JPH05120582A - プラント運転データ管理装置 - Google Patents
プラント運転データ管理装置Info
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- JPH05120582A JPH05120582A JP28516591A JP28516591A JPH05120582A JP H05120582 A JPH05120582 A JP H05120582A JP 28516591 A JP28516591 A JP 28516591A JP 28516591 A JP28516591 A JP 28516591A JP H05120582 A JPH05120582 A JP H05120582A
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Abstract
うにする。 【構成】 プラント1から運転状態データを収集し、保
存するデータ保存手段3と、管理の対象となるポイント
と基準となるポイントを設定するポイント設定手段5
と、データ保存手段3で保存されたデータからポイント
設定手段5にて設定された管理ポイントのデータおよび
対応する基準ポイントのデータを所定の期間、周期で取
り出すデータ検索手段7と、このデータ検索手段7によ
って取り出されたデータを統計処理し、基準ポイント値
を変数とした管理ポイントの管理制限値の関数である管
理制限関数を求める管理値算出手段9と、この管理値算
出手段9で求めた管理制限関数をグラフに表示しこのグ
ラフ上に最新の運転データおよび任意の過去の運転デー
タを表示する表示手段11とを設ける。
Description
を管理してプラントの運転状態を監視するプラント運転
データ管理装置に関する。
とらえる方法としては、警報制限値によるチェックと、
センサチェック機能によるものがある。
越えてはいけない、また越えないように制御しているの
で越えないはずである、という値が基準となって設定さ
れているものである。したがって、通常の運転状態にお
いては、警報制限値に達することはまれである。
着目し、一定の出力で一定の時間運転した場合、プラン
トの各入力ポイントの値がいくつぐらいになっていなけ
ればならないかを判断しチェックする機能である。現
在、センサチェック機能を使用しているプラントでは、
100%、75% 、50% 、25% の4つの出力帯で、1時間以上
同一出力で運転した場合にそれぞれセンサチェックを行
っている。各出力帯での各ポイントの管理チェック値は
手動で1点ずつ設定する方法と、過去の運転状態を保存
しておき、これから統計計算で求める方法がある。
おいては、プラントの老朽化と電力の不足から、プラン
ト設備の信頼性向上と電力の安定供給のため異常の早期
発見と診断技術の確立が求められている。
分類される。
だ、地震が発生してポンプが破損した等。
加する、配管にスケールが付着し圧力損失が増加する
等。
望まれるが、従来の警報制限値による方法では、異常が
発生した後の通報となってしまい、例えば、警報が出た
ポンプの振動が大きくて運転の継続が難しい場合は、直
ちにポンプの停止ひいてはプラントの停止が必要とな
る。機器の保全としては、機器を停止すればよいのであ
るが、電力の安定供給という点では問題が多い。つま
り、夏場の電力の逼迫した状況で1発電プラントを緊急
停止すれば、需要家のいくつかが停電に至る事態とな
る。
電計画に反映し、予備火力の立ち上げや他電力との融
通、大口需要家への供給制限等の処置を行った後、異常
プラントを停止すればよいので停電には至らずに済む。
したがって、警報に至る手前で、いかに早く異常の兆候
をとらえ、必要な処置を行うための時間を稼ぐかという
ことが重要となる。
常の指示値をもとに、これから外れたものを早期に発見
しようとする方法がある。センサチェック機能がその1
つであるが、この難点として、 (1)プラントの出力をパラメータとしているため、プ
ラント出力と直接的因果関係を持たないポイントには有
効ではないこと。例えば、ポンプが3台あるプラント
で、プラント出力50%では、そのうちの2台が動作する
が、それがどの2台かは決まっていない。この場合は、
このポンプ3台の各流量、振動、温度についてのセンサ
チェックはできない。
プラント安定状態でのチェックを基本としているため、
出力変化の多い火力プラントには向いていないこと、な
どがある。
ログが出力されるが、発電員はこのログシート上の値を
見て、値の妥当性および運転の状況把握と異常の推定を
行っている。
は、経験とプラントの判断が必要とされる上、1発電ユ
ニット当たりのログポイントが 100点以上で、3〜8基
のユニットが発電所にはあるため、毎日出力されるログ
