JPH11161327A - Method and device for diagnosing abnormality of process - Google Patents

Method and device for diagnosing abnormality of process

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JPH11161327A
JPH11161327A JP32771497A JP32771497A JPH11161327A JP H11161327 A JPH11161327 A JP H11161327A JP 32771497 A JP32771497 A JP 32771497A JP 32771497 A JP32771497 A JP 32771497A JP H11161327 A JPH11161327 A JP H11161327A
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JP
Japan
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value
predicted value
state
calculating
abnormality
Prior art date
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JP32771497A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Morinaga
耕二 森永
Kouji Muteki
幸二 無敵
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily decide whether or not a process is abnormal by calculating a predicted value by using state quantities except that of the process itself and then calculating a normalized output value, and comparing the mean value of output values found as to state quantities with a decision value. SOLUTION: A predicted value arithmetic means 12 calculates the predicted value from detected values of other sensors except itself by using a neural network model as to the detected values of the state quantities of the process and outputs it. An error normalizing arithmetic means 13 performs normalization by using the predicted value and detected values so that the absolute differences of the standard deviation of the predicted error of the model that the predicted value arithmetic means 12 has and the predicted values corresponding to the state quantities based on past time-series data are distributed in an arbitrary range. An error averaging arithmetic means 14 calculates the averaged state quantity, and a process abnormality decision means 15 compares a process state index with the decision value and sends an abnormality signal to a display means 16 when the decision value is exceeded.

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、プロセスの異常の
判定方法およびプロセスの異常を判定する装置に関す
る。
The present invention relates to a method for determining a process abnormality and an apparatus for determining a process abnormality.

【0002】[0002]

【従来の技術】化学プラントには流量、温度、圧力、水
位、化学物質の組成等の種々の状態量を計測するセンサ
ーが導入されている。これらのセンサーが故障した場合
には、製品品質が劣化したり、運転停止などの事態を引
き起こす可能性がある。従来から、プラント状態を常に
監視し、異常時には状況をいち早くとらえることのでき
るプロセス監視システムの導入が課題とされているが、
このシステムにおいてもセンサーの故障に如何ように対
応するかが重要な課題である。
2. Description of the Related Art Chemical plants are equipped with sensors for measuring various state quantities such as flow rate, temperature, pressure, water level, and composition of chemical substances. If these sensors fail, there is a possibility that the quality of the product will be degraded or the operation will be stopped. Conventionally, it has been an issue to introduce a process monitoring system that can constantly monitor the state of the plant and quickly catch the situation in the event of an abnormality.
In this system, how to deal with sensor failure is an important issue.

