JP7397623B2 - Plant condition evaluation device, plant condition evaluation method and program - Google Patents

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Description

本発明は、プラント状態評価装置、プラント状態評価方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to a plant condition evaluation device, a plant condition evaluation method, and a program.

予め用意したプラントモデル(一般にシミュレータと称されているものを含む)のプロセスデータに基づいて、評価対象となるプロセスデータを解析してプラントの状態、性能、異常度を評価する方法が知られている。
例えば、下記特許文献1の要約書には、「[解決手段]実プラントの動作を現したプラントモデルを用いて実プラントの動作に追従するシミュレーションを行なうプラントシミュレータを用いたプラント運転支援システムにおいて、実プラントの実測値に基づき実プラントの状態をリアルタイムで再現するプラントシミュレータを用い、前記実プラントにおける実測値とプラントシミュレータによるシミュレーションによって得られた推定値とに基づき調整された調整パラメータの値があらかじめ定められた許容範囲内であるか否かを判定し、前記実プラントの運転状態の異常を検出することを特徴とするもの。」と記載されている。
There is a known method for evaluating the state, performance, and degree of abnormality of a plant by analyzing the process data to be evaluated based on the process data of a plant model prepared in advance (including what is generally called a simulator). There is.
For example, the summary of Patent Document 1 below states, "[Solution] In a plant operation support system using a plant simulator that performs a simulation that follows the operation of an actual plant using a plant model representing the operation of the actual plant, Using a plant simulator that reproduces the state of an actual plant in real time based on actual measured values of the actual plant, the values of adjustment parameters that have been adjusted in advance based on the actual measured values of the actual plant and estimated values obtained by simulation using the plant simulator are used. It is characterized by determining whether or not it is within a predetermined allowable range and detecting an abnormality in the operating state of the actual plant."

また、下記特許文献2の要約書には、「[解決手段]実プラントの動作と並行してプロセスシミュレーションを行い、シミュレーション結果をもとに実プラントの動作を予測するプラント運転支援装置に関するものである。実データをもとにシミュレーションモデルを随時修正し、実プラントから受け取った実データに基づいてシミュレーションモデルを修正し、修正したシミュレーションモデルを用いて実プラントの動作と並行してシミュレーションを行う。」と記載されている。
また、下記特許文献3の要約書には、「[解決手段]入力された計測信号から該計測信号の特徴パラメータを抽出する手段(1,2)と、プラント運転状態に応じた該特徴パラメータの統計的正常範囲上限値及び下限値を管理値として記憶するデータベースと、該抽出された特徴パラメータと該管理値との比較により該抽出されたパラメータが前記正常範囲にない、偏差大なる状態を判定する手段(3,4)と、該偏差大なる状態の発生を記憶する手段(5)と、該状態の発生の頻度が所定値より大である場合に、プラントが異常状態にあると判定する手段(6,7)とを有することを特徴とするプラント監視装置。」と記載されている。
また、下記非特許文献1には、各種設計知識が示されている。また、下記非特許文献2には、最適化手法の例が示されている。
In addition, the summary of Patent Document 2 below states, "[Solution] relates to a plant operation support device that performs process simulation in parallel with the operation of an actual plant and predicts the operation of the actual plant based on the simulation results. Yes, the simulation model is modified as needed based on actual data, the simulation model is modified based on the actual data received from the actual plant, and the modified simulation model is used to perform simulations in parallel with the operation of the actual plant. ” is stated.
In addition, the summary of Patent Document 3 listed below states, "[Solution means] means (1, 2) for extracting feature parameters of the input measurement signal from the input measurement signal, and extracting the feature parameters according to the plant operating state. A database that stores statistical normal range upper and lower limits as control values, and a comparison between the extracted feature parameters and the control values to determine a state in which the extracted parameter is not within the normal range or has a large deviation. means (3, 4) for storing the occurrence of the large deviation state; and determining that the plant is in an abnormal state when the frequency of occurrence of the state is greater than a predetermined value. "A plant monitoring device characterized by having means (6, 7)."
Further, the following non-patent document 1 discloses various design knowledge. Further, an example of an optimization method is shown in Non-Patent Document 2 below.

特開2009-157550号公報Japanese Patent Application Publication No. 2009-157550 特開2005-332360号公報Japanese Patent Application Publication No. 2005-332360 特開2001-117626号公報Japanese Patent Application Publication No. 2001-117626

GE Power Systems, GER-4190,Steam Turbine Thermal Evaluation and AssessmentGE Power Systems, GER-4190,Steam Turbine Thermal Evaluation and Assessment A R. Conn et.al, Introduction to Derivative-Free Optimization, Society for Industrial and Applied Mathematics Philadelphia,2008.A R. Conn et.al, Introduction to Derivative-Free Optimization, Society for Industrial and Applied Mathematics Philadelphia,2008.

ところで、プラントの何れかのプロセス量の変動が検知された際、同時発生的に多くのプロセス量およびその相互の関係が正常とは異なる挙動を示す場合が多い。従って、プロセス量の変動異常の原因を適切に推定すること(例えば早期に精度よく推定すること)が困難である。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、プロセス量の変動異常の原因を、ユーザが適切に推定できるプラント状態評価装置、プラント状態評価方法およびプログラムを提供することを目的とする。
By the way, when a change in any process quantity in a plant is detected, many process quantities and their mutual relationships often exhibit behavior different from normal at the same time. Therefore, it is difficult to appropriately estimate (for example, estimate accurately at an early stage) the cause of abnormal fluctuations in process quantities.
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it is an object of the present invention to provide a plant condition evaluation device, a plant condition evaluation method, and a program that allow a user to appropriately estimate the cause of abnormal fluctuations in process quantities.

上記課題を解決するため本発明のプラント状態評価装置は、プラントにおける複数の計測変数と複数の仮想変数との関係を定める複数の関数式を記憶する設計知識格納部と、前記計測変数の具体的な値である複数の計測値に基づく複数の前記関数式の値と、複数の前記仮想変数の仮定値との各々の差分値を求め、少なくとも流量および圧力に対するものを含む複数の前記差分値の合計である合計差分値を求め、前記合計差分値を最小化することによって前記仮想変数の最適値を計算する仮想変数最適化演算部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the plant condition evaluation device of the present invention includes a design knowledge storage unit that stores a plurality of functional formulas that define the relationships between a plurality of measured variables and a plurality of virtual variables in a plant, and The difference values between the plurality of values of the function equations based on the plurality of measured values and the assumed values of the plurality of virtual variables are calculated, and the plurality of difference values including those for at least flow rate and pressure are calculated. The present invention is characterized by comprising a virtual variable optimization calculation unit that calculates a total difference value, which is a sum, and calculates an optimal value of the virtual variable by minimizing the total difference value.

本発明によれば、各仮想変数の最適値と、対応する計測値とを比較することによって、ユーザはプロセス量の変動異常の原因を適切に推定できる。 According to the present invention, by comparing the optimal value of each virtual variable with the corresponding measured value, the user can appropriately estimate the cause of the abnormal variation in the process amount.

