プラント監視装置およびプラント監視方法
【課題】複数種類のプロセスデータに基づいて総合的に判断でき、運転員の負担を軽減できるようにする。
【解決手段】プラント監視装置は、事象パラメータ９に設定されている信号ごとにプロセス工学値データを読み込み、事象パラメータ９に設定された傾向量タイプに従いプロセス工学値データの傾向量を算出する傾向量算出部１０と、傾向量算出部１０で算出された傾向量と事象パラメータ９に設定された基準値およびしきい値を使用して傾向パターン値を算出する傾向パターン算出部１１と、事象パラメータ９ごとに登録されている信号の傾向パターン値と事象履歴ファイル１３内の履歴パターン値とを比較して、プラントのプロセス工学値データの傾向が異常事象の傾向とどの程度合致するかを判定し、アラーム類似度を超えた場合に傾向アラームを発する傾向パターン判定部１４と、を有する。
【解決手段】プラント監視装置は、事象パラメータ９に設定されている信号ごとにプロセス工学値データを読み込み、事象パラメータ９に設定された傾向量タイプに従いプロセス工学値データの傾向量を算出する傾向量算出部１０と、傾向量算出部１０で算出された傾向量と事象パラメータ９に設定された基準値およびしきい値を使用して傾向パターン値を算出する傾向パターン算出部１１と、事象パラメータ９ごとに登録されている信号の傾向パターン値と事象履歴ファイル１３内の履歴パターン値とを比較して、プラントのプロセス工学値データの傾向が異常事象の傾向とどの程度合致するかを判定し、アラーム類似度を超えた場合に傾向アラームを発する傾向パターン判定部１４と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プラントのプロセスデータに異常またはその兆候があった場合に、現在の状態を把握して将来の予測をするプラント監視装置およびプラント監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラントの異常や急変を監視する監視装置は、プラントの挙動を示すプロセスデータまたはそれから求められる統計量（変化率や平均値など）に対して異常や急変を検知するためのしきい値を設定し、そのしきい値と現在のプロセスデータまたはその統計量との比較により、プラントの異常や急変の発生有無を検出する手法（しきい値監視）が広く利用されている。また、監視装置は、しきい値を厳し目に設定し異常に至る前の徴候（異常徴候監視または傾向監視）として利用される場合がある。
【０００３】
このため、特許文献１に示す監視装置では、プラントの長期的な傾向判断を必要とする場合は、プロセスの長期的な時系列データ（１時間単位や１日単位など）を統計処理することによりプラントの長期傾向を判断し、プラントが不安定になる以前にプラントの回避操作をさせる予測アラームを発する傾向監視アラーム管理装置を導入する。この傾向監視アラーム管理装置では、プラントの傾向判断として、ある監視時間区間（たとえば１時間、運転員の交替時間である８時間、あるいは１日などの時間区間）内のプロセスデータ（時系列データ）を利用して、傾向判断となるプロセスデータの振れ幅、不安定領域の張り付き時間、変化率を算出し、プロセスが今後どの方向に向かうかを判断させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２１９６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の従来技術を利用してプラントの異常に至る前の傾向を監視することを目的とした傾向監視アラーム管理装置では、以下の課題があった。
【０００６】
（１）従来の傾向監視アラーム管理装置の監視手法では信号単体による監視を行なうため、傾向事象が複数の機器および系統にまたがる事象では総合的な判定ができず、精度の良い監視ができていなかった。これは、不要なアラームを多発させ運転員に多くの負担をかけていた。
【０００７】
（２）従来の傾向監視アラーム管理装置の監視手法では、監視時間区間内での判定のため、監視時間区間内の傾向事象を判断できても、その傾向事象がどう変化してきたのか判断できないことから、監視時間区間内で傾向事象を検知しても過去の傾向事象の変化パターンを調査する必要があり、傾向事象を検知してもこの調査作業に時間がかかり、運転員に多くの負担をかけていた。
【０００８】
（３）従来技術はプラントの運転状態に関係なく常時監視することから、たとえば出力５０％以上で監視したいというような設定ができず、プラント出力１０％の状態にある時でも監視してしまい、不要なアラームを検知させていた。
【０００９】
この発明は、かかる課題を解決するためのものであって、複数種類のプロセスデータに基づいて総合的に判断して、運転員の負担を軽減できるプラント監視装置またはプラント監視方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係るプラント監視装置は、プラントの挙動を監視するプラント監視装置において、前記プラントの複数種類のプロセスデータを取り込み、これらのプロセスデータをリアルタイムでプロセス工学値データに変換するプロセスデータ収集処理部と、前記プロセスデータ収集処理部で変換されたプロセス工学値データを時系列的に保存する時系列データファイルと、前記プラントの複数種類の異常事象のそれぞれに関係する複数の信号のプロセス工学値を時間変化パターンとして表わした複数の事象パラメータを保存する事象データベースと、前記事象データベースに保存された事象パラメータに設定されている信号ごとに、前記時系列データファイルより所定の監視時間区間ごとに決められたサンプリング間隔で前記プロセス工学値データを読み込み、当該事象パラメータに設定された傾向量タイプに従いプロセス工学値データの傾向量を算出する傾向量算出部と、前記傾向量算出部で算出された傾向量と前記事象パラメータに設定された基準値およびしきい値を使用して傾向パターン値を算出する傾向パターン算出部と、前記事象パラメータに設定された監視時間区間数に相当する数の履歴データエリアをそれぞれが持ち、前記傾向パターン算出部で算出された傾向パターン値を保存する事象履歴ファイルを複数個収容するパターン履歴データベースと、前記事象パラメータごとに登録されている信号の傾向パターン値と前記事象履歴ファイル内の履歴パターン値とを比較して、前記プラントのプロセス工学値データの傾向が異常事象の傾向とどの程度合致するかを判定し、前記事象パラメータで定義されたアラーム類似度を超えた場合に傾向アラームを発する傾向パターン判定部と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るプラント監視方法は、プラントの挙動を監視するプラント監視方法において、前記プラントの複数種類のプロセスデータを取り込み、これらのプロセスデータをリアルタイムでプロセス工学値データに変換するプロセスデータ収集処理ステップと、前記プロセスデータ収集処理ステップで変換されたプロセス工学値データを時系列的時系列データファイルに保存する時系列データ保存ステップと、前記プラントの複数種類の異常事象のそれぞれに関係する複数の信号のプロセス工学値を時間変化パターンとして表わした複数の事象パラメータを事象データベースに保存する事象データ保存ステップと、前記事象データベースに保存された事象パラメータに設定されている信号ごとに、前記時系列データファイルより所定の監視時間区間ごとに決められたサンプリング間隔で前記プロセス工学値データを読み込み、当該事象パラメータに設定された傾向量タイプに従いプロセス工学値データの傾向量を算出する傾向量算出ステップと、前記傾向量算出ステップで算出された傾向量と前記事象パラメータに設定された基準値およびしきい値を使用して傾向パターン値を算出する傾向パターン算出ステップと、前記事象パラメータに設定された監視時間区間数に