32の周波数スペクトル情報と、プラント制御装置2から入手した発電プラント1のプロセス状態量情報とを含む不具合兆候検知情報を生成し、不具合兆候検知情報送信部46を介して、不具合状況診断装置5に送信する(S105)。
Now, the malfunction sign occurrence
一方、不具合状況診断装置5において、不具合兆候検知情報受信部51は、不具合発生検知装置4より不具合兆候検知情報を受信すると(S201でYes)、これを不具合兆候発生機器特定部52に送信する。不具合兆候発生機器特定部52は、不具合兆候検知情報に含まれている各収音装置3の周波数スペクトル情報に基づいて、不具合兆候の発生位置に配置されている発電プラント1の構成機器を特定する(S202)。次に、不具合兆候内容推定部53は、不具合兆候実績DB57に登録されている過去に発生した不具合兆候の詳細情報の中から、不具合兆候検知情報とマッチング度合いの高い前記特定した構成機器の不具合兆候の詳細情報を抽出する。そして、不具合兆候内容表示部54は、この詳細情報を、推定される不具合兆候の内容を示す情報として、前記特定した構成機器および不具合兆候検知情報と共に表示する(S204)。
On the other hand, in the fault
さて、不具合兆候内容登録部55は、不具合兆候内容表示部54が表示している前記特定した構成機器および不具合兆候検知情報について、ユーザより不具合兆候実績DB57への登録指示を受付けると(S205でYes)、該ユーザから異常事象および不具合内容に関する情報を受付け、該受付けた情報と前記特定した構成機器および不具合兆候検知情報とを含む不具合兆候の詳細情報のレコードを、不具合兆候実績DB57に登録する(S206)。
Now, when the failure sign
以上、本発明の一実施形態について説明した。 The embodiment of the present invention has been described above.
本実施形態では、同方向に指向性を持つ収音素子33が複数配置されて構成された集音面31を有する収音装置3を、発電プラント1の監視対象部分の周囲に複数配置している。そして、各収音装置3において、不具合兆候を示す音響信号を収音した収音素子33(エリア32)の収音面31における配置位置(2次元座標位置)から、不具合兆候の発生位置(3次元座標位置)を特定する。したがって、本発明によれば、発電プラント1の監視対象部分の各構成機器にセンサを新たに取り付けることなく、該監視対象部分の不具合兆候の発生位置を特定することができる。
In the present embodiment, a plurality of
また、本実施形態では、過去に発生した不具合兆候の詳細情報(過去の事例)が登録された不具合兆候実績DB57を設けている。そして、前記特定した不具合兆候の発生位置から収音された音響信号とマッチング度合いの高い過去の事例を不具合兆候実績DB57から抽出し、ユーザに表示している。したがって、ユーザは、前記特定した不具合兆候の発生位置で起こる不具合内容を推定することができる。
Further, in the present embodiment, a defect
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。 In addition, this invention is not limited to said embodiment, Many deformation | transformation are possible within the range of the summary.