好適な第1実施形態によるオンライン診断システムのブロック図である。1 is a block diagram of an online diagnostic system according to a first preferred embodiment; FIG. 解析対象となるプラントの系統構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a system configuration of a plant to be analyzed. 計測変数の具体例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a specific example of measurement variables. 仮想変数の具体例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a specific example of virtual variables. 仮想変数の他の具体例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another specific example of virtual variables. 仮想変数の他の具体例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another specific example of virtual variables. 仮想変数の他の具体例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another specific example of virtual variables. 仮想変数を導出する関数の関数名と関係変数との対応関係の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the correspondence between a function name of a function that derives a virtual variable and a related variable. 関係式と関係変数との対応関係の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the correspondence of a relational expression and a relational variable. 表示画面の一例を示す図である。It is a figure showing an example of a display screen. 表示画面の他の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another example of a display screen. 表示画面の他の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another example of a display screen.

〈実施形態の全体構成〉
図1は、好適な実施形態によるオンライン診断システム1(プラント状態評価装置)のブロック図である。このオンライン診断システム1は、プラント2のオンライン診断を行うためのシステムである。
オンライン診断システム1は、プラント信号入力装置100と、演算装置200(コンピュータ)と、GUI装置300と、記憶装置400(コンピュータ)と、を備えている。ここで、プラント信号入力装置100は、プラント2から各種計測値を取得する。GUI装置300は、各種情報を表示するフラットパネルディスプレイと、マウス、キーボード等の入力装置と、を備えている。
<Overall configuration of embodiment>
FIG. 1 is a block diagram of an online diagnostic system 1 (plant condition evaluation device) according to a preferred embodiment. This online diagnosis system 1 is a system for performing online diagnosis of a plant 2.
The online diagnostic system 1 includes a plant signal input device 100, an arithmetic device 200 (computer), a GUI device 300, and a storage device 400 (computer). Here, the plant signal input device 100 acquires various measured values from the plant 2. The GUI device 300 includes a flat panel display that displays various information, and input devices such as a mouse and a keyboard.

演算装置200および記憶装置400は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、SSD(Solid State Drive)等、一般的なコンピュータとしてのハードウエアを備えており、SSDには、OS(Operating System)、アプリケーションプログラム、各種データ等が格納されている。OSおよびアプリケーションプログラムは、RAMに展開され、CPUによって実行される。図1において、演算装置200および記憶装置400の内部は、アプリケーションプログラム等によって実現される機能を、ブロックとして示している。 The arithmetic device 200 and the storage device 400 are equipped with general computer hardware such as a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and an SSD (Solid State Drive). , the SSD stores an OS (Operating System), application programs, various data, and the like. The OS and application programs are loaded into RAM and executed by the CPU. In FIG. 1, functions realized by application programs and the like are shown as blocks inside the arithmetic device 200 and the storage device 400.

すなわち、演算装置200は、仮想変数最適化演算部210(仮想変数最適化演算手段)と、最適計算結果表示処理部220と、計測データ誤差評価処理部230と、設計知識モデル化処理部240と、信号前処理部250と、を備えている。また、記憶装置400は、計測データ記憶部410と、設計知識格納部420(設計知識格納手段)と、を備えている。 That is, the calculation device 200 includes a virtual variable optimization calculation section 210 (virtual variable optimization calculation means), an optimal calculation result display processing section 220, a measurement data error evaluation processing section 230, and a design knowledge modeling processing section 240. , and a signal preprocessing section 250. The storage device 400 also includes a measurement data storage section 410 and a design knowledge storage section 420 (design knowledge storage means).

図2は、解析対象となるプラント2の系統構成の一例を示す。
図示の例において、プラント2は発電プラントであり、反応炉21と、タービン221,222,223と、発電機23と、復水器24と、復水ポンプ25と、給水加熱器261,262,263と、給水ポンプ27と、これらを接続する配管(符号なし)と、計測部28と、を備えている。計測部28は、プラント2の各部に配置された計器類(図示せず)を含んでいる。これら計器類によって測定される項目を「計測変数」と呼ぶ。また、「計測変数」の具体的な値を「計測値」と呼ぶ。計測部28は、これら計測値をオンライン診断システム1のプラント信号入力装置100に供給する。
FIG. 2 shows an example of the system configuration of the plant 2 to be analyzed.
In the illustrated example, the plant 2 is a power generation plant, and includes a reactor 21, turbines 221, 222, 223, a generator 23, a condenser 24, a condensate pump 25, a feed water heater 261, 262, 263, a water supply pump 27, piping (no reference numerals) connecting these, and a measuring section 28. The measurement unit 28 includes instruments (not shown) arranged in various parts of the plant 2. The items measured by these instruments are called "measurement variables." Further, the specific value of the "measurement variable" is called a "measurement value." The measurement unit 28 supplies these measured values to the plant signal input device 100 of the online diagnosis system 1.

〈データ構成〉
次に、本実施形態におけるデータ構成について説明する。
図3は、計測部28(図2参照)において計測される計測変数の具体例を示す図である。
図3において計測変数の名称と、計測変数の意味とを列挙している。ここで、計測変数の変数名に含まれる「21」、「221」、「222」、「223」、「24」または「25」の数字は、図2における各構成要素の符号に対応している。例えば、図3の1行目および2行目(表題欄を除く。以下同)に示されている計測変数I_V_P_21_1,I_V_P_21_2は、何れも「21」が含まれているため、反応炉21に対応する計測変数である。
<Data structure>
Next, the data structure in this embodiment will be explained.
FIG. 3 is a diagram showing a specific example of measurement variables measured by the measurement unit 28 (see FIG. 2).
In FIG. 3, names of measurement variables and meanings of measurement variables are listed. Here, the numbers “21”, “221”, “222”, “223”, “24”, or “25” included in the variable names of the measurement variables correspond to the symbols of each component in Figure 2. There is. For example, the measurement variables I_V_P_21_1 and I_V_P_21_2 shown in the first and second lines (excluding the title column; the same applies hereinafter) of FIG. It is a measurement variable.

計測変数I_V_P_21_1,I_V_P_21_2は、何れも反応炉21の「プラント圧力」を示すものである。これは、計測部28(図2参照)が、同様に構成された2台の圧力測定用計器を冗長配置しているため、同様の計測変数I_V_P_21_1,I_V_P_21_2が得られることを示している。図3に示すように、本実施形態において、計測変数の名称は、必ず「I_」から始まる文字列である。 The measured variables I_V_P_21_1 and I_V_P_21_2 both indicate the "plant pressure" of the reactor 21. This indicates that because the measuring unit 28 (see FIG. 2) redundantly arranges two similarly configured pressure measurement instruments, similar measurement variables I_V_P_21_1 and I_V_P_21_2 can be obtained. As shown in FIG. 3, in this embodiment, the name of the measurement variable is always a character string starting with "I_".

図4,図5,図6,図7は、仮想変数の具体例を示す図である。
ここで、仮想変数とは、計測変数および/または他の仮想変数に基づいて、信号前処理部250が算出する変数である。また、仮想変数の値と、計測値とを総称して「プロセス量」と呼ぶことがある。ここで、仮想変数の変数名に含まれる「21」、「221」、「222」、「223」、「24」、「25」、「261」、「262」、「263」、「27」の数字は、図2における各構成要素の符号に対応している。例えば、図4の2行目に示されている仮想変数V_P_21_inは、反応炉21の「プラント圧力」を示すものである。仮想変数V_P_21_inは、例えば上述した計測変数I_V_P_21_1,I_V_P_21_2の平均値によって算出することができる。
4, FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 7 are diagrams showing specific examples of virtual variables.
Here, the virtual variable is a variable calculated by the signal preprocessing unit 250 based on the measurement variable and/or other virtual variables. Further, the values of virtual variables and measured values may be collectively referred to as "process amount." Here, "21", "221", "222", "223", "24", "25", "261", "262", "263", "27" included in the variable name of the virtual variable The numbers correspond to the symbols of each component in FIG. For example, the virtual variable V_P_21_in shown in the second line of FIG. 4 indicates the "plant pressure" of the reactor 21. The virtual variable V_P_21_in can be calculated, for example, by the average value of the above-mentioned measurement variables I_V_P_21_1 and I_V_P_21_2.