相当する数の履歴データエリアを持つパターン履歴データベースの複数の事象履歴ファイルに、前記傾向パターン算出ステップで算出された傾向パターン値を保存するパターン履歴データ保存ステップと、前記事象パラメータごとに登録されている全信号の全監視時間区間数に相当する数の傾向パターン値と前記事象履歴ファイル内の全履歴パターン値とを比較して、前記プラントのプロセス工学値データの傾向が異常事象の傾向とどの程度合致するかを判定し、前記事象パラメータで定義されたアラーム類似度を超えた場合に傾向アラームを発する傾向パターン判定ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、複数種類のプロセスデータに基づいて総合的に判断して、運転員の負担を軽減できるプラント監視装置またはプラント監視方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るプラント監視装置の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るプラント監視装置の第１の実施形態における不安定領域率算出方法の例を示すグラフである。
【図３】本発明に係るプラント監視装置の第１の実施形態における変動幅率算出方法の例を示すグラフである。
【図４】本発明に係るプラント監視装置の第１の実施形態における変化率算出方法の例を示すグラフである。
【図５】本発明に係るプラント監視装置の第１の実施形態における事象パラメータの例を示す模式図である。
【図６】本発明に係るプラント監視装置の第１の実施形態における傾向量算出方法の例を示す図である。
【図７】本発明に係るプラント監視装置の第１の実施形態における傾向パターン算出方法の例を示す図である。
【図８】本発明に係るプラント監視装置の第１の実施形態における傾向パターン判定方法の例を示す図である。
【図９】本発明に係るプラント監視装置の第１の実施形態における表示画面の例を示す図である。
【図１０】本発明に係るプラント監視装置の第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明に係るプラント監視装置の第２の実施形態における監視条件テーブルの例を示す図である。
【図１２】本発明に係るプラント監視装置の第２の実施形態における監視条件判定方法の例を示すグラフである。
【図１３】本発明に係るプラント監視装置の第３の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明に係るプラント監視装置の第３の実施形態における基準値算出方法の例を示すグラフである。
【図１５】本発明に係るプラント監視装置の第４の実施形態の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るプラント監視装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
（構成）
まず、図１から図９を用いて、本発明に係るプラント監視装置の第１の実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態の構成を示すブロック図である。図２は、第１の実施形態における不安定領域率算出方法の例を示すグラフである。図３は、第１の実施形態における変動幅率算出方法の例を示すグラフである。図４は、第１の実施形態における変化率算出方法の例を示すグラフである。図５は、第１の実施形態における事象パラメータの例を示す模式図である。図６は、第１の実施形態における傾向量算出方法の例を示す図である。図７は、第１の実施形態における傾向パターン算出方法の例を示す図である。図８は、第１の実施形態における傾向パターン判定方法の例を示す図である。図９は、第１の実施形態における表示画面の例を示す図である。
【００１６】
図１に示すように、プラント監視装置３は、プロセス入力装置２を介してプラント１と接続されている。また、プラント監視装置３が異常事象に類似する傾向を検知した場合に情報を出力する出力装置４および警報装置５と接続されている。
【００１７】
プラント監視装置３は、プロセスデータ収集処理部６と、事象データベース８と、傾向量算出部１０と、傾向パターン算出部１１と、パターン履歴データベース１２と、傾向パターン判定部１４と、傾向判定結果出力部１６とを有する。
【００１８】
プロセスデータ収集処理部６は、状態把握を行なうためにプラント機器の生データ（プロセスデータ）を取り込み、リアルタイムでプロセス工学値に変換し、時系列データファイル７へ収集保存する。
【００１９】
事象データベース８は複数の事象パラメータ９を収納しており、各事象パラメータ９は、予めシミュレーションにより異常事象ごとに関係する複数信号のプロセス値をパターンに加工したデータを持つ。すなわち、プロセス値が一定のときパターン値＝０とし、プロセス値が上昇したときパターン値＝１とし、プロセス値が下降したときパターン値＝−１とする。
【００２０】
傾向量算出部１０は、事象パラメータ９に設定されている信号ごとに、時系列データファイル７より１時間単位およびプラント運転員の交替時間である直単位さらに日単位（以下、監視時間区間と称す）ごとに、決められたサンプリング間隔で時系列データを読み込み、事象パラメータ９に設定された傾向量タイプに従いプロセスの傾向量を算出する。
【００２１】
傾向パターン算出部１１は、傾向量算出部１０で算出された傾向量と事象パラメータ９に設定された基準値としきい値を使用して傾向パターン値を算出し、事象パラメータ９に設定された監視時間区間数分の履歴データエリアを持つ事象履歴ファイル１３へ保存する。パターン履歴データベース１２には、複数種類の事象それぞれに対応する事象履歴ファイル１３が収容されている。
【００２２】
傾向パターン判定部１４は、事象パラメータ９ごとに登録されている全信号の全監視時間区間分のパターン値と、事象履歴ファイル１３内の全履歴パターン値とを比較し、プラントの傾向が異常事象の傾向とどの程度合致するかを判定し、事象パラメータ９で定義されたアラーム類似度を超えた場合に傾向アラームを発する。
【００２３】
傾向判定結果出力部１６は、傾向パターン判定部１４から出力された傾向判定結果ファイル１５を取り出し出力装置４および警報装置５へ結果を出力する。
【００２４】
（作用）
プラント監視装置３は、プラントの状況把握を行なうためにプロセスデータ収集処理部６により、リアルタイムでプロセス入力装置２を介してプラント１のプロセスデータを時系列データファイル７へ収集保存し、その後傾向量算出部１０に保存完了したことを通知する。
【００２５】
傾向量算出部１０では、図６に示すように事象データベース８の全ての事象パラメータ９（図５）に登録されている信号ごとに、前回傾向量算出してから事象パラメータ９に登録されている監視時間区間分の時間が経過した場合、監視時間区間ごとに予め定義してあるサンプリング間隔で時系列データファイル７よりデータを読み込み、事象パラメータ９に登録されている信号ごとの傾向量タイプに従い傾向量Ｙｘが算出され、傾向パターン算出部１１へ送られる。傾向量Ｙｘには、たとえば、不安定領域率、変動幅率、変化率、平均値、標準偏差などが含まれる。
【００２６】
不安定領域率、変動幅率、変化率の算出方法を、それぞれ、図２、図３、図４に示す。
【００２７】
不安定領域率については、図２に示すように、監視時間区間Ｃの中で不安定上限値Ｄ以上または不安定下限値Ｅ以下にプロセス値が存在していた時間幅ＡおよびＢを算出し、以下の式により不安定領域率を算出する。
【００２８】
上限不安定領域率＝（Ａ／Ｃ）×１００（％）
下限不安定領域率＝（Ｂ／Ｃ）×１００（％）
変動幅率については、図３に示すように、監視時間Ｃの中でプロセス値の最小値Ｐと最大値Ｑを取り出し、そのプロセス信号の運転管理幅（通常運転する場合のレンジ幅）をＷとすると、以下の式により変動幅率を算出する。
