JPH09189569A - Method and apparatus for support of regular operation - Google Patents

Method and apparatus for support of regular operation

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JPH09189569A
JPH09189569A JP326296A JP326296A JPH09189569A JP H09189569 A JPH09189569 A JP H09189569A JP 326296 A JP326296 A JP 326296A JP 326296 A JP326296 A JP 326296A JP H09189569 A JPH09189569 A JP H09189569A
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JP
Japan
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neural network
abnormality
layer
plant
input
Prior art date
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Pending
Application number
JP326296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiharu Hayashi
喜治 林
Koji Oga
幸治 大賀
Buichi Maruyama
武一 丸山
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the accuracy of the detection of an abnormality in an apparatus constituting a plant and to specify even the kind of the abnormality in the regular operating test of the plant. SOLUTION: An operating signal which operates an apparatus constituting a plant 1 is taken into from an operating-signal input part 2, a plant signal related to an apparatus, to be tested, which is specified by the operating signal is taken into by a plant-data intake part 3, the structure of a neural-network computing part 7 is decided according to the apparatus to be tested, a plurality of kinds of feature amounts are found by a computing part 5 on the basis of a change in the time of the plant signal related to the apparatus to be tested, and the respective feature amounts are input to the neural-netowrk commuting part 7. Then, on the basis of the output of the neural-network computing part 7, whether the apparatus to be tested is normal or abnormal is judged and/or the kind of an abnormality is specified by an abnormality judgement part 10. Thereby, since the number of respective constituent units and the weighting factor of the input layer, the intermediate layer and the output layer of a neural network are decided at every apparatus to be tested, the accuracy of a judgment is enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はプラントの定例操作
試験においてプラント構成機器の正常・異常を判別する
定例操作支援方法及びその装置に係り、特に、異常の有
無の判別精度が高く異常の種類を特定するのに好適な定
例操作支援方法及びその装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a regular operation support method and apparatus for discriminating normality / abnormality of equipment constituting a plant in a regular operation test of a plant, and in particular, it is highly accurate in discriminating the presence / absence of abnormality, The present invention relates to a regular operation support method and apparatus suitable for specifying.

【0002】[0002]

【従来の技術】火力発電プラント,原子力発電プラント
を始めとする各種プラントでは、プラントを構成する機
器が正常に動作することを確認するため、定期的に定例
操作試験を行う。定例操作試験では、運転員が試験の対
象とする機器を動作させ、動作結果を見ることにより、
正常・異常の判別をする。例えば、プラントを構成する
機器の一つであるポンプに関する試験では、ポンプの回
転数を定格回転数まで徐々に増加させ、この時のポンプ
の吐出圧力や流量の変化を、点検者が監視することによ
り、このポンプが正常に動作することを確認している。
しかし、この方法では、点検者の主観的な評価基準によ
り正常・異常の判定を行うため、熟練点検者と経験の浅
い点検者とでは判定結果が異なったり、また、機器の異
常を見落とす可能性があるという問題がある。
2. Description of the Related Art In various plants such as a thermal power plant and a nuclear power plant, a regular operation test is regularly performed to confirm that the equipments constituting the plant operate normally. In the regular operation test, the operator operates the equipment to be tested, and by observing the operation result,
Determine normal / abnormal. For example, in a test on a pump, which is one of the equipments that make up a plant, the pump rotation speed should be gradually increased to the rated rotation speed, and the inspector should monitor changes in the discharge pressure and flow rate of the pump at this time. Has confirmed that this pump operates normally.
However, in this method, since the normality / abnormality is judged based on the subjective evaluation criteria of the inspector, there is a possibility that the judgment result may be different between an experienced inspector and an inexperienced inspector, and an abnormality of the device may be overlooked. There is a problem that there is.

【0003】そこで、斯かる問題を解決するために、計
算機を用いて、自動的に異常判定を行う方法が考えられ
る。例えば、特開平2−96613号公報記載の異常検
知法では、特徴量としてプロセス値の平均値を求め、そ
の平均値とプロセス値の変化を基に異常を検知してい
る。
Therefore, in order to solve such a problem, a method of automatically determining abnormality using a computer can be considered. For example, in the abnormality detection method described in Japanese Patent Laid-Open No. 2-96613, an average value of process values is obtained as a feature amount, and abnormality is detected based on the average value and the change in the process value.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述した特開平2−9
6613号公報記載の従来技術のように、平均値という
単一の特徴量を用いる方法では、定例操作試験のよう
に、プロセス値を大きく変化させたり、また、異常の種
類によって変化傾向が異なる場合には、精度の高い異常
検知や、異常の種類の判定が困難であるという問題があ
る。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
In the method using a single feature quantity, which is an average value, as in the conventional technique described in Japanese Patent No. 6613, when the process value is changed greatly like the regular operation test, and the change tendency differs depending on the type of abnormality. Has a problem that it is difficult to detect abnormalities with high accuracy and determine the type of abnormality.

