JPH0715392B2 - 運転データ保存方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボイラ、焼却炉などの
産業プラントの運転データを電子計算機で処理して保存
するに好適な運転データ保存方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボイラ、焼却炉などのプラント設備にお
いて、当該設備の各部における温度、圧力、流量などの
運転データ、及びその運転データを用いて演算したボイ
ラ効率、伝熱係数、換算ＮＯｘなど計算値などを記録し
ており、それら記録は、設備の正常稼働、故障診断、経
年劣化などを判断する上で重要である。

【０００３】上記プラント設備では従来、運転員が定期
的に計器の値を読み取り、記録することによって、運転
データを記録してきた。また、図３に示すようにプラン
ト３に設けられた計測器４に発信器を取付け、この発信
器からの信号をアナログからデジタルにＡ／Ｄ変換器５
により変換し、電子計算機６に取り込み、電子計算機に
付属する２次記憶装置７に蓄えておき、定時に日報、月
報等の形でプリンタ８を介して用紙に出力するデータ収
集装置も使用されている。データ収集装置では収集した
運転データは、運転データをプリンタに出力したあと、
２次記憶装置から削除するか、または２次記憶装置の記
憶容量が一杯になったときに、古い順にデータを削除し
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】プラント設備の正常稼
働、故障診断、経年劣化など設備の状況を判断するため
には、運転員の手による記録やデータ収集装置から用紙
に打ち出された運転記録を、時系列的に突き合わせて判
定する必要がある。

【０００５】電子計算機を用いたデータ収集装置におい
ては、運転データは、電子計算機の２次記憶装置に蓄え
られるので、十分な容量の２次記憶装置を用意し、運転
データの時系列的変化を調べる手順を記述したソフトウ
エアを用いれば、人手を煩わさずに、電子計算機によっ
てプラント設備の正常稼働、故障診断、経年劣化などを
判断することができる。ところで、記録すべき運転デー
タの種類は、比較的小型のボイラでも５０点程度、事業
用のボイラなどでは２０００点以上となり、また記憶す
る時間間隔は応答速度の速い設備では１０秒毎、通常の
設備でも１分毎程度が一般的である。

【０００６】従って、毎分データ収集を行うものとして
も、記録すべきデータ数は１日に小型のボイラで５０
（／分）×６０（分／時間）×２４（時間）＝７２，０
００個であり、事業用のボイラでは同様に計算して、２
０００×６０×２４＝２，８８０，０００個となる。

【０００７】通常、データ１個は２バイトで２次記憶装
置に保持するので、上記の場合、１年間保存したとする
と、それぞれ７２，０００（個／日）×２（バイト／
個）×３６５（日）＝５３Ｍバイト、同様にして８８０
０００×２×３６５＝６４０Ｍバイト（Ｍバイト＝１０
０万バイト）となる。例えばボイラの伝熱面の汚れや煙
道の詰まりなど運転データから判断するためには、１年
程度のデータの経時的な変化を比較する必要がある。こ
のため、全データを保管するためには、非常に大容量の
２次記憶装置が必要であり、運転データを電子計算機で
比較して、こうした判断を実施するのは実用上困難であ
った。

【０００８】運転データの時系列変動を調査する場合、
比較する時系列が短い場合は、短い時間間隔で収集した
運転データを必要とする。例えば１時間あたりの変動を
調べるためには、１分周期程度のデータを比較する必要
がある。一方、長い時間の運転データの比較によって、
その変化を評価する場合には、比較する運転データの間
隔は長くても良い。例えば、１年程度の期間のデータ変
動を調べるには１日周期程度のデータで十分である。そ
のため、収集した運転データを定期的に整理し、新しい
運転データを密に保持し、古いデータほど粗になるよう
な形でデータを保存しても、運転データの経時的変化を
把握するためには支障はないことになる。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、実用上、プラントの運転データの経時的変化の
調査に適応するように、運転データを新しいデータを密
に保存し、かつ過去のデータほどデータの保存量を低減
する運転データ保存方法を提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の運転データ保存方法は、ボイラ、焼却炉等
のプラントで周期的に収集した運転データを時系列的に
保存する際、最初に収集した２のｎ乗（ｎは正の整数）
個の運転データで１つのグループを形成して保存し、そ
の後、２のｎ乗個の運転データが貯まる毎に該運転デー
タを１つのグループとして保存すると共に、それ以前に
形成したグループ内の各データについて隣合う２個のデ
ータを基に一つの代表値を求め、該代表値を保存するこ
とを特徴としている。

