JPS62201317A - 計測デ−タの異常監視装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、水処理設備等の各種プラントの計測データ
の異常を監視し、これを通知する計測データの異常監視
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の計測データの異常監視装置としては、第５図に示
す如く、計測データの許容範囲を上限値Ｌａ及び下限値
ＬＬで設定しておき、計測データの値が上限値Ｌｕ又は
下限値ＬＬを越えたときに、異常状態として検出し、こ
れを通知するようにした上下限監視方式を採用している
のが一般的である。この場合、異常通知は、許容範囲を
逸脱した時点のみ発生され、しかも異常通知は単に異常
の発生を通知するのみであり、異常の度合を把握するこ
とができないものであった。

他の従来例としては、第６図に示すように、上限値Ｌｕ
及び下限値し、の外側に夫々上上限値し１．及び上下限
値ＬＬＬを設定して、異常監視範囲を二段階とし、上限
値し。及び下限値し、は運用上の限界から十分余裕を持
って設定し、これらを逸脱したときの異常通知を軽い警
告程度とし、上止限値り、ｕｕ及び上下限値ＬＬＬを逸
脱したときの異常通知は緊急な異常であり、緊急の処置
を必要とする重度の通知とする上上限、下下限監視方式
を採用している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の上下限方式を採用した計測デ
ータの異常監視装置にあっては、異常通知が許容範囲を
逸脱した時点のみ発生され、その異常の度合も把握する
ことができないものであったため、異常通知を受けたオ
ペレータは、それ以後計測データを常時監視して異常の
度合を把握する必要があると共に、その異常の度合に応
じて行うべき対応処置を判断する必要がある。したがっ
て、オペレータの負担が大きくなり、しかも１つの計測
データに掛かりきりになるので全体のプロセスを監視す
るうえで、他の異常を見逃すおそれがある等の問題点が
あった。

また、上上限、下下限方式を採用した計測データの異常
監視装置にあっては、上下限を逸脱した際の異常通知後
、上上限、下下限を逸脱したときの異常通知があるまで
、プロセスへの適切な対応処置をとる時間的余裕が生じ
ると共に、該当計測データに対するオペレータの注意集
中の負荷を若干軽減することができるものであるが、上
下限値り４．２　Ｌｕを設定する際に、上下限値ＬＵ［
＋＋下上下限値ＬＬに対して余裕をとりすぎると、プロ
セスの運用範囲を狭める結果となり、異常通知発生の頻
度が多くなり、オペレータの異常通知に対する意識が薄
れ、しかも上下限及び上下限を逸脱した際の異常通知が
あったときには、プロセスに対し緊急な対応処置の必要
性を迫られる等の新たな問題点が生じる。

そこで、この発明は、上記従来例の問題点に着目してな
されたものであり、計測データが１つの上限値及び／又
は下限値で規制される正常範囲を逸脱したときに、計測
データの変化の方向及び変化量を自動的に監視すること
により、前記従来例の問題点を解決することが可能な計
測データの異常監視装置を提供することを目的としてい
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明は、計測データが
正常範囲を逸脱したことを検出する検出手段と、該検出
手段で計測データの逸脱を検出している間連続信号でな
る逸脱信号を出力する正常範囲逸脱通知手段と、前記検
出手段で計測データの逸脱を検出しており、且つ当該計
測データの前記正常範囲から離れる方向の変化量が基準
値以上となったときに異常パルス信号を出力する異常状
態通知手段とを備えたことを特徴としている。

〔作用〕

この発明においては、計測データが正常範囲を逸脱した
ときに、これを検出手段で検出し、これにより正常範囲
の逸脱を検出している間、正常範囲逸脱通知手段によっ
て連続信号でなる正常範囲逸脱信号を出力し、これによ
って、計測データが正常範囲を逸脱している状態である
ことをオペレータに通知すると共に、異常状態通知手段
によって、計測データの正常範囲から離れる方向（異常
方向）の変化量が予め設定した基準値以上であるときに
、異常パルス信号を出力することにより、異常パルス信
号の間隔によって計測データの異常方向への変化速度を
オペレータが認識することが可能となる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面について説明する。

