JPS6162108A

JPS6162108A - 異常監視・診断装置

Info

Publication number: JPS6162108A
Application number: JP59184202A
Authority: JP
Inventors: Satoru Suzuki; 知鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-09-03
Filing date: 1984-09-03
Publication date: 1986-03-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明＋ｉ　、稼動中のプラントにおいて生起する異常
をオンラインで常時、監視し、がっ、異常原因を診断す
るのに好適な異常監視診断装置に関するものである。

〔発明の背景〕

従来の装置は、特開昭５５−９９０９６号等に与られる
ように、プラント異常の検出・診断においてはプラント
信号から計算した各種統計量を、予め定めた基準値と比
較することにより、異常判定あるいは診断を実行してい
る。しかし、この際異常判定あるいは診断のための基準
値の生成の点については、配慮がなく、基準値は、プラ
ントの状態に応じてオフライン用意しなければならない
。また、従来での異常原因の診断では、異常判定後の各
種統計量を用いているが、異常診断の信頼性を高めるに
は、異常発生前後の特性変化が重要な役割を果すと考え
られる。

また、統計量の計算には処理時間を要し、オンライン化
の配慮が成されていない。

〔発明の目的〕

本発明の目的とするところは、オンライン異常監視診断
のために、長いデータの処理でも、データ収集時間を待
つことなく必要な処理が終了した後、直ちに次の解析デ
ータが得られるようにする。

診断では、異常判定前後の統計量変化を利用したオンラ
イン、異常監視・診断装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するため、本発明では、異常診断のた
めに必要なプラント信号の一時記憶装置を、２種類の信
号について、現在からｎ（ｎは整数）個、過去までの時
系列データを、常に保持する記憶装＠（直列型と呼ぶ）
とめる一定周期（すなわち、異常・診断に必要な処理時
間）毎に、この直列記憶装置のｐＸｎ個のデータを、同
時に、読み出し、保持する記憶装置（並列型と呼ぶ）と
で構成し、データの異常診断処理が終了しだら、直ちに
次の連続するｐＸＨ個の時系列データを、直列型記憶装
置から読み出し保持するようにしている。

並列型記憶装置に記憶されたｐＸｎ個のデータは、１ず
、プラントの異常を検出・診断するため分散パワースペ
クトル密度、相関々数等の統計量に変換される。この計
算結果は、プラント信号と同様に、現在からｍステレプ
過去までのものを常に記憶更新しておく。このような構
成により、異常の判定は、現在の計算された統計量と、
過去に計算された（前回又はそれ以前の）統計量とを比
較し、その差の程匿によって行なう。また、異常の判定
後、詳細な異常状態の診断のために、異常が判定されて
から、数回、統計量の計算を続けたのち異常判定前後の
統計量の変化を記憶・保持する。この統計量の変化は、
また過去の異常事象記憶装置に記憶する。異常の診断は
、現在の統計量の変化を、異常事象記憶装置に蓄積され
た過去の異常統計量変化（この統計量変化は異常原因が
分析されている）と、比較し、最も類似した統計量変化
上その関連原因とを判定するよりにしている。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は、本発明の全体構成を示す図であるう同図において
、１は、プラント、２は、信号入力装置で、異常検出・
診断に必要なｐ（任意整数）種類のプラント信号をサン
プリングし、時系列データにする。３は、信号入力装置
２で得られた時系列データの現在からｎ（任意の１ｉ数
）ｆ′／プル過去までのデータ（ｐＸｎ個）をサンプル
時刻毎に逐次記憶・更新する直列型データ記憶装置、４
は、３直゛列型データ記憶装置３のデータすべてを、同
時に周期的に保持する並列盤データ記憶装置、５は並列
型データ記憶装置４に、貯えられたデータから、分散、
相関々数及びパワースペクトル密度等の種々の統計量を
計算するデータ解析装置、６は、データ解析装置５の計
算結果を、現在のものからｍステップ過去までのものを
、データ解析装置５で計算が終了する毎に、逐次・記憶
、更新する統計量記憶装置である。また、７は異常検出
装置で、統計量記憶装置６に記憶されている現在の統計
量（又はその統計量の組み合せ）を過去の統計量と比較
し、ある一定の偏差が生じたとき、異常と判定する。ま
た、この装置７は、異常を検出したのち、制御装置１２
を介して、統計量更新終了信号’ｋ　Ｓ　４を、統計量
記憶装置６に送くる。