【００２９】
変動幅率＝（（Ｑ−Ｐ）／Ｗ）×１００（％）
変化率については、図４に示すように、監視時間Ｃ内のプロセスデータを一次式によりフィッティング処理して、先頭時間でのフィッティング式上の値ＰＶ２と最後のフィッティング式上の値ＰＶ１を算出し、以下の式により変化率を算出する。
【００３０】
変化率＝（（ＰＶ１−ＰＶ２）／計器レンジ）×１００（％）
傾向パターン算出部１１では、図７に示すように事象パラメータ９に登録されている信号ごとに算出された傾向量Ｙｘを事象パラメータ９に登録されている当該信号の基準値Ｙｂａｓｅとしきい値Δｅを用いて、以下の式によりパターン値を算出し、事象パラメータ９と対となる事象履歴ファイル１３へ保存する。
【００３１】
Ｙｂａｓｅ＋Δｅ＜Ｙｘ の場合は、パターン値＝１とする。
【００３２】
Ｙｂａｓｅ−Δｅ≦Ｙｘ≦Ｙｂａｓｅ＋Δｅ の場合は、パターン値＝０とする。
【００３３】
Ｙｂａｓｅ−Δｅ＞Ｙｘ の場合は、パターン値＝−１とする。
【００３４】
傾向パターン判定部１４は、図８に示すように事象パラメータ９ごとに登録されている全信号の全監視時間区間分のパターン値と、事象パラメータ９と対となる事象履歴ファイル１３に保存されている現在までの傾向パターン値を、１信号の１監視時間区間を１ブロックとしてブロックごとに比較し、以下の方法により類似度を算出する。
【００３５】
類似度＝一致するブロック数／（信号数×監視時間区間数）
その後、算出した類似度は事象パラメータ９のアラーム類似度と比較され、アラーム類似度を超えた事象パラメータ９は傾向判定結果ファイル１５に事象パラメータ番号・事象名・アラーム類似度・類似度を保存し、傾向判定結果出力部１６を経由して出力装置４または警報装置５へ出力する。
【００３６】
図９にこの出力装置４に表示された画面例を示す。図９に示す例で、たとえば、「１号機」が選択され、事象Ｎｏ．１０が選択され、その選択されていることが色などにより表示されている。そのとき、傾向パターン履歴の表示の複数の矢印のうちの、事象とパターンが一致している部分の矢印の色を変えることなどにより事象とパターンが一致している部分が識別できるように表示されている。
【００３７】
（効果）
このようにして構成されたプラント監視装置では、従来、単一の監視時間区間および単一の信号で傾向監視していたものが、複数監視時間区間および複数信号とのマッチングにより判定することにより、複数機器・系統に渡る総合的な傾向監視が可能となる。また、過去の傾向パターンとの比較を自動的に実施することが可能となり、運転員の調査・確認作業が軽減されると共に、信頼性のある傾向監視をすることができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
（構成）
次に、図１０から図１２を用いて、本発明に係るプラント監視装置の第２の実施形態を説明する。図１０は、第２の実施形態の構成を示すブロック図である。図１１は、第２の実施形態における監視条件テーブルの例を示す図である。図１２は、第２の実施形態における監視条件判定方法の例を示すグラフである。ここで、第１の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００３９】
図１０に示すように、第２の実施形態のプラント監視装置３は、監視条件テーブル１７と監視条件判定部１８を有することが第１の実施形態のプラント監視装置３と異なる。
【００４０】
監視条件テーブル１７は、事象パラメータ９ごとに監視条件を予め定義するものである。監視条件判定部１８は、監視条件テーブル１７に設定されている監視条件判定信号の監視時間区間内の時系列データを読み込んで平均値を求め、監視条件に一致するか判定し、監視条件テーブル１７へ判定結果を保存する。
【００４１】
傾向パターン判定部１４は、監視条件判定部１８で判定された条件判定結果が成立する事象パラメータ９について、事象パラメータ９に登録されている全信号の全監視時間区間分のパターン値と事象履歴ファイル１３内の全履歴パターン値を比較し、プラントの傾向が異常事象の傾向とどの程度合致するかを判定し、事象パラメータ９で定義されたアラーム類似度を超えた場合に傾向アラームを発する。
【００４２】
（作用）
プラント監視装置３は、第１の実施形態と同様に、プロセスデータ収集処理部６により、リアルタイムでプロセス入力装置２を介してプラント１のプロセスデータを時系列データファイル７へ収集保存し、その後傾向量算出部１０に保存完了したことを通知する。傾向量算出部１０では、事象データベース８の全ての事象パラメータ９に登録されている信号ごとに、前回傾向量算出してから事象パラメータ９に登録されている監視時間区間分の時間が経過した場合、監視時間区間ごとに予め定義してあるサンプリング間隔で時系列データファイル７よりデータを読み込み、事象パラメータ９に登録されている信号ごとの傾向量タイプに従い傾向量Ｙｘが算出され、傾向パターン算出部１１へ送られる。
【００４３】
傾向パターン算出部１１では、事象パラメータ９に登録されている信号ごとに算出された傾向量Ｙｘを事象パラメータ９に登録されている当該信号の基準値Ｙｂａｓｅとしきい値Δｅを用いて、パターン値を算出し、事象パラメータ９と対となる事象履歴ファイル１３へ保存する。
【００４４】
監視条件判定部１８では、図１２で示すように監視事象ごとの監視条件を定義する監視条件テーブル１７（図１１）を読み込み、監視条件となる信号のプロセスデータを時系列データファイル７から読み込み平均値を算出し、監視条件に一致するかを判定し監視条件テーブル１７へ結果を保存する。
【００４５】
傾向パターン判定部１４では、監視条件テーブル１７に保存された監視条件結果を読み込み、条件が成立する監視事象に対してのみ傾向パターンの類似度を算出する。
【００４６】
アラーム類似度を超えた事象パラメータ９は、傾向判定結果ファイル１５に事象パラメータ番号、事象名、アラーム類似度、類似度が保存され、傾向判定結果出力部１６を経由して出力装置４または警報装置５へ出力される。
【００４７】
（効果）
このようにして構成されたプラント監視装置によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができ、プラント運転状態に合わせた傾向監視が可能である。
【００４８】
（第３の実施形態）
（構成）
次に、図１３および図１４を用いて第３の実施形態を説明する。図１３は、第３の実施形態の構成を示すブロック図である。図１４は、第３の実施形態における基準値算出方法の例を示すグラフである。この第３の実施形態は第１の実施形態の変形であって、第１の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００４９】
プラント監視装置３は、事象パラメータ編集部１９を有する。事象パラメータ編集部１９は、事象パラメータ９にない新たな事象を指定された監視時間区間および監視時間区間数・信号に従い時系列データファイル７からプロセスデータを抽出し傾向量を算出し、指定された基準値としきい値により傾向パターン値を算出し新規の事象パラメータ９を作成し、また、既存の事象パラメータ９を編集する。
【００５０】
プラント監視装置３は、プロセス入力装置２を介してプラント１と接続されている。
【００５１】
また、プラント監視装置３が異常事象に類似する傾向を検知した場合に情報を出力する出力装置４および警報装置５と、事象パラメータ９を編集する入力装置２０が接続されている。
【００５２】
（作用）
