JPH0296613A - Apparatus for detecting abnormal indication in plant - Google Patents
Apparatus for detecting abnormal indication in plantInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、プラント異常兆候検知装置に係り、特に、化
学プラントにおけるプラント運転状態の異常兆候を検知
する装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a plant abnormality sign detection device, and more particularly to a device for detecting abnormality signs of plant operating conditions in a chemical plant.
従来より、化学プラント等においては、プラントの特定
の箇所に各種のセンサを装着し、これらセンサより得ら
れる測定データ等に基づいてプラントの運転状態を監視
し、必要に応じて警報を発生するシステムが知られてい
る。そのため、従来のプラント異常兆候検知装置におい
ては、プラントの運転状態が、なんらかの原因によって
異常をきたした場合に、それを作業員に知らせる手段が
設けられている。この手段としては、プラント各部の物
理量を測定センサによって常時計測し、前記物理量ある
いはその変化率等がプラントの通常運転時における値に
比べて著しく異なっている場合に警報を発するようにな
っている。Traditionally, in chemical plants, etc., various sensors are installed at specific locations in the plant, and systems that monitor the operating status of the plant based on measurement data obtained from these sensors and issue alarms as necessary. It has been known. Therefore, conventional plant abnormality sign detection devices are provided with means for notifying workers when the operating state of the plant becomes abnormal for some reason. As this means, physical quantities in each part of the plant are constantly measured by measurement sensors, and an alarm is issued if the physical quantities or their rate of change are significantly different from the values during normal operation of the plant.
しかしながら、従来のプラント異常兆候検知装置におい
ては、次のような問題点があった。However, conventional plant abnormality sign detection devices have the following problems.
すなわち、
■前記物理量に対する許容幅は、プラントの全ての運転
条件における当該物理量の値の存在許容範囲であるため
、許容幅を大きく設定しなければならない。このような
場合にはプラントの物理量が、故障等の異常によって変
動し始めてから前記許容範囲を逸脱するまでに時間がか
かる場合がある。そのため、プラントに異常が発生して
から警報が発せられるまでに相当の時間を要し、プラン
ト各部における連鎖的な異常発生原因となり、異常回復
に予想外の時間を要求される場合がある。That is, (1) the permissible range for the physical quantity is the permissible range for the existence of the value of the physical quantity under all operating conditions of the plant, so the permissible range must be set large. In such a case, it may take some time for the physical quantities of the plant to deviate from the tolerance range after they begin to fluctuate due to an abnormality such as a failure. Therefore, it takes a considerable amount of time from when an abnormality occurs in the plant until an alarm is issued, which may cause a chain reaction of abnormalities in various parts of the plant, and may require an unexpected amount of time to recover from the abnormality.
■また、変化率について警報を設定しておくと、実際に
は異常が発生していると見做すべきではないにもかかわ
らず、異常が発生したとみなして警報を発してしまう場
合がある。つまり、異常発生による物理量の変動開始か
ら比較的早期に警報を発することができる反面、計測値
にノイズ等の外乱が含まれる場合や、物理量が小さく振
動している場合でも警報を発してしまうためである。■Also, if you set an alarm for the rate of change, the alarm may be issued because it is assumed that an abnormality has occurred, even though it should not actually be considered that an abnormality has occurred. . In other words, although it is possible to issue a warning relatively early after the physical quantity starts to fluctuate due to the occurrence of an abnormality, it is also possible to issue an alarm even if the measured value contains disturbances such as noise or if the physical quantity is small and vibrates. It is.
■さらに、プラント計装における物理量測定点は非常に
多いため、通常運転時の値を標準とした変動の許容幅に
ついての決定を、作業員の手で全て行うには多くの労力
を必要としなければならない。■Furthermore, because there are so many physical quantity measurement points in plant instrumentation, it would take a lot of effort for workers to manually decide on the permissible range of variation based on values during normal operation. Must be.
そこで、本発明の目的は、プラント運転状態の異常を早
期に検知できるとともに、誤報が少なく信頼性の高い警
報を得ることのできるプラント異常兆候検知装置を提供
することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a plant abnormality sign detection device that can detect abnormalities in plant operating conditions at an early stage and can provide highly reliable warnings with fewer false alarms.
