JPH01250818A

JPH01250818A - プロセスデータ解析装置

Info

Publication number: JPH01250818A
Application number: JP7878288A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Iizuka; 和幸飯塚
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1989-10-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は、多変数系のプロセス計装システム等に利用す
るプロセスデータ解析装置に係わり、特に相関対象とな
る２変数以外の変数を考慮して２変数間の相関を調べる
プロセスデータ解析装置に関する。

（従来の技術）一般に、加熱炉などのプロセスでは、加熱炉の入口温度
、出口温度、燃料流量、送風量等が相互に関連を有して
おり、いわゆる多変数系を構成している。このようなプ
ロセスにおいては、例えば加熱炉の燃焼状態を把握する
ために加熱炉の２変数例えば入口温度および出口温度間
の相関を調べる必要がある。

従来、かかる２変数の相関を調べる場合、２変数のみを
所定の時間ごとに取込んで表示装置に順次プロットし、
２変数の相関状態を表示している。

（発明が解決しようとする課題）しかし、以上のような装置においては、例えば加熱炉の
入口温度と出口温度の間の相関関係はある程度把握でき
るものの、これら入口温度および出口温度は他の変数例
えば燃料流量や送風量の干渉を大きく受けているので、
２変数である入口温度と出口温度の間の相関が何れの変
数によって影響を受けているのか把握できない。また、
一般にプロセスの２変数間には応答遅れ等の問題がある
が、この応答遅れも何ら考慮されておらず、２変数間の
相関について適切に分析できない。

本発明は以上のような不具合を解決するためになされた
もので、２変数間の相関を調べる場合であっても他の変
数およびプロセスの応答遅れを考慮しながら適切に２変
数間の相関を分析しつるプロセスデータ解析装置を提供
することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明によるプロセス制御装置は、上記目的を達成する
ために、プロセスの相関対象となる２変数以外の変数デ
ータが変化が少なく所定の範囲内にあるときの期間を検
出する期間検出手段と、この期間検出手段で検出された
期間に基づいて前記相関対象となる２変数データを取込
む変数データ取得手段と、前記２変数データ間の相互相
関関数値に基づいて前記相関対象の一方の変数データを
ずらすためのずらし時間を求めるずらし時間演算手段と
を備え、このずらし時間演算手段によってずらした一方
の変数データと前記相関対象となる他方の変数データか
ら相関を調べる構成である。

（作用）従って、本発明は、以上のような手段とすることにより
、プロセスの相関対象となる２変数データを取込むに際
し、先ず１期間検出手段で前記２変数以外の変数データ
が予め定めた所定範囲内にある定常状態の期間を検出す
る。そして、この期間検出手段から期間の検出による変
数データ取得タイミング信号が出力されると、このタイ
ミング信号を受けて変数データ取得手段は２変数データ
を取込む。一方、ずらし時間演算手段において２変数デ
ータの相互相関関数の最大となるずらし時間を求めた後
、このずらし時間相当分だけ前記変数データ取得手段に
よって取込んだ２変数のうち一方の変数データをずらし
、この変数データずらし手段によりずらした一方の変数
データと他方の変数データの間で相関を調べることによ
り、相関対象以外の変数データおよびプロセスの遅れを
考慮して２変数間の相関を調べるものである。

（実施例）以下、本発明装置の一実施例について図面を参照して説
明する。第１図は本発明装置のシステム構成図であって
、例えば４変数ＰＶ１〜ＰＶ４を持つプロセス制御系に
おいて２変数例えばｐｖ、、ｐｖ２を相関対象する場合
について示す。同図において１１〜１４は各変数データ
ＰＶ１〜ＰＶ４を記憶する記憶部であって、そのうち記
憶部１１．１２は時間的変化に対応して順次相関対象と
なる各変数データＰＶ１．ＰＶ２を個別に記憶し、他の
２つの記憶部１３．１４は前記２変数デーｐｖ、、ｐｖ
２に対して相互干渉を行う変数データ（トレンドデータ
）　Ｐ　ｖ３１ＰＶ４を個別に記憶する。これら記憶部
１１〜１４に記憶された各変数データＰＶ１〜ＰＶ４の
うちｐｖ３．ｐｖ４は時間変化と共に順次読出して期間
検出手段１５に送出される。

