異常検知装置及び異常検知プログラム
【課題】複数のセンサからの信号に基づいて異常事態発生の有無を判定する場合であって、これらセンサからの信号の信頼性に差がある場合に、この信頼性の差を考慮して異常事態発生の有無を判定することができる異常検知装置を提供する。
【解決手段】異常事態を検知した時に異常を示す信号を出力する複数の第１グループセンサ４〜６及び１つ以上の第２グループセンサ１〜３、７〜９からの信号を受ける入力手段１４と、入力手段が受けた複数の第１グループセンサからの複数の信号のうち所定数以上が異常を示している場合には、異常を示す信号を出力する第１判定手段２１ａ，２１ｂと、入力手段が受けた第２グループセンサからの信号及び第１判定手段の出力信号のうち２以上の所定数以上が異常を示している場合には、所定の信号を出力する第２判定手段２２ａ，２２ｂと、を有する。
【解決手段】異常事態を検知した時に異常を示す信号を出力する複数の第１グループセンサ４〜６及び１つ以上の第２グループセンサ１〜３、７〜９からの信号を受ける入力手段１４と、入力手段が受けた複数の第１グループセンサからの複数の信号のうち所定数以上が異常を示している場合には、異常を示す信号を出力する第１判定手段２１ａ，２１ｂと、入力手段が受けた第２グループセンサからの信号及び第１判定手段の出力信号のうち２以上の所定数以上が異常を示している場合には、所定の信号を出力する第２判定手段２２ａ，２２ｂと、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスターミナル、石油化学プラント、浮遊式石油生産システムなどに配置された複数のセンサからの信号に基づいて火災やガス漏れなどの異常事態を検知する異常検知装置及び異常検知プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスターミナルや石油化学プラントなどにおいて、火災やガス漏れを検知するセンサを複数の箇所に配置しこれらセンサからの信号に基づいて所定の機器の動作を緊急停止する制御を行っている。このような場合に、これらセンサからの複数の信号を処理することが必要とされる。そのための信号処理表記方法として、例えば、標準規格「ＡＰＩ ＲＰ １４Ｃ」が使用されている。この標準規格について図９の場合を例にとって説明する。
【０００３】
図９のようなガスターミナルにおいてガス漏れが発生する場合を想定する。図９において、緊急停止対象機器であるガス設備４６、４７の周囲に、ガス検知器であるセンサ４１〜４４が複数配置されている。また、制御装置４９は、センサ４１〜４４からの信号を処理し、異常事態が発生し緊急停止が必要と判断した場合に、ガス設備４６、４７に動作停止信号を出力する。
【０００４】
制御装置４９の信号処理方法は、上記標準規格に倣って例えば図１０のマトリックスのように表わすことができる。
このマトリックス表記に従って、制御装置４９は、ガス設備４６の列で○印が付けられているセンサ４１〜４４のうち１つ以上からガス漏れを示す信号を受信すると、ガス設備４６に動作停止信号を出力する。その一方、制御装置４９は、ガス設備４７の列で○印が付けられているセンサ４１、４２のうち１つ以上からガス漏れを示す信号を受信すると、ガス設備４７に動作停止信号を出力する。即ち、このマトリックス表記は、センサ４１〜４４のうち１つ以上がガス漏れを検知した場合に、ガス設備４６の動作を停止し、センサ４１、４２のうち１つ以上がガス漏れを検知した場合に、ガス設備４７の動作を停止する信号処理を表わしている。
【０００５】
上述の代わりに、次のように規定することもできる。制御装置４９は、図１０のマトリックス表記においてガス設備４６の列で○印が付けられているセンサのうち２つ以上からガス漏れを示す信号を受信すると、ガス設備４６に動作停止信号を出力する。また同様に、制御装置４９は、マトリックス表記においてガス設備４７の列で○印が付けられているセンサのうち２つ以上（両方）からガス漏れを示す信号を受信すると、ガス設備４７に動作停止信号を出力する。
