JPH07282373A - プラント状態検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 状態しきい値の決定を支援して、適切な状態
しきい値を決定することができるプラント状態検出装置
を実現することを目的にする。 【構成】 本発明は、プラントの状態を検出するプラン
ト状態検出装置に改良を加えたものである。本装置は、
プラントの観測値を入力し、状態しきい値によりプラン
トの状態を検知する検知手段と、プラントからの観測値
を収集するデータ収集手段と、このデータ収集手段が収
集する観測値に基づいて度数分布を作成する度数分布作
成手段と、この度数分布作成手段が作成する度数分布に
より状態しきい値を決定するしきい値決定手段と、を有
し、しきい値決定手段が決定する状態しきい値に基づい
て、検知手段の状態しきい値を変更することを特徴とす
る装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラントの状態を検出
するプラント状態検出装置に関し、状態検出の状態しき
い値を適切に設定できるプラント状態検出装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】プラント監視装置は、プラントに設置さ
れるセンサから観測値を入力し、この観測値を基にプラ
ントの状態検出、例えば、流量が一定レベルを越えてい
るとか、ふらついているとか、上昇しているとかを検出
する。そして、検出した情報を利用して、プラントの状
態が異常かどうかの推論を行い、オペレータにプラント
の状態、つまり、正常か異常かを通知している。

【０００３】上記のような状態検出を行うため、オペレ
ータは、ある状態として検出するかどうかの状態しきい
値を決めなければならない。しかし、状態しきい値の決
定は難しく、状態しきい値の決定しだいで、推論にも影
響を及ぼす。つまり、プラントの状態を異常と推論しな
ければならないのにかかわらず、状態が検出されないた
め、正常と推論してしまい、プラントの運転を停止しな
ければならない状況になってしまう場合もある。

【０００４】また、例えば、プラントのシステムが新し
いときにおいて、ポンプの所望の出力がでないことによ
り、他の要因の異常の判断を行っていたとする。プラン
トのシステムが古くなってくると、ポンプの長年の使用
により、ポンプの劣化による能力が低下して、所望の出
力がでないことによって、異常と判断される場合もあ
る。このように、プラントの劣化によりプラントの状態
が変化していくと、実際のプラントに対応した状態しき
い値も変化させないと、適切な状態検知が行われない。

【０００５】そこで、オペレータは、適切な状態しきい
値に設定しようと、状態しきい値を試行錯誤で調整しよ
うとするが、多くの場合、どのように状態しきい値を変
更したらよいのかわからないという問題点があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、状態
しきい値の決定を支援して、適切な状態しきい値を決定
することができるプラント状態検出装置を実現すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、プラントの状
態を検出するプラント状態検出装置において、前記プラ
ントの観測値を入力し、状態しきい値により前記プラン
トの状態を検知する検知手段と、前記プラントからの観
測値を収集するデータ収集手段と、このデータ収集手段
が収集する観測値に基づいて度数分布を作成する度数分
布作成手段と、この度数分布作成手段が作成する度数分
布により状態しきい値を決定するしきい値決定手段と、
を有し、前記しきい値決定手段が決定する状態しきい値
に基づいて、前記検知手段の状態しきい値を変更するこ
とを特徴とするものである。

【０００８】また、プラントの状態を検出するプラント
状態検出装置において、プラント１の観測値を入力し、
状態しきい値によりプラントの状態を検知する検知手段
と、この検知手段の検知する状態に基づいてプラントの
状態を診断する診断手段と、この診断手段の診断結果と
実際のプラントの状態とが相違した場合、どの状態しき
い値により誤診断を行ったのかを解析する解析手段と、
を有し、前記解析手段の解析結果に基づいて、前記検知
手段の状態しきい値を変更することを特徴とするもので
ある。