この期間検出手段１５は相関対象となる２変数以外の２
変数データｐｖ３．ｐｖ４の変化状態。

つまりあるレベル範囲にあって定常状態にあるか否かを
判定し、あるレベル範囲にあって定常状態にあればデー
タ取得タイミング信号を出力するもので、具体的には各
変数データＰＶ３．ＰＶ４が所定範囲内に有ればその所
定範囲内の変数データＰＶ３．ＰＶ４に対応する期間デ
ータを出力するレベル判定手段１６．１７と、これらレ
ベル判定手段１６．１７から出力された期間データの一
致によりデータ取得タイミング信号を出力するアンドゲ
ート１８とで構成されている。このアンドゲート１８か
ら出力されたデータ取得タイミング信号はゲート回路等
の変数データ取得手段１９゜２０に送られる。

これら変数データ取得手段１９．２０はデータ取得タイ
ミング信号を受けたとき、前記記憶部１１．１２に記憶
された当該期間に対応する変数データｐｖ１．ｐｖ２を
取込んで出力する機能をもっている。

一方、前記記憶部１１．１２への記憶前または記憶後の
変数データｐｖ１．ｐｖ２はずらし時間演算手段２１に
送出される。このずらし時間演算手段２１は、２変数デ
ータｐｖ、、ＰＶ２間の相互相関関数を求める相互相関
関数演算手段２２と、この演算手段２２で得られた相互
相関関数値のうち最大関数値となるずらし時間を求める
ずらし時間取得手段２３とで構成されている。

２４は変数データずらし手段であって、これは変数デー
タ取得手段２０の出力側に設けられ、ずらし時間取得手
段２３から出力されたずらし時間だけ変数データＰＶ２
をずらしてＣＲＴ等の表示装置２５に与えるものである
。この表示装置２５は変数データＰｖ１と変数データず
らし手段２４てずらした変数データＰｖ２との相関図を
表示する機能を持っている。

次に、以上のように構成された装置の動作を説明する。

時々刻々変化する相互干渉状態にある変数データＰＶ１
〜Ｐｖ４は相互に時間に依存する関係で各記憶部１１〜
１４に記憶されるが、そのうち記憶部１３．１４に記憶
された変数データＰＶ３．ＰＶ４はレベル判定手段１６
．１７でレベル判定が行われる。このレベル判定手段１
６゜１７では予めプラントの運転状態等から定まる所定
範囲のレベル例えば第２図（ａ）、（ｂ）のような上下
限値Ｌｕ、Ｌｄまたは１つの上限値のみ。

あるいは加減値のみが定められ、前記変数データＰｖ３
．ＰＶ４が例えば上下限値Ｌｕ、Ｌｄ内にあるとき、つ
まり変数データｐｖ３．ＰＶ４があるレベル範囲Ｌｕ−
Ｌｄ内であって外乱等の無い定常状態にあるとき、その
ときの期間データ（ｔ＋−ｔ４）、　（ｔｌ−ｔｌ、　
ｔ３−ｔ５）を順次出力しアンドゲート１８へ送出する
。ここで、アンドゲート１８は両レベル判定手段１６゜
１７から出力された期間データ（ｔｌ−ｔ４）。

（ｔ、−ｔｌ、ｔ３−ｔ５）のうち両者の期間データの
等しい期間（１＋−１２，１３−１４）にデータ取得タ
イミング信号を出力し、変数データ取得手段１９．２０
へ送出する。その結果、データ取得タイミング信号を受
けた変数データ取得手段１９．２０は前記記憶部１１．
１２に記憶された第３図（ａ）、（ｂ）の変数データＰ
Ｖ１゜ＰＶ２うち前記期間データの等しい期間（１１’
２１　　ｔ３　　ｊ４）内の変数データＰＶ１゜ＰＶ２
　（第４図ａ、ｂの図示実線部分）だけを順次取込んで
出力する。

