JP5150590B2 - Abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method - Google Patents
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Description
本発明は、プラントの異常を検出する異常診断装置に関するものである。 The present invention relates to an abnormality diagnosis apparatus that detects an abnormality of a plant.
プラントの異常診断装置は、プラントに異常な過渡事象や事故等が生じた際に、プラントからの計測データを基に、その異常や事故の発生を検知する。 The plant abnormality diagnosis device detects the occurrence of an abnormality or an accident based on measurement data from the plant when an abnormal transient or accident occurs in the plant.
特許文献1には、クラスタリング技術の1つである適応共鳴理論(Adaptive Resonance Theory:ART)を用いた診断装置が開示されている。ARTとは、入力されたデータを、複数のカテゴリー(=クラスタ)に分類する方法である。ここでカテゴリーとは、類似性を持つデータのまとまりである。
ARTを用いた異常診断技術では、まず、正常状態の運転データをARTに入力し、正常状態のカテゴリーを作成する。この動作を学習と呼ぶ。次に、プラントの計測値をARTに入力する。計測値が学習に用いた運転データと同じ特性であれば、学習時に発生したカテゴリーに分類する。特性が異なる場合は、学習時とは異なる新しいカテゴリー(新規カテゴリー)に分類する。最後に、新規カテゴリーの発生する割合を計算し、これが閾値を越えた時に異常とする。 In an abnormality diagnosis technique using ART, first, normal operation data is input to the ART to create a normal category. This operation is called learning. Next, the measured value of the plant is input to the ART. If the measured value has the same characteristics as the driving data used for learning, the measured value is classified into the category generated during learning. If the characteristics are different, classify them into a new category (new category) that is different from when learning. Finally, the rate of occurrence of new categories is calculated, and when this exceeds a threshold, it is determined as abnormal.
クラスタリング技術では、クラスタの大きさ(ARTではカテゴリーの大きさ)を決定するパラメータがある。このパラメータを分解能パラメータと呼ぶ。一般に、あるデータをクラスタに分類する際に、分解能を粗く設定するとクラスタの数が少なくなり、分解能を細かく設定するとクラスタの数が多くなる。 In the clustering technique, there is a parameter that determines the size of a cluster (the size of a category in ART). This parameter is called a resolution parameter. Generally, when classifying certain data into clusters, if the resolution is set coarsely, the number of clusters decreases, and if the resolution is set finely, the number of clusters increases.
異常診断にクラスタリングを用いる際、分解能が粗いと異常が発生してもデータの傾向変化を捉えることができず、また逆に分解能が細かいと正常な範囲であっても微小な傾向変化を異常と判断する可能性がある。 When clustering is used for anomaly diagnosis, if the resolution is rough, even if an anomaly occurs, the trend of the data cannot be detected. Conversely, if the resolution is fine, even if the resolution is fine, a minute trend change is regarded as abnormal. There is a possibility to judge.
本発明の目的は、異常診断の目的に合致するように分解能パラメータを適切に調整し、高精度に異常を検出できる異常診断装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an abnormality diagnosis device that can appropriately adjust a resolution parameter so as to meet the purpose of abnormality diagnosis and detect an abnormality with high accuracy.
前述の目的を達成するため、本発明の異常診断装置は以下の構成とする。すなわち、プラントの正常時の計測信号を基に基準信号を作成する基準信号決定手段と、データの類似性に応じて前記基準信号をカテゴリーに分類する分類手段と、現在の計測信号が前記分類手段で発生したカテゴリーに属さない数量が一定値を超えた場合に異常と診断する診断手段を備えた異常診断装置において、前記基準信号決定手段は、プラントの正常時の計測信号を2つ以上のデータ群に分割する機能を持ち、前記分類手段はデータ群の1つを用いてカテゴリーに分類する学習部と、学習部で使用しない残りのデータ群の1つを用いてカテゴリーに分類するテスト部と、前記学習部、及び前記テスト部の分類結果を用いて、カテゴリーに分類する際に用いる分解能パラメータを調整する分解能パラメータ調整部を備える。 In order to achieve the above object, the abnormality diagnosis apparatus of the present invention has the following configuration. That is, a reference signal determining means for creating a reference signal based on a measurement signal at the time of normal plant, a classification means for classifying the reference signal into a category according to data similarity, and a current measurement signal being the classification means In the abnormality diagnosis apparatus provided with a diagnosis means for diagnosing an abnormality when the quantity that does not belong to the category that has occurred exceeds a certain value, the reference signal determination means uses two or more data as a measurement signal when the plant is normal A learning unit that has a function of dividing into groups, wherein the classifying unit classifies into a category using one of the data groups, and a test unit that classifies into a category using one of the remaining data groups not used in the learning unit; And a resolution parameter adjusting unit that adjusts a resolution parameter used for classification into categories using classification results of the learning unit and the test unit.
本発明の異常診断装置を用いることで、分解能パラメータを最適に調整できるため、精度良く異常診断できる。また、分解能パラメータの調整に要する労力を削減できる。 By using the abnormality diagnosis apparatus of the present invention, the resolution parameter can be optimally adjusted, so that abnormality diagnosis can be performed with high accuracy. In addition, the labor required for adjusting the resolution parameter can be reduced.