図8は、仮想変数を導出する関数の関数名と、該関数に対して適用される関係変数との対応関係の例を示す図である。ここで、「関係変数」とは、当該関数に使用される計測変数と仮想変数とを総称したものである。また、該関数に対して入力される関係変数を入力関係変数と呼び、出力される関係変数を出力関係変数と呼ぶことがある。図8において、関数名は、「Eval_」で始まる名称になっている。そして、関数名から「Eval_」の部分を削除した文字列が、求めようとする仮想変数すなわち出力関係変数の変数名になる。 FIG. 8 is a diagram showing an example of the correspondence between the function name of a function that derives a virtual variable and a relational variable applied to the function. Here, the term "related variable" is a general term for measurement variables and virtual variables used in the function. Further, a relational variable that is input to the function is sometimes called an input relational variable, and a relational variable that is output is sometimes called an output relational variable. In FIG. 8, the function names start with "Eval_". Then, the character string obtained by removing the "Eval_" part from the function name becomes the variable name of the virtual variable to be determined, that is, the output-related variable.

また、図8において「関係変数」の欄に記載している変数名は、出力関係変数を導出するための入力関係変数の名称を示している。例えば、図8の1行目に記載されている関数Eval_V_P_21_inは、「Eval_」の部分を削除した出力関係変数すなわち仮想変数V_P_21_inを導出する関数である。そして、上述した計測変数I_V_P_21_1,I_V_P_21_2が、仮想変数V_P_21_inを導出するための入力関係変数になる。すなわち、これらの関係変数の相互関係は、下式によって表すことができる。
V_P_21_in=Eval_V_P_21_in(I_V_P_21_1,I_V_P_21_2) …式(1)
Further, in FIG. 8, the variable names listed in the "Relationship Variable" column indicate the names of input relational variables for deriving output relational variables. For example, the function Eval_V_P_21_in described in the first line of FIG. 8 is a function that derives the output-related variable, ie, the virtual variable V_P_21_in, by removing the "Eval_" part. The measurement variables I_V_P_21_1 and I_V_P_21_2 described above become input related variables for deriving the virtual variable V_P_21_in. That is, the interrelationship between these relational variables can be expressed by the following equation.
V_P_21_in=Eval_V_P_21_in (I_V_P_21_1, I_V_P_21_2) ...Formula (1)

図9は、関係式と、関係変数との対応関係を示す図である。
本実施形態において、仮想変数を導出する関数(例えば図8に示した関数)は、「入力関係変数」に対して「関係式」を適用するものである。例えば図9の1~3行目における関係式TB1,TB2,TB3は、それぞれタービン221,222,223の入出力関係を表す関係式である。また、図9の下から2行目における関係式Rtrは、反応炉21の入出力関係を表す関係式である。そして、これら関係式TB1,TB2,TB3には、「入力関係変数の平均値を導出する数式」が含まれている。
FIG. 9 is a diagram showing the correspondence between relational expressions and relational variables.
In this embodiment, the function (for example, the function shown in FIG. 8) for deriving a virtual variable is one that applies a "relational expression" to an "input relational variable." For example, the relational expressions TB1, TB2, and TB3 in the first to third lines of FIG. 9 are relational expressions expressing the input/output relationships of the turbines 221, 222, and 223, respectively. Moreover, the relational expression Rtr in the second line from the bottom in FIG. 9 is a relational expression expressing the input/output relationship of the reactor 21. These relational expressions TB1, TB2, and TB3 include "a mathematical expression for deriving the average value of input relational variables."

例えば、図9の1行目における関係式TB1の関係変数には、仮想変数V_P_21_inが含まれている。これは、仮想変数V_P_21_inが関係変数に含まれていると、関係式TB1における「平均値演算」が適用されることを示している。従って、図8に示した関数Eval_V_P_21_inは、下式(2)のように、関係変数I_V_P_21_1,I_V_P_21_2の平均値を示すものになる。
Eval_V_P_21_in(I_V_P_21_1, I_V_P_21_2)
=(I_V_P_21_1, I_V_P_21_2)/2 …式(2)
For example, the relational variables of the relational expression TB1 in the first line of FIG. 9 include the virtual variable V_P_21_in. This indicates that when the virtual variable V_P_21_in is included in the relational variables, the "average value calculation" in relational expression TB1 is applied. Therefore, the function Eval_V_P_21_in shown in FIG. 8 indicates the average value of the related variables I_V_P_21_1 and I_V_P_21_2, as shown in equation (2) below.
Eval_V_P_21_in(I_V_P_21_1, I_V_P_21_2)
= (I_V_P_21_1, I_V_P_21_2)/2...Formula (2)

ところで、ある関数が複数の仮想変数を出力する場合、関数名に「.1」「.2」等の文字列を付けて、これら仮想変数を区別する場合がある。例えば、ある関係式Rの入力仮想変数がVin_1、Vin_2、Vin_3であり、この関係式Rが2つの出力仮想変数としてVout_1,Vout_2を出力すると仮定する。ここで、出力仮想変数Vout_1が、関係式Rの1番目の出力であり、出力仮想変数Vout_2が2番目の出力であれば、下式(3),(4)のように表すことがある。
Vout_1=R(Vin_1、Vin_2、Vin_3).1 …式(3)
Vout_2=R(Vin_1、Vin_2、Vin_3).2 …式(4)
By the way, when a certain function outputs multiple virtual variables, character strings such as ".1" and ".2" are appended to the function name to distinguish between these virtual variables. For example, assume that the input virtual variables of a certain relational expression R are Vin_1, Vin_2, and Vin_3, and that this relational expression R outputs Vout_1 and Vout_2 as two output virtual variables. Here, if the output virtual variable Vout_1 is the first output of the relational expression R and the output virtual variable Vout_2 is the second output, it may be expressed as the following equations (3) and (4).
Vout_1=R(Vin_1, Vin_2, Vin_3).1...Formula (3)
Vout_2=R(Vin_1, Vin_2, Vin_3).2...Formula (4)