のチェックは、熟練した運転員にとってもかなりの負荷
となっている。
されたもので、プラントの運転実績に基づいて異常の傾
向を判断するのに適切な管理制限値を求め、この管理制
限値によりプラントの諸量をチェックすることにより、
異常の早期発見を行うことが可能なプラント運転データ
管理装置を提供することを目的とする。
め、本発明のプラント運転データ管理装置は、プラント
の各ポイントの運転データを入力し保存するデータ保存
手段と、管理しようとするポイントおよび該管理ポイン
トごとに対応する少なくとも1つの基準となるポイント
を設定するポイント設定手段と、データ保存手段で保存
されたデータからポイント設定手段にて設定された管理
ポイントのデータおよび対応する基準ポイントのデータ
を所定の期間、周期で取り出すデータ検索手段と、この
データ検索手段によって取り出されたデータを統計処理
し、基準ポイント値を変数とした管理ポイントの管理制
限値の関数である管理制限関数を求める管理値算出手段
と、この管理値算出手段で求めた管理制限関数をグラフ
に表示しこのグラフ上に最新の運転データおよび任意の
過去の運転データを表示する表示手段とを設ける。
おいて、管理値算出手段は基準ポイントの取り得る最大
値と最小値の間を予め定めた間隔のメッシュに分割し、
各メッシュごとに管理ポイントの平均、分散および管理
制限値を計算し、メッシュ個数分得られた管理制限値を
回帰分析して管理制限関数を求めるものである。
は、管理値算出手段で求めた管理制限関数のグラフを表
示する画面上に算出に用いた運転データを表示し、管理
制限関数の係数を変更する修正手段を有するものであ
る。
装置は、管理ポイントごとに設定した管理制限関数に対
して最新の運転データを比較する比較手段と、管理制限
を越えるポイントがあった場合にはこれを通報する出力
手段とを有するものである。
は、データ保存手段によりプラントの入力データを一定
周期で取り込みその値を保存しておくとともに、ポイン
ト設定手段により管理対象ポイントとその基準ポイント
の関係を設定しておき、これに基づいてデータ検索手段
により保存データを必要な期間分取り出し、管理値算出
手段により統計処理して、管理対象ポイントの管理制限
値を基準ポイントの関数として算出し、CRTのような
表示手段に目的とする日付のデータおよび最新のデータ
と求めた管理制限値の関数曲線を表示することにより、
運転実績との差異から、算出した管理制限曲線の適性判
断が可能となるとともに、最新データと管理制限曲線の
比較から容易に異常の傾向をキャッチすることができ
る。
処理して管理制限値を求めるにあたり、季節変動は見逃
せないパラメータであり、数ヵ月から1年程度のプラン
トデータの保存が必要である。また、基準ポイントの選
定は、管理対象ポイントに対して最適なものが設定でき
るようになっている。これは、センサチェック機能の欠
点から得られたもので、基準ポイントを一律プラント出
力にとると不具合がでるポイントがあるからである。
入力のほか、生入力を用いて計算した値や、運転日誌ロ
グの出力ポイントを用いることができる。これにより、
プラントの発電効率や所内率等の管理に用いることがで
きるほか、従来目視でチェックした運転日誌ログの自動
チェックを行うこともできる。
るところの信頼区間を使用する方法もあるが、この信頼
区間を管理制限値として用いると、基準ポイントの最大
と最小値で限界値が開いてしまうことがある。発電プラ
ントの管理としては、最大出力が最もシビアな運転状態
であり、この状態の管理制限値が緩やかになってしまう
のは望ましくない。
して、基準ポイントの最大と最小の間をメッシュで区切
り、その間に入る対象ポイントの値から平均、分散、管
理制限値を求め、得られたメッシュごとの管理制限値を
用いて最小2乗法等の演算により管理制限関数(回帰曲
線)を求める方法が好ましく用いられる。
数について、運転員が評価を行い、その関数で管理をし
てよいかどうか判断する必要がある。そのため、統計計
算に使用したデータと得られた管理制限曲線をCRT上
に重ね合わせて表示し、必要であれば修正手段により関
数の修正を行うことが可能である。
いては、基準ポイントが複数考えられる場合もある。例
えば、復水器真空度は、海水温度と発電器出力の2つが
管理の基準ポイントとなる。このような場合でも、本発
明においては、メッシュを各々の基準ポイントでとり、
メッシュの交差した1ブロックごとに統計処理を行うこ
とで、上記と同様に管理制限値を求めることができる。
なお、この方法で求めた復水器真空度の管理制限値は、
海水温度と発電器出力で与えられる曲面の式になる。
ト全点の値の妥当性を1点ずつ画面上で確認することは
現実的でないため、定周期で管理制限値とプラントの値
を比較し、異常のあったポイントについて、運転員に通