【0005】本発明の目的は、プラントの定例操作試験
において、異常の検出感度が高く、また、異常の種類の
特定までも可能な定例操作支援方法及びその装置を提供
することにある。
An object of the present invention is to provide a regular operation support method and apparatus which have a high abnormality detection sensitivity in a regular operation test of a plant and can even specify the type of abnormality.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的は、プラントを
構成する機器を動作させる操作信号を取り込み、該操作
信号により特定される試験対象機器に関係するプラント
信号を取り込み、前記試験対象機器に応じてニューラル
ネットの構造を決定し、前記試験対象機器に関係するプ
ラント信号の時間変化から複数種類の特徴量を求めて各
特徴量を前記ニューラルネットに入力し、該ニューラル
ネットの出力から当該試験対象機器の正常・異常の判定
および/または異常の種類の特定を行うことで、達成さ
れる。
The above object is to take in an operation signal for operating equipment constituting a plant, take in a plant signal relating to a device under test specified by the operation signal, and to respond to the device under test. Determine the structure of the neural network, obtain a plurality of types of feature quantities from the time change of the plant signal related to the test target device, input each feature quantity to the neural network, and output the test target from the output of the neural network. This is achieved by determining the normality / abnormality of the device and / or identifying the type of abnormality.

【0007】本発明では、多数の種類に渡るプラント構
成機器毎に、その正常・異常判定用データや異常種別の
特定用データを出力するニューラルネットの構造を、そ
の試験対象機器毎に最適な構造に変更するため、判定精
度を向上させることが可能となる。
According to the present invention, the structure of the neural network for outputting the normal / abnormality determination data and the abnormality type specifying data for each of a large number of plant constituent devices has an optimal structure for each test target device. Therefore, it is possible to improve the determination accuracy.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施形態
に斯かる定例操作支援装置の構成図である。図1におい
て、1が定例操作試験の対象となるプラントである。2
は運転員が図示しない制御盤を操作して入力した操作入
力信号を本定例操作支援装置に取り込む操作信号入力部
である。3はプラント1からデータを取り込むためのプ
ラントデータ取込み部である。4はプラントデータ取込
み部3によって取り込んだデータを記憶するためのプラ
ントデータ記憶部である。5は取り込んだデータから特
徴量を演算するための特徴量演算部である。6は特徴量
演算部5によって演算した特徴量を記憶するための特徴
量記憶部である。7は特徴量演算部5によって演算され
た複数の特徴量からプラント構成機器の状態を数値化す
るためのニューラルネット演算部である。8はニューラ
ルネット演算部7のニューラルネットの構造を決定する
ために必要なパラメータを記憶した学習結果記憶部であ
る。9は本定例操作支援装置の動作に必要なデータをオ
ペレータが入力するための入力装置である。10はニュ
ーラルネット演算部7の出力をもとに正常・異常の判別
及び異常の種類を特定するための異常判定部である。1
1は異常判定部10が実行する時に参照する異常判定用
データを記憶した異常判定用データ記憶部である。12
は異常判定部10が判定した異常の種類の表示を制御す
る表示制御部である。13は異常判定部10が判定した
異常の種類を表示する表示装置である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a regular operation support device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a plant which is the subject of a regular operation test. 2
Is an operation signal input unit that takes in an operation input signal input by an operator operating a control panel (not shown) into the regular operation support device. Reference numeral 3 is a plant data acquisition unit for acquiring data from the plant 1. A plant data storage unit 4 stores the data captured by the plant data capture unit 3. Reference numeral 5 is a feature amount calculation unit for calculating a feature amount from the captured data. Reference numeral 6 is a feature quantity storage unit for storing the feature quantity calculated by the feature quantity calculation unit 5. Reference numeral 7 denotes a neural network computing unit for digitizing the state of the plant component equipment from the plurality of feature amounts calculated by the feature amount computing unit 5. Reference numeral 8 denotes a learning result storage unit that stores parameters necessary for determining the structure of the neural network of the neural network operation unit 7. An input device 9 is used by an operator to input data necessary for the operation of the regular operation support device. Reference numeral 10 is an abnormality determination unit for determining normality / abnormality and specifying the type of abnormality based on the output of the neural network operation unit 7. 1
Reference numeral 1 denotes an abnormality determination data storage unit that stores abnormality determination data that the abnormality determination unit 10 refers to when executing. 12
Is a display control unit that controls the display of the type of abnormality determined by the abnormality determination unit 10. Reference numeral 13 is a display device that displays the type of abnormality determined by the abnormality determination unit 10.

【0009】図1に示す定例操作支援装置の処理モード
には、「学習モード」と「認識モード」の2つがある。
「認識モード」とは、プラントを構成する各種機器を夫
々動作させるための操作入力信号と、操作対象とした機
器の動作に関係するプラント信号とから求めた特徴量か
ら、当該機器の正常・異常の判定と、異常の種類を特定
する処理を行うモードである。「学習モード」とは、特
徴量と機器の正常・異常及び異常の種類の関係を学習す
る処理を行うモードである。
There are two processing modes of the regular operation support device shown in FIG. 1, a "learning mode" and a "recognition mode".
The "recognition mode" is a normal / abnormal state of the equipment based on the feature amount obtained from the operation input signal for operating each of the various equipments that make up the plant and the plant signal related to the operation of the equipment to be operated. This is a mode for performing the determination of and the process of specifying the type of abnormality. The "learning mode" is a mode for performing processing for learning the relationship between the feature amount and the normality / abnormality of the device and the type of abnormality.