例えば、上記の実施形態では、不具合発生検知装置4および不具合状況診断装置5をそれぞれ別のコンピュータシステム上に構築する場合を例にとり説明したが、不具合発生検知装置4および不具合状況診断装置5は同じコンピュータシステム上に構築するようにしても構わない。この場合、不具合兆候検知情報送信部46および不具合兆候検知情報受信部51は不要である。あるいは、不具合発生検知装置4および不具合状況診断装置5のそれぞれを複数のコンピュータシステムを用いて実現するようにしても構わない。また、上記の実施形態において、不具合発生検知装置4の音響情報受信部41に、雰囲気温度および/または湿度に依存する音響信号の変動を補正する機能を持たせるようにしてもよい。また、上記の実施形態では監視対象設備を発電プラント1としているが、本発明は可動部を有する様々な設備に適用できる。
For example, in the above embodiment, the case where the failure occurrence detection device 4 and the failure
1・・・発電プラント、2・・・プラント制御装置、3・・・収音装置、4・・・不具合発生検知装置、5・・・不具合状況診断装置、31・・・収音面、32・・・エリア、33・・・収音素子、41・・・音響受信部、42・・・周波数スペクトル分析部、43・・・フィルタリング部、44・・・不具合兆候検出部、45・・・不具合兆候発生位置特定部、46・・・不具合兆候検知情報送信部、47・・・固有周波数スペクトルDB、48・・・正常運転時周波数スペクトルDB、51・・・不具合兆候検知情報受信部、52・・・不具合兆候発生機器特定部、53・・・不具合兆候内容推定部、54・・・不具合兆候内容表示部、55・・・不具合兆候内容登録部、56・・・プラント設計情報DB、57・・・不具合兆候実績DB
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power generation plant, 2 ... Plant control apparatus, 3 ... Sound collection apparatus, 4 ... Defect generation detection apparatus, 5 ... Defect state diagnosis apparatus, 31 ... Sound collection surface, 32 ... Area, 33 ... Sound collecting element, 41 ... Acoustic receiver, 42 ... Frequency spectrum analyzer, 43 ... Filtering unit, 44 ... Defect sign detector, 45 ... Failure sign occurrence position specifying unit, 46... Failure sign detection information transmission unit, 47... Natural frequency spectrum DB, 48... Normal operation frequency spectrum DB, 51. ... failure sign generation device specifying unit, 53 ... failure sign content estimation unit, 54 ... failure sign content display unit, 55 ... failure sign content registration unit, 56 ... plant design information DB, 57 ... Defect indication results D
Claims (5)
前記監視対象設備の運転状態を示す状態情報を取得する状態情報取得手段と、
監視対象設備の周囲に設置される複数の収音手段と、
予め前記監視対象設備の正常運転時に前記複数の収音手段により収音された音響情報を記憶した正常運転時音響情報記憶手段と、
前記複数の収音手段により収音される音響情報および前記正常運転時音響情報記憶手段に記憶されている音響情報に基づいて、不具合の発生位置を特定する不具合発生位置特定手段と、
前記監視対象設備を構成する構成機器と該各構成機器の位置とを含む設計情報が記憶された設計情報記憶手段と、
前記監視対象設備の構成機器毎に、不具合の内容と、該不具合発生時に該構成機器が発する音響情報と、該不具合発生時の前記監視対象設備の運転状態を示す状態情報との対応関係が記録された不具合情報記憶手段と、
前記不具合発生位置特定手段で特定される不具合の発生位置および前記設計情報記憶手段に記憶されている設計情報に基づいて、不具合が発生した前記監視対象設備の構成機器を特定する不具合発生構成機器特定手段と、
前記特定された構成機器に発生している不具合を特定する不具合内容特定手段と、を備え、
前記複数の収音手段各々は、同方向に指向性を持つ収音素子が複数配置されて構成された集音面を有し、
前記正常運転時音響情報記憶手段は、前記収音手段毎に、前記監視対象設備の正常運転時に当該収音手段を構成する各収音素子で集音された音響情報を記憶しており、
前記不具合発生位置特定手段は、前記複数の収音手段各々の、前記正常運転時音響情報記憶手段に記憶されている音響情報との差分が所定の閾値より大きい音響情報を収音した集音素子の前記集音面における位置に基づいて、不具合の発生位置を特定し、
前記不具合内容特定手段は、前記不具合情報記憶手段を用いて、前記不具合発生構成機器特定手段により特定された前記監視対象設備の構成機器と、前記不具合発生位置特定手段により特定された不具合の発生位置に対応する収音素子で収音された音響情報と、前記状態情報取得手段により取得された状態情報と、に基づいて、不具合の内容を特定すること
を特徴とする状態監視システム。 A state monitoring system for monitoring the operating state of equipment,
State information acquisition means for acquiring state information indicating an operation state of the monitored facility;
A plurality of sound collection means installed around the monitored equipment;
Normal operation acoustic information storage means for storing acoustic information collected by the plurality of sound collection means during normal operation of the monitoring target equipment in advance;
A fault occurrence position specifying means for specifying a fault occurrence position based on the acoustic information collected by the plurality of sound pickup means and the acoustic information stored in the normal operation acoustic information storage means;
Design information storage means for storing design information including component devices constituting the monitoring target equipment and the position of each component device;
For each component device of the monitoring target facility, the correspondence between the content of the defect, the acoustic information emitted by the component device when the defect occurs, and the state information indicating the operation state of the monitoring target facility when the defect occurs is recorded Trouble information storage means,
Identifying a malfunctioning component device that identifies a component device of the monitored facility in which a defect has occurred based on the defect occurrence position identified by the defect occurrence position identifying unit and the design information stored in the design information storage unit Means ,