【０００９】

【作用】このような本発明では、データ作成手段がプラ
ントから観測値を収集する。そして、度数分布手段は、
データ作成手段から観測値を受け取り、度数分布を作成
する。この度数分布によりしきい値決定手段は状態しき
い値を決定する。この状態しきい値に基づいて、検知手
段の状態しきい値を変更する。また、検知手段がプラン
トの観測値と状態しきい値とにより、プラントの状態を
検知する。この検知した状態に基づいて、診断手段がプ
ラントの診断を行う。そして、解析手段は、診断手段の
診断結果と実際のプラントの状態が相違した場合、どの
状態しきい値により誤診断を行ったかを解析する。解析
手段の解析結果に基づいて、検知手段の状態しきい値を
変更する。

【００１０】

【実施例】以下図面を用いて本発明を説明する。図１は
本発明の一実施例を示した構成図である。図において、
１はプラント、２は検知手段で、プラント１の観測値を
入力し、状態しきい値によりプラント１の状態を検知す
る。３は診断手段で、検知手段２の検出する状態に基づ
いて推論を行い、プラント１の状態を診断し、診断結果
をオペレータに通知する。４は状態しきい値変更手段
で、プラント１の観測値，検知手段２の観測値の演算結
果（例えば、観測値の移動平均など），状態しきい値，
検知結果，診断手段４３の診断結果を用いて、検知手段
２の状態しきい値を変更する。

【００１１】状態しきい値変更手段４において、４１は
データ収集手段で、プラント１からの観測値と検知手段
２の観測値の演算結果と状態しきい値と検知結果とを収
集し、記憶する。４２は第１のしきい値変更手段で、デ
ータ収集手段４１のデータを基に表示を行い、オペレー
タが状態しきい値の変更を行ったデータが入力される。
４３は第２のしきい値変更手段で、データ収集手段１か
らのデータを受け取り、度数分布により状態しきい値を
決定する。４４は第３のしきい値変更手段で、診断手段
３の診断結果と実際のプラントの状態とが相違した場
合、どの状態しきい値により誤診断を行ったのかの解析
を行い、解析結果を表示して、オペレータが状態しきい
値の変更を行ったデータが入力される。４５はしきい値
修正手段で、しきい値変更手段４２〜４４からの状態し
きい値に、検知手段２の状態しきい値を修正する。

【００１２】第１のしきい値変更手段４２において、４
２ａは表示手段で、データ収集手段４１のデータをＣＲ
Ｔ（図示せず）に表示する。４２ｂは操作手段で、オペ
レータからの状態しきい値を入力し、オペレータからの
指示に従い、表示手段４２ａの操作を行う。操作手段４
２ｂの操作とは、観測値の表示の操作や、状態しきい値
と状態しきい値の検知するデータ（観測値や検知手段２
による演算結果）との表示の操作などである。

【００１３】第２のしきい値変更手段４３において、４
３ａは度数分布作成手段で、データ収集手段４１が収集
する観測値のデータに基づいて度数分布を作成する。４
３ｂはしきい値決定手段で、度数分布作成手段４３ａが
作成する度数分布を所望の割合で分割し、分割点を状態
しきい値とする。４３ｃは表示手段で、度数分布作成手
段４３ａで作成する度数分布としきい値決定手段４３ｂ
で決定した状態しきい値とをＣＲＴに表示する。４３ｄ
は変更手段で、表示手段４３ｃの状態しきい値をオペレ
ータから入力される状態しきい値に変更する。

【００１４】第３のしきい値変更手段４４において、４
４ａは正当性判断手段で、オペレータから入力されるプ
ラント１の状態（実際のプラント１の状態）と診断手段
３の診断結果とを比較し相違した場合、相違信号を出力
する。４４ｂは解析手段で、相違信号を受けて、データ
収集手段４１より検知手段２が検知した状態を受け取
り、どの状態しきい値により誤診断を行ったのか解析す
る。４４ｃは表示手段で、解析手段４４ｂの解析結果、
あるいは、データ収集手段４１からデータを受け取り状
態しきい値と状態しきい値を検知するデータとをＣＲＴ
に表示する。４４ｄは変更手段で、表示手段４４ｃの状
態しきい値をオペレータから入力される状態しきい値に
変更する。