【0003】異常を監視するための手法として、従来か
ら、センサーで検出された状態量を基に他の状態量を予
測し、これを当該状態量の検出値と比較することによっ
て、センサーの検出値が正常か異常かを検知する方法が
提案されている。状態量を予測するための数学モデルと
しては、マスバランスやヒートバランスなどの物理モデ
ルを利用したものが多く提案されているが、これらはプ
ロセスの非線形性、多変数構造、及びモデリングに要す
る労力等を考慮すると、大規模なプラントに展開するの
は困難なことが多い。しかし近年、ニューラルネットワ
ークを利用することにより、過去のプロセスデータを用
いて数学モデルを構築する事が比較的容易にできるよう
になり、かつこの数学モデルによれば予測値の算出に要
する時間を短縮することができるため、予測値と検出値
を比較することによって、センサーの異常をオンライン
で直ちに判断できるようになった。
[0003] As a technique for monitoring an abnormality, conventionally, a state quantity detected by a sensor is used to predict another state quantity, and this is compared with a detected value of the state quantity. A method for detecting whether the value is normal or abnormal has been proposed. Many mathematical models for predicting state quantities that use physical models such as mass balance and heat balance have been proposed. These models include process nonlinearities, multivariable structures, and labor required for modeling. In view of the above, it is often difficult to deploy in a large-scale plant. However, in recent years, the use of neural networks has made it relatively easy to build mathematical models using past process data, and this mathematical model has reduced the time required to calculate predicted values. Therefore, by comparing the predicted value and the detected value, the abnormality of the sensor can be immediately judged online.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような数学モデルを用いた検出値と予測値の比較によ
り、センサーの検出値の異常は判定できるが、センサー
の検出値の異常がセンサーの故障であるのか、センサー
が使用されているところのプロセス自身の異常であるの
かを判定するのは困難であった。本発明においては、個
々のセンサーの検出値の異常にとらわれず、プロセスの
異常を判定する方法および装置を提供することを目的と
する。
However, an abnormality in the detected value of the sensor can be determined by comparing the detected value with the predicted value using the mathematical model as described above, but the abnormality in the detected value of the sensor is a failure of the sensor. It is difficult to determine whether the error is due to an abnormality in the process itself where the sensor is being used. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for determining an abnormality in a process irrespective of an abnormality in a detection value of each sensor.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、プロセ
スの複数の状態量を検出し、その結果に基づいてプロセ
スの異常の有無を診断する異常診断方法において、前記
複数の状態量の各々についてそれ自身を除いた残りの検
出された状態量を用いて予測値を算出し、検出された各
々の状態量のそれぞれについて対応する予測値との差の
絶対値を予測値の有する誤差の標準偏差で除算する事に
より同一の範囲に分布するように正規化した出力値を算
出し、該複数の状態量についてこの出力値の平均値を求
め、これを予め定めた判定値と比較することによりプロ
セスの異常の有無を容易に判定することができる。また
この判定方法は、センサーで検出された複数の状態量に
基づいてプロセスの異常の有無を診断する異常診断装置
であって、前記複数の状態量の各々についてそれ自身を
除いた残りの検出された状態量に基づいて予測値を算出
する予測値演算手段と、検出された各々の状態量のそれ
ぞれについて対応する予測値との差の絶対値を予測値の
有する誤差の標準偏差で除算する事により同一の範囲に
分布するように正規化した出力値を算出する誤差正規化
演算手段と、該複数の状態量についてこの出力値の平均
値を算出する誤差平均化演算手段、および該平均値を予
め定めた判定値と比較してプロセスの異常の有無を判断
する判定手段とを含んで構成されていることを特徴とす
るプロセスの異常診断装置を用いることにより容易に実
施することができる。
According to the present invention, there is provided an abnormality diagnosis method for detecting a plurality of state quantities of a process and diagnosing the presence or absence of an abnormality in the process based on the detection result. For each of the detected state quantities, a predicted value is calculated using the remaining detected state quantities excluding itself, and the absolute value of the difference from the corresponding predicted value for each detected state quantity is calculated as a standard of the error having the predicted value. By calculating an output value normalized so as to be distributed in the same range by dividing by the deviation, calculating an average value of the output values for the plurality of state quantities, and comparing this with a predetermined determination value. The presence or absence of a process abnormality can be easily determined. Further, the determination method is an abnormality diagnosis device for diagnosing the presence or absence of a process abnormality based on a plurality of state quantities detected by a sensor, and for each of the plurality of state quantities, the remaining detected quantity excluding itself is detected. Predictive value calculating means for calculating a predicted value based on the detected state quantity, and dividing an absolute value of a difference between each detected state quantity and a corresponding predicted value by a standard deviation of an error of the predicted value. Error normalizing operation means for calculating an output value normalized so as to be distributed in the same range, error averaging operation means for calculating an average value of the output values for the plurality of state quantities, and And a determination means for determining whether or not the process is abnormal by comparing the value with a predetermined determination value. Kill.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】通常の化学プラントは複数のプロ
セスで構成されている。各プロセスには多数の機器が組
み込まれており、各機器からは多数の検出器(センサ
ー)によってプロセスの状態量、例えば温度、圧力、流
量、液面位、プロセス物質の組成等が検出され、検出さ
れたプロセスの状態量は分散型計装システム(DCS)
等を介して運転員に表示される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An ordinary chemical plant is composed of a plurality of processes. A number of devices are incorporated in each process, and from each device, a number of detectors (sensors) detect the state quantities of the process, such as temperature, pressure, flow rate, liquid level, and composition of the process substance. The state quantity of the detected process is distributed instrumentation system (DCS)
Is displayed to the operator via the like.