【０００６】
このように、標準規格「ＡＰＩ ＲＰ １４Ｃ」を用いると、複数の信号に基づいてどのガス設備の動作を停止させるかを、マトリックスにより簡単に表現できる。
【０００７】
ところで、複数の信号を処理することに関連する先行技術文献として、例えば下記特許文献１がある。
この特許文献１には、複数の信号を論理ＡＮＤゲートを通して単一の信号に変換することで、信号の後続処理を簡単にする信号処理の技術が記載されている。従って、論理ＡＮＤゲートを用いた特許文献１の信号処理を図１０の場合に当てはめると、特許文献１による信号処理は、ガス設備４６又は４７の各列において○印が付けられているセンサのすべてがガス漏れを検知するとガス設備４６又は４７の動作が停止されるようにする信号処理に相当する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２２７５７５号公報 「安全性関連プロセス情報の単一信号送信」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、風や空気の流れ等の環境条件や、緊急停止対象機器及び複数のセンサの位置関係や、センサの種類の違いなどにより、センサの出力信号の信頼性に差がある場合がある。上述の標準規格「ＡＰＩ ＲＰ １４Ｃ」は、基本的にこのような信頼性の差を考慮した表記を目的としていない。従って、この従来の表記方法による信号処理では、センサの信頼性の差を考慮して異常事態発生の有無を判定することができない。
【００１０】
例えば、図１１に示すように、緊急停止対象機器３５と各センサ３１〜３４との距離が異なっている位置関係がある場合に、センサ３１〜３４のいずれか１つがガス漏れを検知しても、機器３５の運転にはおそらく影響はないが、全く影響がないとは言えない。そこで、複数のセンサ３１〜３４の２つ以上がガス漏れを検知した場合に、機器３５の付近で異常事態が発生したと判断して機器３５の動作を停止することが考えられる。しかし、そうした場合には、位置関係を十分に考慮した緊急停止制御となっていない。なぜなら、機器３５の緊急停止判断においては、機器３５から遠い位置にあるセンサほど、その出力信号の信頼性は低くなるからである。
【００１１】
そこで、本発明は上記課題を解決するために創案されたものである。即ち、本発明の目的は、複数のセンサからの信号に基づいて異常事態発生の有無を判定する場合であって、これらセンサからの信号の信頼性に差がある場合に、この信頼性の差を考慮して異常事態発生の有無を判定することができる異常検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
参考例によると、上記目的を達成するため、異常事態を検知する複数のセンサから信号値を受ける入力手段と、該入力手段が受けた前記複数の信号値のうち１つ以上を変化させることで、変化させた前記信号値の変化度合いが、他の変化させた又は変化させない前記信号値の変化度合いと異なったものとなるように、前記複数の信号値に重み付けをする重み付け手段と、前記重み付けされた複数の信号値に基づいて、総合的な異常指標値を算出する演算手段と、前記異常指標値を所定の基準値と比較することで前記異常指標値が異常を示しているかを判定し、異常を示していると判定した場合には所定の信号を出力する判定手段と、を備えることを特徴とする異常検知装置が提供される。
また、参考例によると、上記目的を達成するため、異常事態を検知する複数のセンサから信号値を受ける入力処理と、該入力処理により受けた前記複数の信号値のうち１つ以上を変化させることで、変化させた前記信号値の変化度合いが、他の変化させた又は変化させない前記信号値の変化度合いと異なったものとなるように、前記複数の信号値に重み付けをする重み付け処理と、前記重み付けされた複数の信号値に基づいて、総合的な異常指標値を算出する演算処理と、前記異常指標値を所定の基準値と比較することで前記異常指標値が異常を示しているかを判定し、異常を示していると判定した場合には所定の信号を出力する判定処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする異常検知プログラムが提供される。