また、通常の「平均値演算」以外の他の例についても説明する。
図8の3行目において、関数Eval_V_T_21_outに関係する計測変数すなわち関係変数は、関係変数I_V_T_21_out_12のみである。このような場合において、関数Eval_V_T_21_outとして関係変数I_V_T_21_out_12をそのまま用いる場合もあるが、時間軸上の関係変数の値を時間平均する等、加工を行う場合もある。例えば、関数Eval_V_T_21_out、仮想変数V_T_21_out、および関係変数I_V_T_21_out_12を時刻tの関数とし、ΔTを所定周期とすると、仮想変数V_T_21_outは下式(5)によって表現することができる。
V_T_21_out(t)
=Eval_V_T_21_out(I_V_T_21_out_12).1
=(I_V_T_21_out_12(t-2ΔT) + I_V_T_21_out_12(t-ΔT)
+ I_V_T_21_out_12(t))/3 …式(5)
In addition, other examples other than the normal "average value calculation" will also be explained.
In the third line of FIG. 8, the only measured variable, that is, the relational variable, related to the function Eval_V_T_21_out is the relational variable I_V_T_21_out_12. In such a case, the relational variable I_V_T_21_out_12 may be used as it is as the function Eval_V_T_21_out, but it may also be processed, such as by averaging the values of the relational variable on the time axis. For example, if the function Eval_V_T_21_out, the virtual variable V_T_21_out, and the relational variable I_V_T_21_out_12 are functions of time t, and ΔT is a predetermined period, the virtual variable V_T_21_out can be expressed by the following equation (5).
V_T_21_out(t)
=Eval_V_T_21_out(I_V_T_21_out_12).1
=(I_V_T_21_out_12(t-2ΔT) + I_V_T_21_out_12(t-ΔT)
+ I_V_T_21_out_12(t))/3 …Equation (5)

〈オンライン診断システム1の詳細〉
図1に戻り、プラント信号入力装置100は、プラント2から各種計測値を受信する。
(記憶装置400)
また、記憶装置400における計測データ記憶部410は、プラント信号入力装置100を介して過去に入力された計測値を記憶する。また、設計知識格納部420は、以下に列挙するデータ等を記憶している。
・蒸気表関数による、飽和蒸気における圧力に対する温度、
・タービンの入力蒸気エンタルピと出力蒸気エンタルピ、温度、圧力、抽気量等の関係、
・その他、非特許文献1に示されている関係等、
<Details of online diagnosis system 1>
Returning to FIG. 1, the plant signal input device 100 receives various measured values from the plant 2.
(Storage device 400)
Furthermore, the measurement data storage section 410 in the storage device 400 stores measurement values input in the past via the plant signal input device 100. Further, the design knowledge storage unit 420 stores data etc. listed below.
・Temperature versus pressure in saturated steam using steam table function,
・Relationship between turbine input steam enthalpy and output steam enthalpy, temperature, pressure, amount of extracted air, etc.
・Other relationships shown in Non-Patent Document 1, etc.

(設計知識モデル化処理部240)
設計知識モデル化処理部240は、プラントモデルPMを記憶する。プラントモデルPMは、仮想変数と仮想変数との関係を定めるものである。すなわち、設計知識モデル化処理部240は、上述した図3~図9の内容を記憶する。
(Design knowledge modeling processing unit 240)
The design knowledge modeling processing unit 240 stores the plant model PM. The plant model PM defines the relationship between virtual variables. That is, the design knowledge modeling processing unit 240 stores the contents of FIGS. 3 to 9 described above.

(信号前処理部250)
演算装置200における信号前処理部250は、上述した式(2)~(5)等に基づいて、プラント信号入力装置100が受信した計測値と、仮想変数との関係付けを行う。例えば、上述したように、プラント2のある箇所の圧力を測定するために、2台の圧力計を冗長配置したとする。信号前処理部250は、プラント信号入力装置100を介して、これら2台の圧力計による2個の計測値を受信する。そして、信号前処理部250は、例えば、これら2個の計測値の平均値を仮想変数の値として出力する。
(Signal preprocessing unit 250)
The signal preprocessing unit 250 in the arithmetic device 200 correlates the measured values received by the plant signal input device 100 with virtual variables based on the above-mentioned equations (2) to (5) and the like. For example, assume that two pressure gauges are redundantly arranged in order to measure the pressure at a certain location in the plant 2, as described above. The signal preprocessing unit 250 receives two measured values from these two pressure gauges via the plant signal input device 100. Then, the signal preprocessing unit 250 outputs, for example, the average value of these two measured values as the value of the virtual variable.

(仮想変数最適化演算部210)
仮想変数最適化演算部210は、各仮想変数の最適値を求めるものである。換言すれば、仮想変数最適化演算部210は、仮想変数の関係式(図9参照)が最も良く満たされるように、全体の仮想変数を最適化する。その詳細を以下説明する。
(Virtual variable optimization calculation unit 210)
The virtual variable optimization calculation unit 210 calculates the optimal value of each virtual variable. In other words, the virtual variable optimization calculation unit 210 optimizes the entire virtual variables so that the relational expression of the virtual variables (see FIG. 9) is best satisfied. The details will be explained below.

ここで、計測変数および仮想変数について「仮定/計測値」と称する値について定義しておく。仮想変数の「仮定/計測値」とは、当該仮想変数に対して任意に仮定した仮定値である。また、計測変数(すなわち、I_V_P_21_1のように変数名の先頭が「I_」から始まる変数である場合)の「仮定/計測値」とは、当該計測変数に対応する計測値である。「仮定/計測値」は、仮想変数または計測変数の変数名に「**」を付して表記する。 Here, values called "hypothetical/measured values" for measured variables and virtual variables will be defined. The "assumption/measured value" of a virtual variable is an arbitrarily assumed value for the virtual variable. Further, the "assumption/measurement value" of a measurement variable (that is, a variable whose name starts with "I_", such as I_V_P_21_1) is a measurement value corresponding to the measurement variable. “Assumption/Measurement value” is written by adding “**” to the name of the virtual variable or measurement variable.

ある関係式Rの入力関係変数がVin_1、Vin_2、Vin_3であり、この関係式Rが2つの仮想変数としてVout_1,Vout_2を出力する場合を想定する。このとき、「関係式Rが充足されない程度」を非充足度RH(差分値)と呼ぶ。非充足度RHを示す式として、「“出力値-関数値”の絶対値」の合計を用いることができる。
例えば、上述の例において、非充足度RHは、下式(6)で表すことができる。
RH= |Vout_1**- R(Vin_1**, Vin_2**, Vin_3**).1|
+|Vout_2**- R(Vin_1**, Vin_2**, Vin_3**).2| …式(6)
また、これに代えて、「“出力値-関数値”の絶対値の二乗値」の合計を非充足度RHとして用いてもよい。
Assume that the input relational variables of a certain relational expression R are Vin_1, Vin_2, and Vin_3, and this relational expression R outputs Vout_1 and Vout_2 as two virtual variables. At this time, "the degree to which the relational expression R is not satisfied" is called the degree of unsatisfaction RH (difference value). The sum of "absolute value of 'output value - function value'" can be used as an expression indicating the degree of unsufficiency RH.
For example, in the above example, the degree of unsufficiency RH can be expressed by the following equation (6).
RH= |Vout_1**− R(Vin_1**, Vin_2**, Vin_3**).1|
+|Vout_2**− R(Vin_1**, Vin_2**, Vin_3**).2| …Formula (6)
Further, instead of this, the sum of "the square value of the absolute value of "output value - function value"" may be used as the degree of unsatisfaction RH.