本発明の異常診断装置について、図面を参照して説明する。 The abnormality diagnosis apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の異常診断装置の第1の実施例を示すブロック図である。プラント100を異常診断装置200で診断する。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the abnormality diagnosis apparatus of the present invention. The
異常診断装置200は、演算装置として基準信号決定手段400,データ分類手段500,診断手段600を備えている。また、異常診断装置200は、データベースとして計測信号データベース310,基準信号データベース320,分類結果データベース330を備えている。
The
異常診断装置200は、外部とのインターフェイスとして外部入力インターフェイス210,外部出力インターフェイス220を備えている。
The
そして、異常診断装置200には、外部入力インターフェイス210を介して、プラント100から該プラントの各種状態量を計測した計測信号1、及びキーボード910,マウス920で構成される外部入力装置900の操作で作成される外部入力信号2を入力する。また、異常診断装置200から、外部出力インターフェイス220を介して、画像表示データ11を画像表示装置950に出力する。
The
外部入力インターフェイス210を介して入力された計測信号3は、計測信号データベース310に保存する。基準信号決定手段400では、計測信号データベース310に保存されている計測信号5から正常時のデータを抽出し、正常データを時間的に2つ以上のデータ群に分割する。この分割したデータ群を基準信号と呼び、この基準信号6は、基準信号データベース320に保存する。
The
データ分類手段500では、基準信号データベース320に保存されている基準信号7を処理し、分類結果8を出力する。データ分類手段500では、学習部510,テスト部520,分解能パラメータ調整部530を一定回数繰り返して動作させることで、分解能パラメータを調整し、基準信号の分類結果8を作成する。学習部510では、基準信号に含まれる1つのデータ群(学習用データ)をカテゴリー(=クラスタ)に分類する。学習用データを学習部510で処理した分類結果501は、テスト部520に送信される。テスト部520では、学習用データの分類結果501を用いて、学習部で使用しなかったデータ群(テスト用データ)をカテゴリーに分類する。学習用データとテスト用データをテスト部520で処理した分類結果502は、分解能パラメータ調整部530に送信する。分解能パラメータ調整部530は、学習用データとテスト用データの分類結果502を用いて分解能パラメータを調整し、調整した分解能パラメータ値503を学習部510、及びテスト部520に送信する。学習部510、及びテスト部520では、この分解能パラメータ値を用いて、学習用データ、及びテスト用データをカテゴリーに分類する。
The
分類結果8は、分類結果データベース330に保存する。診断手段600では、計測信号データベース310に保存されている現在の計測信号4と、分類結果データベース330に保存されている分類結果9を処理し、現在の計測信号4が学習部、及びテスト部で発生したカテゴリーに属さない数量を基にプラントが正常であるか異常であるかを診断する。診断手段600は、診断の結果を診断結果10として外部出力インターフェイス220に出力する。外部出力インターフェイス220は、診断結果10を画像表示データ11に変換して画像表示装置950に出力する。診断に用いるカテゴリーに属さない数量は、カテゴリーに属さない数量を把握するために、カテゴリーに属さない数量をカテゴリーに属する数量で割った割合や、数量として1となるカテゴリーに属さない数量の有無も含む。
The classification result 8 is stored in the
また、計測信号データベース310,基準信号データベース320,分類結果データベース330に保存されているデータを含む診断装置情報50は、画像表示装置950に表示できる。また、これらのデータは、必要に応じて外部入力装置900を用いて修正することもできる。
Further,
尚、本実施例では、基準信号決定手段400,データ分類手段500,診断手段600,計測信号データベース310,基準信号データベース320,分類結果データベース330が全て異常診断装置200の内部にあるが、これらの一部を異常診断装置200の外部に配置し、データのみを通信するようにしてもよい。また、本実施例では診断対象とするプラントは1つであるが、異常診断装置200で複数のプラントを診断することもできる。
In this embodiment, the reference signal determining means 400, the data classification means 500, the diagnosis means 600, the
図2(a)は、診断手段600,学習部510,テスト部520,分解能パラメータ調整部530において、カテゴリーに分類する手法の一実施例を説明する図である。ここでは、適応共鳴理論(Adaptive Resonance Theory:ART)を適用した実施例を述べるが、ベクトル量子化等の他のクラスタリング手法を用いてもよい。
FIG. 2A is a diagram for explaining an embodiment of a method of classifying into categories in the
図2(a)に示すように、ARTは、データ前処理装置610とARTモジュール620で構成する。
As shown in FIG. 2A, the ART is composed of a
データ前処理装置610では、運転データをARTモジュール620の入力データに変換する。以下にそのステップについて説明する。
The
まず、計測項目毎に最大値及び最小値を計算する。計算した最大値及び最小値を用いてデータを正規化する。 First, the maximum value and the minimum value are calculated for each measurement item. Data is normalized using the calculated maximum and minimum values.
正規化の方法についてxiを例に説明する。xiのデータ数がN個でn番目の計測値をxi(n)とする。また、N個のデータの中の最大値及び最小値をそれぞれMaxi,Min_iすると、正規化したデータNxi(n)は次式で計算する。
〔数1〕
Nxi(n)=α+(1−α)×(xi(n)−Min_i)
/(Max_i−Mini) …(式1)
The normalization method will be described by taking xi as an example. The number of data of xi is N and the nth measurement value is xi (n). Further, when the maximum value and the minimum value in N data are Maxi and Min_i, respectively, normalized data Nxi (n) is calculated by the following equation.
[Equation 1]
Nxi (n) = α + (1−α) × (xi (n) −Min_i)
/ (Max_i-Mini) (Formula 1)
ここで、α(0≦α<0.5)の定数であり、式1によりデータは[α,1−α]の範囲に正規化される。本実施形態ではα=0.2とした。正規化データNxi(n)の補数CNxi(n)を次式で計算する。
〔数2〕
CNxi(n)=1−Nxi(n) …(式2)
Here, it is a constant of α (0 ≦ α <0.5), and the data is normalized in the range of [α, 1−α] by
[Equation 2]
CNxi (n) = 1−Nxi (n) (Formula 2)
次に、データNxi(n)及びCNxi(n)からなるデータを入力データとしてARTモジュール620に入力する。
Next, data consisting of data Nxi (n) and CNxi (n) is input to the
ARTモジュール620では、入力データを複数のカテゴリーに分類する。ARTモジュール620は、F0レイヤー621,F1レイヤー622,F2レイヤー623,メモリ624、及びOrienting Subsystem625をそなえ、これらは相互に結合している。F1レイヤー622とF2レイヤー623は重み係数を介して結合しており、重み係数は入力データが分類されるカテゴリーのプロトタイプ(原型)を表している。
The
次に、ARTモジュールのアルゴリズムについて説明する。ARTモジュールに入力データが入力された場合のアルゴリズムの概要は、次のステップ1ないしステップ5のようになる。
Next, the algorithm of the ART module will be described. The outline of the algorithm when input data is input to the ART module is as shown in the following
ステップ1:F0レイヤーにより入力ベクトルの大きさが1になるように正規化され、また、ノイズが除去される。 Step 1: The F0 layer is normalized so that the size of the input vector becomes 1, and noise is removed.
ステップ2:F1レイヤーに入力された入力データと重み係数との比較により、ふさわしいカテゴリーの候補が選択される。 Step 2: A suitable category candidate is selected by comparing the input data input to the F1 layer with a weighting factor.
ステップ3:Orienting Subsystemで選択したカテゴリーの妥当性がパラメータρとの比により評価される。妥当と判断されれば、入力データはそのカテゴリーに分類され、ステップ4に進む。妥当と判断されなければ、そのカテゴリーはリセットされ、他のカテゴリーからふさわしいカテゴリーの候補が選択される(ステップ2の処理を繰り返す)。パラメータρの値を大きくすると、カテゴリー数が多くなり、データを細かく分類するようになる。逆に、ρを小さくするとカテゴリー数が少なくなり、データを粗く分類するようになる。ARTでは、パラメータρを、警戒パラメータと呼ぶ。ARTをクラスタリング技術に用いた場合、分解能パラメータ調整部530では、警戒パラメータρを調整する。以下では、警戒パラメータを分解能パラメータと呼ぶ。
Step 3: The validity of the category selected in the Orienting Subsystem is evaluated by the ratio with the parameter ρ. If it is determined to be valid, the input data is classified into the category, and the process proceeds to step 4. If it is not judged to be valid, the category is reset, and an appropriate category candidate is selected from the other categories (the process of
ステップ4:ステップ2で、全ての既存のカテゴリーがリセットされると、新規カテゴリーと判断され、新規カテゴリーのプロトタイプを表す新しい重み係数を生成する。
Step 4: When all the existing categories are reset in
ステップ5:入力データがカテゴリーJに分類されると、カテゴリーJに対応する重み係数WJ(new)は過去の重み係数WJ(old)と入力データp(または、入力データから派生したデータ)から次式で更新される。
〔数3〕
WJ(new)=Kw・p+(1−Kw)・WJ(old) …(式3)
Step 5: When the input data is classified into the category J, the weighting factor WJ (new) corresponding to the category J is the next from the past weighting factor WJ (old) and the input data p (or data derived from the input data). Updated with expression.