プラント監視装置３の事象パラメータ編集部１９では、予めシミュレーションにより作成した事象パラメータ９にない新たな事象を、指定された監視時間区間および監視時間区間数・信号に従い時系列データファイル７からプロセスデータを抽出し、傾向量算出部１０と同じ傾向量算出方法で傾向量を算出する。さらに、図１４に示すように全監視時間区間の傾向量を最小二乗法の一次近似式（ａｘ＋ｂ）を用いて基準値ｂを算出し、指定されたしきい値から傾向パターン算出部１１と同じ方法で傾向パターン値を算出し、新たな事象パラメータ９を作成する。また、既存事象パラメータ９を読み込み、基準値・しきい値・パターンを変更し保存することも可能とする。
【００５３】
このようにして、予めシミュレーションで作成した事象にない異常事象の登録および既存事象パラメータをカスタマイズすることを可能とすることで、実プラントの挙動に合わせた傾向監視を可能とする。
【００５４】
（効果）
この第３の実施形態によれば、第１の実施形態の効果が得られるほか、実プラント挙動に合わせた傾向監視するための事象パラメータを作成することができ、より精度の高い傾向監視が可能となり、運転員の調査・確認作業が軽減されると共に、信頼性のある傾向監視装置を提供できる。
【００５５】
（第４の実施形態）
（構成）
次に、図１５を用いて第４の実施形態を説明する。図１５は、第４の実施形態の構成を示すブロック図である。この第４の実施形態は、第２の実施形態の構成に、第３の実施形態の事象パラメータ編集部１９および入力装置２０と同等のものを追加した構成である。
【００５６】
この第４の実施形態によれば、第２の実施形態の効果が得られるほか、第３の実施形態と同様に、実プラント挙動に合わせた傾向監視するための事象パラメータを作成することができ、より精度の高い傾向監視が可能となり、運転員の調査・確認作業を軽減されると共に、信頼性のある傾向監視装置を提供できる。
【００５７】
（他の実施形態）
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５８】
１ プラント
２ プロセス入力装置
３ プラント監視装置
４ 出力装置
５ 警報装置
６ プロセスデータ収集処理部
７ 時系列データファイル
８ 事象データベース
９ 事象パラメータ
１０ 傾向量算出部
１１ 傾向パターン算出部
１２ パターン履歴データベース
１３ 事象履歴ファイル
１４ 傾向パターン判定部
１５ 傾向判定結果ファイル
１６ 傾向判定結果出力部
１７ 監視条件テーブル
１８ 監視条件判定部
１９ 事象パラメータ編集部
２０ 入力装置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プラントのプロセスデータに異常またはその兆候があった場合に、現在の状態を把握して将来の予測をするプラント監視装置およびプラント監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラントの異常や急変を監視する監視装置は、プラントの挙動を示すプロセスデータまたはそれから求められる統計量（変化率や平均値など）に対して異常や急変を検知するためのしきい値を設定し、そのしきい値と現在のプロセスデータまたはその統計量との比較により、プラントの異常や急変の発生有無を検出する手法（しきい値監視）が広く利用されている。また、監視装置は、しきい値を厳し目に設定し異常に至る前の徴候（異常徴候監視または傾向監視）として利用される場合がある。
【０００３】
このため、特許文献１に示す監視装置では、プラントの長期的な傾向判断を必要とする場合は、プロセスの長期的な時系列データ（１時間単位や１日単位など）を統計処理することによりプラントの長期傾向を判断し、プラントが不安定になる以前にプラントの回避操作をさせる予測アラームを発する傾向監視アラーム管理装置を導入する。この傾向監視アラーム管理装置では、プラントの傾向判断として、ある監視時間区間（たとえば１時間、運転員の交替時間である８時間、あるいは１日などの時間区間）内のプロセスデータ（時系列データ）を利用して、傾向判断となるプロセスデータの振れ幅、不安定領域の張り付き時間、変化率を算出し、プロセスが今後どの方向に向かうかを判断させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２１９６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の従来技術を利用してプラントの異常に至る前の傾向を監視することを目的とした傾向監視アラーム管理装置では、以下の課題があった。
【０００６】
（１）従来の傾向監視アラーム管理装置の監視手法では信号単体による監視を行なうため、傾向事象が複数の機器および系統にまたがる事象では総合的な判定ができず、精度の良い監視ができていなかった。これは、不要なアラームを多発させ運転員に多くの負担をかけていた。
【０００７】
（２）従来の傾向監視アラーム管理装置の監視手法では、監視時間区間内での判定のため、監視時間区間内の傾向事象を判断できても、その傾向事象がどう変化してきたのか判断できないことから、監視時間区間内で傾向事象を検知しても過去の傾向事象の変化パターンを調査する必要があり、傾向事象を検知してもこの調査作業に時間がかかり、運転員に多くの負担をかけていた。
【０００８】
（３）従来技術はプラントの運転状態に関係なく常時監視することから、たとえば出力５０％以上で監視したいというような設定ができず、プラント出力１０％の状態にある時でも監視してしまい、不要なアラームを検知させていた。
【０００９】
この発明は、かかる課題を解決するためのものであって、複数種類のプロセスデータに基づいて総合的に判断して、運転員の負担を軽減できるプラント監視装置またはプラント監視方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係るプラント監視装置は、プラントの挙動を監視するプラント監視装置において、前記プラントの複数種類のプロセスデータを取り込み、これらのプロセスデータをリアルタイムでプロセス工学値データに変換するプロセスデータ収集処理部と、前記プロセスデータ収集処理部で変換されたプロセス工学値データを時系列的に保存する時系列データファイルと、前記プラントの複数種類の異常事象のそれぞれに関係する複数の信号のプロセス工学値を時間変化パターンとして表わした複数の事象パラメータを保存する事象データベースと、前記事象データベースに保存された事象パラメータに設定されている信号ごとに、前記時系列データファイルより所定の監視時間区間ごとに決められたサンプリング間隔で前記プロセス工学値データを読み込み、当該事象パラメータに設定された傾向量タイプに従いプロセス工学値データの傾向量を算出する傾向量算出部と、前記傾向量算出部で算出された傾向量と前記事象パラメータに設定された基準値およびしきい値を使用して傾向パターン値を算出する傾向パターン算出部と、前記事象パラメータに設定された監視時間区間数に相当する数の履歴データエリアをそれぞれが持ち、前記傾向パターン算出部で算出された傾向パターン値を保存する事象履歴ファイルを複数個収容するパターン履歴データベースと、前記事象パラメータごとに登録されている信号の傾向パターン値と前記事象履歴ファイル内の履歴パターン値とを比較して、前記プラントのプロセス工学値データの傾向が異常事象の傾向とどの程度合致するかを判定し、前記事象パラメータで定義されたアラーム類似度を超えた場合に傾向アラームを発する傾向パターン判定部と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るプラント監視方法は、プラントの挙動を監視するプラント監視方法において、前記プラントの複数種類のプロセスデータを取り込み、これらのプロセスデータをリアルタイムでプロセス工学値データに変換するプロセスデータ収集処理ステップと、前記プロセスデータ収集処理ステップで変換されたプロセス工学値データを時系列的時系列データファイルに保存する時系列データ保存ステップと、前記プラントの複数種類の異常事象のそれぞれに関係する複数の