本発明は、プラントが正常かつ安定に運転されていると
きに多くの物理量が略一定に保たれている点に着目する
とともにこれを利用し、異常が発生した場合に物理量が
安定した値から逸脱することを検知して警報を発生させ
るようにしたものであり、具体的には、本発明に係るプ
ラント異常兆候検知装置は、
プラントの特定の点の物理量を計測する測定センサと、
前記物理量の所定時間間隔における平均値を所定の周期
で計算する平均値計算機と、前記物理量と平均値との差
が予め設定された許容範囲を逸脱した場合に警報を発す
る警報発生器とを備えたことを主な特徴として構成され
ている。The present invention focuses on the fact that many physical quantities are kept approximately constant when a plant is operating normally and stably, and takes advantage of this fact.When an abnormality occurs, physical quantities deviate from stable values. Specifically, the plant abnormality sign detection device according to the present invention includes: a measurement sensor that measures a physical quantity at a specific point in the plant;
An average value calculator that calculates the average value of the physical quantity at a predetermined time interval at a predetermined cycle, and an alarm generator that issues an alarm when the difference between the physical quantity and the average value deviates from a preset tolerance range. The main features are:
また、前記平均値計算機は、警報発生器が警報を発して
いた期間は前記平均値を更新しないように構成されてい
る。Further, the average value calculator is configured not to update the average value during a period when the alarm generator is issuing an alarm.
さらに、前記平均値と物理量との差を統計処理すること
によって前記平均値と物理量との差の存在範囲を統計的
に求め、その存在範囲に基づいて前記警報発生器の許容
範囲を決定する許容範囲計算機が付加されている。Further, the range of existence of the difference between the average value and the physical quantity is statistically determined by statistically processing the difference between the average value and the physical quantity, and the tolerance range of the alarm generator is determined based on the existence range. A range calculator has been added.
また、前記警報発生器には、平均値と物理量との差が所
定時間連続して許容範囲を逸脱したことを条件として警
報を発する手段が設けられている。Further, the alarm generator is provided with means for issuing an alarm on condition that the difference between the average value and the physical quantity deviates from an allowable range for a predetermined period of time.
さらに、前記平均値計算機および／または許容範囲計算
機にはリセット信号が投入されるよう構成され、このリ
セット信号が投入された時点からの物１ｆｌｉＥによっ
て前記平均値および／または許容範囲を計算しなおすよ
う構成されている。Furthermore, the average value calculator and/or the tolerance range calculator are configured to receive a reset signal, and recalculate the average value and/or the tolerance range based on the values from the time when the reset signal is input. It is configured.
以上のような手段を講したことにより、本発明では以下
のような作用を有する。By taking the above measures, the present invention has the following effects.
ずなわち、測定センサはプラントの特定点の物理量を測
定し、平均値計算機はプラントが正常、安定に運転され
ているとき、はぼ一定に保たれている前記物理量の値を
、その時点以前の物理量の平均値として計算する。この
物理量の値は、例えば外気温等の諸条件によって少しづ
つ変化するので、適当な時間間隔毎に、この平均値を計
算しなおすことにより、長期的なプロセス変動に対応し
た安定値を決定する。In other words, the measurement sensor measures the physical quantity at a specific point in the plant, and the average value calculator calculates the value of the physical quantity, which is kept approximately constant when the plant is operating normally and stably, before that point. Calculated as the average value of physical quantities. The value of this physical quantity changes little by little depending on various conditions such as the outside temperature, so by recalculating this average value at appropriate time intervals, a stable value that corresponds to long-term process fluctuations can be determined. .
前記平均値はプラントが正常、安定に運転され°ζいる
ときの物理量の安定値を表すものであり、前記物理量が
異常によって変動しているときは、その値を１１１用し
て平均値を求めることは不適当であるため、平均値計算
機では、警報が発生している間は前記平均値を計算しな
い作用が付加的に行われるようになっている。The average value represents the stable value of the physical quantity when the plant is operating normally and stably, and when the physical quantity fluctuates due to an abnormality, the average value is determined using 111. Since this is inappropriate, the average value calculator additionally performs the function of not calculating the average value while an alarm is occurring.