【００１５】ここで、状態しきい値について説明する。
図２は状態しきい値の例を示した図である。例えば、検
知する状態が”ふらついている”とする。検出条件
が、”Ｓ分間にＮ回以上レベル値の移動平均が±Ｘを越
える”とき、検知を行う。このとき、状態しきい値は、
Ｓ，Ｎ，Ｘとなる。このように、検知するための変数が
状態しきい値である。

【００１６】このような装置の動作を以下で説明する。
検知手段２はプラント１からの観測値を取り込み、状態
しきい値によりプラント１の状態を検知する。そして、
診断手段３は、検知手段２が検知した結果に基づき推論
を行い、プラント１の診断を行い、診断結果をオペレー
タに通知する。また、状態しきい値変更手段４により検
知手段２の状態しきい値を変更する。

【００１７】次に、状態しきい値変更手段４の各構成要
素の動作を説明する。 データ収集手段４１ データ収集手段４１はプラント１からの観測値と検知手
段２の検知する状態しきい値と演算結果と検知結果とを
収集し、記憶する。

【００１８】第１のしきい値変更手段４２ 図３は第１のしきい値変更手段４２の動作を説明する図
である。図において、（ｉ）は、検知する状態が”ふら
ついている”場合、（ii）は、検知する状態が”レベル
が高い”場合である。そして、すべて横軸は時間で、
（ａ），（ｂ），（ｅ），（ｆ），（ｇ），（ｈ）の縦
軸は観測値で、（ｃ），（ｄ）の縦軸は移動平均Ｘであ
る。表示手段４２ａは、データ収集手段４１から観測
値，演算結果，状態しきい値のデータを受け取り、ＣＲ
Ｔに（ａ）または（ｅ）の表示を行う。

【００１９】そして、（ａ）の状態で”ふらついてい
る”と検知している場合、この程度では、（ｂ）のよう
に区間Ｓで”ふらついている”と検出することをやめた
い場合、オペレータは操作手段４２ｂに指示し、表示手
段４２ａに（ｃ）の表示を行わせる。オペレータが
（ｄ）のように状態として検知しないように状態しきい
値を高くした値を操作手段４２ｂより入力し、表示手段
４２ａの状態しきい値の変更を行う。

【００２０】また、（ｅ）の状態で”レベルが高い”と
検知していない場合について説明する。このレベルで、
（ｆ）のように区間Ｔで”レベルが高い”と検出したい
場合、オペレータは操作手段４２ｂに指示し、表示手段
４２ａに（ｇ）の表示を行わせる。オペレータが（ｈ）
のように状態として検知できるように状態しきい値を低
くした値を操作手段４２ｂより入力し、表示手段４２ａ
の状態しきい値の変更を行う。

【００２１】第２のしきい値変更手段４３ 図４は第２のしきい値変更手段４３の動作を説明する図
である。データ収集手段４１より観測値のデータを受け
取り、度数分布作成手段４３ａが度数分布を作成する。
そして、しきい値決定手段４３ｂが度数分布を所望の割
合になるように分割し、分割点の値を状態しきい値にす
る。表示手段４３ｃにより、度数分布と状態しきい値と
をＣＲＴに表示する。そして、オペレータが表示結果よ
り判断を行い、変更する場合は状態しきい値を入力す
る。オペレータより入力された状態しきい値は、変更手
段４３ｄにより表示手段４３ｃの状態しきい値を変更す
る。

【００２２】具体的には、図４（ａ）に示すように、最
小値からｘ１［％］、最大値からｘ３［％］の割合とな
る変数Ｘ（例えば、”レベルが高い”という状態を検知
する場合においては、観測値）の値を求め、そのＸを状
態しきい値とする。また、図４（ｂ）に示すように、プ
ラント１のシステムの新しいときがイの状態で、古くな
るとロの状態になる。つまり、プラント１の劣化に伴っ
て、プラント１の観測値が変化して、度数分布の分布状
態が変わる。これにより、観測値の正常な値も変化する
ので、度数分布の割合により、状態しきい値を変更する
ことにより、プラント１の劣化に伴って状態しきい値を
変更することができる。