第１図はこの発明の概要を示すブロック図である。

図中、工は計測データＰＲが入力され、これが予め設定
された上限値Ｌｕ及び下限値ＬＬで規制される正常範囲
を逸脱したか否かを検出する検出手段であって、その検
出結果が正常範囲逸脱通知手段２及び異常状態通知手段
３に入力される。

正常範囲逸脱通知手段２は、検出手段１で計測データＰ
Ｒが正常範囲を逸脱したことを検出したときに、これが
継続している間連続信号でなる正常範囲逸脱通知信号Ａ
Ｉを出力する。

異常状態通知手段３は、検出手段１で計測データＰＲが
正常範囲を逸脱したことを検出している間に、所定時間
間隔で計測データＰＲを読込み、その計測データＰＲが
正常範囲から離れる方向であるか否かを判定し、その判
定結果が正常範囲から離れる異常方向であり、且つその
変化量が予め設定した基準値以上であるときに異常パル
ス信号Ａ２を出力する。

次に、この発明の具体的な実施例を第２図及び第３図に
ついて説明する。

第２図はこの発明の一実施例を示すブロック図であり、
計測データＰ　Ｒがデータ読込装置１１に入力され、こ
のデータ読込装置１１で所定周期で読込まれた計測デー
タＰＲが演算処理装置１２に入力される。この演算処理
装置１２には、タイミング（３号発生回路１３からのタ
イミング信号が供給されていると共に、計測データＰＲ
の正常範囲を規制する上限値Ｌｕ及び下限値ＬＬを設定
する上下限値設定回路１４、計測データＰＲの変化量の
基準値■、を設定ずろ変化量基準値設定回路１５及び異
常パルス信号Ａ２でなる異常通知を行う最短時間を設定
する最短通知時間設定回路１６からの各設定値が人力さ
れている。さらに、演算処理装置１２には、その演算結
果等による起点計測データ■、及びサイクルカウンタを
格納するメモリ１７が接続されている。

そして、演算処理装置１２は、前記計測データ及び各設
定値に）、（づきデータ読込装置１１で計測データを読
込む毎に第３図に示す演算処理を実行する。

すなわち、ステップ■で計測データＰＲの値が上限値Ｌ
ｕ及び下限値ＬＬ間の正常範囲内にあるか否かを判定す
る。その判定結果が、正常範囲内にあるときには、ステ
ップ■に移行して、前回の計測データＰＲが正常範囲内
であるか否かを判定し、正常範囲内であるときには、そ
のまま処理を終了し、正常範囲を逸脱しているときには
、ステップ■に移行して、正常範囲逸脱の復帰を通知し
てから処理を終了する。この場合の通知は、後述する正
常範囲逸脱通知信号をオフ状態とすることにより行われ
る。

一方、ステップ■の判定結果が、計測データＰＲが正常
範囲を逸脱しているものであるときには、ステップ■に
移行して、前回の計測データが正常範囲内にあったか否
かを判定する。このとき、前回の計測データが正常範囲
内にあったときには、ステップ■に移行して、連続的に
オン状態を維持する正常範囲逸脱通知信号Ａ１を出力し
、次いでステップ■に移行して現在の計測データＰＲの
値を起点計測データとしてメモリ１７の所定記憶領域に
記憶する。次いで、ステップ■に移行して、メモリ１７
に格納したナイクルカウンタを“０″にクリヤしてから
処理を終了する。

また、前記ステップ■の判定結果が、前回の計測データ
が正常範囲を逸脱したものであるときには、ステップ■
に移行する。

このステップ■では、現在の計測データＰＲの値とメモ
リ１７に格納されている起点計測データの値とを比較し
、正常範囲側に復旧する復旧方向にあるか、正常範囲ヲ
離れる異常方向にあるかを判定する。その判定結果が復
旧方向であるときには、前記ステップ■に移行し、異常
方向であるときには、ステップ■に移行する。