【００１３】
上記異常検知装置及び異常検知プログラムでは、変化度合いに差がつくように複数のセンサからの複数の信号値に重み付けを行い、これら重み付けされた信号値に基づいて総合的な異常指標値を算出し、この異常指標値を所定の基準値と比較することで、異常事態発生の有無を判定することができる。従って、信号の信頼性の差に応じて上記変化度合いに差をつけることができるので、この信頼性の差を考慮した異常事態発生有無の判定が可能となる。
このように、環境条件、センサの位置関係又はセンサの種類によってセンサからの信号に信頼性の差が生じる場合でも、この点を考慮して異常事態発生の有無を判定できる。また、これにより、異常事態発生の誤検知によって機器を緊急停止させてしまう可能性を減らすことができ、プラント等の稼働率を上げることも可能になる。
なお、上記判定手段又は判定処理による判定は異常事態発生有無の最終的な判定であってもよいし、そうでなくてもよい。上記判定手段又は判定処理による判定が最終的な判定である場合には、上記判定手段又は判定処理により出力された所定の信号は、例えば、機器の緊急停止信号、警報器の作動信号などであってよい。一方、上記判定手段又は判定処理による判定が最終的な判定でない場合には、上記判定手段又は判定処理により出力された所定の信号と他の信号（例えば、他の１つ又は複数のセンサからの信号）とに基づいて、異常事態発生有無に関するさらなる判定を行ってよい。
【００１４】
参考例の好ましい実施形態によると、上記装置において、前記重み付け手段は、前記複数のセンサの位置関係又は前記複数のセンサの種類に応じて前記重み付けを行う。
【００１５】
このように、複数のセンサの位置関係又は複数のセンサの種類に応じて重み付けを行うので、センサの位置関係又は種類を考慮して異常事態発生の有無を判定できる。
【００１６】
また、本発明によると、上記目的を達成するため、異常事態を検知した時に異常を示す信号を出力する複数の第１グループセンサ及び１つ以上の第２グループセンサからの信号を受ける入力手段と、該入力手段が受けた前記複数の第１グループセンサからの複数の信号のうち所定数以上が異常を示している場合には、異常を示す信号を出力する第１判定手段と、前記入力手段が受けた前記第２グループセンサからの信号及び前記第１判定手段の出力信号のうち２以上の所定数以上が異常を示している場合には、所定の信号を出力する第２判定手段と、を有することを特徴とする異常検知装置が提供される。
さらに、本発明によると、上記目的を達成するため、異常事態を検知した時に異常を示す信号を出力する複数の第１グループセンサ及び１つ以上の第２グループセンサからの信号を受ける入力処理と、該入力処理により受けた前記複数の第１グループセンサからの複数の信号のうち所定数以上が異常を示している場合には、異常を示す信号を出力する第１判定処理と、前記入力処理により受けた前記第２グループセンサからの信号及び前記第１判定処理による出力信号のうち２以上の所定数以上が異常を示している場合には、所定の信号を出力する第２判定処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする異常検知プログラムが提供される。
【００１７】
上記異常検知装置及び異常検知プログラムでは、第１グループセンサからの複数の信号のうち所定数が異常を示している場合には、異常を示す信号を出力し、この信号及び第２グループセンサからの信号のうち所定数以上が異常を示している場合に、異常事態が発生したと判定することができる。従って、出力信号の信頼性が低いセンサを第１グループセンサとし、出力信号の信頼性が高いセンサを第２グループセンサとすることで、信頼性の差を考慮した異常事態発生有無の判定が可能となる。