また、前記物理量の値は、プラントの運転条件が人為的
に変更されたときにも変化することに対応して、運転条
件の変更等により前記安定値が変更されたときに人為的
に投入されるリセット信号に伴って平均値計算機が平均
値を計算しなおすようにもなっている。In addition, in response to the fact that the values of the physical quantities change when the operating conditions of the plant are changed artificially, the values of the physical quantities are changed artificially when the stable values are changed due to changes in the operating conditions, etc. The average value calculator recalculates the average value in response to a reset signal.
さらに、警報発生器は前記平均値計算機によって計算さ
れた平均値を前記物理量の安定値とみなし、この物理量
と前記平均値との差が許容範囲から外れたときに警報を
発する。Further, the alarm generator considers the average value calculated by the average value calculator as a stable value of the physical quantity, and issues an alarm when the difference between this physical quantity and the average value is out of a permissible range.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第１図には本発明に係るプラント異常兆候検知装置につ
いての第１の実施例が示されている。この図において、
本装置は、プラントの特定点の物理量を測定する圧力計
、流量計等の測定センサＩと、この測定センサ１の出力
を入力として前記物理量の平均値を求める平均値計算機
２Ａと、この平均値計算機２Ａの出力および前記測定セ
ンサ１の出力をそれぞれ人力とし、これらを所定処理し
てプラントの異常を検知したときに警報を発生する警報
発生器３Ａとを備えている。FIG. 1 shows a first embodiment of a plant abnormality sign detection device according to the present invention. In this diagram,
This device consists of a measurement sensor I such as a pressure gauge or a flow meter that measures a physical quantity at a specific point in a plant, an average value calculator 2A that uses the output of the measurement sensor 1 as input to calculate the average value of the physical quantity, and this average value. The output of the computer 2A and the output of the measurement sensor 1 are each manually operated, and an alarm generator 3A is provided which processes these in a predetermined manner and generates an alarm when an abnormality in the plant is detected.
前記平均値計Ｘ１２Ａは、例えば予め定めた一定時間毎
に、その直前の時間区間中の物理量の平均値を計算する
ように構成されている。また、警報発生器３Ａは、前記
測定センサ１からのプラント特定点における物理量と平
均値計算機２Ａからの平均値との差を求める減算器６と
、この減算器６により求められた差を、許容範囲設定器
５を介して予め設定された許容範囲に属するか否かを判
断する比較器７と、前記物理量と平均値との差が許容範
囲外にあるときに警報を発する報知器８とを含んで構成
されている。この際、前記平均値計算機２Ａによって計
算された平均値が物理量の安定値とみなされている。The average value meter X12A is configured to calculate the average value of the physical quantity during the immediately preceding time period, for example, every predetermined period of time. The alarm generator 3A also includes a subtracter 6 that calculates the difference between the physical quantity at a specific point in the plant from the measurement sensor 1 and the average value from the average value calculator 2A, and a A comparator 7 that determines whether the physical quantity falls within a preset tolerance range via a range setting device 5, and an alarm 8 that issues an alarm when the difference between the physical quantity and the average value is outside the tolerance range. It is composed of: At this time, the average value calculated by the average value calculator 2A is regarded as the stable value of the physical quantity.
なお、前記平均値計算機２Ａには必要に応じてリセット
信号が投入されるように設けられており、これによりプ
ラントの運転条件等が変更されたときに生ずる物理量の
変化に対応し得るようになっている。The average value calculator 2A is provided with a reset signal as required, so that it can respond to changes in physical quantities that occur when operating conditions of the plant are changed. ing.