このステップ■では、メモリ１７に格納したサイクルカ
ウンタを１”だけインクリメントし、次いでステップ［
相］に移ｊ１シて、サイクルカウンタのカウント値Ｃを
読出し、これが最短通知時間設定回路１６で設定した最
短通知設定時間ΔＬに達したか否かを判定する。その判
定結果がＣくΔしてあるときには、そのまま処理を終了
し、Ｃ≧ΔＬであるときには、ステップ■に移行する。

このステップ■では、計測データＰＲの値と起点計測デ
ータの値とを比較して異常方向に変化しているか否かを
判定する。このとき、計測データと起点計測データとに
差がなく、計測データの変動がないときには、そのまま
割込処理を終了し、異常方向に変化しているときには、
ステップ０に移行する。

このステップ０では、異常方向への変化量の絶対値（’
ｌ　Ｖｚ　　Ｖｓ　ｌ　）が変化量設定値６７以上であ
るか否かを判定する。その判定結果が、ＩＶ。

−ＶＳＩ＜Δ■であるときには、そのまま割込処理を終
了し、１■□−Ｖ、ｌ≧ΔＶであるときには、ステップ
０に移行する。

このステップ０では、異常パルス１８号Ａ、を出力して
から前記ステップ■に移行する。

ここで、ステップ■の処理が第１図の検出手段ｌに対応
し、ステップ■〜■の処理が正常範囲逸脱通知手段２に
対応し、ステップ■〜０の処理が異常状態通知手段３に
対応している。

次に、上記実施例の動作を第４図を伴って説明する。

今、第４図（ａ＋に示す如く計測データＰＲが時々刻々
変化しているものとし、時点ｔ０以前では計測データＰ
Ｒの値が上限値Ｌｕ及び下限値ＬＬで規制される正常範
囲内にあるものとする。この計測データＰ　Ｒが正常範
囲内にある状態では、データ読込装置１１で計測データ
を所定周期で読込む毎に、演算処理装置Ｉ２で第３図の
演算処理が実行される。したがって、この計測データＰ
Ｒが正常範囲内にある状態では、ステップ■からステッ
プ■に移行して前回の計測データが正常範囲内であるの
で、そのまま処理を終了する。そして、上記処理が計測
データＰＲが正常範囲内にある状態を継続している間繰
り返し実行される。

そして、時点ｔ０で計測データＰＲが正常範囲を逸脱す
ると、この時点で、ステップ■を経てステップ■に移行
し、前回の計測データが正常範囲内であるので、ステッ
プ■に移行して第４図（ｂｌに示す如く正常範囲外とな
ったことを表す、連続的にオン状態を維持する正常範囲
逸脱通知信号Ａ１を出力する。したがって、この正常範
囲逸脱通知信号Ａ１を音又は光を発生する警報装置に供
給することにより、オペレータが、計測データＰＲが正
常範囲を逸脱したことを判知することができる。

次いで、現在の計測データＰＲの値Ｖ。を起点計測デー
タ■、としてメモリ１７の所定記憶領域に格納しくステ
ップ■）、次いでメモリ１７に格納されているサイクル
カウンタを０”にクリヤして（ステップ■）から処理を
終了する。

次に、データ読込装置１１で計測データＰＲを読込んだ
時点（最短通知時間設定回路１６で設定された最短通知
時間Δｔより短い周期）では、計測データＰＲが正常範
囲から離れる異常方向に変化しているので、ステップ■
、■、■を経てステップ■に移行し、サイクルカウンタ
を“１”だけインクリメントし、次いでサイクルカウン
タのカウント値Ｃが異常通知最短時間以上か否かを判定
する（ステップ＠ｌ）。この状態では、Ｃ〈Δｔである
ので、そのまま処理を終了し、この処理を時点ｔ２まで
繰り返す。このとき、途中の時点ｔ１で計測データの値
がＶ、となって起点計測データの値ｖｓ　（＝Ｖｏ）に
対する変化量の絶対値ＩＶ。