【0007】本発明方法においては、プロセスの複数の
状態量を多数のセンサーによって検出し検出された状態
量に基づいてプロセスの異常の有無を診断する。図1
は、本発明方法の異常診断に用いられるアルゴリズムを
示すフローチャートである。
In the method of the present invention, a plurality of state quantities of a process are detected by a large number of sensors, and the presence or absence of a process abnormality is diagnosed based on the detected state quantities. FIG.
5 is a flowchart showing an algorithm used for abnormality diagnosis of the method of the present invention.

【0008】ステップ1においては、プロセスの機器か
ら検出された複数の状態量の各々について、それ自身を
除いた残りの複数の検出された状態量を用いて、その予
測値が演算される。予測値を演算する手段は特に限定さ
れず、例えば、過去のプロセスの状態量の時系列データ
を基に、回帰式等の統計的モデル、ニューラルネットワ
ークによって構築されたモデル、あるいはプロセスのマ
スバランスやヒートバランスを基に構築された物理モデ
ル等を用いればよいが、モデリングに要する時間を減少
させ、演算を高速化すると言う観点からは、ニューラル
ネットワークを用いたモデルを使用するのが好ましい。
プラントが複数のプロセスから構成される場合には、各
々のプロセスに応じた数学モデルを構築しておいて演算
すればよい。
In step 1, for each of the plurality of state quantities detected from the equipment of the process, a predicted value is calculated using the remaining plurality of detected state quantities excluding itself. Means for calculating the predicted value is not particularly limited.For example, based on time series data of the state quantity of the past process, a statistical model such as a regression equation, a model constructed by a neural network, or a process mass balance or Although a physical model constructed based on heat balance may be used, it is preferable to use a model using a neural network from the viewpoint of reducing the time required for modeling and speeding up the operation.
When a plant is composed of a plurality of processes, a mathematical model corresponding to each process may be constructed and operated.

【0009】ステップ2においては、各々の状態量の検
出値とそれぞれに対応するその予測値の差との絶対値を
正規化する。これは例えば、予測値を算出する数学モデ
ルを構築するのに使用した過去の時系列データに依存し
て決定される予測値の有する誤差の標準偏差および、状
態量の過去の時系列データを基に状態量の検出値と対応
する予測値との差の絶対値が複数の状態量に関して同一
の範囲に分布するように決定された係数で除算すること
により行われる。
In step 2, the absolute value between the detected value of each state quantity and the difference between its corresponding predicted value is normalized. This is based on, for example, the standard deviation of the error of the predicted value determined depending on the past time series data used to construct the mathematical model for calculating the predicted value, and the past time series data of the state quantity. Is performed by dividing the absolute value of the difference between the detected value of the state quantity and the corresponding predicted value by a coefficient determined so as to be distributed in the same range for a plurality of state quantities.