[Equation 3]
WJ (new) = Kw · p + (1−Kw) · WJ (old) (Formula 3)
ここで、Kwは学習率パラメータであり、入力ベクトルを新しい重み係数に反映させる度合いを決定する。 Here, Kw is a learning rate parameter and determines the degree to which the input vector is reflected in the new weighting factor.
ARTモジュール620のデータ分類アルゴリズムの特徴はステップ4の処理にある。ステップ4の処理により、記憶しているパターンと異なる入力データが入力された場合、記憶しているパターンは変更せず新しいパターンを記憶することができる。このため、過去に学習したパターンを記憶しながら、新たなパターンを記憶することが可能となる。
The feature of the data classification algorithm of the
このように、入力データとして予め与えた運転データを与えると、ARTモジュール620は与えられたパターンを学習する。この処理が図1の学習部510の処理に該当する。したがって、学習済みのARTモジュール620に新たな入力データが入力されると、上記アルゴリズムにより、過去のどのパターンに近いかを判定できる。また、過去に経験したことのないパターンであれば、新しいカテゴリーに分類される。この処理が図1のテスト部520の処理に該当する。
As described above, when the operation data given in advance is given as input data, the
図2(b)は、分類結果の一実施例を説明する図である。図2(b)では、計測データの2項目を表示したものであり、2次元のグラフで表記した。データは、複数のカテゴリー630(図2(b)中の円)に分割される。 FIG. 2B illustrates an example of the classification result. In FIG. 2B, two items of measurement data are displayed and represented by a two-dimensional graph. The data is divided into a plurality of categories 630 (circles in FIG. 2B).
図3は、プラント100の計測信号を取得してから、異常情報を画像表示装置950に表示するまでの手順を示すフローチャート図である。図3に示すように、本フローチャートはステップ1000,1010,1020,1030を組み合わせて実行する。
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure from when the measurement signal of the
まず、ステップ1000では、プラント100からの計測信号1を、外部入力インターフェイス210を介して異常診断装置200に取り込み、計測信号3を計測信号データベース310に保存する。
First, in step 1000, the
ステップ1010では、診断手段600を動作させる。ステップ1020では、ステップ1010で異常と診断した場合はステップ1030に進み、異常と診断されなかった場合はステップ1000に戻る。
In step 1010, the
ステップ1030では、診断手段600が出力した診断結果10を、外部出力インターフェイス220で画像表示データ11に変換し、画像表示装置950に出力する。これにより、プラントの運転員に異常を通知する。
In step 1030, the
図4は、プラント100の実施例と、プラント100に異常診断装置200を適用した時の動作例を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the
図4(a)は、プラント100の一実施例であるガスタービンプラントを説明する図である。
FIG. 4A is a diagram illustrating a gas turbine plant that is an example of the
プラント100は、ガスタービン発電機110,制御装置120,データ送信装置130からなる。ガスタービン発電機110は、発電機111,圧縮機112,燃焼器113,タービン114で構成される。圧縮機112による圧縮空気が燃焼器113に送られ、燃料と混合されて燃焼器113で燃焼する。燃焼により発生した高圧ガスでタービン114を駆動し、発電機111で発電する。
The
制御装置120は、電力需要に応じてガスタービン発電機110の出力を制御するための操作信号101を生成する。また、制御装置120は、ガスタービン発電機110に設置されたセンサー(図示せず)で計測した計測信号102が入力されている。運転データは、吸気温度,燃料投入量,タービン排ガス温度,タービン回転数,発電機発電量,タービン軸振動などの状態量で、1秒間隔で計測している。また、大気温度などの気象情報も計測している。データ送信装置130は、制御装置120で計測した計測信号103を、異常診断装置200に送信する。尚、計測信号103には、操作信号101を含めることもできる。
The
図4(b)は、プラント100に異常診断装置200を適用した時の結果を説明する図である。図4(b)は、診断手段600に入力する計測信号,診断手段600で計測信号4をカテゴリーに分類した結果、及び新規カテゴリーの発生割合の経時変化を示している。尚、新規カテゴリーの発生割合は、新規カテゴリーに分類されるデータ数を用いて、移動平均などの平滑化手法を用いて計算する。
FIG. 4B is a diagram for explaining a result when the
図4(b)に示すように、診断手段600には、データI、及びデータIIの計測信号が入力され、この信号を用いて異常診断する。正常状態のデータで構成した基準データを予めデータ分類手段500に入力してカテゴリーに分類した結果、1番から4番のカテゴリーに分類された(基準時カテゴリー)。その後、現在の計測データを診断手段600で逐次カテゴリーに分類する。異常発生より前の時間帯では、計測信号4はカテゴリー番号1〜4のいずれかに属し、異常発生後は、正常時にはないカテゴリー(新規カテゴリー)に属する。ある一定期間で発生する新規カテゴリー数の移動平均で計算する新規カテゴリーの発生割合は、異常発生後から上昇し、予め設定された閾値を超えると異常と診断する。この例では、異常発生と同時に新規カテゴリーに分類されていることから、高精度に診断できている。
As shown in FIG. 4B, the
しかし、分解能パラメータの設定値によっては、所望の診断性能が得られない場合がある。図5は、異常診断の失敗例を説明する図である。図4(b)とは分解能パラメータの設定値が異なり、図5(b)は分解能が粗い場合(ρが小さい場合)の診断結果、図5(c)は分解能が細かい場合(ρが大きい場合)の診断結果を説明する図である。 However, the desired diagnostic performance may not be obtained depending on the set value of the resolution parameter. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of failure in abnormality diagnosis. 4B is different from the setting value of the resolution parameter, FIG. 5B is a diagnosis result when the resolution is rough (when ρ is small), and FIG. 5C is when the resolution is fine (when ρ is large). It is a figure explaining the diagnosis result of ().
図5(b)に示すように、分解能が粗いと、異常発生後も、診断手段600に入力された現在の計測信号が、基準時に生成したカテゴリーに属するため、新規カテゴリーが生成されず、異常を検出できない。一方、図5(c)に示すように、分解能が細かいと、正常状態における微小なデータ傾向の変動でも新規カテゴリーが発生するため、異常発生前から新規カテゴリーが発生する。従って、正常な状態を異常と誤診する問題が生じる。以上のことから、異常を高精度に検出するには、正常時には新規カテゴリーが発生せず、異常発生後に新規カテゴリーが発生するように、分解能パラメータを設定する必要がある。
As shown in FIG. 5B, if the resolution is rough, even after the occurrence of an abnormality, the current measurement signal input to the
図6は、ガスタービンプラントの運転モードと経年劣化を説明する図である。ガスタービンプラントでは、図6(a)に示すように出力変化運転する。出力変化運転中(ε1〜ε5)と、一定出力運転中(α,β,γ)では、データ傾向は異なる。また、出力帯に応じてデータ傾向が異なる。また、使用する燃料の種類も変化する場合がある。さらに、図6(b)に示すように、プラントの経年劣化に伴い、効率が低下し、データの傾向も変化する。 FIG. 6 is a diagram for explaining the operation mode and aging degradation of the gas turbine plant. In the gas turbine plant, an output changing operation is performed as shown in FIG. The data trends differ between the output change operation (ε1 to ε5) and the constant output operation (α, β, γ). Further, the data tendency varies depending on the output band. Also, the type of fuel used may change. Furthermore, as shown in FIG. 6 (b), with the aging of the plant, the efficiency decreases and the data trend also changes.