−Ｖ、ｌが変化量基準値設定回路１５で設定した基準値
■、を越えることになるが、この時点ｔ。

では、サイクルカウンタのカウント値Ｃが最短時間設定
値６１未満であるので、ステップ［相］からステップ■
に移行することはなく、上記処理を繰り返す。

そして、時点ｔ２に達すると、サイクルカウンタのカウ
ント値Ｃが最短時間設定値Δを以上となるので、ステッ
プ［相］からステップ０に移行して、起点計測データの
値■、と現在の計測データＰＲの値Ｖ、とを比較し１．
！１測データの変化が異常方向であるか否かを判定する
。このとき、異常方向であるので、ステップＯに移行し
て変化量の絶対値ＩＶ２−Ｖ、ｌが変化量基準値４７以
上であるか否か判定し、１ｖ２−ｖ、ｌ≧Δ■であるの
で、ステ・７プ＠に移行して、第４図（Ｃ）に示す如く
、異常パルス信号Ａ２を出力する。したがって、この異
常パルス信号Ａ２を前記正常範囲逸脱通知信号Ａ１と同
様に警報装置に供給することにより、オペレータが異常
状態が進行していることを判知することができる。

次いで、ステップ■に移行して現在の計測データの値■
２を起点計測データＶ、としてメモリ１７０所定記憶領
域に更新記憶し、ステップ■でサイクルカウンタを“Ｏ
”にクリヤして処理を終了する。

そして、時点ｔ２以後は時点ｔ、に達するまで計測デー
タＰＲの変化量の絶対値が変化量基準値Δ■に達せず、
また計測データの値が時点ｔ、　ｊを越えるまで変化し
ないので、サイクルカウンタのカウント値Ｃが最短時間
設定値Δｔに達するまでの時点ではステップ■、■、■
〜［相］の処理を繰り返し、時点ｔ２′でサイクルカウ
ンタのカウント値Ｃが最短時間設定値Δｔに達すると、
ステップ■、■、■〜■の処理を繰り返し、以後計測デ
−タＰＲの増加に伴ってステップ■、■、■〜０の処理
を操り返し、時点ｔ３で計測データの変化量の絶対値Ｉ
Ｖｆｆ　−Ｖ５　＋が変化量基準値Δ■に達すると、ス
テップ０からステップ０に移行して、第４図（ｂ）に示
す如く異常パルス１３号Ａ２を出力し、次いで現在の計
測データの値■３を起点計測データ■、としてメモリ１
７に更新記憶しくステップ■）、次いでサイクルカウン
タを“０″にクリヤ（ステップ■）して処理を終了する
。

以上のようにして、時点ｔ４で再度異常パルス信号へ２
を出力し、その後計測データの値が正常範囲側に復旧す
る方向となるので、ステップ■。

■を経てステップ■からステップ■に移行し、その時点
の計測データを起点計測データ■、として更新記憶し、
且つサイクルカウンタを“０”にクリヤする。

このように、計測データＰＲの変化が正常範囲に向かう
復旧方向であるときには、起点計測データ■、をそのと
きの計測データの値に順次更新記憶し、サイクルカウン
タをクリヤするので、この間には、異常パルス信号Ａ２
が出力されることがなく、オペレータは特別の処置を講
する必要はない。

その後、時点ｔ、で計測データＰＲの変化が再度異常方
向に転換すると、ステップ■からステップ■以降に移行
するので、最短設定時間Δｔを経過し、且つ変化量の絶
対値が変化量基準値Δ■以上となる時点り、で異常パル
ス信号Ａ２が出力され、次いで計測データの変化が復旧
方向となるので、ステップ■、■、■、■、■の処理を
繰り返し、時点ｔ、で計測データの値■７が正常範囲内
に復旧するとステップ■からステップ■に移行し、前回
の計測データが正常範囲を逸脱していたので、ステップ
■に移行して、正常範囲逸脱通知信号Ａ８をオフ状態と
して正常状態に復旧したごとをオペレータに通知する。