【００２３】第３のしきい値変更手段４４ 図５は診断手段３で用いられる因果関係の例を示した図
である。図６は第３のしきい値変更手段４４の動作を示
したフローチャートである。検知手段２により、監視点
Ａ，Ｂ，Ｃにおいてそれぞれ”増加”，”一定”，”減
少”を検出したとする。この検知したデータに基づい
て、診断手段３が診断を行う。ここで、図５より、”Ａ
が増加するならばＢは増加”あるいは”Ｂが一定ならば
Ｃは一定”という因果関係から、監視点Ｂは異常と判断
し、オペレータに通知する。オペレータは”監視点Ｂは
異常ではない”と判断したときに、正当判定手段４４ａ
に”監視点Ｂは正常”というデータを入力し、正当判定
手段４４ａは診断手段３とオペレータから入力されたデ
ータとを比較し、解析手段４４ｂに相違信号を出力す
る。

【００２４】そして、解析手段４４ｂは、診断手段３が
診断結果を導いた状態のデータをデータ収集手段４１か
ら受け取り（ａ）、どのデータにより診断が誤ったのか
を解析する。解析において、監視点Ｂにおける状態の検
知が正しいと仮定する場合と、監視点Ｂにおける状態の
検知が誤りで、監視点Ｂ以外の状態の検知が正しいと仮
定する場合がある。ここでは、図５の因果関係より、監
視点Ｂの状態が誤っている場合と監視点Ｂの状態が正し
い場合として、（Ａ，Ｂ，Ｃ）が（増加，増加，減少）
と（一定，一定，一定）となる組合せが導き出される
（ｂ）。この組合せから正しい組合せを絞り込む。詳し
く述べると、この組合せとデータ収集手段４１から検知
手段２の検知結果とを受け取り、診断手段３と同一の推
論を行い、推論結果と実結果と比較し、同一の結果にな
ったものを検出すべきであった状態とする。つまり、組
合せが（増加，増加，減少）の推論を行い、また、（一
定，一定，一定）の推論を行う。そして、（増加，増
加，減少）は、監視点Ｂが”増加”とならないために、
異常と診断されていたのを、監視点Ｂを”増加”とした
のだから推論を行っても正常と診断される。（一定，一
定，一定）は、監視点Ａ，Ｃを変更した場合で、監視点
Ｂは異常と診断されなくなるが、監視点Ａ，Ｃを変更し
たことにより、他の監視点との因果関係により、監視点
Ａ，Ｃのデータが因果関係により求まる状態と相違する
ことになる。すなわち、監視点Ａ，Ｃが異常と判断さ
れ、実結果と相違してしまう（ｃ）。

【００２５】表示手段４４ｃにより、監視点Ｂの観測値
あるいは検知手段２の演算結果と状態しきい値とをデー
タ収集手段４１から受け取り表示する。オペレータは、
変更したい状態しきい値を変更手段４４ｄに入力する。
変更手段４４ｄは、表示手段４４ｃの状態しきい値を変
更する。

【００２６】しきい値修正手段４５ しきい値変更手段４２，４３，４４から状態しきい値を
受け取り、検知手段２の状態しきい値を修正する。

【００２７】このように、度数分布手段４３ａにより度
数分布を作成し、この度数分布からしきい値決定手段４
３ｂが所望の割合に分割し、分割点を状態しきい値とす
るので、適切な状態しきい値を決定することができる。
また、解析手段４４ｂにより、診断手段３がどの状態し
きい値により誤診断を行ったのか解析するので、状態し
きい値の決定を支援して、適切な状態しきい値を決定す
ることができる。

【００２８】なお、本発明はこれに限定されるものでは
なく、以下のものでもよい。度数分布手段４３ａは、観
測値により度数分布を作成しているが、観測値により移
動平均などの演算を行ったのち、度数分布を作成する構
成も本発明に含まれる。