【００１１】そして、その代表値は隣合う２個のデータ
の平均値とするのがよい。また、運転データは自動的に
収集し、記憶装置に保存し、隣合う２個のデータの代表
値は電子計算機により求めるとよい。

【００１２】

【作用】本発明の運転データの保存方法によれば、２の
ｎ乗個の運転データが貯まる毎に該運転データを１つの
グループとして保存すると共に、それ以前に形成したグ
ループ内の各データについて隣合う２個のデータを一つ
の代表値にまとめてそれを保存するので、新しいデータ
を密に、かつ古いデータほど粗にして保存でき、少ない
容量の記憶装置で長期間の有効なデータを保存すること
ができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の運転データ保存方法を図面に
より具体的に説明する。図１及び図２は運転データ数を
圧縮する手順を示すフローチャート、図３は圧縮された
運転データ群からある時刻に収集したデータを取り出す
手順を示す模式図、図４はデータ収集装置の構成図であ
る。

【００１４】ボイラまたは焼却炉等のプラントにおいて
その運転データを記録する装置として、前記従来の技術
の項で述べたように、電子計算機や２次記憶装置等を備
えたデータ収集装置を用い、運転データを周期的に採集
する。本実施例の方法によれば、採集した運転データの
内、新しいものを密に保存し、過去になるほど粗にして
保存する。

【００１５】データ採集の方法について、プラントの運
転データを１種類あたり（２のｎ乗）個になるまで収集
し、それら（２のｎ乗）個を１グループとする。ここで
ｎは１より大きい適当な整数である。データが複数種類
ある場合は、それぞれの種類について同様にデータをグ
ループにまとめる操作をする。この操作は各種データに
ついて同一であるから、データ１種類について以下に説
明する。

【００１６】データの収集周期をＴ（時間）とすると、
初期時間をＯとして、（２のｎ乗）×Ｔ（時間）毎に、
その期間に収集したデータを一つのグループにする。グ
ループは時間の新しい順に１，２，３……ｍのように連
続番号をつけ、グループＧmで表す。すなわち、最新の
グループには常に番号１を付し、それまで１番であった
グループには２番を、またそれまで２番であったグルー
プは３番を付すというように古いグループの番号は、新
しいグループが生まれる度に１づつ番号が増える。ま
た、（２のｎ乗）×Ｔに満たない期間に収集されたデー
タ数は２のｎ乗以下であり、これをグループＧ0とす
る。

【００１７】まず、運転データの収集を開始して最初の
期間である（２のｎ乗）×Ｔ（時間）が過ぎると、デー
タ収集装置に（２のｎ乗）個のデータが収集され、その
２次記憶装置にグループＧ1 として保存される。

【００１８】そして次の第２の期間の（２のｎ乗）×Ｔ
（時間）が過ぎた時、データ収集装置に新たに（２のｎ
乗）個のデータが収集され、これがグループＧ1 として
保存される。この時、既に保存されていたデータは、電
子計算機により処理され、すなわち時系列的に隣接する
２個のデータの平均値が求められ、それらの平均値は２
次記憶装置にグループＧ2として保存されることにな
る。かくして最初の期間に収集されたデータの数は２の
ｎ乗個からその１／２の２の（ｎ−１）乗個に減少す
る。

【００１９】また、第３の期間の（２のｎ乗）×Ｔ（時
間）が過ぎ、さらに新たな（２のｎ乗）のデータが収集
された時、第２の期間に収集された２のｎ乗個のデータ
は上述と同様に平均値が求められて１／２になり、２の
（ｎ−１）乗個のデータがグループＧ2 として保存され
るとともに、第１の期間に収集され、処理されて半分に
なったデータについても隣接する２個のデータの平均値
が求められ、再度１／２にすなわち収集された時からみ
て１／４のデータ数となり、グループＧ3 として保存さ
れる。以降、（２のｎ乗）個の運転データが収集される
毎に、上記同様に処理されて、それまで保存されていた
データの数は半減していく。この処理は次のように式で
表される。