信号のプロセス工学値を時間変化パターンとして表わした複数の事象パラメータを事象データベースに保存する事象データ保存ステップと、前記事象データベースに保存された事象パラメータに設定されている信号ごとに、前記時系列データファイルより所定の監視時間区間ごとに決められたサンプリング間隔で前記プロセス工学値データを読み込み、当該事象パラメータに設定された傾向量タイプに従いプロセス工学値データの傾向量を算出する傾向量算出ステップと、前記傾向量算出ステップで算出された傾向量と前記事象パラメータに設定された基準値およびしきい値を使用して傾向パターン値を算出する傾向パターン算出ステップと、前記事象パラメータに設定された監視時間区間数に相当する数の履歴データエリアを持つパターン履歴データベースの複数の事象履歴ファイルに、前記傾向パターン算出ステップで算出された傾向パターン値を保存するパターン履歴データ保存ステップと、前記事象パラメータごとに登録されている全信号の全監視時間区間数に相当する数の傾向パターン値と前記事象履歴ファイル内の全履歴パターン値とを比較して、前記プラントのプロセス工学値データの傾向が異常事象の傾向とどの程度合致するかを判定し、前記事象パラメータで定義されたアラーム類似度を超えた場合に傾向アラームを発する傾向パターン判定ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、複数種類のプロセスデータに基づいて総合的に判断して、運転員の負担を軽減できるプラント監視装置またはプラント監視方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るプラント監視装置の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るプラント監視装置の第１の実施形態における不安定領域率算出方法の例を示すグラフである。
【図３】本発明に係るプラント監視装置の第１の実施形態における変動幅率算出方法の例を示すグラフである。
【図４】本発明に係るプラント監視装置の第１の実施形態における変化率算出方法の例を示すグラフである。
【図５】本発明に係るプラント監視装置の第１の実施形態における事象パラメータの例を示す模式図である。
【図６】本発明に係るプラント監視装置の第１の実施形態における傾向量算出方法の例を示す図である。
【図７】本発明に係るプラント監視装置の第１の実施形態における傾向パターン算出方法の例を示す図である。
【図８】本発明に係るプラント監視装置の第１の実施形態における傾向パターン判定方法の例を示す図である。
【図９】本発明に係るプラント監視装置の第１の実施形態における表示画面の例を示す図である。
【図１０】本発明に係るプラント監視装置の第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明に係るプラント監視装置の第２の実施形態における監視条件テーブルの例を示す図である。
【図１２】本発明に係るプラント監視装置の第２の実施形態における監視条件判定方法の例を示すグラフである。
【図１３】本発明に係るプラント監視装置の第３の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明に係るプラント監視装置の第３の実施形態における基準値算出方法の例を示すグラフである。
【図１５】本発明に係るプラント監視装置の第４の実施形態の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るプラント監視装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
（構成）
まず、図１から図９を用いて、本発明に係るプラント監視装置の第１の実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態の構成を示すブロック図である。図２は、第１の実施形態における不安定領域率算出方法の例を示すグラフである。図３は、第１の実施形態における変動幅率算出方法の例を示すグラフである。図４は、第１の実施形態における変化率算出方法の例を示すグラフである。図５は、第１の実施形態における事象パラメータの例を示す模式図である。図６は、第１の実施形態における傾向量算出方法の例を示す図である。図７は、第１の実施形態における傾向パターン算出方法の例を示す図である。図８は、第１の実施形態における傾向パターン判定方法の例を示す図である。図９は、第１の実施形態における表示画面の例を示す図である。
【００１６】
図１に示すように、プラント監視装置３は、プロセス入力装置２を介してプラント１と接続されている。また、プラント監視装置３が異常事象に類似する傾向を検知した場合に情報を出力する出力装置４および警報装置５と接続されている。
【００１７】
プラント監視装置３は、プロセスデータ収集処理部６と、事象データベース８と、傾向量算出部１０と、傾向パターン算出部１１と、パターン履歴データベース１２と、傾向パターン判定部１４と、傾向判定結果出力部１６とを有する。
【００１８】
プロセスデータ収集処理部６は、状態把握を行なうためにプラント機器の生データ（プロセスデータ）を取り込み、リアルタイムでプロセス工学値に変換し、時系列データファイル７へ収集保存する。
【００１９】
事象データベース８は複数の事象パラメータ９を収納しており、各事象パラメータ９は、予めシミュレーションにより異常事象ごとに関係する複数信号のプロセス値をパターンに加工したデータを持つ。すなわち、プロセス値が一定のときパターン値＝０とし、プロセス値が上昇したときパターン値＝１とし、プロセス値が下降したときパターン値＝−１とする。
【００２０】
傾向量算出部１０は、事象パラメータ９に設定されている信号ごとに、時系列データファイル７より１時間単位およびプラント運転員の交替時間である直単位さらに日単位（以下、監視時間区間と称す）ごとに、決められたサンプリング間隔で時系列データを読み込み、事象パラメータ９に設定された傾向量タイプに従いプロセスの傾向量を算出する。
【００２１】
傾向パターン算出部１１は、傾向量算出部１０で算出された傾向量と事象パラメータ９に設定された基準値としきい値を使用して傾向パターン値を算出し、事象パラメータ９に設定された監視時間区間数分の履歴データエリアを持つ事象履歴ファイル１３へ保存する。パターン履歴データベース１２には、複数種類の事象それぞれに対応する事象履歴ファイル１３が収容されている。
【００２２】
傾向パターン判定部１４は、事象パラメータ９ごとに登録されている全信号の全監視時間区間分のパターン値と、事象履歴ファイル１３内の全履歴パターン値とを比較し、プラントの傾向が異常事象の傾向とどの程度合致するかを判定し、事象パラメータ９で定義されたアラーム類似度を超えた場合に傾向アラームを発する。
【００２３】
傾向判定結果出力部１６は、傾向パターン判定部１４から出力された傾向判定結果ファイル１５を取り出し出力装置４および警報装置５へ結果を出力する。
【００２４】
（作用）
プラント監視装置３は、プラントの状況把握を行なうためにプロセスデータ収集処理部６により、リアルタイムでプロセス入力装置２を介してプラント１のプロセスデータを時系列データファイル７へ収集保存し、その後傾向量算出部１０に保存完了したことを通知する。
【００２５】
傾向量算出部１０では、図６に示すように事象データベース８の全ての事象パラメータ９（図５）に登録されている信号ごとに、前回傾向量算出してから事象パラメータ９に登録されている監視時間区間分の時間が経過した場合、監視時間区間ごとに予め定義してあるサンプリング間隔で時系列データファイル７よりデータを読み込み、事象パラメータ９に登録されている信号ごとの傾向量タイプに従い傾向量Ｙｘが算出され、傾向パターン算出部１１へ送られる。傾向量Ｙｘには、たとえば、不安定領域率、変動幅率、変化率、平均値、標準偏差などが含まれる。