従って、このような第１実施例によれば、安定状態から
の偏差に対してのみ許容範囲を設定することができるか
ら、許容範囲を狭く設定することが可能となり、許容範
囲を大きく設定しなければならなかった従来装置におけ
る欠点、すなわち、異常によって生じた物理量の変動が
許容範囲を逸脱するまで長時間を要していたという欠点
を解消することができる。また、安定状態における物理
量の基準値としての平均値が長期的なプロセスの変動に
対応し得るので、プロセス変動に対して柔軟に対応する
ことができるとう効果がある。Therefore, according to the first embodiment, since the tolerance range can be set only for deviations from the stable state, it is possible to set the tolerance range narrowly, and it is not necessary to set the tolerance range large. It is possible to eliminate the drawback of the conventional device, that is, it takes a long time until the fluctuation of the physical quantity caused by an abnormality deviates from the permissible range. Further, since the average value as a reference value of a physical quantity in a stable state can correspond to long-term process fluctuations, it is possible to flexibly respond to process fluctuations.
さらに、平均値計算機２Ａにはリセット信号を投入可能
とし、当該リセット信号が投入された時点から物理量の
平均値を計算しなおすよう構成したから、プラントの運
転条件の変更等、人為的な要因で前記物理量の安定値が
変位した場合でもこれに対応することが可能である。Furthermore, since the average value calculator 2A is configured to be able to input a reset signal and recalculate the average value of the physical quantities from the time when the reset signal is input, it is possible to avoid artificial factors such as changes in plant operating conditions. Even if the stable value of the physical quantity changes, it is possible to cope with it.
次に、本発明に係るプラント異常兆候検知装置について
の第２ないし第５の実施例について説明する。なお、以
下の説明において、前記第１実施例と同一の構成部分に
は同一符号を用い、説明を省略もしくは簡略にする。Next, second to fifth embodiments of the plant abnormality sign detection device according to the present invention will be described. In the following description, the same reference numerals will be used for the same components as in the first embodiment, and the description will be omitted or simplified.
第２図における実施例は、平均値計算機２Ａにホールド
回路９を設けた点が前記第１実施例と異なっている。こ
のホールド回路９は、前記警報発生器３Ａが直前区間中
に警報を発生していた場合に、物理量の平均値を更新し
ないように機能するものである。The embodiment shown in FIG. 2 differs from the first embodiment in that a hold circuit 9 is provided in the average value calculator 2A. This hold circuit 9 functions so as not to update the average value of the physical quantity when the alarm generator 3A has issued an alarm during the immediately preceding period.
従って、このような第２実施例によれば、前記第１実施
例の効果の他に、プラントの異常検出時における物ｌｉ
ｔの平均値を利用しないことにより、プラントが正常、
安定に運転されているときの物理量の安定値のみを用い
ることが可能となり、より信頌性の高い警報を得ること
ができるという効果を付加することができる。Therefore, according to the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the object li when detecting an abnormality in the plant can be improved.
By not using the average value of t, the plant is normal,
It becomes possible to use only stable values of physical quantities during stable operation, and it is possible to add the effect that a more reliable alarm can be obtained.
第３図は第３の実施例が示されている。この実施例は、
測定センサーで計測された物理量と、平均値計算機２Ａ
により計算された物理量の平均値との差、すなわち偏差
の存在範囲を統計的に求めるところに特徴を有するもの
である。そのため、平均値計算機２Ａと比較器７との間
には許容範囲計算機４Ａが併設されている。FIG. 3 shows a third embodiment. This example is
Physical quantities measured by measurement sensors and average value calculator 2A
This method is characterized in that the difference from the average value of the physical quantity calculated by , that is, the range in which the deviation exists, is statistically determined. Therefore, a tolerance calculator 4A is provided between the average value calculator 2A and the comparator 7.
この実施例において、前記変化のばらつきが正規分布に
従うと仮定した場合、次式より統計的に偏差の存在範囲
を決定することができる。In this embodiment, if it is assumed that the variation in the change follows a normal distribution, the range in which the deviation exists can be determined statistically from the following equation.
ここで、 Ｘ（ｉ）：物理量の時点ｉでの計測値 Ｎ：対象とする物理量の標本数 ｍ：物理量の平均値 σ：Ｘの標準偏差 Ａ：偏差の許容範囲 である。here, X(i): Measured value of physical quantity at time i N: Number of samples of target physical quantity m: average value of physical quantity σ: standard deviation of X A: Allowable range of deviation It is.