【００２０】（２のｎ乗）×Ｔ時間が経過すると、グル
ープＧi のデータ１，２，３，……，２の（ｎ−１）
乗，２のｎ乗について各データをＤi，グループＧj の
各データをＤjとすると、

【００２１】

【数１】

【００２２】 （ｉ，ｊ＝１，２，……，２の（ｎ−１）乗 のように時系列的に隣接するデータの平均を取って、新
たなデータを生成する。

【００２３】ここで ｊ＝ｉ＋１ の関係がある。この操作によりグループＧi のデータ数
は元の１／２となる、同様な操作を他のグループに対し
ても順次実行する。

【００２４】ただし、グループ内のデータが１つしかな
いものに付いては、操作は行わなず、次のグループへの
代入のみを行う。また、グループＧ0 の各データ要素は
グループ１の対応する要素に代入する。

【００２５】こうして圧縮したデータのグループ全体で
の総量Ｓはデータ１種類あたり、圧縮を施した部分につ
いて

【００２６】

【数２】

【００２７】一方、圧縮を行わなかったとすれば総量
Ｓ’は

【００２８】

【数３】

【００２９】圧縮比はｎが十分大きければ

【００３０】

【数４】Ｓ’／Ｓ＝２／（ｎ＋１） となり、ｎ＝１４程度に取れば通常に保持した場合の１
３％程度の記憶容量でよいことになる。ｎの値を１４さ
らに大きく取れば、このデータ圧縮の効果はもっと大き
くなる。

【００３１】また、ｎ＝１４のときで、毎分データを収
集するとすれば１グループを形成するに要する時間は２
¹⁴＝１６３８４分＝１１．３７日となり、新しくグルー
プが生まれる度に、それまで蓄積したデータを数式１に
従って圧縮していって、最初にできたグループ中のデー
タ個数が１個になるのは１１．３７×１４＝１５９日以
降であり、この日数は、運転データを解析する上で実用
的にも妥当である。

【００３２】図１及び図２は、以上説明したデータ圧縮
手順を示す流れ図である。運転データをグループ別に蓄
積する配列を、Ｇ0〔Ｎ0〕，Ｇ1〔Ｎ〕，Ｇ2〔Ｎ／２〕
……Ｇm-1〔４〕，Ｇm〔２〕，ＧN〔Ｍ〕と定義する。
ここで、Ｎは（２のｎ乗）で、ｎは１より大きい適当な
整数であり、またＭも１より大きな別の適当な整数であ
る。

【００３３】データの処理は、データ収集周期毎に図１
及び図２に示すの手順にしたがって実行する。処理Ｉは
一つのグループを形成する所定個数のデータが貯まった
かを判定する部分である。図では省略しているがデータ
は順次配列Ｇ0に蓄えられていく。所定個数貯まると、
処理 II 以下を実行する。処理 II では一つのグループ
に１個しかデータが入っていないような、最も古いデー
タ群を持つグループについて、各グループのデータを順
送りさせている。空いたＧN〔１〕にはその前の配列Ｇm
[２]中の２データの平均を取ったものを代入する。平均
処理は代表データを抽出する手段を示しているもので、
別の方法をとっても良い。

【００３４】処理 III ，処理 IV はそれぞれ前の配列
の要素２個の平均を取って、それを次の配列の要素に代
入している。途中省略しているがＧ3〜Ｇm-1の配列に対
しても同じ操作を施す。処理 V ではＧ0配列の要素をＧ
1の各要素に代入している。この処理 II 〜処理 V の操
作をＮ個（２のｎ乗個）のデータがＧ0配列に貯まる毎
に実行する。

【００３５】次に過去の指定時刻に収集したデータｄo
を取り出す方法について説明する。

【００３６】指定時刻までの時間ｔを求め、収集周期Ｔ
から、時間ｔまでに収集したデータ個数Ｌをもとめる。

【００３７】Ｌ＝ｔ／Ｔ ＬがグループＧ0 中のデータ数Ｎ0 より小さければ、求
めるデータｄo はグループＧ0 の中にある。グループＧ
0 中のＬ番目が求めるデータである。