また、第１判定手段又は第１判定処理における信号処理、及び、第２判定手段又は第２判定処理の各々は、上述の「ＡＰＩ ＲＰ １４Ｃ」に従った信号処理である。従って、本発明は既存の表記方法を応用したものとなるので、本発明を実施する場合でも、既存の表記方法を利用することができる。
なお、上記第２判定手段又は第２判定処理による判定は異常事態発生有無の最終的な判定であってもよいし、そうでなくてもよい。上記第２判定手段又は第２判定処理による判定が最終的な判定である場合には、上記第２判定手段又は第２判定処理により出力された所定の信号は、例えば、機器の緊急停止信号、警報器の作動信号などであってよい。一方、上記第２判定手段又は第２判定処理による判定が最終的な判定でない場合には、上記第２判定手段又は第２判定処理により出力された所定の信号と他の信号（例えば、他の１つ又は複数のセンサからの信号）とに基づいて、異常事態発生有無に関するさらなる判定を行ってよい。
【発明の効果】
【００１８】
上述した本発明によると、複数のセンサからの信号に基づいて異常事態発生の有無を判定する場合であって、これらセンサからの信号の信頼性に差がある場合に、この信頼性の差を考慮して異常事態発生の有無を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】異常検知装置を適用するセンサ及び機器の配置例を示す図である。
【図２】参考例による異常検知装置の構成図である。
【図３】図２の異常検知装置による処理動作を示すフローチャートである。
【図４】参考例による信号処理を表わすマトリックス表記である。
【図５】参考例による異常検知装置の別の構成図である。
【図６】本発明の実施形態による異常検知装置の構成図である。
【図７】図６の異常検知装置による処理動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態による信号処理を表わすマトリックス表記である。
【図９】ガス設備とセンサの配置例を示す図である。
【図１０】従来の信号処理を表わすマトリックス表記である。
【図１１】機器とセンサの配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２１】
［参考例］
参考例による異常検知装置を、図１に示す配置を例に説明する。図１において機器１１、１２の周囲に火災を検知するセンサ１〜９を配置する。センサ１〜３及び７〜９は光学式火災探知機であり、センサ４〜６は煙式火災探知機であり、光学式火災探知機の信頼性は煙式火災探知機よりも高いものとする。異常検知装置は、これらセンサ１〜９からの信号に基づいて、機器１１、１２の緊急動作停止制御を行う。
【００２２】
参考例による異常検知装置の構成を図２に基づいて説明する。図２は、異常検知装置１０の構成を示す図である。なお、センサ１〜９は、異常事態を検知していない時も含めて、常時、その出力信号を異常検知装置１０へ送信している。以下の説明において、センサ１〜９は、火災を探知した時には、その値が１の信号を出力し、火災を探知していない時にはその値が０の検知信号を出力するものとする。
【００２３】
図２に示すように、異常検知装置１０は、入力手段１４と、重み付け手段１５と、演算手段１６ａ、１６ｂと、判定手段１７ａ、１７ｂとを有する。
入力手段１４は、複数のセンサ１〜９から信号値を受ける。重み付け手段１５は、入力手段１４が受けた複数の信号値のうち１つ以上を変化させることで、変化させた信号値の変化度合いが、他の変化させた又は変化させない信号値の変化度合いと異なったものとなるように、複数の信号値に重み付けをする。演算手段１６ａ、１６ｂは、重み付けされた複数の信号値に基づいて、総合的な異常事態発生度を示す異常指標値を算出する。判定手段１７ａ、１７ｂは、異常指標値を所定の基準値（図２の例では、２）と比較することで異常指標値が異常を示しているかを判定し、異常を示していると判定した場合には所定の信号（図２の例では、機器１１、１２への動作停止信号）を出力する。
なお、異常検知装置１０の上記各手段は電子回路により構成することができる。
【００２４】