このとき、ずらし時間演算手段２１を構成する相互相関
関数演算手段２２は前記変数データｐｖ、、ｐｖ２から
下記式に基づいて相互相関関数φｘｙ（τ）を求めてい
る。

但し、ｘ−ＰＶＩ　、ｙ−ＰＶ２　、ｔ　：時間、τ：
ずらし時間である。

このようにして相互相関関数を求めたならば、後続のず
らし時間取得手段２３で相互相関関数値の中から最大相
関関数値を示すずらし時間τを求め、これをずらし時間
τを変数データずらし手段２４に供給する。

その結果、相関対象となる２つの変数ＰＶ１゜ＰＶ２の
うち、ＰＶ、はデータ取得タイミング信号に基づいて変
数データ取得手段１９で取得された変数データのみが表
示装置２５に送られ、他方の変数データＰｖ２は同様に
データ取得タイミング信号に基づいて変数データ取得手
段１９で取得された変数データがずらし時間τだけずら
されて表示装置２５に送られる。従って、表示装置２５
はこ木ら２変数データを用いて相関図を作成表示する。

従って、以上のような実施例の構成によれば、相関対象
となる２変数以外の変数データが所定の範囲内にあると
き、データ取得タイミング信号を出力して２変数データ
を取込み、かつ、前記２変数データの相互相関関数から
求めたずらし時間に応じて前記２変数データのうち一方
の変数データをずらし、２変数データの相関を表示する
ようにしたので、相互に干渉関係にある２変数以外の変
数データを考慮しなから２変数データの相関を調べるこ
とができ、しかもプロセスの応答遅れを考慮しつつ２変
数の相関を得ることができる。従って、本装置はプロセ
スの特性をより正確に把握でき、多変数のうち何れの変
数が相関に影響を与えているか適切に判断でき、多変数
系静特性の解析を行う場合の省力化に大きく貢献できる
。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

例えば相互に同期をとりながら多変数データＰ■１〜Ｐ
■４を取込むようにすれば特に記憶部１１〜１４を必要
するものではない。また、表示装置２５は２変数データ
の相関図を表示するが、例えば変数データ取得手段１９
．２０で取込んだ変数データを別々に表示してもよく、
あるいは２変数の相関を定；的に表すために相関係数を
求めて表示してもよい。更に、多変数系では相関係数の
高い２変数から順に表示する構成であってもよい。その
他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施できる。

［発明の効果］以上詳記したように本発明によれば、２変数間の相関を
調べる場合であっても他の変数およびプロセスの応答遅
れを考慮することにより、２変数の相関をより正確に取
得でき、多変数系静特性の解析を省力的に行い得るプロ
セスデータ解析装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるプロセスデータ解析装置の一実
施例を示す概略構成図、第２図は相関対象以外の変数か
ら相関対象となる２変数のデータ取得タイミング信号を
得るための説明図、第３図および第４図は相関対象とな
る２変数データおよびデータ取得タイミング信号に基づ
いて２変数データより取込んで変数データを示す図であ
る。１１〜１４・・・記憶部、１５・・・期間検出手段、１
６．１７・・・レベル判定手段、１８・・・アンドゲー
ト、１９．２０・・・変数データ取得手段、２１・・・
すらし時間演算手段、２２・・・相互相関関数演算手段
、２３・・・ずらし時間取得手段、２４・・・変数デー
タずらし手段、２５・・・表示装置。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦（ａ）第（ａ）第ｔ＋　ｔ２ｂｔ４（ａ）第（ｂ）２！！Ｉ（ｂ）３　図ｔ＋ｔ２ｂｔ４（ｂ）４図

Claims

【特許請求の範囲】

プロセスの相関対象となる２変数以外の変数データが変
化が少なく所定の範囲内にあるときの期間を検出する期
間検出手段と、この期間検出手段で検出された期間に基
づいて前記相関対象となる２変数データを取込む変数デ
ータ取得手段と、前記２変数データ間の相互相関関数値
に基づいて前記相関対象の一方の変数データをずらすた
めのずらし時間を求めるずらし時間演算手段とを備え、
このずらし時間演算手段によってずらした一方の変数デ
ータと前記相関対象となる他方の変数データから相関を
調べることを特徴とするプロセスデータ解析装置。