このような運転状態変化、及び経年劣化は異常ではないので、これが原因でデータ傾向が変化しても、新規カテゴリーが発生しないように分解能パラメータを調整することが望ましい。 Since such changes in operating conditions and aging are not abnormal, it is desirable to adjust the resolution parameter so that a new category does not occur even if the data trend changes due to this change.
本発明の異常診断装置200の基準信号決定手段400とデータ分類手段500を用いて分解能パラメータを調整することで、これらの課題を解決できる。本発明では、正常状態時に新規カテゴリーが発生しない範囲で、最も細かくなるように分解能パラメータを調整する。以下では、分解能パラメータの調整方法の詳細を説明する。
These problems can be solved by adjusting the resolution parameter using the reference
図7は、基準信号決定手段400の動作例を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining an operation example of the reference
図7(a)は、画像表示装置950に表示される画面である。本画面を参照しながら外部入力装置900を用いて、基準信号決定手段400で基準信号6を決定するのに用いるパラメータを入力する。
FIG. 7A shows a screen displayed on the
基準信号決定手段400では、計測信号データベース310から正常時のデータを抽出し、このデータを2つのデータ群に分割する。正常期間、及びデータの分割方法は図7(a)に入力された情報に基づいて決定する。
The reference
正常期間は、日付を入力することで決定する。なお、図7(a)には年,月、及び日が入力されているが、時,分,秒等の情報を入力することも可能である。分割方法は、「一定期間毎に分割」,「前半後半に分割」,「ランダムに分割」の3種類から選択する。 The normal period is determined by entering a date. In FIG. 7A, year, month, and day are entered, but information such as hours, minutes, and seconds can also be entered. The division method is selected from three types of “division every fixed period”, “division in the first half and second half”, and “division at random”.
「一定期間毎に分割」を選択した場合、図7(b)に示すようにデータを一定期間毎に分割し(図7(b)の例では6分割)、これを交互にA群,B群のデータ群に分割する。区切るデータの期間は、図7(a)の画面で入力する(図7(a)では、1ヶ月と入力されている。)。 When “divide every predetermined period” is selected, the data is divided every predetermined period as shown in FIG. 7B (six divisions in the example of FIG. 7B), and these are alternately divided into groups A and B. Divide into groups of data groups. The period of data to be divided is input on the screen of FIG. 7A (in FIG. 7A, one month is input).
「前半後半に分割」を選択した場合、図7(b)に示すようにデータを前半部と後半部に分割し、それぞれA群,B群のデータとする。 When “divide into first half and second half” is selected, the data is divided into the first half and the second half as shown in FIG.
「ランダムに分割」を選択した場合は、ランダムに0−1の範囲で発生させた乱数と時刻を対応づけし、0.5より大きい乱数に対応する時刻のデータをA群、0.5以下の乱数に対応する時刻のデータをB群に分割する。 When “Randomly Divide” is selected, a random number generated in the range of 0-1 is associated with a time, and the time data corresponding to a random number greater than 0.5 is group A, 0.5 or less. The time data corresponding to the random number is divided into the B group.
また、いずれの分割方法においても、図6(a)に示した全ての運転モードのデータが、A群,B群に必ず含まれるように、データを入れ替えるようにしてもよい。これにより、A群,B群の両方のデータ群が、全ての運転モードのデータ傾向を持つこととなる。 In any of the division methods, the data may be exchanged so that all the operation mode data shown in FIG. 6A are always included in the A group and the B group. Thereby, both the data groups of A group and B group will have the data tendency of all the operation modes.
図7(c)は、基準信号データベース320に保存されるデータの態様を説明する図である。図7(c)に示すように、計測時刻と計測したデータの値が、A群,B群のデータ群毎に分割されて保存される。
FIG. 7C is a diagram for explaining a mode of data stored in the
なお、図7ではA群とB群の2つにデータを分割する場合について述べたが、3つ以上のデータ群に分割してもよい。また、基準信号決定手段400では、計測信号5に平滑化処理,フーリエ変換等の処理を施し、処理後の結果を用いて基準信号6を作成するようにしてもよい。また、基準信号決定手段400は、1サンプル点おきにデータ群に分割する機能を持たせることもできる。また、正常データに含まれる発電出力、使用する燃料の種類などの運転状態の計測信号が全データ群に含まれるように分割しても良い。
In FIG. 7, the case where data is divided into two groups, group A and group B, has been described, but it may be divided into three or more data groups. Further, the reference
図8は、データ分類手段500の動作を説明する図であり、分解能パラメータを決定するためのフローチャートである。図8に示すように、本フローチャートはステップ1100,1110,1120,1130,1140,1150,1160を組み合わせて実行する。
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the
まず、ステップ1100では、基準信号7を学習用データとテスト用データに振り分ける。たとえば、図7(c)のデータ群Aを学習用データ、データ群Bをテスト用データとする。次に、ステップ1110では、学習部510を動作させて、学習用データをカテゴリーに分類する。ステップ1120では、テスト部520を動作させて、テスト用データをカテゴリーに分類する。
First, in step 1100, the reference signal 7 is divided into learning data and test data. For example, the data group A in FIG. 7C is used as learning data, and the data group B is used as test data. Next, in step 1110, the
ステップ1130では、ステップ1110とステップ1120の繰り返し回数が予め設定した閾値以下の場合はステップ1140に進み、閾値を越えた場合はステップ1150に進む。ステップ1140では、ステップ1120を動作させた時に新規カテゴリーが発生した時には〔数4〕、新規カテゴリーが発生しなかった時は〔数5〕に従ってパラメータを更新する。 In Step 1130, if the number of repetitions of Step 1110 and Step 1120 is less than or equal to a preset threshold value, the process proceeds to Step 1140. If the threshold value is exceeded, the process proceeds to Step 1150. In step 1140, the parameter is updated according to [Equation 4] when a new category is generated when step 1120 is operated, and according to [Equation 5] when a new category is not generated.
尚、ρnewは分解能パラメータの更新値、ρoldは分解能パラメータの前回値、ρminは分解能パラメータ探索範囲の下限値、ρmaxは分解能パラメータ探索範囲の上限値である。
〔数4〕
ρnew=ρold−0.5×(ρold−ρmin)
ρmax=ρold …(式4)
〔数5〕
ρnew=ρold+0.5×(ρmax−ρold)
ρmin=ρold …(式5)
Ρ new is an updated value of the resolution parameter, ρ old is a previous value of the resolution parameter, ρ min is a lower limit value of the resolution parameter search range, and ρ max is an upper limit value of the resolution parameter search range.
[Equation 4]
ρ new = ρ old −0.5 × (ρ old −ρ min )
ρ max = ρ old (Formula 4)
[Equation 5]
ρ new = ρ old + 0.5 × (ρ max −ρ old )
ρ min = ρ old (Formula 5)
その後、ステップ1110,1120では、ρnewを用いて、基準データをカテゴリーに分類する。 Thereafter, in steps 1110 and 1120, the reference data is classified into categories using ρ new .