なお、計測データが下限値ＬＬ以下となった場合も上記
と同様に、正常範囲逸脱信号Ａ、及び異常パルス信号Ａ
２を出力する。

このように上記実施例によると、計測データの変化が異
常方向であり、且つその起点計測データに対する変化量
が予め設定した基準値以上となったときに異常パルス信
号が出力されるので、この異常パルス信号のパルス間隔
によって緊急な処置を必要とするか否かを判知すること
ができ、オペレータの負１旦を軽減させることができる
。

なお、上記実施例においては、正常範囲を上限値Ｌｕ及
び下限値ＬＬで規制する場合について説明したが、上限
値Ｌｔ、及び下限値り、の何れか一方のみによって規制
する場合にもこの発明を適用し得ること勿論である。

また、上記実施例においては、最短通知時間ΔＬを設定
し、異常パルス信号のパルス間隔の最小値を規制するよ
うにした場合について説明したが、これに限らず、計測
データの異常方向への変化量が変化量基準値ΔＶ以上と
なったときに、異常パルス信号Ａ２を出力するようにし
てもよい。

さらに、上記実施例においては、演算処理装置１２を適
用して第３図の処理を実行するようにした場合について
説明したが、これに限定されるものではなく、ウィンド
コンパレータ、カウンタ、論理回路等の電子回路を組み
合わせて上記と同様の処理を行うこともできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、計測データが
正常範囲を逸脱したときに連続的な正常範囲逸脱信号が
出力されると共に、この正常範囲逸脱状態で計測データ
の異常方向への変化量が予め設定した変化ｌＪＪ準値以
上となると異常パルス信号が出力されるように構成され
ているので、計測データが正常範囲を逸脱して正常範囲
逸脱信号が出力されている状態で、異常パルス１３号が
出力されない状態では、該当計測データの異常方向への
変化が小さいか現状維持若しくは正常範囲への復旧方向
であることを判知することができ、しかも異常パルス信
号のパルス間隔が短い場合には。

異常方向への変化が急であり、パルス間隔が長ければ異
常方向への変化が緩やかであることを判知することがで
きる。したがって、正常範囲を逸脱している異常状態で
あっても、オペレータの負荷を軽減することができると
共に、オペレータの監視担当範囲を拡大することができ
、しかも緊急状況下にありがちであった判断ミス、監視
もれ等のおそれを少なくして安全確実な運用が可能とな
る等の効果が得られる。

また、異常パルス信号を音響信号に変換することにより
、パルス間隔の認識を容易に行うことができると共に、
パルス間隔に応じて音色を変更することによって、より
認識し易くなり、警報認識ミスを防止できると共に、熟
練したオペレータでなくてもプラントの運用が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の概要を示すブロック図、第２図はこ
の発明の一実施例を示すブロック図、第３図はこの発明
に適用し得る演算処理装置の処理手順の一例を示すフ１
：Ｉ−チャート、第４図はこの発明の詳細な説明に供す
る信号波形図、第５図及び第６図は従来例の説明図であ
る。 図中、ｌは検出手段、２は正常範囲逸脱通知手段、３は
異常状態通知手段、１１はデータ読込装置、１２は演算
処理装置、１３はタイミング信号発生装置、１４は正常
範囲設定回路、１５は変化量基準値設定回路、１６は最
短通知時間設定回路、１７はメモリである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 計測データが正常範囲を逸脱したことを検出する検出手
   段と、該検出手段で計測データの逸脱を検出している間
   連続信号でなる逸脱信号を出力する正常範囲逸脱通知手
   段と、前記検出手段で計測データの逸脱を検出しており
   、且つ当該計測データの前記正常範囲から離れる方向の
   変化量が基準値以上となったときに異常パルス信号を出
   力する異常状態通知手段とを備えたことを特徴とする計
   測データの異常監視装置。