報するよう構成すれば、異常の認知がより確実となる。
する。
データ管理装置の構成を示すもので、プラント1から運
転状態データを収集し、保存するデータ保存手段3と、
管理の対象となるポイントすなわちプラントの運転項目
と基準となるポイントを設定するポイント設定手段5
と、データ保存手段3で保存されたデータからポイント
設定手段5にて設定された管理ポイントのデータおよび
対応する基準ポイントのデータを所定の期間、周期で取
り出すデータ検索手段7と、このデータ検索手段7によ
って取り出されたデータを統計処理し、基準ポイント値
を変数とした管理ポイントの管理制限値の関数である管
理制限関数を求める管理値算出手段9と、この管理値算
出手段9で求めた管理制限関数をグラフに表示しこのグ
ラフ上に最新の運転データおよび任意の過去の運転デー
タを表示する表示手段11とで構成されている。
転状態を管理、監視するために、各所にセンサーがセッ
トされる。上記構成のプラント運転データ管理装置にお
いて、データ保存手段3はプラント1の各所に設けられ
たセンサーからプラントの運転状態データを収集し、最
新データ記憶テーブルに記録し更新するとともに、大容
量記憶装置に長期に亘り順次保存する。
ト運転の履歴データという。これは過去の運転状態デー
タを蓄積することにより、プラント固有の特性や、様々
な運転状態時にプラントを構成する各装置が示す状態を
知るために有効な情報である。例えば、プラントを構成
する主なる装置として、ボイラ、タービン、発電機があ
るが、ボイラにて発生される主蒸気の圧力とタービンの
回転数、およびタービンの回転数と発電機の出力には密
接な関係があり、プラントの起動時や発電機の定格出力
運転時の運転状態を記録することにより、プラントを構
成する各装置固有の特性が得られることは周知の通りで
ある。このような発電プラントからの運転履歴データを
もとに、本発明では各ポイント値の管理を行う。
トの運転項目と基準となるポイントの設定入力を受け付
けるために設けられたもので、オペレータからの入力を
受けると、運転履歴データが記録されている大容量記憶
装置から、データ検索手段5により該当データとその該
当データに密接な関係を持つ基準データを合わせて検索
するための条件を作成する。このような検索条件として
は、該当データの年月日やデータの値、あるいは該当デ
ータと同じタイミングで収集された他のデータの値とい
ったものを検索することができる、検索データの特定が
可能な一般的な情報が使用される。
に大容量記憶装置からデータの抽出を行い、抽出したデ
ータを検索データ記録テーブルに記録する。検索データ
記録テーブルに記録された抽出データは、特定の条件に
より検索された一連のデータであり、同時に検索された
基準データと対応付けて管理される。したがって、検索
データ記録テーブルに記録されているデータに対して、
縦軸を該当データ、横軸を基準データとしてグラフ上に
プロットした場合、相関を示す散布図となる。
より抽出された運転実績データから、該当データと基準
データの関係をもとに統計処理により基準データを変数
とした管理制限曲線を求める。表示手段11は、この結
果得た管理制限曲線と任意の過去の運転実績データを同
一画面上に表示する。
運転データのうち、管理ポイントとして主蒸気圧力、そ
れに対する基準ポイントとして発電機出力としたときの
管理制限曲線21、23を求めて、これを任意の過去の
運転実績データ25とともに同一画面上に表示手段11
により表示した例である。図2において、横軸に基準ポ
イントである発電機出力、縦軸に管理ポイントである主
蒸気圧力をとっている。
り選択された管理ポイントに対応した管理制限曲線とし
て上限曲線21、下限曲線23および平均曲線27が表
示される。続いてオペレータが選択した運転実績データ
(図2では任意の過去のデータを使用している)が同一
画面上にプロットされる。このプロットが管理制限曲線
から外れている場合、何らかの異常が発生したと判断で
きる。この図では、基準ポイントのメッシュ幅を100MW
としているが、800MW から900MW のメッシュにて上限曲
線21を超えた運転実績データがあることを示してい
る。
るプロセスをさらに詳しく説明する。図3においては、
図1のプラント運転データ管理装置に、管理制限曲線を
修正する手段31と、管理制限曲線を超えるデータがあ
った場合、オペレータに通知する手段(比較手段33、
出力手段35、異常内容記録手段37)とを付加すると
ともに、表示手段11に管理制限曲線と警報制限値を同
一画面に表示する機能を持たせている。また、管理値算
出手段9は、管理ポイントのデータを対応する基準ポイ
ントのメッシュごとに分配する分配手段39と、分配さ
れたデータをそれぞれ統計処理する統計処理手段41
