JPH03245018A - 計器信号による異常検出方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、計器に現わされるプロセスデータにもとづい
て、プロセス制御系を形成する各部の異常を検出する方
法に関し、特に、異常の早期検出を可能とした計器信号
による異常検出方法に関する。

［従来の技術］ 各種プラントの制御を行なうプロセス制御においては、
制御系を形成する制御対象（プロセス）、検出器、伝送
器、調節器、操作部などのいずれかに異常か発生すると
、制御系に異常信号が現われる。この異常信号は、通常
２調節器において設定されている異常確認用の上下しき
い値を越えた場合に確認され、この確認がなされたとき
にのみ制御系に異常の生じていることを知らせる。

しかし、異常確認用の上下しきい値に達しない異常信号
もあり、このような場合には、制御系に異常か発生して
いるにもかかわらず、調節器はこの異常を検出てきず、
正常時と同様の制御を行なうことになり、思わぬ事故を
引き起こす原因にもなりかねなかった。

そこて、小さな異常信号を早期に検出することが望まれ
るようになり、例えば、信号の−Ｌ下限に通常の振幅よ
り小さい幅てしきい値を設定し、この小さいしきいの値
に達しない無変化回数て異常を検出する方法（特開昭６
１−２７１４１８号）などか提案されている。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、ｉ：、述した特開昭５１−２７１４１８
　ｒ；には次のような問題かあった。すなわち、第一に
は、異常信号の波形か不明であるため、振幅より小さい
しきい値を決めることか困難であり、また第二には、異
常の前兆として振幅か大きくなった信号を検出すること
かてきないという問題かあった。

この問題を解決する方法として、正常時のブタと測定デ
ータとの分散分析により検定する方法などが考えられる
か、この場合は、第一には、計算か非常に面倒となり、
また第二には、正常時のデータ（母集団）の採集の仕方
によっては正確さに欠けることがあり、さらに第三には
、統計処理を行なっているため、結果をＦ！！解しにく
いという問題かある。

本発明は、これらの問題点にかんがみてなされたちのて
あり、制御系に生した異常を、計器信号として現わされ
るプロセスデータにもとづいて早期に検出てきるように
した計器信号による異常検出方法の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ Ｅ品目的を達成するため、本発明の計器信号による異常
検出方法は、計器信号として現わされるプロセスデータ
の増減傾向変換点をピークデータとし、正常時のある一
定時間内における上記ピークデータの出現回数を求める
と同時に、正常時のある一定時間内における上記プロセ
スデータのピークデータより擬似振幅を求め、かつこの
擬似振幅と上記ビークデータより擬似振幅の積算値を求
め、さらにＬ記ビークデータの出現回数と擬似振幅の積
算値から平均擬似振幅を求め、この平均擬似振幅かあら
かしめ定めた正常の範囲を逸脱している場合に、異常検
出信号を出力するようにしである。

［作用］ 上記方法によれば、計器信号の動きか小さくなると平均
擬似振幅かＯに近づき、計器信号の動きか大きくなると
平均擬似振幅か大きくなるので、あらかしめ平均擬似振
幅の正常値より上下のしきい値を決めておくと、異常信
号の発生を早期に検出てきる。

［実施例］ 以下、本発明の計器信号による異常検出方法の実施例に
ついて説明する。

第１図は本発明方法の一実施例を適用するシステムのブ
ロック図を示す、同図において、１はデータ収集部であ
り、プロセスデータを収集する。このデータ収集部１は
、直接データを検出する検出器たけてなく、伝送器ある
いは調節器を経由した信号であってもよい、すなわち、
プロセスデータを波形信号として確認処理てきる計器て
あればなんてもよい。

２はビークデータ計数部てあり、データ収集部ｌからの
信号により、正常時の、ある一定時間におけるプロセス
データ中のビークデータの出現回数を計数する。

３は擬似振幅積算部てあり、データ収集部ｌからの信号
により、ある一定時間におけるプロセスデータの擬似振
幅の積算値を求める。

４は平均擬似振幅算出部てあり、ピークデータ計数部２
て計数したビークデータの回数と、擬似振幅積算部３て
求めた擬似振幅の積算値にもとづいて、平均擬似振幅を
算出する。

５は比較部てあり、平均擬似振幅算出部４で算出した平
均擬似振幅値か、正常範囲に入っているか否かを判断す
る。

６は告知部であり、比較部５において、平均擬似振幅値
か正常範囲を逸脱しているとの判定が出たときに音声、
鳴音、光の点滅等によって異常の告知を行なう。

次に１本発明の実施例方法について、第２図のフローチ
ャートを参照しつつ説明する。

■データ収集部ｌにおいて、レベル、圧力、温度、ｔｌ
Ｍ等のデータをプロセスデータとして収集し、かつこの
収集したプロセスデータの一部もしくは全部を必要に応
してを計器信号として出力する。