【００２６】
不安定領域率、変動幅率、変化率の算出方法を、それぞれ、図２、図３、図４に示す。
【００２７】
不安定領域率については、図２に示すように、監視時間区間Ｃの中で不安定上限値Ｄ以上または不安定下限値Ｅ以下にプロセス値が存在していた時間幅ＡおよびＢを算出し、以下の式により不安定領域率を算出する。
【００２８】
上限不安定領域率＝（Ａ／Ｃ）×１００（％）
下限不安定領域率＝（Ｂ／Ｃ）×１００（％）
変動幅率については、図３に示すように、監視時間Ｃの中でプロセス値の最小値Ｐと最大値Ｑを取り出し、そのプロセス信号の運転管理幅（通常運転する場合のレンジ幅）をＷとすると、以下の式により変動幅率を算出する。
【００２９】
変動幅率＝（（Ｑ−Ｐ）／Ｗ）×１００（％）
変化率については、図４に示すように、監視時間Ｃ内のプロセスデータを一次式によりフィッティング処理して、先頭時間でのフィッティング式上の値ＰＶ２と最後のフィッティング式上の値ＰＶ１を算出し、以下の式により変化率を算出する。
【００３０】
変化率＝（（ＰＶ１−ＰＶ２）／計器レンジ）×１００（％）
傾向パターン算出部１１では、図７に示すように事象パラメータ９に登録されている信号ごとに算出された傾向量Ｙｘを事象パラメータ９に登録されている当該信号の基準値Ｙｂａｓｅとしきい値Δｅを用いて、以下の式によりパターン値を算出し、事象パラメータ９と対となる事象履歴ファイル１３へ保存する。
【００３１】
Ｙｂａｓｅ＋Δｅ＜Ｙｘ の場合は、パターン値＝１とする。
【００３２】
Ｙｂａｓｅ−Δｅ≦Ｙｘ≦Ｙｂａｓｅ＋Δｅ の場合は、パターン値＝０とする。
【００３３】
Ｙｂａｓｅ−Δｅ＞Ｙｘ の場合は、パターン値＝−１とする。
【００３４】
傾向パターン判定部１４は、図８に示すように事象パラメータ９ごとに登録されている全信号の全監視時間区間分のパターン値と、事象パラメータ９と対となる事象履歴ファイル１３に保存されている現在までの傾向パターン値を、１信号の１監視時間区間を１ブロックとしてブロックごとに比較し、以下の方法により類似度を算出する。
【００３５】
類似度＝一致するブロック数／（信号数×監視時間区間数）
その後、算出した類似度は事象パラメータ９のアラーム類似度と比較され、アラーム類似度を超えた事象パラメータ９は傾向判定結果ファイル１５に事象パラメータ番号・事象名・アラーム類似度・類似度を保存し、傾向判定結果出力部１６を経由して出力装置４または警報装置５へ出力する。
【００３６】
図９にこの出力装置４に表示された画面例を示す。図９に示す例で、たとえば、「１号機」が選択され、事象Ｎｏ．１０が選択され、その選択されていることが色などにより表示されている。そのとき、傾向パターン履歴の表示の複数の矢印のうちの、事象とパターンが一致している部分の矢印の色を変えることなどにより事象とパターンが一致している部分が識別できるように表示されている。
【００３７】
（効果）
このようにして構成されたプラント監視装置では、従来、単一の監視時間区間および単一の信号で傾向監視していたものが、複数監視時間区間および複数信号とのマッチングにより判定することにより、複数機器・系統に渡る総合的な傾向監視が可能となる。また、過去の傾向パターンとの比較を自動的に実施することが可能となり、運転員の調査・確認作業が軽減されると共に、信頼性のある傾向監視をすることができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
（構成）
次に、図１０から図１２を用いて、本発明に係るプラント監視装置の第２の実施形態を説明する。図１０は、第２の実施形態の構成を示すブロック図である。図１１は、第２の実施形態における監視条件テーブルの例を示す図である。図１２は、第２の実施形態における監視条件判定方法の例を示すグラフである。ここで、第１の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００３９】
図１０に示すように、第２の実施形態のプラント監視装置３は、監視条件テーブル１７と監視条件判定部１８を有することが第１の実施形態のプラント監視装置３と異なる。
【００４０】
監視条件テーブル１７は、事象パラメータ９ごとに監視条件を予め定義するものである。監視条件判定部１８は、監視条件テーブル１７に設定されている監視条件判定信号の監視時間区間内の時系列データを読み込んで平均値を求め、監視条件に一致するか判定し、監視条件テーブル１７へ判定結果を保存する。
【００４１】
傾向パターン判定部１４は、監視条件判定部１８で判定された条件判定結果が成立する事象パラメータ９について、事象パラメータ９に登録されている全信号の全監視時間区間分のパターン値と事象履歴ファイル１３内の全履歴パターン値を比較し、プラントの傾向が異常事象の傾向とどの程度合致するかを判定し、事象パラメータ９で定義されたアラーム類似度を超えた場合に傾向アラームを発する。
【００４２】
（作用）
プラント監視装置３は、第１の実施形態と同様に、プロセスデータ収集処理部６により、リアルタイムでプロセス入力装置２を介してプラント１のプロセスデータを時系列データファイル７へ収集保存し、その後傾向量算出部１０に保存完了したことを通知する。傾向量算出部１０では、事象データベース８の全ての事象パラメータ９に登録されている信号ごとに、前回傾向量算出してから事象パラメータ９に登録されている監視時間区間分の時間が経過した場合、監視時間区間ごとに予め定義してあるサンプリング間隔で時系列データファイル７よりデータを読み込み、事象パラメータ９に登録されている信号ごとの傾向量タイプに従い傾向量Ｙｘが算出され、傾向パターン算出部１１へ送られる。
【００４３】
傾向パターン算出部１１では、事象パラメータ９に登録されている信号ごとに算出された傾向量Ｙｘを事象パラメータ９に登録されている当該信号の基準値Ｙｂａｓｅとしきい値Δｅを用いて、パターン値を算出し、事象パラメータ９と対となる事象履歴ファイル１３へ保存する。
【００４４】
監視条件判定部１８では、図１２で示すように監視事象ごとの監視条件を定義する監視条件テーブル１７（図１１）を読み込み、監視条件となる信号のプロセスデータを時系列データファイル７から読み込み平均値を算出し、監視条件に一致するかを判定し監視条件テーブル１７へ結果を保存する。
【００４５】
傾向パターン判定部１４では、監視条件テーブル１７に保存された監視条件結果を読み込み、条件が成立する監視事象に対してのみ傾向パターンの類似度を算出する。
【００４６】
アラーム類似度を超えた事象パラメータ９は、傾向判定結果ファイル１５に事象パラメータ番号、事象名、アラーム類似度、類似度が保存され、傾向判定結果出力部１６を経由して出力装置４または警報装置５へ出力される。
【００４７】
（効果）
このようにして構成されたプラント監視装置によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができ、プラント運転状態に合わせた傾向監視が可能である。
【００４８】
（第３の実施形態）
（構成）
次に、図１３および図１４を用いて第３の実施形態を説明する。図１３は、第３の実施形態の構成を示すブロック図である。図１４は、第３の実施形態における基準値算出方法の例を示すグラフである。この第３の実施形態は第１の実施形態の変形であって、第１の実施形態と同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００４９】
プラント監視装置３は、事象パラメータ編集部１９を有する。事象パラメータ編集部１９は、事象パラメータ９にない新たな事象を指定された監視時間区間および監視時間区間数・信号に従い時系列データファイル７からプロセスデータを抽出し傾向量を算出し、指定された基準値としきい値により傾向パターン値を算出し新規の事象パラメータ９を作成し、また、既存の事象パラメータ９を編集する。