このとき、統計量記憶装置６は、統計量の記憶更新を止
め、異常検出前後の統計量変化を記憶保持する。８は、
異常診断装置であり、統計量記憶装置６に、保持されて
いる異常判定前後の統計量変化を過去に生じた異常統計
量変化と比較し、最も類似した過去の異常統計量変化を
決定する。９は、上記の過去に生じた異常統計量変化を
その原因と対応づけて記憶しておく異常事象記憶装置で
ある。

１０は、出力装置で、異常検出時の統計量変化や過去の
類似統計量変化および、対応する異常原因を出力する。

１１は、コンソールで、異常事象記憶装置９に、異常原
因を入力したり、出力装置に、解析者の要求によって２
番目以降に類似した異常統計量変化とその対応する原因
関連情報を出力させたりする。

第２図は、第１図におけるデータ記憶装置３および４の
構成図である。データ記憶装置３は、シフトレジスタで
構成しており、２番目のプラント信号の時系列データｐ
＋を、テ／プリ／グ時刻毎に、記憶し、シフトする。す
なわち、現在のｐＩの値はｐｌｏの記憶部に、ｊステッ
プ前の時刻１におけるｐ、の値はｐｌｊ　の記憶部にシ
フトされる。

このような制御は制御装置１２から発せられる制御信号
Ｓ＋のも七に行なわれ、プラント信号は、常に現在から
ｎ個過去までの連続する値がデータ記憶装置３に、保持
されている。４は、並列型シフトレジスタであり、制御
装置１２からの制御信号Ｓ２のもとに、データ記憶装置
３に保持されているｎ個のデータを、同時に受は入れ、
それらのデータを、次の８２信号が来るまで保持しつづ
ける。なお、ｐ種類のプロセス信号のデータ記憶につい
ては、上記のようなシフトレジスタをｐ組み用意すれば
よい。

第３図は、第１図の異常検出部６，７の構成図である。

６はデータ解析装置より出力される分散。

相関々数、パワースペクトル密度等の統計量ｐｋをデー
タ解析終了毎に、記憶シフトするンフ）Ｌ／レジスタら
成っている。すなわち、統計量記憶装置６は、現在の解
析結果を６に、に記憶し、ｊステップ前の結果を、６ｋ
Ｊ　にシフトして記憶する。

このとき、異常検出装置７は６に０６に、　　に記憶さ
れている統計量の偏差をとＱｌこれがある定められた値
Ｔｋを越えたときに、異常と判定し、異常生起信号Ｓ６
を制御装置１２に発する。なお、異常検出装置７は、ゆ
っくりした異常変化もとらえるために、６に０　と６に
＋　との偏差だけでなく６、。と６ｚ　　（ｊ＝１〜ｍ
　　ｌ）との偏差が、Ｔｈを越えたときにも異常と判定
するようにすることもできる。

以上の統計量のシフトや異常検出の演算は、制御装置１
２の制御信号８４．８ｓのもとに行なわれる。また、制
御装置１２は、異常検出装置７よシ異常生起信号Ｓ６を
受けると、タイマー動作によシ、ある一定時間後続計量
記憶装置への統計量シフト動作の制御信号Ｓ４の発生を
停止させる。　　　　　　ｉ、トこのとき統計量記憶装
置６は、統計量の記憶・更新をやめ、異常判定前後の統
計量変化を記憶・保持する。