ここで、入力関係変数の仮定/計測値Vin_1**,Vin_2**,Vin_3**のうち、「仮想変数の仮定値」であるもの、および出力関係変数の仮定値Vout_1**,Vout_2**を様々に変化させると、非充足度RHを最小化することができる。これにより、関係変数の仮定/計測値Vin_1**,Vin_2**,Vin_3**,Vout_1**,Vout_2**および出力関係変数を最適化した結果が得られる。このようにして最適化した仮定/計測値を、「最適/計測値」と呼ぶ。最適/計測値は、仮想変数または計測変数の変数名に「*」を付して表記する。例えば、上述の例において得られる最適/計測値は、Vin_1*,Vin_2*,Vin_3*,Vout_1*,Vout_2*である。 Here, among the assumed/measured values Vin_1**, Vin_2**, and Vin_3** of input related variables, those that are "hypothetical values of virtual variables" and the assumed values of output related variables Vout_1**, Vout_2** The degree of unsufficiency RH can be minimized by varying RH. As a result, the results of optimizing the assumed/measured values Vin_1**, Vin_2**, Vin_3**, Vout_1**, Vout_2** of the related variables and the output related variables are obtained. The assumptions/measured values optimized in this way are called "optimal/measured values." Optimal/measured values are expressed by adding "*" to the variable name of the virtual variable or measurement variable. For example, the optimal/measured values obtained in the above example are Vin_1*, Vin_2*, Vin_3*, Vout_1*, Vout_2*.

この記法によって、各変数の最適/計測値は、例えば下式(7)において、プラント2全体の非充足度RHの合計である合計非充足度RHG(合計差分値)を最小化した値になる。
RHG=|V_P_21_in** - Eval_V_P_21_in(I_V_P_21_1, I_V_P_21_2).1|
+|V_F_21_out** - Eval_V_F_21_out(I_V_F_21_1).1|
:
+|V_F_25_out** - Eval_V_F_25_out(I_V_F_25_out). 1 |
+|V_F_221_out** -TB1(V_F_21_out**,V_T_21_out**,V_P_221**,V_T_221**,
V_F_221_in**).1|
+|Eff_221** -TB1(V_F_21_out**,V_T_21_out**,V_P_221**,V_T_221**,
V_F_221_in**).2|
+|V_F_222_out** -TB2(V_F_22_out**,V_T_22_out**,V_P_222**,V_T_222**).1|
+|Eff_222** -TB2(V_F_22_out**,V_T_22_out**,V_P_222**,V_T_222**,
V_F_222_in).2|
:
+|V_Q_F21** -Rtr(V_P_21**, V_T_21_out**).1|
:
+|E_eff** -PLANT(V_E_23**, V_Q_F21**).1|
…式(7)
With this notation, the optimal/measured value of each variable is the value that minimizes the total unsatisfied degree RHG (total difference value), which is the sum of the unsatisfied degrees RH of the entire plant 2, for example in the following equation (7). .
RHG=|V_P_21_in** - Eval_V_P_21_in(I_V_P_21_1, I_V_P_21_2).1|
+|V_F_21_out** - Eval_V_F_21_out(I_V_F_21_1).1|
:
+|V_F_25_out** - Eval_V_F_25_out(I_V_F_25_out). 1 |
+|V_F_221_out** -TB1(V_F_21_out**,V_T_21_out**,V_P_221**,V_T_221**,
V_F_221_in**).1|
+|Eff_221** -TB1(V_F_21_out**,V_T_21_out**,V_P_221**,V_T_221**,
V_F_221_in**).2|
+|V_F_222_out** -TB2(V_F_22_out**,V_T_22_out**,V_P_222**,V_T_222**).1|
+|Eff_222** -TB2(V_F_22_out**,V_T_22_out**,V_P_222**,V_T_222**,
V_F_222_in).2|
:
+|V_Q_F21** -Rtr(V_P_21**, V_T_21_out**).1|
:
+|E_eff** -PLANT(V_E_23**, V_Q_F21**).1|
...Formula (7)

上式(7)において、関係式TB1の第1出力、すなわちTB1(V_F_21_out**,V_T_21_out**,V_P_221**,V_T_221**,V_F_221_in**).1は、タービン221から給水加熱器263への蒸気流量である。また、関係式TB1の第2出力、すなわちTB1(V_F_21_out**,V_T_21_out**,V_P_221**,V_T_221**,V_F_221_in**).2は、タービン221の効率である。関係式TB2,TB3についても、関係式TB1と同様である。また、反応炉21に対する関係式Rtrの第1出力、すなわちRtr(V_P_21**, V_T_21_out**).1は、熱出力V_Q_21に対応する。 In the above equation (7), the first output of the relational equation TB1, that is, TB1(V_F_21_out**,V_T_21_out**,V_P_221**,V_T_221**,V_F_221_in**).1, is the output from the turbine 221 to the feed water heater 263. is the steam flow rate. Further, the second output of the relational expression TB1, that is, TB1(V_F_21_out**,V_T_21_out**,V_P_221**,V_T_221**,V_F_221_in**).2 is the efficiency of the turbine 221. The relational expressions TB2 and TB3 are also similar to the relational expression TB1. Further, the first output of the relational expression Rtr for the reactor 21, ie, Rtr(V_P_21**, V_T_21_out**).1, corresponds to the thermal output V_Q_21.

また、式(7)において関係式PLANTの第1出力、すなわちPLANT(V_E_23**, V_Q_F21**).1は、プラント2の効率である。この関係式においては、電気出力V_E_23と熱出力V_Q_F21とが入力関係変数になっている。なお、式(7)に示した例は、各項(term)に対して特に標準化を行うものではないが、各項の標準化を行うようにしてもよい。 Further, in equation (7), the first output of the relational expression PLANT, that is, PLANT(V_E_23**, V_Q_F21**).1 is the efficiency of the plant 2. In this relational expression, electrical output V_E_23 and thermal output V_Q_F21 are input relational variables. Note that in the example shown in equation (7), each term is not particularly standardized, but each term may be standardized.

例えば、前処理によって、過去の計測値等から、各仮想変数の値の平均値が「1」になるように規格化することが考えられる。これにより、特定の仮想変数の誤差のみが全体の合計非充足度RHGに大きく寄与するような事態を抑制できる。ところで、最適化の計算においては、蒸気表関数など非線形かつ微分不可能な関数が含まれている。このような場合においては、非特許文献2に示されているような最適化手法によって、最適化を実現することができる。すなわち、仮想変数最適化演算部210は、上述した仮定/計測値に対応する仮想変数の最適値V_P_21_in*,V_F_21_out*,V_F_25_out*等を決定する。 For example, it is conceivable to normalize the values of each virtual variable using preprocessing so that the average value of each virtual variable becomes "1" based on past measured values. Thereby, it is possible to suppress a situation in which only the error of a specific virtual variable greatly contributes to the overall total degree of unsatisfiedness RHG. By the way, optimization calculations include nonlinear and non-differentiable functions such as steam table functions. In such a case, optimization can be achieved using an optimization method such as that shown in Non-Patent Document 2. That is, the virtual variable optimization calculation unit 210 determines the optimal values V_P_21_in*, V_F_21_out*, V_F_25_out*, etc. of the virtual variables corresponding to the above-mentioned assumed/measured values.

(最適計算結果表示処理部220)
最適計算結果表示処理部220は、各仮想変数の最適値をGUI装置300に表示するための表示処理を行う。その一例を図10に示す。
ここで、図10は、GUI装置300における表示画面310の一例を示す図である。
図10において、表示画面310には、系統図画像320と、状態表示欄510,520,530,540と、が表示されている。また、系統図画像320は、反応炉画像321と、タービン画像371,372,373と、発電機画像323と、復水器画像324と、復水ポンプ画像325と、給水加熱器画像381,382,383と、給水ポンプ画像327と、これらを接続する配管画像(符号なし)と、を含んでいる。
(Optimum calculation result display processing unit 220)
The optimal calculation result display processing unit 220 performs display processing for displaying the optimal value of each virtual variable on the GUI device 300. An example is shown in FIG.
Here, FIG. 10 is a diagram showing an example of the display screen 310 in the GUI device 300.
In FIG. 10, a system diagram image 320 and status display columns 510, 520, 530, and 540 are displayed on the display screen 310. The system diagram image 320 also includes a reactor image 321, turbine images 371, 372, 373, a generator image 323, a condenser image 324, a condensate pump image 325, and a feed water heater image 381, 382. , 383, a water supply pump image 327, and a piping image (without reference numeral) connecting these.