ステップ1150では、データ群と学習用,テスト用データの組み合わせを評価し、実施していない組み合わせが無い場合はステップ1160に進み、組み合わせがある場合は1100に戻り、前回とは異なる組み合わせとなるように基準信号を割り振る。たとえば、前回、図7(b)におけるデータ群Aを学習用データ、データ群Bをテスト用データとした場合は、データ群Bを学習用データ、データ群Aをテスト用データとする。ステップ1160では、ρminを分解能パラメータとして決定する。 In step 1150, the combination of the data group and the data for learning and test is evaluated. If there is no combination that has not been implemented, the process proceeds to step 1160. Assign a reference signal to For example, when the data group A in FIG. 7B is the learning data and the data group B is the test data last time, the data group B is the learning data and the data group A is the test data. In step 1160, ρ min is determined as a resolution parameter.
尚、ステップ1140では、テスト部で新規カテゴリーが発生しない場合に評価値が高くなり、また分解能が細かい程評価値が高くなるように設定し、遺伝的アルゴリズム等の最適化手法を用いて評価値が最大となる分解能パラメータを探索するようにしてもよい。 In step 1140, the evaluation value is set to be higher when a new category does not occur in the test unit, and the evaluation value is set to be higher as the resolution is smaller, and the evaluation value is set using an optimization method such as a genetic algorithm. You may make it search for the resolution parameter in which becomes the maximum.
図9は、分解能パラメータ調整経過を説明する図である。 FIG. 9 is a diagram for explaining the resolution parameter adjustment process.
図9(a)の縦軸は、ρmax,ρmin,ρnew、及びステップ1120における新規カテゴリー発生の有無であり、横軸は図8のステップ1110,1120,1130,1140の繰り返し回数である。図9(a)は繰り返し回数を5回に設定した時の結果である。 The vertical axis in FIG. 9A represents ρ max , ρ min , ρ new , and whether or not a new category has been generated in step 1120, and the horizontal axis represents the number of repetitions of steps 1110, 1120, 1130, and 1140 in FIG. 8. . FIG. 9A shows the result when the number of repetitions is set to five.
繰り返し回数0回目の時は、図8のステップ1120で新規カテゴリーが発生した。この場合、〔数4〕に従ってρnewとρmaxを更新する。繰り返し回数1回目では、更新したρnewを用いて学習部、テスト部を動作させた結果、図8のステップ1120で新規カテゴリーが発生しなかった。この場合、〔数5〕に従ってρnewとρminを更新する。以下、同様な手順を繰り返し、分解能パラメータを更新する。 When the number of repetitions was zero, a new category was generated in step 1120 of FIG. In this case, ρ new and ρ max are updated according to [Equation 4]. In the first iteration, as a result of operating the learning unit and the test unit using the updated ρ new , no new category was generated in step 1120 of FIG. In this case, ρ new and ρ min are updated according to [Equation 5]. Thereafter, the same procedure is repeated to update the resolution parameter.
図9(b)は、学習用データ,テスト用データの組み合わせと、ρの候補値(ρmin)の値の関係を説明する図である。学習用データをA群、テスト用データをB群に設定した時のρの候補値は0.999であり、学習用データをB群、テスト用データをA群に設定した時のρの候補値は、0.99である。この場合、図8のステップ1160では、これらの候補値の中から、分解能が最も細かくなる分解能パラメータの値(図9(b)の例では、0.999)を、最終的な分解能パラメータ値として決定する。このように、学習用データとテスト用データの組み合わせを変更し、その中で分解能が最も細かくなるように分解能パラメータを決定することで、データの外れ値に対応できる。 FIG. 9B is a diagram for explaining a relationship between a combination of learning data and test data and a value of a candidate value (ρ min ) of ρ. The candidate value of ρ when the learning data is set to the A group and the test data is set to the B group is 0.999, and the candidate of ρ when the learning data is set to the B group and the test data is set to the A group. The value is 0.99. In this case, in step 1160 of FIG. 8, a resolution parameter value (0.999 in the example of FIG. 9B) with the smallest resolution among these candidate values is used as the final resolution parameter value. decide. Thus, by changing the combination of the learning data and the test data and determining the resolution parameter so that the resolution becomes the finest among them, it is possible to deal with outliers of the data.
図9(c)は、外れ値を説明する図である。外れ値がA群に属している場合、A群がテスト用データとなった場合は、分解能を粗く設定しない限り外れ値が入力された場合に新規カテゴリーが生成する。従って、分解能パラメータ調整部530では、分解能が粗くなるように分解能パラメータを調整してしまい、異常を検出できなくなる可能性がある。
FIG. 9C is a diagram for explaining outliers. If the outlier belongs to the A group, and the A group becomes the test data, a new category is generated when the outlier is input unless the resolution is set coarsely. Therefore, the resolution
この現象を避けるため、本発明の実施例では、学習用データとテスト用データのデータを入れ替えて分解能パラメータを調整し、その中で分解能が最も細かくなる値を選択するようにしている。 In order to avoid this phenomenon, in the embodiment of the present invention, the resolution data is adjusted by exchanging the data for learning and the data for testing, and the value with the finest resolution is selected.
尚、図8のフローチャートで調整した分解能パラメータ値を用いて診断した結果は、図4(b)で説明したのと同じであるため、ここでは省略する。 The result of diagnosis using the resolution parameter value adjusted in the flowchart of FIG. 8 is the same as that described with reference to FIG.
図10は、分解能パラメータ確認画面であり、画像表示装置950に表示される画面の一実施例である。画像表示装置950に図9のρnewの値と、その時にテスト部で新規カテゴリーが発生した割合である。このふたつの関係を表示し、プラントの運転員は、選択されたρの値について妥当性を確認できる。新規カテゴリーが発生した割合の他、発生量,発生の有無などとρの値との関係としても良い。
FIG. 10 is a resolution parameter confirmation screen, which is an example of a screen displayed on the
また、画像表示装置950に図10の画面を表示させ、分解能パラメータ値を手動で変更することもできる。すなわち、図8のフローチャートの分解能パラメータ決定(ステップ1160)では分解能パラメータ1161を選択するが、分解能の粗い分解能パラメータ1162や、分解能の細かい1163で診断したい、という場合は、図10の画面上で外部入力装置900を操作し、分解能パラメータの値を変更することもできる。このように、異常診断装置が、計測信号データベースにプラントの計測信号を記憶し、正常時の計測信号を用いてカテゴリーに分類する学習を実行し、学習で使用しない他の計測信号を用いてカテゴリーに分類するテストを実行し、学習、及びテストの分類結果を用いて、カテゴリーに分類する際に用いる分解能パラメータを調整することで、データの類似性に応じて、前記基準信号をカテゴリーに分類し、分解能パラメータを調整する場合に、分解能パラメータ調整で過去に設定した分解能パラメータの値と、テストで発生した新しいカテゴリーの関係を画面に表示し、正常時の計測信号とは異なる診断対象の計測信号について、分類で発生したカテゴリーに属さない割合が一定値を超えた場合に異常と診断する異常診断方法により、分解能パラメータの値と、テストで発生した新しいカテゴリーの割合の関係を表示し、プラントの運転員は、選択されたρの値について妥当性を確認でき、適切に調整されたパラメータで異常診断を行うことができる。
Further, it is possible to display the screen of FIG. 10 on the
本実施例の分解能パラメータ調整部530では、テスト部で新規カテゴリーが発生しない範囲で分解能が最も細かくなるように分解能パラメータを調整する機能に加えて、連続する2つのデータ群が属するカテゴリーが同じになるように分解能パラメータを調整する機能も有している。この場合、図8のステップ1140では、ステップ1120を動作させた時に新規カテゴリーが発生せず、それに分類されるカテゴリーがステップ1110と同じ場合に、〔数5〕でパラメータを更新し、それ以外の時は〔数4〕でパラメータを更新する。これにより、図6で説明したプラントの経年劣化に対応できる。
In the resolution
図11は、経年劣化への対応方法を説明する図であり、1月,2月のデータ値をプロットしたものである。1月,2月は共に正常であるが、経年変化によりデータの傾向が若干変化したとする。 FIG. 11 is a diagram for explaining a method for dealing with aging deterioration, in which data values in January and February are plotted. It is assumed that both January and February are normal, but the data trend has changed slightly due to aging.