【００５０】
プラント監視装置３は、プロセス入力装置２を介してプラント１と接続されている。
【００５１】
また、プラント監視装置３が異常事象に類似する傾向を検知した場合に情報を出力する出力装置４および警報装置５と、事象パラメータ９を編集する入力装置２０が接続されている。
【００５２】
（作用）
プラント監視装置３の事象パラメータ編集部１９では、予めシミュレーションにより作成した事象パラメータ９にない新たな事象を、指定された監視時間区間および監視時間区間数・信号に従い時系列データファイル７からプロセスデータを抽出し、傾向量算出部１０と同じ傾向量算出方法で傾向量を算出する。さらに、図１４に示すように全監視時間区間の傾向量を最小二乗法の一次近似式（ａｘ＋ｂ）を用いて基準値ｂを算出し、指定されたしきい値から傾向パターン算出部１１と同じ方法で傾向パターン値を算出し、新たな事象パラメータ９を作成する。また、既存事象パラメータ９を読み込み、基準値・しきい値・パターンを変更し保存することも可能とする。
【００５３】
このようにして、予めシミュレーションで作成した事象にない異常事象の登録および既存事象パラメータをカスタマイズすることを可能とすることで、実プラントの挙動に合わせた傾向監視を可能とする。
【００５４】
（効果）
この第３の実施形態によれば、第１の実施形態の効果が得られるほか、実プラント挙動に合わせた傾向監視するための事象パラメータを作成することができ、より精度の高い傾向監視が可能となり、運転員の調査・確認作業が軽減されると共に、信頼性のある傾向監視装置を提供できる。
【００５５】
（第４の実施形態）
（構成）
次に、図１５を用いて第４の実施形態を説明する。図１５は、第４の実施形態の構成を示すブロック図である。この第４の実施形態は、第２の実施形態の構成に、第３の実施形態の事象パラメータ編集部１９および入力装置２０と同等のものを追加した構成である。
【００５６】
この第４の実施形態によれば、第２の実施形態の効果が得られるほか、第３の実施形態と同様に、実プラント挙動に合わせた傾向監視するための事象パラメータを作成することができ、より精度の高い傾向監視が可能となり、運転員の調査・確認作業を軽減されると共に、信頼性のある傾向監視装置を提供できる。
【００５７】
（他の実施形態）
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５８】
１ プラント
２ プロセス入力装置
３ プラント監視装置
４ 出力装置
５ 警報装置
６ プロセスデータ収集処理部
７ 時系列データファイル
８ 事象データベース
９ 事象パラメータ
１０ 傾向量算出部
１１ 傾向パターン算出部
１２ パターン履歴データベース
１３ 事象履歴ファイル
１４ 傾向パターン判定部
１５ 傾向判定結果ファイル
１６ 傾向判定結果出力部
１７ 監視条件テーブル
１８ 監視条件判定部
１９ 事象パラメータ編集部
２０ 入力装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの挙動を監視するプラント監視装置において、
前記プラントの複数種類のプロセスデータを取り込み、これらのプロセスデータをリアルタイムでプロセス工学値データに変換するプロセスデータ収集処理部と、
前記プロセスデータ収集処理部で変換されたプロセス工学値データを時系列的に保存する時系列データファイルと、
前記プラントの複数種類の異常事象のそれぞれに関係する複数の信号のプロセス工学値を時間変化パターンとして表わした複数の事象パラメータを保存する事象データベースと、
前記事象データベースに保存された事象パラメータに設定されている信号ごとに、前記時系列データファイルより所定の監視時間区間ごとに決められたサンプリング間隔で前記プロセス工学値データを読み込み、当該事象パラメータに設定された傾向量タイプに従いプロセス工学値データの傾向量を算出する傾向量算出部と、
前記傾向量算出部で算出された傾向量と前記事象パラメータに設定された基準値およびしきい値を使用して傾向パターン値を算出する傾向パターン算出部と、
前記事象パラメータに設定された監視時間区間数に相当する数の履歴データエリアをそれぞれが持ち、前記傾向パターン算出部で算出された傾向パターン値を保存する事象履歴ファイルを複数個収容するパターン履歴データベースと、
前記事象パラメータごとに登録されている信号の傾向パターン値と前記事象履歴ファイル内の履歴パターン値とを比較して、前記プラントのプロセス工学値データの傾向が異常事象の傾向とどの程度合致するかを判定し、前記事象パラメータで定義されたアラーム類似度を超えた場合に傾向アラームを発する傾向パターン判定部と、
を有することを特徴とするプラント監視装置。
【請求項２】
前記傾向パターン判定部は、事象パラメータごとに登録されている全信号の全監視時間区間数に相当する数の傾向パターン値と前記事象履歴ファイル内の全履歴パターン値とを比較して、前記プラントのプロセス工学値データの傾向が異常事象の傾向とどの程度合致するかを判定し、前記事象パラメータで定義されたアラーム類似度を超えた場合に傾向アラームを発すること、を特徴とする請求項１に記載のプラント監視装置。
【請求項３】
前記事象パラメータごとに監視条件を予め定義する監視条件テーブルと、
前記監視条件テーブルに設定されている監視条件判定信号の監視時間区間内の時系列データを読み込んでその時系列データの平均値を求めて、その時系列データの平均値がこのテーブルに設定されている監視条件に一致するか判定する監視条件判定部と、
をさらに有し、
前記傾向パターン判定部は、前記監視条件判定部で監視条件が成立したと判定されたものについて、前記事象パラメータごとに登録されている信号の傾向パターン値と前記事象履歴ファイル内の履歴パターン値とを比較して、前記プラントのプロセス工学値データの傾向が異常事象の傾向とどの程度マッチするかを判定し、前記事象パラメータで定義されたアラーム類似度を超えた場合に傾向アラームを発すること、
を有することを特徴とする請求項１に記載のプラント監視装置。
【請求項４】
事象パラメータにない新たな事象を指定された監視時間区間および監視時間区間数・信号に従って前記時系列データファイルからプロセスデータを抽出して傾向量を算出し、指定された基準値としきい値により傾向パターン値を算出して事象パラメータを作成しまたは既存の事象パラメータを編集する事象パラメータ編集部をさらに有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のプラント監視装置。
【請求項５】
前記傾向量算出部で算出される傾向量は、不安定領域率、変動幅率、変化率のうちの少なくとも一つであること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のプラント監視装置。
【請求項６】
前記傾向パターン値は、前記プロセス工学値データが、一定か、上昇したか、下降したかを区別するものであること、を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のプラント監視装置。
【請求項７】
プラントの挙動を監視するプラント監視方法において、
前記プラントの複数種類のプロセスデータを取り込み、これらのプロセスデータをリアルタイムでプロセス工学値データに変換するプロセスデータ収集処理ステップと、
前記プロセスデータ収集処理ステップで変換されたプロセス工学値データを時系列的時系列データファイルに保存する時系列データ保存ステップと、
前記プラントの複数種類の異常事象のそれぞれに関係する複数の信号のプロセス工学値を時間変化パターンとして表わした複数の事象パラメータを事象データベースに保存する事象データ保存ステップと、