【0010】図2は、図1に示す定例操作支援装置の
「認識モード」における処理手順を示すフローチャート
である。本実施形態に係る定例操作支援装置は、操作信
号入力部2にプラント1から試験対象機器の操作入力信
号が入力されると(ステップ101)、この操作入力信
号をトリガとして動作を開始する。動作を開始すると、
まず、この操作入力信号(例えば、弁の操作信号,ポン
プの起動信号等)に該当する定例操作試験対象となる機
器を特定し、詳細は後述するようにして、該機器に対応
したニューラルネット構造(入力層,中間層,出力層の
各々の数、各層内ユニットの重み係数は、学習結果記憶
部8に記憶されている。)を決定する(ステップ10
2)。
FIG. 2 is a flow chart showing the processing procedure in the "recognition mode" of the regular operation support device shown in FIG. When the operation input signal of the device under test is input from the plant 1 to the operation signal input unit 2 (step 101), the regular operation support device according to the present embodiment starts operation by using this operation input signal as a trigger. When the operation starts,
First, a device to be subjected to a regular operation test corresponding to this operation input signal (for example, a valve operation signal, a pump start signal, etc.) is specified, and a neural network structure corresponding to the device is specified as described later in detail. (The number of each of the input layer, the intermediate layer, and the output layer, and the weighting coefficient of the unit in each layer are stored in the learning result storage unit 8) (step 10).
2).

【0011】そして、プラントデータ取込み部3は、試
験対象機器の動作に関係するプラント信号を取り込むと
共にプラントデータ記憶部4はこのプラント信号を記憶
する(ステップ103)。特徴量演算部5は、このプラ
ント信号から、試験対象機器の異常有無の判定に使用す
る特徴量(図3で説明する。)を計算し(ステップ10
4)、この特徴量を前記ステップ102で決定した構造
のニューラルネットに出力する(ステップ105)。異
常判定部10は、ニューラルネットの出力結果に基づい
て異常の有無の判定と異常の種類を特定し(ステップ1
06)、判定結果を表示する(ステップ107)。
Then, the plant data capturing section 3 captures a plant signal related to the operation of the device under test, and the plant data storing section 4 stores this plant signal (step 103). From the plant signal, the characteristic amount calculation unit 5 calculates the characteristic amount (described in FIG. 3) used to determine whether or not there is an abnormality in the device under test (step 10).
4) The feature quantity is output to the neural net having the structure determined in step 102 (step 105). The abnormality determination unit 10 determines whether there is an abnormality and identifies the type of abnormality based on the output result of the neural network (step 1
06), the judgment result is displayed (step 107).

【0012】図3は、試験対象機器が弁であるときの該
弁の閉試験において使用する特徴量の説明図である。図
3において、折れ線で示す信号801が、運転員が入力
した操作入力信号に基づいて制御盤が当該弁に対して出
力した弁開閉操作信号である。この操作信号801によ
って実際に弁が動作した時の弁開度の時間変化を示す信
号が802である。弁開度の変化802が、操作信号8
01の変化に近いほど、弁が正常に動作していることを
示す。この弁の閉試験において、特徴量演算部5が求め
る特徴量は、 (I) 弁開度減少率の操作信号値と実測値の差 (II) 弁開度の操作信号値と実測値との誤差の和 (III)誤差二乗和 (IV) 弁開度減少までの遅れ時間 である。これらの特徴量は、弁の操作入力信号の入力時
点を基準として計算される。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the characteristic amount used in the valve closing test when the device under test is a valve. In FIG. 3, a signal 801 indicated by a broken line is a valve opening / closing operation signal output to the valve by the control panel based on an operation input signal input by the operator. A signal 802 indicates the change over time of the valve opening when the valve is actually operated by the operation signal 801. The change 802 in the valve opening indicates the operation signal 8
A value closer to 01 changes indicates that the valve is operating normally. In this valve closing test, the feature amount calculated by the feature amount calculation unit 5 is (I) the difference between the operation signal value of the valve opening decrease rate and the actually measured value (II) the operation signal value of the valve opening and the actually measured value Sum of errors (III) Sum of errors squared (IV) This is the delay time until the valve opening decreases. These feature quantities are calculated with reference to the input time point of the valve operation input signal.

【0013】図3で説明した弁の閉試験のように、試験
項目ごとに、異常判定に使用する特徴量が予め定義され
ている。特徴量演算部5は、取り込んだ操作入力信号と
プラント信号から、試験項目に対応する特徴量を計算
し、ニューラルネット演算部7に出力する(図2のステ
ップ105)。
As in the valve closing test described with reference to FIG. 3, the characteristic amount used for abnormality determination is defined in advance for each test item. The characteristic amount calculation unit 5 calculates the characteristic amount corresponding to the test item from the captured operation input signal and plant signal, and outputs it to the neural network calculation unit 7 (step 105 in FIG. 2).

【0014】図4は、ニューラルネットの構造を示す模
式図である。ニューラルネット演算部7は、図4に示す
様に、入力層,中間層,出力層から構成されている。7
01がニューラルネットの入力層であり、702が中間
層、703が出力層である。各層は、「○」で図示する
ユニット704で構成され、ユニット間は、705で結
合される。入力層701の各ユニット704には、入力
データ706が入力される。この入力データとして、特
徴量演算部5が演算した特徴量を用いる。707はニュ
ーラルネットの学習時に使用する教師データである。7
08はニューラルネットの出力を示す。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the structure of the neural network. As shown in FIG. 4, the neural network operation unit 7 is composed of an input layer, an intermediate layer, and an output layer. 7
Reference numeral 01 is an input layer of the neural network, 702 is an intermediate layer, and 703 is an output layer. Each layer is composed of a unit 704 indicated by “◯”, and units are connected by 705. Input data 706 is input to each unit 704 of the input layer 701. The feature amount calculated by the feature amount calculation unit 5 is used as this input data. Reference numeral 707 is teacher data used when learning the neural network. 7
Reference numeral 08 represents the output of the neural network.