これら系統図画像320に含まれる画像は、それぞれ、図2に示した反応炉21と、タービン221,222,223と、発電機23と、復水器24と、復水ポンプ25と、給水加熱器261,262,263と、給水ポンプ27と、これらを接続する配管(符号なし)と、に対応している。 The images included in these system diagram images 320 are the reactor 21, turbines 221, 222, 223, generator 23, condenser 24, condensate pump 25, and feed water heating shown in FIG. 2, respectively. 261, 262, 263, the water supply pump 27, and the piping (not numbered) connecting these.

状態表示欄510は、反応炉21(図2参照)の熱出力V_Q_F21(図4の1行目参照)に関する時間経過のグラフと、現在値の数値(図示の例では「2800」)と、を表示している。また、状態表示欄520は、反応炉21に供給されるプラント給水流量V_F_21_in(図4の3行目参照)の時間経過のグラフと、現在値の数値(図示の例では「1800」)と、を表示している。 The status display field 510 displays a graph of the elapsed time regarding the thermal output V_Q_F21 (see the first line of FIG. 4) of the reactor 21 (see FIG. 2) and a numerical value of the current value ("2800" in the illustrated example). it's shown. In addition, the status display column 520 shows a graph of the passage of time of the plant water supply flow rate V_F_21_in (see the third line in FIG. 4) supplied to the reactor 21, and a numerical value of the current value ("1800" in the illustrated example). is displayed.

また、状態表示欄530は、給水加熱器263(図2参照)における第3給水加熱器効率Eff_263(図7の下から3行目参照)の時間経過のグラフと、現在値の数値(図示の例では「72%」)と、を表示している。また、状態表示欄540は、給水ポンプ27(図2参照)における給水ポンプ効率Eff_27(図7の下から2行目参照)の時間経過のグラフと、現在値の数値(図示の例では「65%」)と、を表示している。 In addition, the status display field 530 shows a graph of the passage of time of the third feed water heater efficiency Eff_263 (see the third line from the bottom in FIG. 7) in the feed water heater 263 (see FIG. 2), and a numerical value of the current value (as shown in the figure). In the example, "72%") is displayed. In addition, the status display field 540 displays a graph of the time elapsed water pump efficiency Eff_27 (see the second line from the bottom of FIG. 7) in the water pump 27 (see FIG. 2) and a numerical value of the current value (in the illustrated example, "65 %”) is displayed.

ユーザは、設計ノウハウに基づいてGUI装置300を操作して、状態表示欄510~540に表示されている数値を適宜変更し、より正しいと考えられる仮定的な数値を入力することができる。入力された数値を「指定数値」と呼ぶ。状態表示欄510~540のうち何れかにおいて、何れかの仮想変数に対して、ユーザが指定数値を入力すると、最適計算結果表示処理部220は、他の状態表示欄に対して、他の仮想変数を最適化した結果である最適値を表示させる。その一例を図11に示す。 The user can operate the GUI device 300 based on design know-how, change the numerical values displayed in the status display columns 510 to 540 as appropriate, and input hypothetical numerical values that are considered to be more correct. The input numerical value is called the "specified numerical value." When the user inputs a specified numerical value for any virtual variable in any of the status display fields 510 to 540, the optimal calculation result display processing unit 220 inputs the specified numerical value to the other virtual variables in the other status display fields. Display the optimal value that is the result of optimizing the variable. An example is shown in FIG.

図11は、GUI装置300における他の表示画面312の一例を示す図である。
図11は、ユーザがGUI装置300を操作して、プラント給水流量(図4の3行目におけるV_F_21_in)を図10に示した「1800」から、指定数値である「1850」に上昇させた場合の表示画面312である。
状態表示欄520は、ユーザによる操作内容に対応して、プラント給水流量として、変更前の数値「1800」と、変更後の数値「1850」と、両者を結ぶ矢印522と、を含んでいる。
FIG. 11 is a diagram showing an example of another display screen 312 in the GUI device 300.
FIG. 11 shows a case where the user operates the GUI device 300 to increase the plant water supply flow rate (V_F_21_in in the third line of FIG. 4) from "1800" shown in FIG. 10 to "1850" which is the specified value. This is a display screen 312.
The status display column 520 includes, as the plant water supply flow rate, a pre-change value of "1800", a post-change value of "1850", and an arrow 522 connecting the two, in accordance with the user's operation.

また、状態表示欄530に示されている第3給水加熱器効率(図7の下から3行目のEff_263参照)は、図10に示されている「72%」から「71%」に低下している。すなわち、第3給水加熱器効率は「1%」低下するため、「1%」の文字と、下向きの矢印532と、が状態表示欄530に示されている。また、状態表示欄540に示されている給水ポンプ27の給水ポンプ効率(図7の下から2行目のEff_27参照)は、図10に示されている「65%」から「64%」に変化している。すなわち、給水ポンプ27の給水ポンプ効率は「1%」低下するため、やはり「1%」の文字と、下向きの矢印542と、が状態表示欄540に示されている。また、状態表示欄510には、下向きの矢印512と、「0.1%」の文字とが示されている。これは、熱出力V_Q_F21(図4の1行目参照)が、「0.1%」低下することを示している。 In addition, the third feed water heater efficiency shown in the status display column 530 (see Eff_263 in the third line from the bottom in Figure 7) has decreased from "72%" shown in Figure 10 to "71%". are doing. That is, since the third feed water heater efficiency decreases by "1%", the text "1%" and a downward arrow 532 are shown in the status display column 530. In addition, the water pump efficiency of the water pump 27 shown in the status display field 540 (see Eff_27 in the second line from the bottom in FIG. 7) has changed from "65%" shown in FIG. 10 to "64%". It's changing. That is, since the water supply pump efficiency of the water supply pump 27 decreases by "1%," the text "1%" and a downward arrow 542 are also shown in the status display column 540. Further, the status display field 510 shows a downward arrow 512 and the characters "0.1%". This indicates that the thermal output V_Q_F21 (see the first line of FIG. 4) decreases by "0.1%."

このように、ユーザは、自身の設計ノウハウに基づいて、所望の仮想変数の数値を、任意に(例えば、より好ましいと思える値に)適宜変更することができる。そして、変更された数値に連動して、他の仮想変数の値が更新され、図11に示したように、GUI装置300に表示される。そして、ユーザがGUI装置300において仮定的な数値を入力する操作を「調整設定」と呼ぶ。仮想変数に対する調整設定の内容は、設計知識モデル化処理部240に記憶され、制約条件として、設計知識モデルに追加される。 In this way, the user can arbitrarily change the numerical value of a desired virtual variable (for example, to a value that seems more preferable) based on his/her own design know-how. Then, in conjunction with the changed numerical value, the values of other virtual variables are updated and displayed on the GUI device 300 as shown in FIG. 11. The operation in which the user inputs hypothetical numerical values on the GUI device 300 is called "adjustment setting." The contents of the adjustment settings for the virtual variables are stored in the design knowledge modeling processing unit 240 and added to the design knowledge model as constraints.