A failure content specifying means for specifying a failure occurring in the specified component device, and
Each of the plurality of sound collecting means has a sound collecting surface configured by arranging a plurality of sound collecting elements having directivity in the same direction,
The normal operation acoustic information storage means stores, for each sound collection means, acoustic information collected by each sound collection element constituting the sound collection means during normal operation of the monitoring target equipment,
The failure occurrence position specifying means is a sound collecting element that picks up acoustic information in which each of the plurality of sound collecting means has a difference from the acoustic information stored in the normal operation acoustic information storage means that is greater than a predetermined threshold. Based on the position of the sound collecting surface of the
The defect content specifying means uses the defect information storage means, the component device of the monitoring target equipment specified by the defect occurrence component device specifying means, and the defect occurrence position specified by the defect occurrence position specifying means A condition monitoring system that identifies the content of the defect based on the acoustic information collected by the sound collection element corresponding to and the status information acquired by the status information acquisition means .
前記複数の収音手段は、収音面を含む平面が互いに直交するように配置されていること
を特徴とする状態監視システム。 A claim 1 Symbol placement condition monitoring system,
The state monitoring system, wherein the plurality of sound collecting means are arranged so that planes including a sound collecting surface are orthogonal to each other.
前記複数の収音手段により収音され得る前記監視対象設備の固有周波数情報を記憶した固有周波数情報記憶手段と、
前記固有周波数情報記憶手段に記憶されている前記監視対象設備の固有周波数情報に基づいて、前記複数の収音手段により収音される音響情報からノイズを除去して、前記不具合発生位置特定手段へ出力するフィルタリング手段と、をさらに有すること
を特徴とする状態監視システム。 The state monitoring system according to claim 1 or 2 ,
Natural frequency information storage means for storing the natural frequency information of the monitored equipment that can be picked up by the plurality of sound pickup means;
Based on the natural frequency information of the monitoring target equipment stored in the natural frequency information storage means, noise is removed from the acoustic information collected by the plurality of sound collection means, and the fault occurrence position specifying means is detected. And a filtering means for outputting the condition monitoring system.
前記コンピュータの記憶装置には、
監視対象設備の周囲に複数設置された、同方向に指向性を持つ収音素子が複数配置されて構成された集音面を有する収音装置が、前記監視対象設備の正常運転時に収音した音響情報と、
前記監視対象設備を構成する構成機器と該各構成機器の位置とを含む設計情報と、
前記監視対象設備の構成機器毎に、不具合の内容と、該不具合発生時に該構成機器が発する音響情報と、該不具合発生時の前記監視対象設備の運転状態を示す状態情報との対応関係が記録された不具合情報と、が記憶されており、
前記コンピュータの演算装置は、前記プログラムを実行することにより、
前記複数の収音装置各々の、前記記憶装置に記憶されている音響情報との差分が所定の閾値より大きい音響情報を収音した集音素子の前記集音面における位置に基づいて、不具合の発生位置を特定する不具合発生位置特定手段、および、
前記不具合発生位置特定手段で特定される不具合の発生位置および前記記憶装置に記憶されている設計情報に基づいて、不具合が発生した前記監視対象設備の構成機器を特定する不具合発生構成機器特定手段と、
前記記憶装置に記憶されている不具合情報に基づいて、前記不具合発生構成機器特定手段により特定された前記監視対象設備の構成機器と、前記不具合発生位置特定手段により特定された不具合の発生位置に対応する収音素子で収音された音響情報と、前記監視対象設備から取得した該監視対象設備の運転状態を示す状態情報と、に基づいて、不具合の内容を特定する不具合内容特定手段、として機能すること
を特徴とするコンピュータで読取り可能なプログラム。 A computer readable program for monitoring the operating state of the equipment,
In the storage device of the computer,
A sound collection device having a sound collection surface that is configured by arranging a plurality of sound collection elements having directivity in the same direction, which are installed around the monitored facility, collects sound during normal operation of the monitored facility. Acoustic information ,
Design information including component devices constituting the monitored equipment and the position of each component device ;
For each component device of the monitoring target facility, the correspondence between the content of the defect, the acoustic information emitted by the component device when the defect occurs, and the state information indicating the operation state of the monitoring target facility when the defect occurs is recorded has been and defect information, is stored,