図11(a)は、1月のデータをカテゴリー1201は1月のデータを包含しており、カテゴリー1202は2月のデータを包含する。2月のデータの一部は、カテゴリー1201の外部にある。
FIG. 11A shows data for January,
そのため、仮に1月のデータを基準信号としてカテゴリーを作成し、2月のデータを診断した場合、2月のデータの一部はカテゴリー1201に属さないため新規カテゴリーが発生する。これにより、正常であるにも関わらず異常と診断されてしまう可能性がある。連続する二つのデータ群が属するカテゴリーが同じになるように分解能を調整すると、図11(b)のカテゴリー1203,カテゴリー1204が生成する。つまり、1ヶ月間の経年劣化によってデータ傾向が変化しても、新規カテゴリーが発生しない。
Therefore, if a category is created using January data as a reference signal and the February data is diagnosed, a new category is generated because a part of the February data does not belong to the
そこで、1月と2月の運転データ(基準データ)を、それぞれ学習用データ,テスト用データとして、分解能パラメータを決定する。その後、この分解能パラメータを用いて3月の運転データを診断する。この場合、1ヶ月間の経年劣化によってデータ傾向が変化しても、新規カテゴリーは発生しない。もし、突発異常が発生してデータが大きく変化した場合は、新規カテゴリーが発生する。 Therefore, the resolution parameters are determined using the operation data (reference data) for January and February as learning data and test data, respectively. After that, the operation data for March is diagnosed using this resolution parameter. In this case, a new category does not occur even if the data trend changes due to aging for one month. If a sudden abnormality occurs and the data changes greatly, a new category is generated.
従って、突発異常が発生したときにのみ新規カテゴリーが発生するので、高精度に異常を検出することができる。 Therefore, since a new category is generated only when a sudden abnormality occurs, the abnormality can be detected with high accuracy.
図12は、本発明の異常診断装置の第2の実施例を示すブロック図である。第1の実施例における基準信号決定手段400,データ分類手段500,診断手段600とは、以下の点で異なる。
FIG. 12 is a block diagram showing a second embodiment of the abnormality diagnosis apparatus of the present invention. The reference
基準信号決定手段400では、計測信号データベース310に保存されている計測信号5の正常データを少なくとも3群以上に分割する。
The reference
データ分類手段500は、学習部510,テスト部520,分解能パラメータ調整部530に,閾値設定部540が追加される。学習部510では、データ群の1つを用いてカテゴリーに分類する。また、テスト部520では、学習部510で使用しない残りのデータ群の1つを用いてカテゴリーに分類する。また、閾値設定部540では、学習部510、及びテスト部520で使用しない残りのデータ群の1つを用いて、学習部及びテスト部で生成したカテゴリーに属さない数量を閾値とする。この閾値は、分類結果データベース330に保存される。閾値についてのカテゴリーに属さない数量は、カテゴリーに属さない数量を把握するために、カテゴリーに属さない数量をカテゴリーに属する数量で割った割合や、数量として1となるカテゴリーに属さない数量の有無も含む。
In the
診断手段600では、現在の計測信号がデータ分類手段500で発生したカテゴリーに属さない割合が、閾値設定部540で求めた閾値を超えた場合に異常と診断する。
The
つまり、第1の実施例では、診断手段600で異常と診断するための閾値(図4(b)参照)は予め運転員が設定する必要があったが、第2の実施例ではこの閾値を閾値設定部540で自動的に決定する。以下、閾値の決定方法について述べる。
That is, in the first embodiment, the operator has to set a threshold value (see FIG. 4B) for diagnosing an abnormality with the
図13は、本発明の異常診断装置の第2の実施例における基準信号決定手段400の動作結果例を説明する図である。計測信号データベース310に保存されている計測信号5の正常データを少なくとも3群以上に分割する。図13では、正常データをA群,B群,C群の3群に分割した場合の例を示している。
FIG. 13 is a diagram for explaining an example of the operation result of the reference signal determining means 400 in the second embodiment of the abnormality diagnosis apparatus of the present invention. The normal data of the
図14は、本発明の診断装置の第2の実施例におけるデータ分類手段500の動作を説明するフローチャート図である。 FIG. 14 is a flowchart for explaining the operation of the data classification means 500 in the second embodiment of the diagnostic apparatus of the present invention.
図14のフローチャートは、図8のフローチャートにステップ1170を追加して構成する。ステップ1170では、閾値設定部540を動作させ、ステップ1160で決定した分解能パラメータを用いた時における学習部,テスト部のカテゴリーに属さない新規カテゴリーの発生割合を求め、この値を閾値に決定する。
The flowchart of FIG. 14 is configured by adding step 1170 to the flowchart of FIG. In step 1170, the threshold
新規カテゴリーは、外れ値,計測ノイズ等の影響で発生する可能性がある。閾値設定部540では正常時のデータのみを用いて分類するため、閾値設定部540を動作させた時に発生する新規カテゴリーは、外れ値,計測ノイズ等の影響で発生する。そこで、本実施例では、診断手段600を動作させた時に発生する新規カテゴリーの割合が閾値以下の場合は正常と診断し、閾値以上の場合は異常と診断することで、診断精度の向上を図るようにしている。
New categories can occur due to outliers, measurement noise, and other effects. Since the
図15は、本発明の異常診断装置の第2の実施例における分類結果データベース330に保存されるデータの態様を説明する図である。
FIG. 15 is a diagram for explaining an aspect of data stored in the
図15(a)に示すように、分類結果データベース330には、分解能パラメータと閾値の関係が保存される。また、図15(b)に示すように、カテゴリー毎に閾値を保存することもでき、新規カテゴリーが発生する前に属しているカテゴリー番号毎に閾値を算出し、その値を保存するようにしてもよい。
As shown in FIG. 15A, the
このように、カテゴリー毎に閾値を設定することで、運転条件毎に閾値を変更することが可能となり、より精度の高い診断が可能となる。 Thus, by setting a threshold value for each category, the threshold value can be changed for each operating condition, and a more accurate diagnosis is possible.
図16は、本発明の異常診断装置の第2の実施例における画像表示装置950に表示される画面の一実施例を説明する図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a screen displayed on the
新規カテゴリー発生割合と閾値の経時変化を表示することで、これらのパラメータの推移を容易に確認できる。 By displaying the new category occurrence rate and the change over time in the threshold, the transition of these parameters can be easily confirmed.