【0010】該係数の算出方法について更に具体的に説
明する。予測値の有する誤差はある存在確率分布で分布
し、この存在確率分布は過去の時系列データを基に求め
ることができる。予測値の誤差を横軸に、その存在確率
分布を縦軸にとり直交座標系にプロットした場合、予測
値の有する誤差がある値の幅に存在する確率は、その幅
における前記存在確率分布の積分値として与えられる。
一般的には該誤差の存在確率が99.5%となる値の幅
は標準偏差の3倍とされており、検出値と対応する予測
値との差の絶対値がその範囲内にある場合には正常な誤
差範囲内にあると考えられる。実際の検出値データを用
いた場合には一般的な存在確率分布に従わない場合もあ
るので、複数の状態量について上記の係数を求めるに
は、この係数と予測値の誤差の標準偏差の積の幅の中に
存在する、予測値の有する誤差の存在確率が、複数の状
態量について一定となるように決定すればよい。これに
より、それぞれ次元の異なるプロセスの状態量を一元化
して取り扱えるようになる。
The method of calculating the coefficient will be described more specifically. The error of the predicted value is distributed according to a certain existence probability distribution, and this existence probability distribution can be obtained based on past time-series data. When the error of the predicted value is plotted on a rectangular coordinate system with the horizontal axis representing the error of the predicted value and the vertical axis representing the distribution of the existence probability, the probability that the error of the predicted value exists in a certain value width is calculated by integrating the existence probability distribution in the width. Given as a value.
Generally, the width of the value at which the error existence probability is 99.5% is set to be three times the standard deviation, and the absolute value of the difference between the detected value and the corresponding predicted value is within the range. Is considered to be within the normal error range. When actual detection value data is used, it may not follow a general existence probability distribution.Therefore, to obtain the above coefficient for a plurality of state quantities, the product of this coefficient and the standard deviation of the error of the predicted value is used. May be determined such that the existence probability of the error of the predicted value, which exists within the range of, is constant for a plurality of state quantities. As a result, the state quantities of processes having different dimensions can be handled in a unified manner.

【0011】ステップ3においては、上記のようにして
正規化された状態量の検出値と予測値との差の絶対値
を、プロセスの有する複数の状態量に付き平均化した出
力値(以下、「プロセス状態指数」という)を出力す
る。平均化する際には、単純にステップ2において正規
化された値を足し合わせたものを、状態量の個数で除算
してもよいし、あるいは、重要な状態量とそうでない状
態量を区別するために、上記のようにして正規化された
値に、それぞれの重みに応じた係数を掛け合わせたもの
を合算して、状態量の個数で除算してもよい。
In step 3, an output value (hereinafter, referred to as an average value) obtained by averaging the absolute value of the difference between the detected value and the predicted value of the state quantity normalized as described above for a plurality of state quantities of the process. "Process state index"). In averaging, the sum of the values normalized in step 2 may be simply divided by the number of state quantities, or important state quantities may be distinguished from non-important state quantities. For this purpose, values obtained by multiplying the values normalized as described above by coefficients corresponding to the respective weights may be added together and divided by the number of state quantities.

【0012】ステップ4においては、上記のようにして
算出されたプロセス状態指数を、予め過去の時系列デー
タを基に決定した判定値と比較して異常判定を行う。プ
ロセス状態指数が該判定値と比較して大きい場合にはプ
ロセスに異常があると診断され、該判定値よりも小さい
場合にはプロセスには異常がないと診断され、異常診断
に関わる演算が終了する。プロセスに異常がないと診断
された場合において、いずれかのセンサーの検出値と予
測値との差が大きくて異常であると判断されていたとき
は、このセンサーそのものの異常であると判断できる。
In step 4, an abnormality is determined by comparing the process state index calculated as described above with a determination value previously determined based on past time-series data. If the process state index is larger than the determination value, the process is diagnosed as having an abnormality. If the process state index is smaller than the determination value, the process is diagnosed as having no abnormality. I do. When it is determined that there is no abnormality in the process, if the difference between the detected value and the predicted value of any sensor is large and it is determined that the process is abnormal, it can be determined that the sensor itself is abnormal.