と、統計処理結果を回帰分析する回帰分析手段43に分
けて示している。
行うとする。対象とする管理ポイント、各管理ポイント
に対する基準ポイント、各基準ポイントの最大値、最小
値、メッシュ幅、および各管理ポイントの警報制限値の
登録は、ポイント設定手段5により行われ、分配条件記
録テーブル51と警報制限値記録テーブル53にそれぞ
れ保存される。
ル51、警報制限値記録テーブル53の構成を示す。分
配条件記録テーブル51には、管理ポイントと基準ポイ
ントおよび基準ポイントの最大値、最小値、メッシュ幅
が管理ポイント数分保存される。また、警報制限値記録
テーブル53には、管理ポイントとその警報制限値が保
存される。
データがデータ保存手段3により収集され、大容量記憶
装置である履歴データメモリ55に順次保存されてお
り、その中で最新のデータが最新データ記録テーブル5
7に一時保存されている。ポイント設定手段5により管
理ポイントと基準ポイントの設定がなされると、データ
検索手段7により、履歴データメモリ55より該当する
データが抽出され、検索データ記録テーブル59に保存
される。
に保存された運転実績データは、管理値算出手段9の分
配手段39において、分配条件記録テーブル51に記録
された基準ポイントのメッシュ幅によって分配され、メ
ッシュごとに分配結果記録テーブル61-i(i=1、
2、…、n)に保存される。図6は分配結果記録テーブ
ル61-iの構成を示したもので、基準ポイントのメッシ
ュ幅に含まれる管理ポイント値と、これに対応する基準
ポイント値が保存される。
ル61-iに保存された管理ポイント値に対し、統計処理
手段41は統計処理を行い、メッシュごとに、平均、分
散、分散に定数を乗じて平均を加えた上限界、分散に定
数を乗じて平均から減じた下限界を計算し、それぞれ計
算結果記録テーブル63-iに保存する。図7に計算結果
記録テーブル63-iの構成を示す。この図に示すよう
に、メッシュごとに、管理ポイントの平均、分散、上限
界、下限界とそれに対応する基準ポイントの値(メッシ
ュ幅の代表値)が記録される。
ル63-iに保存された平均、上限界、下限界に対し、最
小 2乗法等を用いてそれぞれ平均曲線、上限曲線、下限
曲線の回帰曲線を求め、各回帰曲線の係数を係数記録テ
ーブル65に保存する。ところで、メッシュに入る対象
ポイントの値の数は、メッシュごとに異なるため、メッ
シュごとに得られる管理制限値の信頼度が異なる。一般
にデータのサンプリング個数が多いほど統計的信頼度が
上がるので、管理制限関数を求める時に、演算に使用す
る管理制限値に対してデータ個数による重み付けを行
う。
す図であり、平均曲線、上限曲線、下限曲線の係数が保
存される。なお、図8では各曲線とも2次式で表した場
合を示している。
線の係数を使用して、表示手段11は、平均曲線、上限
曲線、下限曲線を表示する。また、必要に応じて計算に
用いた運転実績データも同一画面上に表示する。
7内の最新データが、比較手段33によって係数記録テ
ーブル65内の曲線と比較され、その結果管理制限を逸
脱している場合、出力手段35によりオペレータに通知
されるとともに、異常内容が異常内容記録手段37によ
って記録される。オペレータに通報する出力手段35と
しては、アナンシェータ(ブザー)や、CRT表示装置
(アラーム表示用、異常点一覧)等がある。さらに、最
新データを平均曲線、上限曲線、下限曲線と合わせて表
示手段11に表示することにより、プラント状態を監視
することも可能である。
内容を修正するために設けられたもので、これにより表
示画面で曲線の修正を行うことが可能となる。例えば図
9に示すように、平均曲線27と管理制限曲線21、2
3および任意の運転実績データ25や最新データを画面
表示しながら、その係数a、b、cを修正することによ
り、任意に修正することが可能となる。なお、この画面
例では、各曲線を2次関数として表現しているが、n次
の一般式として扱うことも可能である。
警報値に達する前に察知しようというのが目的の1つで
あるからして、警報制限値記録テーブル53に登録され
ている実際の警報制限値と重ね合わせて表示手段11に
表示することにより、管理制限曲線の妥当性を運転員が
評価できるようにすることもできる。図10は、平均曲
線27、管理制限曲線21、23、運転実績データ25
に、警報制限値101を重ねて表示した画面表示例であ
る。
項目(管理ポイント)に対して、密接な関係を持つ基準
ポイント1つを例にとり説明したが、本発明はこれに限
らず、管理ポイントに対して複数の基準ポイント項目か
ら管理制限値を設定することができる。例えば、発電機
の出力と主蒸気の圧力は密接な関係を持っているのは前
述の通りであるが、さらに主蒸気圧力は大気温度や、海