【0015】ニューラルネットからは、正常/異常モー
ドを示すコード番号が出力される。正常/異常モードと
は、試験項目ごとに定めた、機器の正常,異常および異
常の種類をいう。例えば、試験項目「弁A・閉試験」の
場合、正常/異常モードとして「正常」,「固着」,
「ガタ」の3種類がある。また、それぞれの正常/異常
モードには、二進数で定義されるコード番号が割り振ら
れている。例えば、「正常」は“00”、「固着」は“1
0”、「ガタ」は“01”が対応する。ニューラルネット
は、特徴量演算部5が求めた特徴量を入力として、これ
らの正常/異常モードのコード番号を出力する。
From the neural network, a code number indicating the normal / abnormal mode is output. Normal / abnormal mode refers to the normal, abnormal, and abnormal types of equipment that are defined for each test item. For example, in the case of the test item “valve A / closed test”, the normal / abnormal mode is “normal”, “sticking”,
There are three types of "play". A code number defined by a binary number is assigned to each normal / abnormal mode. For example, "Normal" is "00" and "Stuck" is "1".
“01” corresponds to “0” and “play”. The neural network outputs the code numbers of these normal / abnormal modes with the feature amount calculated by the feature amount calculation unit 5 as an input.

【0016】本実施形態に係る定例操作支援装置では、
このニューラルネットの入力層701,中間層702,
出力層703の各層を構成するユニット数と、各ユニッ
ト間の結合における重み係数を、図2のステップ102
において、試験項目ごとに決定する。即ち、試験項目を
変更するごとに、ニューラルネットの構造を変更する。
試験項目対応の構造情報は、学習結果記憶部8に記憶さ
れている。
In the regular operation support device according to this embodiment,
The input layer 701, the intermediate layer 702, and the input layer 702 of this neural network
The number of units forming each layer of the output layer 703 and the weighting factor in the coupling between the units are calculated in step 102 of FIG.
In, it is decided for each test item. That is, the structure of the neural network is changed every time the test item is changed.
The structure information corresponding to the test item is stored in the learning result storage unit 8.

【0017】図5は、学習結果記憶部8の構成図であ
る。学習結果記憶部8には、各試験項目ごとに、入力
層,中間層,、出力層の各ユニット数、及び、そのとき
の重み係数が記憶されている。この重み係数は、ニュー
ラルネット演算部7が、特徴量と正常/異常モードを示
すコード番号との関係を学習によって求めた時のもので
ある。
FIG. 5 is a block diagram of the learning result storage unit 8. The learning result storage unit 8 stores, for each test item, the number of units of the input layer, the intermediate layer, and the output layer, and the weighting coefficient at that time. The weighting coefficient is obtained when the neural network operation unit 7 obtains the relationship between the feature amount and the code number indicating the normal / abnormal mode by learning.

【0018】図2のステップ105では、異常判定部1
0が、ニューラルネット演算部7の出力値をもとに、正
常/異常モードを判定するが、このとき、異常判定用デ
ータ記憶部11の異常判定用データを用いる。図6に、
異常判定用データ記憶部11の構成を示す。図6に示し
た例では、試験項目「弁A・閉試験」に対応する出力値
は、正常時に“00”、弁の固着時に“10”、弁のガタ時
に“01”となっている。
In step 105 of FIG. 2, the abnormality determining unit 1
0 determines the normal / abnormal mode based on the output value of the neural network operation unit 7, but at this time, the abnormality determination data in the abnormality determination data storage unit 11 is used. In FIG.
The structure of the abnormality determination data storage unit 11 is shown. In the example shown in FIG. 6, the output value corresponding to the test item “valve A / close test” is “00” when the valve is normal, “10” when the valve is stuck, and “01” when the valve is loose.

【0019】図7は異常判定部10の処理手順を示すフ
ローチャートである。異常判定部10は、ニューラルネ
ットの出力値と操作入力信号とをニューラルネット演算
部7から取り込むと(ステップ201)、ニューラルネ
ットの出力値を2値化する(ステップ202)。これ
は、ニューラルネット演算部7の出力がアナログ値であ
るため、このアナログ値を二進数のコード番号と対応さ
せるためである。例えば、ニューラルネット演算部7
が、“0.01,0.99”の値を出力すると、異常判定部10
は、予め定めた閾値に従い、これを“0,1”に2値化す
る。
FIG. 7 is a flow chart showing the processing procedure of the abnormality judging section 10. The abnormality determination unit 10 takes in the output value of the neural network and the operation input signal from the neural network operation unit 7 (step 201), and binarizes the output value of the neural network (step 202). This is because the output of the neural network operation unit 7 is an analog value, and this analog value is associated with the binary code number. For example, the neural network calculation unit 7
Outputs a value of "0.01,0.99", the abnormality determination unit 10
Binarizes this into "0,1" according to a predetermined threshold value.