【００３８】ＬがＮ0 を超えるときは新たに

【００３９】

【数５】Ｌ0 ＝Ｌ−Ｎ0 を定義する。次に

【００４０】

【数６】

【００４１】を満たすｍを求める。目標とするデータｄ
o はｍ番目のグループＧm にある。次に

【００４２】

【数７】

【００４３】とする。グループＧm には２の（ｎ−（ｍ
−１））乗個のデータがあり、各データは２の（ｍ−
１）乗個の元のデータの平均であり、これを求める目標
のデータとして扱う。次にＬ1 を２の（ｍ−１）乗で除
し商の整数値を求める。この演算を￥と定義する。

【００４４】

【数８】

【００４５】とすると、求めるデータはｍ番目のグルー
プＧm のＬ2 番目にあることになる。

【００４６】以上の演算は電子計算機を用いて用意に実
現可能である。

【００４７】実際の例として、図３を用いて圧縮したデ
ータから目標とするデータを取り出す手順を説明する。
簡単のために、ｎ＝３とし、一つのグループは８個のデ
ータで構成されるものとする。図中、ｄ1，ｄ2，……ｄ
35は収集されたデータで新しい順に示しており、一つの
データ枠１には一つのデータが入り、また一つのデータ
枠１に複数のデータが入っているのはそれらの代表値が
一つあることを意味する。図３に示すようにデータが５
つのグループに貯えられた状態の時に、Ｌ＝１６番目の
データの値ｄ16 を求めるとする。グループＧ0 にはデ
ータが３個なので数式５から、 Ｌ0 ＝１６−３＝１３ 次に数式６から （ｍ−１）×２³＜１３＜ｍ×２³ ∴ｍ＝２ 数式７から Ｌ1 ＝１３−（２−１）×２³＝５ 数式８から Ｌ2 ＝（５￥（２の（２−１）乗）＋１＝３ 従って、求める１６番目のデータｄ16 はグループＧ2
の３番目のデータが該当することになる。このデータは
１６，１７番目のデータｄ16，ｄ17 の平均値で代表す
るものであるが、昔のデータは代表値でも比較する上で
問題ないので、これを採用する。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、運転データ保存方法を
２ｎ乗個の運転データが貯まる毎に該運転データを１つ
のグループとして保存すると共に、それ以前に形成した
グループ内の各データについて隣合う２個のデータを一
つの代表値にまとめてそれを保存するので、特に本発明
の実施例による方法は、２のべき乗を用いた演算を基本
にしており、内部演算が２進法で行われる電子計算機に
おいて高速な処理が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例なる運転データ保存方法の手順
を示す流れ図である。

【図２】図１に続く手順を示す流れ図である。

【図３】保存されたデータ群から目的のデータを取り出
す手順を示す模式図である。

【図４】データ収集装置の構成図である。

【符号の説明】 １ データ枠 ３ プラント ４ 計測器 ５ Ａ／Ｄ変換器 ６ 電子計算機 ７ ２次記憶装置 ８ プリンタ ｄi データ（ｉ：整数） Ｇm グループ（ｍ：整数）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボイラ、焼却炉等のプラントで周期的に
   収集した運転データを時系列的に保存する運転データ保
   存方法において、最初に収集した２のｎ乗（ｎは正の整
   数）個の運転データで１つのグループを形成して保存
   し、その後、２のｎ乗個の運転データが貯まる毎に該運
   転データを１つのグループとして保存すると共に、それ
   以前に形成したグループ内の各データについて隣合う２
   個のデータを基に一つの代表値を求め、該代表値を保存
   することを特徴とする運転データ保存方法。
2. 【請求項２】 前記代表値は隣合う２個のデータの平均
   値とすることを特徴とする請求項１記載の運転データ保
   存方法。
3. 【請求項３】 ボイラ、焼却炉等のプラントで周期的に
   自動収集した運転データを時系列的に記憶装置に保存す
   る運転データ保存方法において、最初に収集した２のｎ
   乗（ｎは正の整数）個の運転データで１つのグループを
   形成して保存し、その後、２のｎ乗個の運転データが貯
   まる毎に該運転データを１つのグループとして保存する
   と共に、それ以前に形成したグループ内の各データにつ
   いて隣合う２個のデータを基に電子計算機により一つの
   代表値を求め、該代表値を保存することを特徴とする運
   転データ保存方法。