上述した各実施例の装置は、メモリやCPUを備えたコンピュータなどで実施することができ、また装置の有する機能としての処理手段などはプログラムモジュールであり、モジュールを読み込んでコンピュータに実行させることで各機能を実施することができる。 The devices of the above-described embodiments can be implemented by a computer having a memory and a CPU, and the processing means as functions of the device are program modules. By reading the modules and causing the computer to execute them, Each function can be implemented.
また、プログラムモジュールを記録した記録媒体をコンピュータに読み込ませることにより各機能を実施可能である。 Each function can be implemented by causing a computer to read a recording medium on which a program module is recorded.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換えをすることことが可能である。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. In addition, a part of the configuration of a certain embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of a certain embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
また、上記の各構成は、それらの一部又は全部が、ハードウェアで構成されても、プロセッサでプログラムが実行されることにより実現されるように構成されてもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。 In addition, each of the above-described configurations may be configured such that some or all of them are configured by hardware, or are implemented by executing a program by a processor. Further, the control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.
100 プラント
200 異常診断装置
210 外部入力インターフェイス
220 外部出力インターフェイス
310 計測信号データベース
320 基準信号データベース
330 分類結果データベース
400 基準信号決定手段
500 データ分類手段
510 学習部
520 テスト部
530 分解能パラメータ調整部
600 診断手段
900 外部入力装置
910 キーボード
920 マウス
950 画像表示装置
100
Claims (21)
プラントの正常時の前記計測信号を2つ以上のデータ群に分割して、基準信号を作成する基準信号決定手段と、
前記データ群の1つを用いてカテゴリーに分類する学習部と、前記学習部で使用しない残りの前記データ群の1つを用いてカテゴリーに分類するテスト部と、前記学習部、及び前記テスト部の分類結果を用いて、カテゴリーに分類する際に用いる分解能パラメータを調整する分解能パラメータ調整部とを備え、データの類似性に応じて、前記基準信号をカテゴリーに分類する分類手段と、
前記正常時の計測信号とは異なる診断対象の計測信号について、前記分類手段で発生したカテゴリーに属さない数量が一定値を超えた場合に異常と診断する診断手段とを備えた異常診断装置。 A measurement signal database that stores plant measurement signals;
A reference signal determining means for dividing the measurement signal at the time of normal plant into two or more data groups and creating a reference signal;
A learning unit that classifies into a category using one of the data groups, a test unit that classifies into a category using one of the remaining data groups not used in the learning unit, the learning unit, and the test unit A resolution parameter adjustment unit that adjusts a resolution parameter used when classifying into a category using the classification result, and a classification unit that classifies the reference signal into a category according to data similarity;
An abnormality diagnosing device comprising: a diagnosis unit that diagnoses an abnormality when a quantity that does not belong to a category generated by the classification unit exceeds a certain value with respect to a measurement signal to be diagnosed that is different from the measurement signal in the normal state.
前記基準信号決定手段は、プラントの正常時の計測信号を3つ以上のデータ群に分割し、
前記学習部、及び前記テスト部で使用しない残りのデータ群の1つを用いて、学習部及びテスト部で生成したカテゴリーに属さない割合を閾値として求める閾値設定部を備え、
前記診断手段は、前記正常時の計測信号とは異なる診断対象の計測信号について、前記分類手段で発生したカテゴリーに属さない数量が前記閾値を超えた場合に異常と診断すること
を特徴とする異常診断装置。 The abnormality diagnosis device according to claim 1,
The reference signal determining means divides a measurement signal when the plant is normal into three or more data groups,
Using one of the remaining data groups that are not used in the learning unit and the test unit, a threshold setting unit that obtains as a threshold a ratio that does not belong to the category generated by the learning unit and the test unit,
The diagnostic means diagnoses an abnormality when a quantity that does not belong to the category generated by the classification means exceeds the threshold for a measurement signal to be diagnosed different from the measurement signal at the normal time Diagnostic device.
前記分解能パラメータ調整部では、前記テスト部でカテゴリーに分類した際に、前記学習部で分類したカテゴリーとは異なるカテゴリーが発生しない範囲で、分解能が一番細かくなるように分解能パラメータを調整すること
を特徴とする異常診断装置。 In the abnormality diagnosis apparatus according to claim 1 or 2,
The resolution parameter adjustment unit adjusts the resolution parameter so that the resolution becomes the finest within a range in which a category different from the category classified by the learning unit does not occur when the test unit classifies the category. A characteristic abnormality diagnosis device.
前記分解能パラメータ調整部では、前記学習部,前記テスト部に振り分けるデータ群の組み合わせを変更した中で、分解能が一番細かい分解能パラメータを決定することを特徴とする異常診断装置。 In the abnormality diagnosis apparatus according to claim 3,
The abnormality diagnosis apparatus characterized in that the resolution parameter adjustment unit determines a resolution parameter with the finest resolution while changing a combination of data groups distributed to the learning unit and the test unit.
前記基準信号設定手段では、予め設定した間隔でデータを2群以上に分割し、
前記分解能パラメータ調整部では、連続する2つのデータ群が同じカテゴリーに分類された数量の情報を用いて分解能パラメータを調整すること
を特徴とする異常診断装置。 In the abnormality diagnosis apparatus according to claim 3,
In the reference signal setting means, the data is divided into two or more groups at predetermined intervals,
An abnormality diagnosis apparatus, wherein the resolution parameter adjustment unit adjusts a resolution parameter using information on a quantity in which two consecutive data groups are classified into the same category.
前記基準信号決定手段では、正常時の計測データとして、発電出力又は使用する燃料の種類を含む運転状態の計測信号を用い、前記データ群の全データ群に含まれるように分割すること
を特徴とする火力発電プラントの異常診断装置。 Applying the abnormality diagnosis device according to claim 1 or claim 2 to a thermal power plant,
The reference signal determining means uses the measurement signal of the operating state including the power generation output or the type of fuel to be used as the measurement data in the normal state, and divides the data group so as to be included in all data groups An abnormality diagnosis device for a thermal power plant.
カテゴリーに分類する技術として、クラスタリング技術を用いることを特徴とする異常診断装置。 In the abnormality diagnosis apparatus according to claim 1 or 2,
An abnormality diagnosis apparatus characterized by using a clustering technique as a technique for classifying into categories.
前記閾値設定部では、新規カテゴリーが発生する直前に属していたカテゴリー毎に閾値を求めることを特徴とする異常診断装置。 In the abnormality diagnosis apparatus according to claim 2,
An abnormality diagnosis apparatus, wherein the threshold value setting unit obtains a threshold value for each category that belonged immediately before a new category occurred.
前記基準信号決定手段では、乱数を用いてデータ群に分割する機能、1サンプル点置きにデータ群に分割する機能、予め定められた期間でデータ群に分割する機能の少なくとも1つを備えたことを特徴とする異常診断装置。 In the abnormality diagnosis apparatus according to claim 1 or 2,
The reference signal determining means has at least one of a function of dividing into data groups using random numbers, a function of dividing into data groups every other sample point, and a function of dividing into data groups in a predetermined period. An abnormality diagnosis device characterized by the above.