【0020】次に、操作入力信号から異常判定用データ
記憶部11の対応する試験項目を検索し(ステップ20
3)、次のステップ204にて、該当する試験項目の出
力値(図6)とステップ202で2値化したニューラル
ネット出力値とを比較する。そして、両者の比較により
正常/異常モードを判定し(ステップ205)、判定結
果を出力するか(ステップ206)、または、判定でき
ない場合は判定不可能の情報を出力する(ステップ20
7)。例えば、図7に示した異常判定用データの試験項
目「弁A・閉試験」の場合、ニューラルネット演算部7
の出力値を2値化した値が“01”であれば、正常/異常
モードは“01”に対応する「ガタ」と判定する。
Next, the corresponding test item in the abnormality determination data storage section 11 is retrieved from the operation input signal (step 20).
3) In the next step 204, the output value of the corresponding test item (FIG. 6) is compared with the output value of the neural network binarized in step 202. Then, the normal / abnormal mode is determined by comparing the two (step 205), and the determination result is output (step 206), or if the determination cannot be made, information that cannot be determined is output (step 20).
7). For example, in the case of the test item “valve A / closed test” of the abnormality determination data shown in FIG.
If the binarized value of the output value of “01” is “01”, the normal / abnormal mode is determined to be “play” corresponding to “01”.

【0021】図8は、異常判定部10の判定結果を表示
する画面の一例を示す図である。本実施形態では、異常
判定結果と併せて、異常判定に使用した特徴量の値と試
験結果のグラフを、同じ判定結果における過去のデータ
と共に表示する。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a screen for displaying the determination result of the abnormality determining section 10. In the present embodiment, together with the abnormality determination result, the graph of the characteristic amount value used for the abnormality determination and the test result is displayed together with the past data of the same determination result.

【0022】次に、本実施形態に係る定例操作支援装置
の「学習モード」における処理を説明する。「学習モー
ド」とは、機器の正常/異常モードと、それに対応する
特徴量が分かっている時、これらの関係を学習する処理
をいう。「学習モード」は、「オンライン学習モード」
と「オフライン学習モード」に大別される。「オンライ
ン学習モード」とは、プラントから操作入力信号とプラ
ント信号を取り込んだ時点で学習する処理をいう。「オ
フライン学習モード」とは、記憶装置に蓄積しておいた
特徴量をもとに学習する処理をいう。
Next, the processing in the "learning mode" of the regular operation support device according to this embodiment will be described. The “learning mode” refers to a process of learning the relationship between the normal / abnormal mode of the device and the corresponding feature amount when the corresponding feature amount is known. "Learning mode" is "online learning mode"
And "Offline learning mode". The "online learning mode" refers to a process of learning when an operation input signal and a plant signal are fetched from the plant. The “offline learning mode” refers to a process of learning based on the characteristic amount accumulated in the storage device.

【0023】図9は、「オンライン学習モード」におけ
る処理手順を示すフローチャートである。このオンライ
ン学習モードで定例操作支援装置を動作させる前に、オ
ペレータは、図1に示す入力装置9から、オンライン学
習処理を行う旨の入力と、学習対象とする機器およびそ
の正常/異常モードを入力する。そして、操作入力信号
が入力されると(ステップ301)、その操作入力信号
に基づいて、ニューラルネットの構造を決定する(ステ
ップ302)。次に、プラントデータ取込み部3がプラ
ント信号を取り込み、これをプラントデータ記憶部4に
記憶する(ステップ303)。次に、特徴量演算部5
が、操作入力信号とプラント信号から特徴量を計算する
(ステップ304)。ニューラルネット演算部7は、次
のステップ305で、入力装置9から入力された正常/
異常モードとこの特徴量との関係を学習し(ステップ3
06)、学習結果を記憶部8に記憶する(ステップ30
7)。
FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure in the "online learning mode". Before operating the regular operation support device in this online learning mode, the operator inputs from the input device 9 shown in FIG. 1 that the online learning process is to be performed and the device to be learned and its normal / abnormal mode. To do. Then, when the operation input signal is input (step 301), the structure of the neural network is determined based on the operation input signal (step 302). Next, the plant data acquisition unit 3 acquires the plant signal and stores it in the plant data storage unit 4 (step 303). Next, the feature amount calculation unit 5
Calculates a feature amount from the operation input signal and the plant signal (step 304). The neural network operation unit 7 receives the normal / normal input from the input device 9 in the next step 305.
The relationship between the abnormal mode and this feature quantity is learned (step 3
06), the learning result is stored in the storage unit 8 (step 30).
7).

【0024】図10は、ニューラルネット演算部7での
学習処理手順を示すフローチャートである。オペレータ
が入力装置9から入力した学習命令信号を取り込むと
(ステップ401)、試験項目に対応するニューラルネ
ット構造を決定する(ステップ402)。ニューラルネ
ット構造に関する情報は、前述した様に、図5の学習結
果記憶部8に記憶されている。ニューラルネット演算部
8は、学習結果記憶部8に記憶されている入力層,中間
層,出力層の各ユニット数と一致したニューラルネット
を構成する。次に、特徴量演算部5が求めた特徴量をニ
ューラルネットの入力層に入力し(ステップ403,4
04)、特徴量に対応する正常/異常モードのコード番
号を教師信号として出力層のユニットに入力する(ステ
ップ405)。ニューラルネットは、入力と出力の関係
を、誤差逆伝搬アルゴリズムで学習する(ステップ40
6)。この処理を試験データの数だけ繰り返す(ステッ
プ407)。上記のニューラルネット演算部7の学習処
理によって決定した重み係数は、学習結果記憶部8に記
憶され、前述した「認識モード」で使用される。
FIG. 10 is a flow chart showing a learning processing procedure in the neural network computing section 7. When the operator takes in the learning command signal input from the input device 9 (step 401), the neural network structure corresponding to the test item is determined (step 402). The information about the neural network structure is stored in the learning result storage unit 8 in FIG. 5, as described above. The neural network operation unit 8 configures a neural network having the same number of units as the input layer, the intermediate layer, and the output layer stored in the learning result storage unit 8. Next, the feature amount calculated by the feature amount calculation unit 5 is input to the input layer of the neural network (steps 403, 4).
04), the code number of the normal / abnormal mode corresponding to the characteristic amount is input to the unit of the output layer as a teacher signal (step 405). The neural network learns the relationship between the input and the output by the error backpropagation algorithm (step 40).
6). This process is repeated for the number of test data (step 407). The weighting factor determined by the learning process of the neural network operation unit 7 is stored in the learning result storage unit 8 and used in the above-mentioned “recognition mode”.