例えば、図11に示したように、プラント給水流量V_F_21_inを「1800」から「1850」に変更すると、その調整設定に対応して、下式(8)に示す制約条件が、設計知識モデル追加される。
V_F_21_in=1850 …式(8)
この式(8)制約条件を用いて、式(7)に示した合計非充足度RHGを最小化するように、各仮想変数の再計算を行うと、上述したように、熱出力は「0.1%」低下し、第3給水加熱器効率および給水ポンプ27の給水ポンプ効率は、共に「1%」低下するという評価結果が示される。
For example, as shown in Figure 11, when the plant water supply flow rate V_F_21_in is changed from "1800" to "1850", the constraint shown in equation (8) below is added to the design knowledge model corresponding to the adjustment setting. Ru.
V_F_21_in=1850...Formula (8)
Using this equation (8) constraint condition, if each virtual variable is recalculated so as to minimize the total unsatisfied degree RHG shown in equation (7), the heat output will be "0" as described above. The evaluation results show that the efficiency of the third feed water heater and the water pump efficiency of the water pump 27 both decrease by 1%.

また、最適計算の結果、計測変数すなわち計器の計測値と、図8に示す関数名に係る出力関係変数の最適値との間に統計的に大きな差がある場合には、計器が故障していると疑われる。以下、図7に示した関数名(例えば、Eval_V_P_21_in)に係る出力関係変数(同、V_P_21_in)の最適値(同、V_P_21_in*)を発生させる計測変数の値「評価値」と呼ぶ。計測値(同、I_V_P_21_1, I_V_P_21_2)と、これらの評価値との間に統計的に大きな差がある場合(例えば、差が所定値以上である場合)には、計器が故障していることが疑われる。そこで、このような場合、ユーザが所定の操作を行うと、計測データ誤差評価処理部230は、計測変数の評価値と、実測値とを並べて、表示画面に表示させる。 Additionally, if there is a statistically large difference between the measurement variable, that is, the measured value of the instrument, and the optimal value of the output-related variable related to the function name shown in Figure 8 as a result of the optimal calculation, the instrument may be malfunctioning. It is suspected that there is. Hereinafter, the value of the measurement variable that generates the optimal value (V_P_21_in*) of the output-related variable (V_P_21_in) related to the function name (eg, Eval_V_P_21_in) shown in FIG. 7 will be referred to as the "evaluation value." If there is a statistically large difference between the measured values (I_V_P_21_1, I_V_P_21_2) and these evaluation values (for example, if the difference is greater than a predetermined value), it is likely that the instrument is malfunctioning. Suspected. Therefore, in such a case, when the user performs a predetermined operation, the measurement data error evaluation processing section 230 displays the evaluation value and the actual measurement value of the measurement variable side by side on the display screen.

図12は、GUI装置300における他の表示画面314の一例を示す図である。
表示画面314には、給水加熱器画像383と反応炉画像321とを結ぶ配管画像(符号なし)に対応して、状態表示欄550が示されている。状態表示欄550には、反応炉21(図2参照)への給水流量V_F_21_inについて、評価値を表す評価値ヒストグラム552(画像)と、2つの実測値(IV_F_21_1, IV_F_21_2)を表す実測値ヒストグラム554,556(画像)と、が表示されている。これにより、ユーザは、「実測値IV_F_21_1, IV_F_21_2を計測する計器に故障が生じている可能性が高い」ということを認識することができる。
FIG. 12 is a diagram showing an example of another display screen 314 in the GUI device 300.
On the display screen 314, a status display field 550 is shown corresponding to a pipe image (no code) connecting the feed water heater image 383 and the reactor image 321. The status display field 550 includes an evaluation value histogram 552 (image) representing the evaluation value and an actual measurement value histogram 554 representing two actual measurement values (IV_F_21_1, IV_F_21_2) regarding the water supply flow rate V_F_21_in to the reactor 21 (see FIG. 2). , 556 (image) are displayed. This allows the user to recognize that "there is a high possibility that a failure has occurred in the instruments that measure the actual measured values IV_F_21_1 and IV_F_21_2."

〈実施形態の効果〉
以上のように、プラント状態評価装置(1)は、プラント(2)における複数の計測値と複数の仮想変数との関係を定める複数の関数式を記憶する設計知識格納部(420)と、複数の計測値に基づく複数の関数式の値と、複数の仮想変数の仮定値との各々の差分値(RH)を求め、複数の差分値(RH)の合計である合計差分値(RHG)を求め、合計差分値(RHG)を最小化することによって仮想変数の最適値を計算する仮想変数最適化演算部(210)と、を備えることが好ましい。これによってユーザは、各仮想変数の最適値と、対応する計測値とを比較することができ、プロセス量の変動異常の原因を適切に推定できる。
<Effects of embodiment>
As described above, the plant condition evaluation device (1) includes a design knowledge storage section (420) that stores a plurality of functional formulas that define the relationships between a plurality of measured values and a plurality of virtual variables in the plant (2), and a plurality of Calculate the difference values (RH) between the values of multiple functional expressions based on the measured values and the assumed values of multiple virtual variables, and calculate the total difference value (RHG) that is the sum of the multiple difference values (RH). It is preferable to include a virtual variable optimization calculation unit (210) that calculates the optimal value of the virtual variable by minimizing the total difference value (RHG). This allows the user to compare the optimal value of each virtual variable with the corresponding measured value, and appropriately estimate the cause of the abnormal variation in the process amount.

また、プラント状態評価装置(1)は、関数式と、最適値に基づいて、最適値に対応する仮想的な計測値である評価値を計算し、実際の計測値に対応する画像(554,556)と、評価値に対応する画像(552)と、を表示装置(300)に表示させる計測データ誤差評価処理部(230)、をさらに備えることが好ましい。これにより、ユーザは、実際の計測値に対応する画像(554,556)と、評価値に対応する画像(552)と、を目視することにより、プロセス量の変動異常の原因を一層適切に推定できる。 The plant condition evaluation device (1) also calculates an evaluation value, which is a virtual measurement value corresponding to the optimum value, based on the functional formula and the optimum value, and images (554, 556) and an image (552) corresponding to the evaluation value on the display device (300). As a result, the user can more appropriately estimate the cause of the process quantity fluctuation abnormality by visually viewing the images (554, 556) corresponding to the actual measurement values and the image (552) corresponding to the evaluation value. can.

また、仮想変数最適化演算部(210)は、仮想変数のうち一部に対して、指定数値が入力されると、指定数値が指定された仮想変数以外の他の仮想変数を最適化することが好ましい。これにより、ユーザが有する設計知識に基づいて、各種の仮想変数を最適化することができる。 Further, when a specified numerical value is input to some of the virtual variables, the virtual variable optimization calculation unit (210) optimizes other virtual variables other than the virtual variable to which the specified numerical value is specified. is preferred. Thereby, various virtual variables can be optimized based on the design knowledge possessed by the user.

また、複数の関数式のうち少なくとも一部(例えば、Eval_V_T_21_out)は、対応する計測値(同、I_V_T_21_out_12)の時間経過に基づいて対応する仮想変数(同、V_T_21_out)を定めることが好ましい。これにより、特に時間経過に応じて変動する計測値について、適切な仮想変数を定めることができる。 Further, it is preferable that at least some of the plurality of function expressions (e.g., Eval_V_T_21_out) determine a corresponding virtual variable (e.g., V_T_21_out) based on the passage of time of the corresponding measurement value (e.g., I_V_T_21_out_12). This makes it possible to determine appropriate virtual variables, especially for measured values that vary over time.