【0013】プロセスに異常があると診断された場合に
は、ステップ5に進み、異常発生出力を出力し、例えば
CRTディスプレイなどの表示手段、警報出力手段、プ
リンタによる紙媒体への印刷手段等の伝達手段を介して
運転員にプロセスの異常が伝達される。なお、この場合
には、たとえいずれかのセンサーの検出値が異常である
と判断されていても、センサーそのものが異常なのかど
うかは判断できない。上記のステップが周期的に実行さ
れることにより、プラントのプロセスの異常診断が実現
される。
If it is determined that there is an abnormality in the process, the process proceeds to step 5 to output an abnormality occurrence output, for example, a display means such as a CRT display, an alarm output means, a printer means for printing on a paper medium by a printer, and the like. The abnormality of the process is transmitted to the operator via the transmission means. In this case, even if the detection value of any of the sensors is determined to be abnormal, it cannot be determined whether or not the sensor itself is abnormal. By performing the above steps periodically, abnormality diagnosis of the process of the plant is realized.

【0014】上記のアルゴリズムは、これを実行するプ
ログラムを実装したコンピュータのような装置によって
実行できる。例えば、上記ステップ1を実行する予測値
演算手段、ステップ2を実行する誤差正規化手段、ステ
ップ3を実行するプロセス状態指数演算手段、ステップ
4を実行する判定手段を含むプログラムを例えばワーク
ステーションのようなコンピュータ上に実装し、分散型
計装システム/プロセスコンピュータを介してプロセス
の状態量のセンサーの検出値を収集できるようにシステ
ムを構築すればよい。
The above-described algorithm can be executed by an apparatus such as a computer in which a program for executing the algorithm is installed. For example, a program including a predicted value calculating means for executing step 1 described above, an error normalizing means for executing step 2, a process state index calculating means for executing step 3, and a judging means for executing step 4 may be used as a workstation, for example. The system may be implemented on a simple computer, and a system may be constructed so that the detection value of the sensor of the state quantity of the process can be collected via the distributed instrumentation system / process computer.

【0015】上記のようにして演算出力されたプロセス
状態指数は、全体として当該プロセスから検出される状
態量の検出値と予測値との差を反映する。すなわち、単
一の状態量の検出値と対応する予測値との差が許容され
る範囲より大きい場合にも、他の状態量の検出値と予測
値の差が十分に小さい場合には、プロセス状態指数は許
容される範囲よりも大きな値とならないため、プロセス
の異常とは判断されず、センサーの異常と判定される。
また、それぞれの状態量の検出値と予測値の差が許容範
囲内にあっても、それらの多くが比較的大きな値を示す
場合には、プロセス状態指数は許容範囲よりも大きな値
となり、プロセスに異常があるものと判定される。前記
したように、プロセス状態指数を過去のプロセスの状態
量の時系列データから予め定めた判定値と比較すること
により、プロセスの異常の有無を正しく判定する事がで
きる。以下、本発明を図2を参照して更に具体的に説明
する。
The process state index calculated and output as described above reflects the difference between the detected value and the predicted value of the state quantity detected from the process as a whole. That is, even if the difference between the detected value of a single state quantity and the corresponding predicted value is larger than the allowable range, if the difference between the detected value of other state quantities and the predicted value is sufficiently small, the process Since the state index does not become a value larger than the allowable range, it is not determined that the process is abnormal, and it is determined that the sensor is abnormal.
Even if the difference between the detected value and the predicted value of each state quantity is within the allowable range, if many of them show relatively large values, the process state index becomes a value larger than the allowable range, and the process Is determined to be abnormal. As described above, by comparing the process state index with the predetermined determination value from the time series data of the state quantity of the past process, it is possible to correctly determine whether or not the process is abnormal. Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to FIG.