【0025】図11は、本実施形態に係る定例操作支援
装置の「オフライン学習モード」における処理手順を示
すフローチャートである。オペレータが入力装置9から
入力した試験項目に応じて、特徴量記憶部6がこの試験
項目に対応する特徴量を読み出す(ステップ501)。
そして、この試験項目に応じてニューラルネットの構造
を決定する(ステップ502)。図12は、特徴量記憶
部6の構成図である。特徴量記憶部6は、試験項目及び
正常/異常モードごとに、過去の特徴量を記憶してい
る。
FIG. 11 is a flowchart showing a processing procedure in the "offline learning mode" of the regular operation support device according to the present embodiment. In accordance with the test item input by the operator from the input device 9, the feature amount storage unit 6 reads the feature amount corresponding to this test item (step 501).
Then, the structure of the neural network is determined according to this test item (step 502). FIG. 12 is a configuration diagram of the feature amount storage unit 6. The feature amount storage unit 6 stores the past feature amount for each test item and normal / abnormal mode.

【0026】ニューラルネット演算部7は特徴量を入力
層の入力データとし、出力層に正常/異常モードのコー
ド番号を教師信号として入力し(ステップ503)、誤
差逆伝搬アルゴリズムにより学習を行う(ステップ50
4)。そして、この学習によって決定した重み係数を学
習結果記憶部8に記憶する(ステップ505)。以上の
処理によって、蓄積された過去のデータをもとにニュー
ラルネットの重み係数が更新される。
The neural network operation unit 7 inputs the feature quantity as input data of the input layer, inputs the code number of the normal / abnormal mode as a teacher signal to the output layer (step 503), and performs learning by the error back propagation algorithm (step 503). Fifty
4). Then, the weighting factor determined by this learning is stored in the learning result storage unit 8 (step 505). Through the above processing, the weighting factor of the neural network is updated based on the accumulated past data.

【0027】上述した実施形態では、弁を例に説明した
が、他の機器を対象にしても同様の効果をえることがで
きる。ポンプを対象機器とした場合、その特徴量を求め
る例を図13に示す。ポンプの起動試験では、数種類の
バルブを開閉し、ポンプ流量を調節する。定例操作支援
装置は、所定のバルブの開信号をもとに、ポンプの起動
試験が開始したことを判断し、該ポンプに対応したニュ
ーラルネットの構造を決定する。
In the above-described embodiment, the valve has been described as an example, but the same effect can be obtained even when other devices are targeted. FIG. 13 shows an example of obtaining the characteristic amount of the pump as the target device. In the pump startup test, several types of valves are opened and closed to adjust the pump flow rate. The regular operation support device determines, based on an opening signal of a predetermined valve, that the starting test of the pump has started, and determines the structure of the neural network corresponding to the pump.

【0028】ポンプ起動試験は、各プロセス量(流量,
吐出圧力,吸込圧力)が増加状態,減少状態,一定状態
のいずれの状態にあるかにより、図13に示す9つの状
態に区別できる。そして、各状態における特徴量を求め
る。プロセス量が一定状態にあるときは平均値を求め、
増加(減少)状態にあるときは増加率(減少率)を求
め、これらを特徴量とする。ポンプ起動試験で使用する
特徴量の数は、プロセス量が3種類のため、3×9=2
7となる。そして、定例操作支援装置は、バルブの開閉
信号をもとに、ポンプがどの状態にあるかを判別し、そ
の特徴量を求める。以下、この特徴量をニューラルネッ
トに入力して、正常/異常の判定と異常の種類を特定す
る処理を行う。
The pump start-up test is conducted for each process amount (flow rate,
The discharge pressure, suction pressure) can be classified into nine states shown in FIG. 13 depending on whether the state is an increasing state, a decreasing state, or a constant state. Then, the feature amount in each state is obtained. When the process amount is in a constant state, calculate the average value,
When it is in the increasing (decreasing) state, the increasing rate (decreasing rate) is obtained and these are used as the feature values. The number of feature quantities used in the pump start-up test is 3 x 9 = 2 because there are three types of process quantities.
It becomes 7. Then, the regular operation support device determines which state the pump is in based on the valve opening / closing signal, and obtains the characteristic amount thereof. Hereinafter, the feature amount is input to the neural network, and the process of determining normality / abnormality and identifying the type of abnormality is performed.

【0029】上述した実施形態に係る定例操作支援装置
によれば、試験の対象となる機器を動作させ、機器の動
作に係るプラント信号から複数の特徴量を計算し、この
複数の特徴量の相互の関係もしくはパターンを基に、機
器の正常,異常を判定するため、精度の高い判定と異常
の種類の特定を行うことができる。
According to the regular operation support device according to the above-described embodiment, the device to be tested is operated, a plurality of characteristic amounts are calculated from the plant signal related to the operation of the device, and the mutual mutual operation of the plurality of characteristic amounts is performed. Since the normality / abnormality of the device is determined based on the relation or pattern of, it is possible to perform highly accurate determination and specify the type of abnormality.