これらの統計量変化は、異常診断装置８に送られ、その
異常ぶ因が診断される。

次に、異常診断装置８について説明する。いま分散、相
関々数、パワースペクトル密度等の異常統計量変化ｐｋ
を次のように記号化する。

上式において、ａ目〜ａｌ、は、プロセス信号ｉについ
ての１つの統計量ｋ　（、たとえば分散）の異常判定前
後の変化を示す。このとき、異常診断装置８では、現在
の異常統計量変化ｐｂ”と異常事象記憶装置９に記憶さ
れている過去の異常統計量変化ｐ　、　ｌ　　（原因が
診断されている。）との数学的な距離りすなわち、ノル
ムｆ）＝Ｉｌ　ｐｋ’　　ｐｋ’　ＩＩを評価し、ｐＩｃ６にもつとも近い（Ｄが最小）異常事
象とその原因情報を第１候補としてＣＲＴ等の出力装置
１０に出力する。なお、診断された現在の統計量変化は
、異常事象記憶装置に登録される。また、異常原因が明
確になれば、その原因も対応づけて登録できるようにな
っている。

第４図には、前述の各装置の動作を制御する制御装置１
２の制御信号ｓｔ　％８７の生起タイミングを示す。Ｓ
ｔはテンプリング間隔Δを毎に、データ入力装置２並び
に直列形データ記憶装置３に信号を送シ、データを記憶
シフトする。信号Ｓ２はｍΔを毎に並列形データ記憶装
置４に入力し直列形データ記憶装置３のデータを並列形
データ記憶装置４に移す。信号ＳＳは、その後ｍΔを毎
に、統計量計算装置に入力し、並列形データ記憶装置４
に保持されているデータを用いて統計量を計算させる。

信号Ｓ４は、前記の計算された統計量を、統計量記憶装
置６に移す。信号Ｓ５は、統計量記憶装置６の統計量を
用いて異常検出処理を実行させる。Ｓ６は、異常検出信
号で、制御装置１２の信号Ｓ４の発生を、ある一定の時
間遅れて停止させるうすなわち、８６発生後ｔΔを遅れ
て（ｔ＜ｍ）Ｓ４　（さらにａＳ　）を停止させる。そ
の後、制御装置１２は、異常診断装置８に信号Ｓ７を送
く）、現在の異常統計量変化の原因につＡて診断を開始
させる。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明によれば、データの異常
判定・診断に必要な処理時間後、直ちに次の処理のため
の連続した時系列データが得られるので、オンライン監
視に適している。また、異常判定には現在の統計量が過
去に計算された統計量とどの程度ずれているかにより行
なわれるので、常に、基準値がプラント状態に応じて変
化する。

また、異常が判定されたときは、異常判定前後の統計量
変化が異常診断のために分析されるので、異常判定直後
の異常パターンを用いて診断する従来の方法に比べ、診
断の精度が向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の異常監視診断装置の実施例の全体構
成のブロック図、第２図は、Ｗｃ１図のデータ記憶装置
の構成図、第３図は、第１図の異常検出部の構成図、第
４図は、第１図の制御装置の動作説明図である。１・・・プラント、２・・・データ入力装置、３，４・
・・時系列データの記憶装置、５・・・統計量計算装置
、６・・・異常判定装置、７・・・制御装置、８・・・
異常診断装置、９・・・異常パターン記憶装置。芋　１　　ｚ芋　２　図 ′＄　３　図

Claims

【特許請求の範囲】

１、プラントのプロセスデータより周期的に統計量を計
算する装置と、前記統計量計算装置で計算された現在か
ら一定回数過去の統計量までを常に記憶更新する統計量
記憶装置と、現在の統計量と前記統計量記憶装置に記憶
された過去の統計量とから異常を判定する装置と異常判
定前後の異常な統計量変化を記憶する装置と、前記異常
な統計量変化を、過去に蓄積され、かつ原因の判明した
異常統計量変化を参照して異常原因を診断する装置とか
ら成り、過去の統計量を用いて、異常の判定、診断を行
なうことを特徴とする異常監視・診断装置。