〈変形例〉
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、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、上記実施形態の構成に他の構成を追加してもよく、構成の一部について他の構成に置換をすることも可能である。また、図中に示し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、製品上で必要な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。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
<Modified example>
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible. The embodiments described above are exemplified to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, other configurations may be added to the configuration of the above embodiment, and it is also possible to replace a part of the configuration with another configuration. Furthermore, the control lines and information lines shown in the figures are those considered necessary for explanation, and do not necessarily show all the control lines and information lines necessary on the product. In reality, almost all components may be considered to be interconnected. Possible modifications to the above embodiment include, for example, the following.

(1)上記実施形態における演算装置200および記憶装置400のハードウエアは一般的なコンピュータによって実現できるため、上述した各種処理を実行するプログラム等を記憶媒体に格納し、または伝送路を介して頒布してもよい。 (1) Since the hardware of the arithmetic device 200 and the storage device 400 in the above embodiment can be realized by a general computer, programs etc. that execute the various processes described above can be stored in a storage medium or distributed via a transmission path. You may.

(2)上述した各処理は、上記実施形態ではプログラムを用いたソフトウエア的な処理として説明したが、その一部または全部をASIC(Application Specific Integrated Circuit;特定用途向けIC)、あるいはFPGA(Field Programmable Gate Array)等を用いたハードウエア的な処理に置き換えてもよい。 (2) Each of the above-mentioned processes has been explained as a software process using a program in the above embodiment, but some or all of them can be implemented using an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field It may be replaced with hardware processing using a programmable gate array (Programmable Gate Array) or the like.

1 オンライン診断システム(プラント状態評価装置)
2 プラント
200 演算装置(コンピュータ)
210 仮想変数最適化演算部(仮想変数最適化演算手段)
230 計測データ誤差評価処理部
300 GUI装置(表示装置)
400 記憶装置(コンピュータ)
420 設計知識格納部(設計知識格納手段)
552 評価値ヒストグラム(画像)
554,556 実測値ヒストグラム(画像)
RH 非充足度(差分値)
RHG 合計非充足度(合計差分値)
1 Online diagnosis system (plant condition evaluation device)
2 Plant 200 Arithmetic device (computer)
210 Virtual variable optimization calculation unit (virtual variable optimization calculation means)
230 Measurement data error evaluation processing unit 300 GUI device (display device)
400 Storage device (computer)
420 Design knowledge storage unit (design knowledge storage means)
552 Evaluation value histogram (image)
554,556 Actual value histogram (image)
RH unsatisfied degree (difference value)
RHG Total unsatisfied degree (total difference value)

Claims (6)

プラントにおける複数の計測変数と複数の仮想変数との関係を定める複数の関数式を記憶する設計知識格納部と、
前記計測変数の具体的な値である複数の計測値に基づく複数の前記関数式の値と、複数の前記仮想変数の仮定値との各々の差分値を求め、少なくとも流量および圧力に対するものを含む複数の前記差分値の合計である合計差分値を求め、前記合計差分値を最小化することによって前記仮想変数の最適値を計算する仮想変数最適化演算部と、を備える
ことを特徴とするプラント状態評価装置。
a design knowledge storage unit that stores a plurality of functional formulas that define relationships between a plurality of measured variables and a plurality of virtual variables in the plant;
Calculating the respective difference values between the values of the plurality of functional expressions based on the plurality of measured values, which are specific values of the measurement variables, and the assumed values of the plurality of virtual variables, including those for at least flow rate and pressure. a virtual variable optimization calculation unit that calculates an optimal value of the virtual variable by calculating a total difference value that is the sum of a plurality of the difference values and minimizing the total difference value. Condition evaluation device.
前記関数式と、前記最適値に基づいて、前記最適値に対応する仮想的な前記計測値である評価値を計算し、実際の前記計測値に対応する画像と、前記評価値に対応する画像と、を表示装置に表示させる計測データ誤差評価処理部、をさらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載のプラント状態評価装置。
An evaluation value that is a virtual measurement value corresponding to the optimum value is calculated based on the function formula and the optimum value, and an image corresponding to the actual measurement value and an image corresponding to the evaluation value are calculated. The plant condition evaluation device according to claim 1, further comprising: a measurement data error evaluation processing unit that displays on a display device.
前記仮想変数最適化演算部は、前記仮想変数のうち一部に対して、指定数値が入力されると、前記指定数値が指定された前記仮想変数以外の他の前記仮想変数を最適化する
ことを特徴とする請求項1に記載のプラント状態評価装置。
When a specified numerical value is input to some of the virtual variables, the virtual variable optimization calculation unit optimizes the other virtual variables other than the virtual variable to which the specified numerical value is specified. The plant condition evaluation device according to claim 1, characterized in that:
複数の前記関数式のうち少なくとも一部は、対応する前記計測値の時間経過に基づいて対応する前記仮想変数を定めるものである
ことを特徴とする請求項1に記載のプラント状態評価装置。
The plant state evaluation device according to claim 1, wherein at least some of the plurality of functional expressions determine the corresponding virtual variables based on the passage of time of the corresponding measured values.
プラントにおける複数の計測変数と複数の仮想変数との関係を定める複数の関数式を設計知識格納部に記憶する過程と、
前記計測変数の具体的な値である複数の計測値に基づく複数の前記関数式の値と、複数の前記仮想変数の仮定値との各々の差分値を求め、少なくとも流量および圧力に対するものを含む複数の前記差分値の合計である合計差分値を求め、前記合計差分値を最小化することによって前記仮想変数の最適値を計算する過程と、を有する
ことを特徴とするプラント状態評価方法。
a process of storing in a design knowledge storage section a plurality of functional formulas that define relationships between a plurality of measured variables and a plurality of virtual variables in the plant;
Calculating the respective difference values between the values of the plurality of functional expressions based on the plurality of measured values, which are specific values of the measurement variables, and the assumed values of the plurality of virtual variables, including those for at least flow rate and pressure. A plant state evaluation method comprising the steps of determining a total difference value that is the sum of a plurality of the difference values, and calculating an optimal value of the virtual variable by minimizing the total difference value.
コンピュータを、
プラントにおける複数の計測変数と複数の仮想変数との関係を定める複数の関数式を記憶する設計知識格納手段、
前記計測変数の具体的な値である複数の計測値に基づく複数の前記関数式の値と、複数の前記仮想変数の仮定値との各々の差分値を求め、少なくとも流量および圧力に対するものを含む複数の前記差分値の合計である合計差分値を求め、前記合計差分値を最小化することによって前記仮想変数の最適値を計算する仮想変数最適化演算手段、
として機能させるためのプログラム。
computer,
a design knowledge storage means for storing a plurality of functional formulas defining relationships between a plurality of measured variables and a plurality of virtual variables in a plant;
Calculating the respective difference values between the values of the plurality of functional expressions based on the plurality of measured values, which are specific values of the measurement variables, and the assumed values of the plurality of virtual variables, including those for at least flow rate and pressure. virtual variable optimization calculation means for calculating an optimal value of the virtual variable by calculating a total difference value that is the sum of the plurality of difference values and minimizing the total difference value;
A program to function as
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