【0030】また、操作入力信号が入力された時点を基
準として、状態量の時間変化から特徴量を求めるので、
操作入力信号と機器の動作との遅れ時間を容易に計測す
ることができ、更に、この遅れ時間を参考にして、正
常,異常の判別や異常の種類の特定を行うことができ
る。更にまた、入力されるプラント信号の時間変化は、
この基準時点を境にして固定されるので、基準時点を設
けない場合に比べ、正常,異常についての状態量の変化
パターンを類似することも可能である。
Since the characteristic amount is obtained from the time change of the state amount with reference to the time point when the operation input signal is input,
It is possible to easily measure the delay time between the operation input signal and the operation of the device, and further, with reference to this delay time, it is possible to distinguish between normal and abnormal and to specify the type of abnormality. Furthermore, the time change of the input plant signal is
Since it is fixed at the reference time point as a boundary, it is possible to make the change patterns of the state quantity for normal and abnormal states similar to those in the case where the reference time point is not provided.

【0031】更に、機器を動作させるための操作入力信
号と機器の動作に係るプラント信号から求めた複数の特
徴量と、機器の正常,異常の判別および異常の種類との
関係をニューラルネットにより求める構成のため、正
常,異常の判定と異常の種類の特定の認識率を向上させ
るための学習を行うことができる。また、試験項目に応
じて、ニューラルネットの構造を変えるので、機器の異
常判定に適切なニューラルネットの構造を選択でき、試
験項目に応じた異常判定の精度の向上を容易に実現する
ことができる。
Further, a neural network is used to find the relationship between a plurality of feature quantities obtained from an operation input signal for operating the equipment and a plant signal relating to the operation of the equipment, and whether the equipment is normal or abnormal and the type of abnormality. Because of the configuration, it is possible to perform determination for normality / abnormality and learning for improving the specific recognition rate of the type of abnormality. Further, since the structure of the neural network is changed according to the test item, the structure of the neural network suitable for the device abnormality judgment can be selected, and the accuracy of the abnormality judgment according to the test item can be easily improved. .

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によれば、定例操作試験での機器
の正常,異常の確認と、異常発生時にはその異常種類の
確認を正確かつ容易に行うことができ、これにより、機
器の補修を効率良く正確に行うことがてぎ、プラントの
信頼性を向上させることが可能となる。
According to the present invention, it is possible to accurately and easily confirm the normality / abnormality of equipment in a regular operation test and the type of abnormality when an abnormality occurs, thereby repairing the equipment. It is possible to efficiently and accurately perform, and it is possible to improve the reliability of the plant.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係る定例操作支援装置
の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a regular operation support device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】認識モードでの処理手順を示すフローチャート
である。
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure in a recognition mode.

【図3】特徴量を説明する模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a feature amount.

【図4】ニューラルネットの構造を説明する模式図であ
る。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the structure of a neural network.

【図5】学習結果記憶部の構成を説明する模式図であ
る。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration of a learning result storage unit.

【図6】異常判定用データ記憶部の構成を説明する模式
図である。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of an abnormality determination data storage unit.

【図7】異常判定の処理手順を示すフローチャートであ
る。
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure for abnormality determination.

【図8】異常判定結果の表示を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing a display of an abnormality determination result.

【図9】学習モードでの処理手順を示すフローチャート
である。
FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure in a learning mode.

【図10】ニューラルネット演算部でのオンライン学習
の処理手順を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure for online learning in a neural network operation unit.

【図11】ニューラルネット演算部でのオフライン学習
の処理手順を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing a processing procedure of offline learning in a neural network operation unit.

【図12】特徴量記憶部の構成を示す模式図である。FIG. 12 is a schematic diagram showing a configuration of a feature amount storage unit.

【図13】ポンプ起動試験の特徴量を説明する図であ
る。
FIG. 13 is a diagram illustrating a characteristic amount of a pump startup test.