【0016】異常監視の対象となるプラント6は、エチ
レンと塩素から塩化ビニルモノマーを製造するプラント
であり、全点でセンサーの検出値が2000点を越える
比較的規模の大きいプラントである。このプラントを2
0のプロセスのブロックに分割して、それぞれのブロッ
ク毎に相関性を有するセンサーの検出値だけを用いてニ
ューラルネットワークモデルを構築した。該モデルのプ
ロセスの状態量の入力点数はモデル毎に100点以下で
あった。これらのセンサーによりプラント内のプロセス
の複数の状態量が検出される。状態量の検出信号は、分
散型計装システム(DCS)7を介してプロセスコンピ
ュータ8内のプロセスデータ収集部9に与えられる。該
検出信号が、プロセスの状態量の検出値として、プロセ
スデータベース10に格納され、かつワークステーショ
ン11内の予測値演算手段12に与えられる。
The plant 6 to be monitored for abnormality is a plant for producing vinyl chloride monomer from ethylene and chlorine, and is a relatively large plant in which the detection values of the sensors exceed 2000 points at all points. This plant is 2
The process was divided into blocks of process 0, and a neural network model was constructed using only the detected values of the sensors having correlation in each block. The number of input points of the state quantity of the process of the model was 100 or less for each model. These sensors detect a plurality of state variables of a process in the plant. The detection signal of the state quantity is provided to the process data collection unit 9 in the process computer 8 via the distributed instrumentation system (DCS) 7. The detection signal is stored in the process database 10 as a detection value of the state quantity of the process, and is given to the predicted value calculation means 12 in the workstation 11.

【0017】予測値演算手段12は、前記分割されたプ
ロセスのニューラルネットワークモデルを有しており、
プロセスデータ収集部9から与えられたプロセスの状態
量の検出値のそれぞれについて、対応するニューラルネ
ットワークモデルを用いて、それ自身を除く他のセンサ
ーの検出値から予測値を算出して出力し、誤差正規化手
段13に提供する。
The predicted value calculation means 12 has a neural network model of the divided process,
For each of the detection values of the state quantities of the process given from the process data collection unit 9, a prediction value is calculated from the detection values of the other sensors excluding itself and output using the corresponding neural network model, and the error is calculated. It is provided to the normalizing means 13.

【0018】誤差正規化演算手段13は、予測値演算手
段12から出力された予測値及び、プロセスデータ収集
部から与えられた検出値を用いて、各々の状態量につい
て、その検出値と予測値の差の絶対値が、予測値演算手
段12の有するモデルの予測誤差の標準偏差および過去
の時系列データを基に状態量と対応する予測値との差が
任意の範囲に分布するように決定された係数で除算され
ることにより正規化して、誤差平均化演算手段14に提
供する。
The error normalizing operation means 13 uses the predicted value output from the predicted value operation means 12 and the detected value provided from the process data collection unit to calculate the detected value and predicted value for each state quantity. Is determined such that the difference between the state quantity and the corresponding predicted value is distributed in an arbitrary range based on the standard deviation of the prediction error of the model of the predicted value calculating means 12 and the past time-series data. The result is normalized by being divided by the coefficient, and is provided to the error averaging operation means 14.

【0019】誤差平均化演算手段14は、監視対象のプ
ラントを構成する各プロセスのブロック毎に、誤差正規
化手段13の出力値に予め決定された係数を掛け合わ
せ、該プロセスのブロックの状態量の個数で除算するこ
とにより、平均化された状態量を算出し、プロセス異常
の判定手段15に提供する。
The error averaging calculating means 14 multiplies the output value of the error normalizing means 13 by a predetermined coefficient for each process block constituting the plant to be monitored, and calculates the state quantity of the process block. Then, the averaged state quantity is calculated by dividing by the number of pieces, and is provided to the process abnormality determining means 15.

【0020】プロセス異常の判定手段15は、誤差平均
化演算手段14から提供されたプロセス状態指数を、予
めプロセス毎に与えられた判定値と比較する。プロセス
状態指数が判定値を越えた場合には、異常信号を表示手
段16に送る。
The process abnormality judging means 15 compares the process state index provided from the error averaging operation means 14 with a judgment value given in advance for each process. If the process state index exceeds the judgment value, an abnormal signal is sent to the display means 16.