水の温度に代表される自然環境とも密接な関係を持って
いる。これは、大気温度による燃料充填効率の変動や、
海水温度による冷却効率の変動から明らかである。
準ポイントに対して、各々規定メッシュを設け、前記同
様の手段により管理制限曲線を求めることにより、プラ
ントの運用形態だけではなく、他の要素、例えば自然環
境である年間を通した季節による変動を考慮した管理制
限値を設定し、該当データの管理を容易な方法でより的
確に行うことができる。
ントが1つの場合の管理ポイント値を分配する1次元規
定メッシュ111を示すものである。これに対し、管理
ポイントに対して基準ポイントが2つの場合には、図1
2に示すように、管理ポイント値が分配される規定メッ
シュ112は2次元配列で表される2次元規定メッシュ
となる。このように、管理ポイントに対して基準ポイン
トがn個の場合には、管理ポイント値の分配はn次元規
定メッシュに基づいてなされるが、1次元同様の手順で
平均、分散、上限界、下限界をそれぞれ求めることによ
り、複数の基準ポイントでも管理することが可能であ
る。
イントが2つある場合の画面表示例である。基準ポイン
トが2つに増加したことにより、管理範囲が立体的な広
がりを持ち、より実際のプラント運転に適した管理が可
能となる。
のプラント運転データ管理装置においては、管理対象と
なるポイントごとにそのポイントに密接な関係のある基
準ポイントを任意に設定することができ、それぞれその
運転状態に適した基準ポイントデータと関連づけて運転
データを管理することが可能となるとともに、運転実績
データに基づいて求めた管理制限値との比較により、容
易に異常の早期発見を行うことが可能となる。
トの運転状態をプラントをとりまく環境とプラントの運
転状態に応じた値として管理することができ、この管理
値を運転実績から求めた管理制限値によりチェックする
ことにより、運転員に過大な負荷をかけることなく異常
の早期発見を実現することができる。
置の構成を示すブロック図である。
装置の構成を詳細に示すブロック図である。
る。
る。
る。
る。
画面に表示した場合の表示例を示す図である。
画面に表示した場合の表示例を示す図である。
つの場合の規定メッシュを示す図である。
つある場合の規定メッシュを示す図である。
つある場合の管理制限曲線の表示例を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 プラントの各ポイントの運転データを入
力し保存するデータ保存手段と、 管理しようとするポイントおよびこの管理ポイントごと
に対応する少なくとも1つの基準となるポイントを設定
するポイント設定手段と、 前記データ保存手段で保存されたデータから前記ポイン
ト設定手段にて設定された管理ポイントのデータおよび
対応する基準ポイントのデータを所定の期間、周期で取
り出すデータ検索手段と、 このデータ検索手段によって取り出されたデータを統計
処理し、前記基準ポイント値を変数とした管理ポイント
の管理制限値の関数である管理制限関数を求める管理値
算出手段と、 この管理値算出手段で求めた管理制限関数をグラフに表
示しこのグラフ上に最新の運転データおよび任意の過去
の運転データを表示する表示手段 とを備えたことを特徴とするプラント運転データ管理装
置。 - 【請求項2】 請求項1記載のプラント運転データ管理
装置において、管理値算出手段は前記基準ポイントの取
り得る最大値と最小値の間を予め定めた間隔のメッシュ
に分割し、各メッシュごとに管理ポイントの平均、分散
および管理制限値を計算し、メッシュ個数分得られた管
理制限値を回帰分析して管理制限関数を求めることを特
徴とするプラント運転データ管理装置。 - 【請求項3】 請求項1または2記載のプラント運転デ
ータ管理装置において、管理値算出手段で求めた管理制
限関数のグラフを表示する画面上に算出に用いた運転デ
ータを表示し、管理制限関数の係数を変更する修正手段
を備えたことを特徴とするプラント運転データ管理装
置。 - 【請求項4】 請求項1、2または3記載のプラント運
転データ管理装置において、管理ポイントごとに設定し
た管理制限関数に対して最新の運転データを比較する比
較手段と、管理制限を越えるポイントがあった場合には
これを通報する出力手段とを備えたこと特徴とするプラ
ント運転データ管理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28516591A JP2772179B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | プラント運転データ管理装置 |
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