【００２９】また、しきい値決定手段４３ｂは、度数分
布を所望の割合になるように分割し、分割点を状態しき
い値にしているが、度数分布から偏差値を算出し、所望
の偏差値を状態しきい値とする構成でもよい。そして、
度数分布のピーク値からの度数分布の割合により状態し
きい値を決定する構成でもよい。要するに本発明は、度
数分布により状態しきい値を決定するものであればよ
い。

【００３０】そして、解析手段４４ｂの解析結果を表示
手段４４ｃにより表示し、オペレータにより検知手段２
の状態しきい値を変更する構成を示したが、解析手段４
４ｂから解析結果を受け取り、状態しきい値を作成する
構成にしてもよい。例えば、実施例と同様に、監視点Ｂ
の状態を”一定”から”増加”という状態で検知するよ
うに状態しきい値を変更する場合を考える。この場合、
検知手段２は、プラント１の観測値の傾きで状態しきい
値により検知している。そして、”一定”から”上昇”
に変更するのであるから、データ区間の観測値の傾きの
最大値から所望以下の値を状態しきい値とする構成にす
る。

【００３１】さらに、診断手段３はプラント１の因果関
係により推論を行う構成であるが、ルールにより推論を
行う構成でもよい。この場合、解析手段４４ｂは以下の
動作を行う。例えば、監視点Ａ，Ｂがそれぞれの状態Ａ
１，Ｂ１のとき、異常と判断するルールのときを考え
る。しかし、実際のプラント１の状態は、正常の場合と
する。この場合、解析手段４４ｂは、組合せとして、Ａ
がＡ１でない組合せ、ＢがＢ１でない組合せ、Ａ，Ｂが
Ａ１，Ｂ１でない組合せとで、因果関係などのモデルに
より推論を行い。プラント１が正常と診断される組合せ
を導き出す。１つに絞り込めない場合は、オペレータ
が、解析手段４４ｂにより絞り込んだ組合せから選ん
で、状態しきい値を変更する。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果があ
る。請求項１によれば、度数分布手段により度数分布を
作成し、この度数分布からしきい値決定手段が状態しき
い値を決定するので、適切な状態しきい値を決定するこ
とができる。請求項２によれば、解析手段により、診断
手段がどの状態しきい値により誤診断を行ったのか解析
するので、状態しきい値の決定を支援して、適切な状態
しきい値を決定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。

【図２】状態しきい値の例を示した図である。

【図３】第１のしきい値変更手段４２の動作を説明する
図である。

【図４】第２のしきい値変更手段４３の動作を説明する
図である。

【図５】診断手段３で用いられる因果関係の例を示した
図である。

【図６】第２のしきい値変更手段４４の動作を示したフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１ プラント ２ 検知手段 ３ 診断手段 ４１ データ収集手段 ４３ａ 度数分布作成手段 ４３ｂ しきい値決定手段 ４４ｂ 解析手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラントの状態を検出するプラント状態
   検出装置において、 前記プラントの観測値を入力し、状態しきい値により前
   記プラントの状態を検知する検知手段と、 前記プラントからの観測値を収集するデータ収集手段
   と、 このデータ収集手段が収集する観測値に基づいて度数分
   布を作成する度数分布作成手段と、 この度数分布作成手段が作成する度数分布により状態し
   きい値を決定するしきい値決定手段と、を有し、前記し
   きい値決定手段が決定する状態しきい値に基づいて、前
   記検知手段の状態しきい値を変更することを特徴とする
   プラント状態検出装置。
2. 【請求項２】 プラントの状態を検出するプラント状態
   検出装置において、 前記プラントの観測値を入力し、状態しきい値によりプ
   ラントの状態を検知する検知手段と、 この検知手段の検知する状態に基づいてプラントの状態
   を診断する診断手段と、 この診断手段の診断結果と実際のプラントの状態とが相
   違した場合、どの状態しきい値により誤診断を行ったの
   かを解析する解析手段と、を有し、前記解析手段の解析
   結果に基づいて、前記検知手段の状態しきい値を変更す
   ることを特徴とするプラント状態検出装置。