The computing device of the computer executes the program,
Based on the position on the sound collecting surface of the sound collecting element that picks up the acoustic information in which the difference from the acoustic information stored in the storage device of each of the plurality of sound collecting devices is larger than a predetermined threshold, A defect occurrence position identifying means for identifying the occurrence position; and
A failure occurrence component device identification unit that identifies a component device of the monitored facility in which a failure has occurred, based on a failure occurrence position identified by the failure occurrence position identification unit and design information stored in the storage device; ,
Based on the defect information stored in the storage device, corresponds to the component device of the monitored facility identified by the defect occurrence component identifying unit and the defect occurrence position identified by the defect occurrence position identifying unit A failure content specifying means for specifying the content of the failure based on the acoustic information collected by the sound collection device and the state information indicating the operating state of the monitored facility acquired from the monitored facility; A computer-readable program characterized by functioning.
同方向に指向性を持つ収音素子が複数配置されて構成された集音面を有する収音手段を、監視対象設備の周囲に複数設置し、
前記収音手段毎に、前記監視対象設備の正常運転時に当該収音手段を構成する各収音素子で予め収音された音響情報と、前記複数の収音手段により収音される音響情報とを比較し、前記複数の収音手段各々の、前記正常運転時の音響情報との差分が所定の閾値より大きい音響情報を収音した集音素子の前記集音面における位置に基づいて、不具合の発生位置を特定し、
前記特定した不具合の発生位置、および、前記監視対象設備を構成する構成機器と該各構成機器の位置とを含む設計情報に基づいて、不具合が発生した前記監視対象設備の構成機器を特定し、
前記監視対象設備の構成機器毎に、不具合の内容と、該不具合発生時に該構成機器が発する音響情報と、該不具合発生時の前記監視対象設備の運転状態を示す状態情報との対応関係が記録された不具合情報に基づいて、前記特定された前記監視対象設備の構成機器と、前記特定された不具合の発生位置に対応する収音素子で収音された音響情報と、前記監視対象設備から取得した該監視対象設備の運転状態を示す状態情報と、に基づいて、不具合の内容を特定すること
を特徴とする状態監視方法。 A state monitoring method for monitoring the operating state of equipment,
A plurality of sound collecting means having a sound collecting surface configured by arranging a plurality of sound collecting elements having directivity in the same direction are installed around the equipment to be monitored,
For each of the sound collection means, acoustic information collected in advance by each of the sound collection elements constituting the sound collection means during normal operation of the monitored facility, and acoustic information collected by the plurality of sound collection means And, based on the position on the sound collecting surface of the sound collecting element that picks up the sound information of each of the plurality of sound collecting means that has collected the sound information having a difference from the sound information during normal operation greater than a predetermined threshold, Identify the location of
Based on the design information including the location of occurrence of the identified failure, and the configuration device constituting the monitored facility and the position of each component device, the configuration device of the monitored facility where the failure has occurred ,
For each component device of the monitoring target facility, the correspondence between the content of the defect, the acoustic information emitted by the component device when the defect occurs, and the state information indicating the operation state of the monitoring target facility when the defect occurs is recorded Acquired from the monitoring target equipment based on the specified fault information, the component equipment of the specified monitoring target equipment, the acoustic information collected by the sound pickup element corresponding to the specified fault occurrence position, and A state monitoring method characterized by identifying the content of a defect based on state information indicating the operating state of the monitored facility .
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