Ｘの分布を正規分布と仮定するとＡ−±３σにとってお
けば、この範囲に９９％以上の確立で偏差が存在するの
で、警報発生器３Ａの許容範囲としてこのＡの値を使用
しておけば、正常、安定時に誤報を発することなく物理
量の異常を検出することができる。Assuming that the distribution of , it is possible to detect abnormalities in physical quantities without issuing false alarms during normal and stable conditions.
また、偏差の許容範囲を自動的に決定することができる
とともに、通常運転時の値からの変動の許容幅について
の決定を自動的かつ橿めて容易に行うことができ、従来
要求されていた多くの労力を飛躍的に軽減することがで
きる。In addition, it is possible to automatically determine the allowable range of deviation, and it is also possible to easily and automatically determine the allowable range of variation from the value during normal operation, which was previously required. Much labor can be reduced dramatically.
第４図には本発明に係るプラント異常兆候検知装置の第
４の実施例が示されている。この実施例における警報発
生器３Ｂは、前記物理量と平均値との偏差が予め決定さ
れた時間だけ連続して許容範囲を逸脱したことを条件と
して警報を発生するよう構成したところに特徴を有し、
警報発生器３Ｂには、さらにタイマ１０が内蔵されてい
る。FIG. 4 shows a fourth embodiment of the plant abnormality sign detection device according to the present invention. The alarm generator 3B in this embodiment is characterized in that it is configured to issue an alarm on the condition that the deviation between the physical quantity and the average value continuously deviates from the allowable range for a predetermined period of time. ,
The alarm generator 3B further has a built-in timer 10.
このタイマ１０は、比較器７より許容範囲を逸脱したこ
とを示す信号が入力されたときにタイミングをカウント
し、所定時間偏差が連続したときに報知器８を作動すべ
き信号を報知器８に出力するように構成されている。This timer 10 counts the timing when a signal indicating deviation from the permissible range is input from the comparator 7, and sends a signal to the alarm 8 to activate the alarm 8 when the deviation continues for a predetermined period of time. is configured to print.
このような実施例によれば、物理量の計測値変化が偶発
的なノイズ等の外乱に起因したものである場合における
警報の発生を回避でき、無用な混乱を生じさせることが
ないという効果をさらに付加することができる。According to such an embodiment, it is possible to avoid the generation of an alarm when a change in the measured value of a physical quantity is caused by a disturbance such as an accidental noise, and the effect of not causing unnecessary confusion is further improved. can be added.
さらに、第５図には本発明の第５の実施例が示されてい
る。この実施例は、平均値計算機２Ｃさらには許容範囲
計算機４Ｂに人為的にリセット信号が投入できるように
構成され、これらのリセット信号をそれぞれ受は取った
ときからの物理量を使用して平均値および許容範囲を計
算してこれを更新するようにしたところに特徴があるも
のである。Furthermore, FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention. This embodiment is configured so that a reset signal can be artificially inputted to the average value calculator 2C and further to the tolerance calculator 4B, and when each of these reset signals is received, the average value and the The feature is that the allowable range is calculated and updated.
従って、このような第５実施例によれば、人為的に変化
させられた安定点における物理量の平均値と偏差とを新
たに計算させることができるとともに、運転条件に応じ
た偏差の存在範囲を自動的に決定することができ、各種
プラントにおける幅広い適用性を有する異常検知を行う
ことができるという効果がある。Therefore, according to the fifth embodiment, it is possible to newly calculate the average value and deviation of the physical quantity at the artificially changed stable point, and also to calculate the range of deviation depending on the operating conditions. This has the advantage that it can be determined automatically and abnormality detection can be performed with wide applicability in various plants.