次に、上述の構成を有する異常検知装置１０による処理動作を図３に基づいて説明する。図３は、異常検知装置１０による処理動作を示すフローチャートである。
参考例による異常検知装置１０は、センサ１〜９からの信号を処理することで、機器１１、１２に対して動作停止信号を出力するか否かを判定する。
【００２５】
まず最初に、機器１１に対する処理動作について説明する。
ステップＳ１において、入力手段１４はセンサ１〜６から信号を受ける。
ステップＳ２において、重み付け手段１５は、センサ１〜３からの信号値を１倍する一方で、センサ４〜６からの信号値を０．５倍して重み付けをする。
ステップＳ３において、重み付けされた各信号値は演算手段１６ａに入力され、演算手段１６ａは、これら信号値の和を異常指標値として算出し、これを判定手段１７ａへ出力する。
ステップＳ４において、判定手段１７ａは、入力された異常指標値を所定値（図３の例では、２）と比較し、異常指標値がこの所定値以上であれば、機器１１又はその付近で異常事態が発生したと判定し、ステップＳ５へ進む。一方、判定手段１７ａは、異常指標値がこの所定値より小さければ、機器１１又はその付近で異常事態は発生していないと判定し、ステップＳ１へ戻る。
ステップＳ５において、判定手段１７ａは機器１１へ動作停止信号を出力し機器１１の動作を緊急停止させる。
【００２６】
次に、機器１２に対する処理動作を同様に図３に基づいてついて説明する。機器１２の動作停止制御も、以下のように、機器１１に対する処理動作と同様に行うことができる。
ステップＳ１において、入力手段１４はセンサ５〜９から信号を受ける。
ステップＳ２において、重み付け手段１５は、センサ７〜９からの信号値を１倍する一方で、センサ５、６からの信号値を０．５倍して重み付けをする。
ステップＳ３において、重み付けされた各信号値は演算手段１６ｂに入力され、演算手段１６ｂは、これら信号値の和を異常指標値として算出し、これを判定手段１７ｂへ出力する。
ステップＳ４において、判定手段１７ｂは、入力された異常指標値を所定値（図３の例では、２）と比較し、異常指標値がこの所定値以上であれば、機器１２又はその付近で異常事態が発生したと判定し、ステップＳ５へ進む。一方、判定手段１７ｂは、異常指標値がこの所定値より小さければ、機器１２又はその付近で異常事態は発生していないと判定し、ステップＳ１へ戻る。
ステップＳ５において、判定手段１７ｂは機器１２へ動作停止信号を出力し機器１２の動作を緊急停止させる。
【００２７】
参考例では、信頼性の高い光学式のセンサ１〜３、７〜９からの検知信号に大きな重み付けをし、信頼性が低い煙式のセンサ４〜６からの検知信号には小さな重み付けをするので、センサ１〜９の信頼性の差を考慮した異常事態発生有無の判定が可能となる。
【００２８】
また、上述の動作停止制御を図４のようにマトリックス表記することができる。図４において、火災を探知したセンサのみを計算対象として、機器１１の列において数値の合計が２以上となった場合に、機器１１へ動作停止信号を出力し、同様に、機器１２の列の数値の合計が２以上となった場合に、機器１２へ動作停止信号を出力する。このように、マトリックス表記した場合にも、分かりやすく表わすことができ、参考例による信号処理法は安全関連システムの設計段階においても有利である。
【００２９】
次に、緊急停止対象の機器及び複数のセンサの位置関係を考慮した参考例による異常検知装置１０の別の例を説明する。
図１１において、センサ３１〜３４は同じ種類のガス漏れを検知するガス検知器であるが、緊急停止対象の機器３５からの距離が異なる。従って、機器３５の位置における異常事態の判断要素としての、各センサ３１〜３４からの信号は、上記距離が異なる分だけ信頼性が異なる。なお、センサ３１〜３４は、ガス漏れを検知した時には、その値が１の信号を出力し、ガス漏れを検知していない時にはその値が０の検知信号を出力するものとする。
上記位置関係を考慮して、参考例による異常検知装置１０を適用すると、例えば図５のような構成を取ることができる。
【００３０】