前記分解能パラメータ調整部での調整過程で評価した分解能パラメータの値と、前記テスト部で発生した新しいカテゴリーの関係を画面に表示する画像表示装置を備えたことを特徴とする異常診断装置。 In the abnormality diagnosis apparatus according to claim 1 or 2,
An abnormality diagnosing device comprising: an image display device for displaying a relationship between a resolution parameter value evaluated in an adjustment process in the resolution parameter adjustment unit and a new category generated in the test unit on a screen.
前記閾値の経時変化を画面に表示する画像表示装置を備えたことを特徴とする異常診断装置。 In the abnormality diagnosis apparatus according to claim 8,
An abnormality diagnosis device comprising an image display device for displaying a change with time of the threshold on a screen.
計測信号データベースにプラントの計測信号を記憶し、
プラントの正常時の前記計測信号を2つ以上のデータ群に分割して、基準信号を作成し、
前記データ群の1つを用いてカテゴリーに分類する学習を実行し、前記学習で使用しない残りの前記データ群の1つを用いてカテゴリーに分類するテストを実行し、前記学習、及び前記テストの分類結果を用いて、カテゴリーに分類する際に用いる分解能パラメータを調整することで、データの類似性に応じて、前記基準信号をカテゴリーに分類し、
前記正常時の計測信号とは異なる診断対象の計測信号について、前記分類で発生したカテゴリーに属さない数量が一定値を超えた場合に異常と診断すること
を特徴とする異常診断方法。 The abnormality diagnosis device
Store the measurement signal of the plant in the measurement signal database,
Divide the measurement signal when the plant is normal into two or more data groups to create a reference signal,
Performing learning to classify into a category using one of the data groups, performing a test to classify into a category using one of the remaining data groups not used in the learning, and By classifying the reference signal into categories according to the similarity of data by adjusting the resolution parameter used when classifying into categories using the classification results,
An abnormality diagnosis method comprising: diagnosing an abnormality when a measurement signal to be diagnosed different from the normal measurement signal exceeds a certain value that does not belong to the category generated in the classification.
前記基準信号を作成する場合に、プラントの正常時の計測信号を3つ以上のデータ群に分割し、
前記学習、及び前記テストで使用しない残りのデータ群の1つを用いて、学習及びテストで生成したカテゴリーに属さない数量を閾値として求め、
前記診断の場合に、前記正常時の計測信号とは異なる診断対象の計測信号について、前記分類で発生したカテゴリーに属さない数量が前記閾値を超えた場合に異常と診断することを特徴とする異常診断方法。 In the abnormality diagnosis method according to claim 12,
When creating the reference signal, the normal measurement signal of the plant is divided into three or more data groups,
Using one of the remaining data groups not used in the learning and the test, a quantity that does not belong to the category generated in the learning and testing is obtained as a threshold value,
In the case of the diagnosis, the measurement signal to be diagnosed that is different from the measurement signal at the normal time is diagnosed as abnormal when the quantity that does not belong to the category generated in the classification exceeds the threshold value Diagnosis method.
分解能パラメータを調整する際、前記学習の結果のカテゴリーと異なるカテゴリーがテストの結果のカテゴリーに含まれない範囲で、分解能が一番細かくなるように分解能パラメータを調整すること
を特徴とする異常診断方法。 In the abnormality diagnosis method according to claim 12 or claim 13,
An abnormality diagnosis method characterized by adjusting the resolution parameter so that the resolution becomes the finest within a range in which a category different from the learning result category is not included in the test result category when adjusting the resolution parameter .
分解能パラメータは、前記学習の結果、及び前記テストの結果を得るのに使用したデータ群の組み合わせを変更した中で、分解能が一番細かくなるように決定すること
を特徴とする異常診断方法。 In the abnormality diagnosis method according to claim 14,
A method for diagnosing abnormality, wherein the resolution parameter is determined so that the resolution becomes the finest among the combinations of data groups used to obtain the learning result and the test result.
前記基準信号を作成する場合に、予め設定した間隔でデータを2群に分割し、
分解能パラメータを調整する場合に、連続する2つのデータ群が同じカテゴリーに分類された数量の情報を用いて分解能パラメータを調整すること
を特徴とする異常診断方法。 In the abnormality diagnosis method according to claim 14,
When creating the reference signal, the data is divided into two groups at predetermined intervals,
A method for diagnosing an abnormality, wherein when adjusting a resolution parameter, the resolution parameter is adjusted using information on the quantity of two consecutive data groups classified into the same category.
基準信号を作成する場合に、正常時の計測データとして、発電出力又は使用する燃料の種類を含む運転状態の計測信号を用い、前記データ群の全データ群に含まれるように分割すること
を特徴とする異常診断方法。 Applying the abnormality diagnosis method according to claim 12 or claim 13 to a thermal power plant,
When creating the reference signal, the measurement signal of the operation state including the power generation output or the type of fuel to be used is used as the normal measurement data and is divided so as to be included in the entire data group of the data group. An abnormality diagnosis method.
カテゴリーに分類する方法として、クラスタリング技術を用いることを特徴とする異常診断方法。 In the abnormality diagnosis method according to claim 12 or claim 13,
An abnormality diagnosis method characterized by using clustering technology as a method of classifying into categories.
前記閾値を求める場合に、新規カテゴリーが発生する直前に属していたカテゴリー毎に閾値を求めること
を特徴とする異常診断方法。 In the abnormality diagnosis method according to claim 13,
A method for diagnosing abnormalities, characterized in that, when the threshold value is obtained, a threshold value is obtained for each category that belonged immediately before a new category occurred.
基準信号を作成する場合に、乱数を用いてデータ群に分割すること、1サンプル点置きにデータ群に分割すること、予め定められた期間でデータ群に分割することの少なくとも1つを実行することを特徴とする異常診断方法。 In the abnormality diagnosis method according to claim 12 or claim 13,
When generating a reference signal, at least one of dividing into data groups using random numbers, dividing into data groups every other sample point, and dividing into data groups at a predetermined period is executed. An abnormality diagnosis method characterized by the above.
計測信号データベースにプラントの計測信号を記憶し、
正常時の計測信号を用いてカテゴリーに分類する学習を実行し、前記学習で使用しない他の計測信号を用いてカテゴリーに分類するテストを実行し、前記学習、及び前記テストの分類結果を用いて、カテゴリーに分類する際に用いる分解能パラメータを調整することで、データの類似性に応じて、前記基準信号をカテゴリーに分類し、
分解能パラメータを調整する場合に、前記分解能パラメータ調整で過去に設定した分解能パラメータの値と、前記テストで発生した新しいカテゴリーの関係を画面に表示し、
前記正常時の計測信号とは異なる診断対象の計測信号について、前記分類で発生したカテゴリーに属さない数量が一定値を超えた場合に異常と診断すること
を特徴とする異常診断方法。 The abnormality diagnosis device
Store the measurement signal of the plant in the measurement signal database,
Perform learning to classify into categories using measurement signals at normal time, perform tests to classify into categories using other measurement signals not used in the learning, and use the learning and the classification results of the tests By adjusting the resolution parameter used when classifying into categories, the reference signals are classified into categories according to the similarity of data,
When adjusting the resolution parameter, display the relationship between the resolution parameter value set in the past by the resolution parameter adjustment and the new category generated by the test on the screen.
An abnormality diagnosis method comprising: diagnosing an abnormality when a measurement signal to be diagnosed different from the normal measurement signal exceeds a certain value that does not belong to the category generated in the classification.
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