（２）ビークデータ計数部２において、正常時のある一
定時間Ｔ。内におけるプロセスデータ（計器信号）中の
ピークデータの回数Ｎ０を計数する。

ここて、ピークデータとは、第３図のＰ１〜Ｐ８て示す
ように１データか増加傾向から減少傾向に、また減少傾
向から増加傾向へ変換する輩、のデータＰ、をいう。

また正常時とは１例えば、ある時間を隔てて数回、擬似
振幅データを統計処理して平均値と標準偏差を求め、こ
の平均値と標準偏差に大きな差のない場合をいう。

■擬似振幅積算部３において、ある一定時間Ｔ。

内における擬似振＠Ｓ、の８１算値Ｓ　ｓｕｖを求める
。

ここて擬似振幅Ｓ、は、 Ｓ、＝　Ｉ　Ｐ、−Ｐ、、　　１の式て求め、また、擬
似振＠積算（１ａＳｓｕｖは、Ｓｓい＝”、Ｘ、２Ｓ、
の式て求める。

（４つ平均擬似振＠算出部４において、上記ピークデー
タの回数Ｎ。と、擬似振幅の積算値ｓ５゜より、＋−均
擬似振ｖＡＥを求める。

ここてマ均擬似振＠Ｅは、 （５）比較部５において、上記平均擬似振＠Ｅを、正常
時のプロセスデータにもとづいてあうかしめ定めである
振幅の上側しきい値及び下側しきい値と比較し、これら
の範囲内すなわち正常範囲に入っているか否かを判断す
る。

Ｌ　、ｓ　＜　Ｅ　＜　Ｌ　ＭＡＸ ここて、上側しきい値と下側しきい値は、正常時のデー
タを統計処理し、標準偏差を求めて決定する。例えば、
上側しきい値は、 の式によって求める。

なお、正常時のデータとしてはチャーシアラフなとの度
動データと、条件変更などのない安定したデータを用い
る。

（り）上記比較の結果、平均擬似振幅Ｅか正常範囲を逸
脱している場合、すなわち ＬＭＩＮ≧Ｅか　　ＬＩＩＡＸ≦Ｅの場合には、告知部
６によってプロセスデータ（計器信号）に異常の生して
いることを告知する。

このような異常検出方法によれば、プロセスデータ（計
器信号）の動きか小さくなったときに平均擬似振幅Ｅか
Ｏに近すき、プロセスデータの動きか大きくなったとき
に平均擬似振幅Ｅか大きくなる。したかって、平均擬似
振幅Ｅの正常値にもとづいて、上側しきい値と下側しき
い値を定めておき、これらの値と平均擬似振幅とを比較
することによって、ホールト及びハンチング等の異常信
号を確実に検出することかてきる。

これにより、従来の検出方法ては検出できなかったよう
な小さな異常をも検出することか可能となる。

また、平均擬似振幅は計器信号の擬似振幅を示している
ので、信号の状態を理解しやすく、しかも上下限値かど
の程度かもわかりやすい。

なお、上記異常検出方法によって検出した信号は、単に
信号の異常を告げるたけてなく、操作器あるいは他の機
器への緊急作動信号などとしても利用することかてきる
。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、計器信号にもとづいて
プロセス制御系を構成する各部の異常を早期に検出する
ことかてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施例を適用するシステムのブ
ロック図を示し、第２図は本発明方法の一実施例を説明
するためのフローチャートを示し、第３図はピークデー
タを説明するための図である。 ■　データ収集部 ３　擬似振幅ａ警部 ５　比較部 ピークデータ３１数部 平均擬似振＠算出部 告知部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 計器信号として現わされるプロセスデータの増減傾向変
   換点をピークデータとし、 正常時のある一定時間内における上記ピークデータの出
   現回数を求めるとともに、 上記正常時のある一定時間内における上記プロセスデー
   タのピークデータより擬似振幅を求め、かつこの擬似振
   幅と上記ピークデータの出現回数より擬似振幅の積算値
   を求め、 さらに、上記ピークデータの出現回数と擬似振幅の積算
   値から平均擬似振幅を求め、 この平均擬似振幅があらかじめ定めた正常の範囲を逸脱
   している場合に、異常検出信号を出力するようにしたこ
   とを特徴とした計器信号による異常検出方法。