【0021】表示手段16のCRTディスプレイ上には
監視プラントのプロセスフローを表すブロック図が表示
されており、異常信号の送られたプロセスを示すブロッ
クの表示色を変更することによって、プラント運転員に
異常の存在を知らせられる。運転員は、プロセスフロー
図上の表示色の変更された部分を展開して各センサーの
出力値を確認できる画面を参照できるようになってい
る。プロセス状態量の予測値、誤差正規化演算手段の出
力値およびプロセス状態指数は、プロセスデータベース
内に検出値と共に格納されているので、これらの値を時
系列にトレンドとして参照できるようにもなっている。
On the CRT display of the display means 16, a block diagram showing the process flow of the monitoring plant is displayed. By changing the display color of the block indicating the process to which the abnormal signal has been sent, the plant operator can be notified. You will be notified of the presence of the anomaly. The operator can see the screen on which the output value of each sensor can be checked by expanding the portion of the process flow diagram where the display color has been changed. Since the predicted value of the process state quantity, the output value of the error normalizing operation means, and the process state index are stored together with the detected value in the process database, these values can be referred to as a trend in a time series. I have.

【0022】図3(a)は、上記のプラントの塩化ビニ
ルモノマー製造過程で副生する塩酸の蒸留プロセスのス
タートアップ直後のプロセス状態指数のトレンドグラフ
であり、図3(b)は、同じプロセスの定常運転時のプ
ロセス状態指数のトレンドグラフである。.図3(a)
のプロセス状態指数は、スタートアップ直後のプロセス
は不安定な状態にあるので図3(b)のプロセス状態指
数と比較して全体に大きな値を示しており、また時間の
経過に伴いプロセスは安定していくので値が徐々に小さ
く推移していくのが読みとれる。図3(b)に示される
プロセス状態指数は、プラントの安定状態を反映して安
定しており、その値も小さい。
FIG. 3 (a) is a trend graph of a process state index immediately after start-up of a distillation process of hydrochloric acid produced as a by-product in the vinyl chloride monomer production process of the above plant, and FIG. 3 (b) is a graph showing the same process. It is a trend graph of a process state index at the time of steady operation. . FIG. 3 (a)
Since the process state index immediately after start-up is unstable, the process state index shows a large value as a whole as compared with the process state index shown in FIG. 3B, and the process becomes stable over time. It can be seen that the value gradually decreases as it goes down. The process state index shown in FIG. 3B is stable reflecting the stable state of the plant, and its value is small.

【0023】[0023]

【発明の効果】プロセスの複数の状態量を検出し、該複
数の状態量の各々の状態量についてそれ自身を除いた残
りの複数の状態量を用いて予測値を算出し、各々の状態
量の検出値とそれぞれに対応する予測値の差の絶対値を
予測値の有する誤差の標準偏差で除算する事により同一
の範囲に分布するように正規化した出力値を算出し、該
正規化された出力値の複数の状態量についてのプロセス
毎の平均値を予め定めた判定値と比較することにより、
センサーの故障等の機器の異常と区別してプロセスの異
常の有無を判定することができる。
According to the present invention, a plurality of state quantities of a process are detected, and for each of the plurality of state quantities, a predicted value is calculated using a plurality of remaining state quantities excluding itself, and each state quantity is calculated. The absolute value of the difference between the detected value and the corresponding predicted value is divided by the standard deviation of the error of the predicted value to calculate a normalized output value so that the output value is distributed in the same range. By comparing the average value of each process for a plurality of state quantities of the output value with a predetermined determination value,
The presence / absence of a process abnormality can be determined by distinguishing from a device abnormality such as a sensor failure.

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

【図1】本発明方法の異常診断に用いられるアルゴリズ
ムを示すフローチャート図
FIG. 1 is a flowchart showing an algorithm used for abnormality diagnosis of the method of the present invention.