【符号の説明】 1…プラント、2…操作信号入力部、3…プラントデー
タ取り込み部、4…プラントデータ記憶部、5…特徴量
演算部、6…特徴量記憶部、7…ニューラルネット演算
部、8…学習結果記憶部、9…入力装置、10…異常判
定部、11…異常判定用データ記憶部、12…表示制御
部、13…表示装置。
[Explanation of Codes] 1 ... Plant, 2 ... Operation signal input unit, 3 ... Plant data acquisition unit, 4 ... Plant data storage unit, 5 ... Feature amount calculation unit, 6 ... Feature amount storage unit, 7 ... Neural network calculation unit , 8 ... Learning result storage unit, 9 ... Input device, 10 ... Abnormality determination unit, 11 ... Abnormality determination data storage unit, 12 ... Display control unit, 13 ... Display device.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プラントを構成する機器を動作させる操
作信号を取り込み、該操作信号により特定される試験対
象機器に関係するプラント信号を取り込み、前記試験対
象機器に応じてニューラルネットの構造を決定し、前記
試験対象機器に関係するプラント信号の時間変化から複
数種類の特徴量を求めて各特徴量を前記ニューラルネッ
トに入力し、該ニューラルネットの出力から当該試験対
象機器の正常・異常の判定および/または異常の種類の
特定を行うことを特徴とする定例操作支援方法。
1. An operation signal for operating a device constituting a plant is taken in, a plant signal related to a device under test specified by the operation signal is taken in, and a structure of a neural network is determined according to the device under test. , A plurality of types of feature quantities are obtained from the time change of a plant signal related to the test target device, each feature value is input to the neural network, and normality / abnormality of the test target device is determined from the output of the neural network and And / or a regular operation support method characterized by identifying the type of abnormality.
【請求項2】 請求項1において、正常,異常および/
または異常の種別に対応した各コード番号を記憶した異
常判定用データ記憶手段の記憶内容に基づき、各コード
番号と前記ニューラルネットの出力結果とを比較するこ
とで正常・異常の判定および/または異常の種類の特定
を行うことを特徴とする定例操作支援方法。
2. The normal, abnormal and / or
Alternatively, by comparing each code number with the output result of the neural network based on the stored contents of the abnormality determination data storage means that stores each code number corresponding to the type of abnormality, determination of normality / abnormality and / or abnormality A regular operation support method characterized by identifying the type of the operation.
【請求項3】 請求項2において、前記ニューラルネッ
トは、試験対象機器の試験項目毎に入力層,中間層,出
力層の各層の構成ユニット数と各層間の重み係数とを学
習した値を学習結果記憶手段に格納しておき、操作信号
により特定される試験対象機器の試験項目に基づく前記
学習結果記憶手段の記憶内容から当該試験項目対応の各
層のユニット数及び重み係数を決定することを特徴とす
る定例操作支援方法。
3. The neural network according to claim 2, wherein the neural network learns a value obtained by learning the number of constituent units of each layer of an input layer, an intermediate layer, and an output layer and a weighting coefficient between layers for each test item of a device under test. The number of units and the weighting coefficient of each layer corresponding to the test item are determined from the stored contents of the learning result storage unit based on the test item of the device under test specified by the operation signal. Regular operation support method.
【請求項4】 請求項3において、前記ニューラルネッ
トは、試験項目毎に入力層に前記特徴量を入力し、出力
層に前記コード番号を教師データとして入力して学習を
行うことを特徴とする定例操作支援方法。
4. The neural network according to claim 3, wherein the feature quantity is input to an input layer for each test item, and the code number is input to the output layer as teacher data to perform learning. Regular operation support method.
【請求項5】 プラントを構成する機器を動作させる操
作信号を取り込む手段と、該操作信号により特定される
試験対象機器に関係するプラント信号を取り込む手段
と、前記試験対象機器に応じて構造が決定されるニュー
ラルネットと、前記試験対象機器に関係するプラント信
号の時間変化から複数種類の特徴量を求め各特徴量を前
記ニューラルネットに入力する特徴量演算手段と、該ニ
ューラルネットの出力から当該試験対象機器の正常・異
常の判定および/または異常の種類の特定を行う異常判
定手段とを備えることを特徴とする定例操作支援装置。
5. A means for fetching an operation signal for operating a device constituting a plant, a means for fetching a plant signal related to a device under test specified by the operation signal, and a structure determined according to the device under test. And a feature quantity calculation means for obtaining a plurality of types of feature quantities from the time change of the plant signal related to the device to be tested and inputting each feature quantity to the neural network, and the output of the neural network to perform the test. A regular operation support device, comprising: an abnormality determination unit that determines whether the target device is normal or abnormal and / or specifies the type of abnormality.
【請求項6】 請求項5において、前記異常判定手段
は、正常,異常および/または異常の種別に対応した各
コード番号を記憶した異常判定用データ記憶手段を備
え、各コード番号と前記ニューラルネットの出力結果と
を比較することで判定を行うことを特徴とする定例操作
支援装置。
6. The abnormality determination means according to claim 5, further comprising abnormality determination data storage means for storing code numbers corresponding to normal, abnormal and / or abnormal types, each code number and the neural network. The regular operation support device characterized by making a determination by comparing with the output result of.
【請求項7】 請求項6において、前記ニューラルネッ
トは、試験対象機器の試験項目毎に入力層,中間層,出
力層の各層の構成ユニット数と各層間の重み係数とを学
習した値を格納した学習結果記憶手段を備え、操作信号
により特定される試験対象機器の試験項目に基づいて当
該試験項目対応の各層のユニット数及び重み係数を決定
することを特徴とする定例操作支援装置。
7. The neural network according to claim 6, wherein the neural network stores a value obtained by learning the number of constituent units of each layer of an input layer, an intermediate layer, and an output layer and a weighting coefficient between each layer for each test item of a device under test. A regular operation support device, comprising: the learning result storage means, and determining the number of units and weighting coefficient of each layer corresponding to the test item based on the test item of the device under test specified by the operation signal.
【請求項8】 請求項7において、前記ニューラルネッ
トは、試験項目毎に入力層に前記特徴量を入力し、出力
層に前記コード番号を教師データとして入力して学習を
行うことを特徴とする定例操作支援装置。
8. The neural network according to claim 7, wherein the feature quantity is input to an input layer for each test item, and the code number is input to the output layer as teacher data to perform learning. Regular operation support device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017207894A (en) * 2016-05-18 2017-11-24 株式会社日立システムズ Integrated monitoring operation system and method
JP2018116545A (en) * 2017-01-19 2018-07-26 オムロン株式会社 Prediction model creating device, production facility monitoring system, and production facility monitoring method

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