前記事象データベースに保存された事象パラメータに設定されている信号ごとに、前記時系列データファイルより所定の監視時間区間ごとに決められたサンプリング間隔で前記プロセス工学値データを読み込み、当該事象パラメータに設定された傾向量タイプに従いプロセス工学値データの傾向量を算出する傾向量算出ステップと、
前記傾向量算出ステップで算出された傾向量と前記事象パラメータに設定された基準値およびしきい値を使用して傾向パターン値を算出する傾向パターン算出ステップと、
前記事象パラメータに設定された監視時間区間数に相当する数の履歴データエリアを持つパターン履歴データベースの複数の事象履歴ファイルに、前記傾向パターン算出ステップで算出された傾向パターン値を保存するパターン履歴データ保存ステップと、
前記事象パラメータごとに登録されている全信号の全監視時間区間数に相当する数の傾向パターン値と前記事象履歴ファイル内の全履歴パターン値とを比較して、前記プラントのプロセス工学値データの傾向が異常事象の傾向とどの程度合致するかを判定し、前記事象パラメータで定義されたアラーム類似度を超えた場合に傾向アラームを発する傾向パターン判定ステップと、
を有することを特徴とするプラント監視方法。
【請求項１】
プラントの挙動を監視するプラント監視装置において、
前記プラントの複数種類のプロセスデータを取り込み、これらのプロセスデータをリアルタイムでプロセス工学値データに変換するプロセスデータ収集処理部と、
前記プロセスデータ収集処理部で変換されたプロセス工学値データを時系列的に保存する時系列データファイルと、
前記プラントの複数種類の異常事象のそれぞれに関係する複数の信号のプロセス工学値を時間変化パターンとして表わした複数の事象パラメータを保存する事象データベースと、
前記事象データベースに保存された事象パラメータに設定されている信号ごとに、前記時系列データファイルより所定の監視時間区間ごとに決められたサンプリング間隔で前記プロセス工学値データを読み込み、当該事象パラメータに設定された傾向量タイプに従いプロセス工学値データの傾向量を算出する傾向量算出部と、
前記傾向量算出部で算出された傾向量と前記事象パラメータに設定された基準値およびしきい値を使用して傾向パターン値を算出する傾向パターン算出部と、
前記事象パラメータに設定された監視時間区間数に相当する数の履歴データエリアをそれぞれが持ち、前記傾向パターン算出部で算出された傾向パターン値を保存する事象履歴ファイルを複数個収容するパターン履歴データベースと、
前記事象パラメータごとに登録されている信号の傾向パターン値と前記事象履歴ファイル内の履歴パターン値とを比較して、前記プラントのプロセス工学値データの傾向が異常事象の傾向とどの程度合致するかを判定し、前記事象パラメータで定義されたアラーム類似度を超えた場合に傾向アラームを発する傾向パターン判定部と、
を有することを特徴とするプラント監視装置。
【請求項２】
前記傾向パターン判定部は、事象パラメータごとに登録されている全信号の全監視時間区間数に相当する数の傾向パターン値と前記事象履歴ファイル内の全履歴パターン値とを比較して、前記プラントのプロセス工学値データの傾向が異常事象の傾向とどの程度合致するかを判定し、前記事象パラメータで定義されたアラーム類似度を超えた場合に傾向アラームを発すること、を特徴とする請求項１に記載のプラント監視装置。
【請求項３】
前記事象パラメータごとに監視条件を予め定義する監視条件テーブルと、
前記監視条件テーブルに設定されている監視条件判定信号の監視時間区間内の時系列データを読み込んでその時系列データの平均値を求めて、その時系列データの平均値がこのテーブルに設定されている監視条件に一致するか判定する監視条件判定部と、
をさらに有し、
前記傾向パターン判定部は、前記監視条件判定部で監視条件が成立したと判定されたものについて、前記事象パラメータごとに登録されている信号の傾向パターン値と前記事象履歴ファイル内の履歴パターン値とを比較して、前記プラントのプロセス工学値データの傾向が異常事象の傾向とどの程度マッチするかを判定し、前記事象パラメータで定義されたアラーム類似度を超えた場合に傾向アラームを発すること、
を有することを特徴とする請求項１に記載のプラント監視装置。
【請求項４】
事象パラメータにない新たな事象を指定された監視時間区間および監視時間区間数・信号に従って前記時系列データファイルからプロセスデータを抽出して傾向量を算出し、指定された基準値としきい値により傾向パターン値を算出して事象パラメータを作成しまたは既存の事象パラメータを編集する事象パラメータ編集部をさらに有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のプラント監視装置。
【請求項５】
前記傾向量算出部で算出される傾向量は、不安定領域率、変動幅率、変化率のうちの少なくとも一つであること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のプラント監視装置。
【請求項６】
前記傾向パターン値は、前記プロセス工学値データが、一定か、上昇したか、下降したかを区別するものであること、を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のプラント監視装置。
【請求項７】
プラントの挙動を監視するプラント監視方法において、
前記プラントの複数種類のプロセスデータを取り込み、これらのプロセスデータをリアルタイムでプロセス工学値データに変換するプロセスデータ収集処理ステップと、
前記プロセスデータ収集処理ステップで変換されたプロセス工学値データを時系列的時系列データファイルに保存する時系列データ保存ステップと、
前記プラントの複数種類の異常事象のそれぞれに関係する複数の信号のプロセス工学値を時間変化パターンとして表わした複数の事象パラメータを事象データベースに保存する事象データ保存ステップと、
前記事象データベースに保存された事象パラメータに設定されている信号ごとに、前記時系列データファイルより所定の監視時間区間ごとに決められたサンプリング間隔で前記プロセス工学値データを読み込み、当該事象パラメータに設定された傾向量タイプに従いプロセス工学値データの傾向量を算出する傾向量算出ステップと、
前記傾向量算出ステップで算出された傾向量と前記事象パラメータに設定された基準値およびしきい値を使用して傾向パターン値を算出する傾向パターン算出ステップと、
前記事象パラメータに設定された監視時間区間数に相当する数の履歴データエリアを持つパターン履歴データベースの複数の事象履歴ファイルに、前記傾向パターン算出ステップで算出された傾向パターン値を保存するパターン履歴データ保存ステップと、
前記事象パラメータごとに登録されている全信号の全監視時間区間数に相当する数の傾向パターン値と前記事象履歴ファイル内の全履歴パターン値とを比較して、前記プラントのプロセス工学値データの傾向が異常事象の傾向とどの程度合致するかを判定し、前記事象パラメータで定義されたアラーム類似度を超えた場合に傾向アラームを発する傾向パターン判定ステップと、
を有することを特徴とするプラント監視方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
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【公開番号】特開２０１３−２９９４８（Ｐ２０１３−２９９４８Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６４９３１（Ｐ２０１１−１６４９３１）
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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