【図2】本発明の異常診断装置の一例を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing an example of an abnormality diagnosis device according to the present invention.

【図3】(a)は本発明の異常診断方法を適用した一例
のプロセス状態指数の非定常状態のトレンドグラフ、
(b)は本発明の異常診断方法を適用した一例のプロセ
ス状態指数の定常状態のトレンドグラフ
FIG. 3 (a) is a non-stationary trend graph of a process state index as an example to which the abnormality diagnosis method of the present invention is applied,
(B) is a steady state trend graph of the process state index as an example to which the abnormality diagnosis method of the present invention is applied.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プロセスの複数の状態量を検出し、その
結果に基づいてプロセスの異常の有無を診断する異常診
断方法において、前記複数の状態量の各々についてそれ
自身を除いた残りの検出された状態量を用いて予測値を
算出し、検出された各々の状態量のそれぞれについて対
応する前記状態量の予測値との差の絶対値を予測値の有
する誤差の標準偏差で除算する事により同一の範囲に分
布するように正規化した出力値を算出し、該複数の状態
量についてこの出力値の平均値を求め、これを予め定め
た判定値と比較することによりプロセスの異常の有無を
判定することを特徴とするプロセスの異常診断方法。
1. An abnormality diagnosis method for detecting a plurality of state quantities of a process and diagnosing the presence or absence of an abnormality in the process based on a result of the detection. A predicted value is calculated using the estimated state quantity, and an absolute value of a difference between the detected state quantity and the corresponding predicted value of the state quantity is divided by a standard deviation of an error having the predicted value. An output value normalized to be distributed in the same range is calculated, an average value of the output values is obtained for the plurality of state quantities, and this is compared with a predetermined determination value to determine whether there is a process abnormality. A method for diagnosing an abnormality of a process, characterized by determining.
【請求項2】 状態量の予測値を算出する手段が、ニュ
ーラルネットワークモデルを用いた算出手段である請求
項1に記載のプロセスの異常診断方法。
2. The process abnormality diagnosis method according to claim 1, wherein the means for calculating the predicted value of the state quantity is a calculation means using a neural network model.
【請求項3】 センサーで検出された複数の状態量に基
づいてプロセスの異常の有無を診断する異常診断装置で
あって、前記複数の状態量の各々についてそれ自身を除
いた残りの検出された状態量に基づいて予測値を算出す
る予測値演算手段と、検出された各々の状態量のそれぞ
れについて対応する予測値との差の絶対値を予測値の有
する誤差の標準偏差で除算する事により同一の範囲に分
布するように正規化した出力値を算出する誤差正規化演
算手段と、該複数の状態量についてこの出力値の平均値
を算出する誤差平均化演算手段、および該平均値を予め
定めた判定値と比較してプロセスの異常の有無を判定す
る判定手段とを含んで構成されていることを特徴とする
プロセスの異常診断装置。
3. An abnormality diagnosis device for diagnosing the presence or absence of a process abnormality based on a plurality of state quantities detected by a sensor, wherein each of the plurality of state quantities excludes the remaining detected quantity excluding itself. A predicted value calculating means for calculating a predicted value based on the state quantity, and dividing an absolute value of a difference between each detected state quantity and a corresponding predicted value by a standard deviation of an error having the predicted value. Error normalizing operation means for calculating an output value normalized so as to be distributed in the same range, error averaging operation means for calculating an average value of the output values for the plurality of state quantities, and calculating the average value in advance. A process abnormality diagnosis device comprising: a determination unit configured to determine whether there is a process abnormality by comparing the determined value with a predetermined determination value.
【請求項4】 状態量の予測値を算出する予測値演算手
段が、ニューラルネットワークモデルによる手段である
請求項3に記載のプロセスの異常診断装置。
4. The process abnormality diagnosis apparatus according to claim 3, wherein the predicted value calculating means for calculating the predicted value of the state quantity is a means based on a neural network model.
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