なお前記実施例の説明において、測定センサｌは、圧力
計、流量計等を例示したが、本発明は広くプラントに用
いられる各種計装に適用可能である。また、警報発生器
３Ａ、、３Ｂは、減算機６、比較器７等を含むものとし
て図示、説明したものに限定されない、これら減算機６
および比較機７はそれぞれ警報発生器３Ａ、３Ｂとは別
体に構成しても差し支えない。In the description of the above embodiments, the measurement sensor l is exemplified as a pressure gauge, a flow meter, etc., but the present invention is applicable to various types of instrumentation widely used in plants. Further, the alarm generators 3A, 3B are not limited to those illustrated and described as including the subtracter 6, comparator 7, etc.
The comparator 7 and the comparator 7 may be configured separately from the alarm generators 3A and 3B.
ないし第５の実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the 5th Example.
ｌ・・・測定センサ、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・平均値計
算機、３Ａ、３Ｂ・・・警報発生器、４Ａ、４Ｂ・・・
許容範囲計算機。l...Measurement sensor, 2A, 2B, 2C...Average value calculator, 3A, 3B...Alarm generator, 4A, 4B...
Tolerance Calculator.
Claims (1)
サと、前記物理量の所定時間間隔における平均値を所定
の周期で計算する平均値計算機と、前記物理量と平均値
との差が予め設定された許容範囲を逸脱した場合に警報
を発する警報発生器とを備えたことを特徴とするプラン
ト異常兆候検知装置。 （２）請求項１において、前記平均値計算機は、前記警
報発生器が警報を発していた期間は平均値を更新しない
よう構成されていることを特徴とするプラント異常兆候
検知装置。（３）請求項１または２において、前記平均
値と物理量との差を統計処理することによって前記平均
値と物理量との差の存在範囲を統計的に求め、この存在
範囲に基づいて前記警報発生器の許容範囲を決定する許
容範囲計算機を併設したことを特徴とするプラント異常
兆候検知装置。 （４）請求項１ないし３のいずれか１項において、前記
警報発生器は前記平均値と物理量との差が所定時間連続
して許容範囲を逸脱したことを条件として警報を発する
ことを特徴とするプラント異常兆候検知装置。 （５）請求項３または４において、前記平均値計算機お
よび許容範囲計算機にはリセット信号が投入されるよう
構成され、これらリセット信号が投入された時点からの
物理量によって前記平均値と許容範囲とを計算しなおす
ことを特徴とするプラント異常兆候検知装置。 （６）請求項１または２において、前記平均値計算機に
は、リセット信号が投入されるよう構成され、このリセ
ット信号が投入された時点からの物理量によって前記平
均値を計算しなおすことを特徴とするプラント異常兆候
検知装置。[Scope of Claims] (1) A measurement sensor that measures a physical quantity at a specific point in a plant; an average value calculator that calculates an average value of the physical quantity at a predetermined time interval at a predetermined cycle; 1. A plant abnormality sign detection device comprising: an alarm generator that issues an alarm when the difference in the difference exceeds a preset tolerance range. (2) The plant abnormality sign detection device according to claim 1, wherein the average value calculator is configured not to update the average value during a period when the alarm generator is issuing an alarm. (3) In claim 1 or 2, the existence range of the difference between the average value and the physical quantity is statistically determined by statistically processing the difference between the average value and the physical quantity, and the alarm is generated based on this existence range. A plant abnormality sign detection device characterized by being equipped with a tolerance calculator for determining the tolerance range of a device. (4) In any one of claims 1 to 3, the alarm generator is characterized in that the alarm generator issues an alarm on condition that the difference between the average value and the physical quantity deviates from an allowable range for a predetermined period of time. A plant abnormality sign detection device. (5) In claim 3 or 4, the average value calculator and the tolerance range calculator are configured so that a reset signal is inputted, and the average value and the tolerance range are calculated based on physical quantities from the time when these reset signals are inputted. A plant abnormality sign detection device characterized by recalculation. (6) In claim 1 or 2, the average value calculator is configured to receive a reset signal, and recalculates the average value based on the physical quantity from the time when the reset signal is input. A plant abnormality sign detection device.
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1988
- 1988-10-03 JP JP63250596A patent/JP2587474B2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2587474B2 (en) | 1997-03-05 |
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