図５に示すように、重み付け手段１５は、センサ３１からの信号値を１．３倍する一方で、センサ３２〜３４からの信号値を０．７倍して重み付けをする。
重み付けされた各信号値は演算手段１６ａに入力され、演算手段１６ａは、これら信号値の和を異常指標値として算出し、これを判定手段１７ａへ出力する。判定手段１７ａは、入力された異常指標値を所定値（図５の例では、２）と比較し、この所定値以上であれば、機器３５又はその付近で異常事態が発生したと判断し、機器３５へ動作停止信号を出力する。
【００３１】
このようにして、動作停止対象の機器３５からの距離に応じて各センサ３１〜３４からの信号の値に対する重み付けを行うことにより、機器及びセンサの位置関係を考慮して、機器３５又はその付近における異常事態発生、即ち、機器３５の緊急停止の必要性の有無を判定できる。
【００３２】
［実施形態］
次に、本発明の実施形態による異常検知装置２０について説明する。参考例と同様に図１に示す配置を想定するが、異常事態と判定することになる事象が参考例と異なる。
【００３３】
図６は本実施形態による異常検知装置２０の構成図である。本実施形態による異常検知装置２０は、入力手段１４と、複数の判定手段２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ（図６の例では、第１判定手段２１ａ、２１ｂと第２判定手段２２ａ、２２ｂ）とを有する。なお、図６の第１判定手段２１ａ、２１ｂと第２判定手段２２ａ、２２ｂにおけるマーク「ＭｏｏＮ」は、Ｎ個の入力信号のうちＭ個以上が異常を示している場合には、異常を示す信号又は動作停止信号を出力することを示している。
入力手段１４は、異常事態（この例では、火災）を検知した時は異常を示す信号を出力する複数の第１グループセンサ４〜６及び１つ以上の第２グループセンサ１〜３、７〜９からの信号を受ける。図６に示すように、第１判定手段２１ａ、２１ｂは、それぞれ所定数（図６の例では、１つ）以上の第１グループセンサ４、５、６から異常を示す信号を受けた場合に、異常を示す信号を出力する。図６に示すように、第２判定手段２２ａ、２２ｂは、第１判定手段２１ａ、２１ｂ及び第２グループセンサ１〜３、７〜９から信号を受け、第１判定手段２１ａ、２１ｂ及び第２グループセンサ１〜３、７〜９のうち２以上の所定数（図６の例では、２つ）以上から異常を示す信号を受けた場合には、所定の信号（図６の例では、機器１１、１２への動作停止信号）を出力する。
なお、異常検知装置２０の上記各手段は電子回路により構成することができる。
【００３４】
次に、上述の構成を有する異常検知装置２０による処理動作を図７に基づいて説明する。図７は、異常検知装置２０による処理動作を示すフローチャートである。
本実施形態による異常検知装置２０は、第１グループセンサ４〜６及び第２グループセンサ１〜３、７〜９からの信号を処理することで、機器１１、１２に対して動作停止信号を出力するか否かを判定する。
【００３５】
まず最初に、機器１１に対する処理動作について説明する。
ステップＳ１において、入力手段１４は第１グループセンサ４〜６及び第２グループセンサ１〜３から信号を受ける。
ステップＳ２において、第１判定手段２１ａは、第１グループセンサ４〜６からの信号のうち所定数（図７の例では、１つ）以上が異常を示している場合には異常を示す信号を出力し、そうでない場合には別の信号を出力する。
ステップＳ３において、第２判定手段２２ａは、第２グループセンサ１〜３からの信号及び第１判定手段２１ａの出力信号のうち所定数（図７の例では、２つ）以上が異常を示している場合には、機器１１又はその付近で異常事態が発生したと判定し、ステップＳ４へ進む。一方、第２判定手段２２ａは、第２グループセンサ１〜３からの信号及び第１判定手段２１ａの出力信号のうち所定数（図７の例では、２つ）以上が異常を示していない場合には、機器１１又はその付近で異常事態が発生していない判定し、ステップＳ１へ戻る。
ステップＳ４において、第２判定手段２２ａは、機器１１へ動作停止信号を出力し機器１１の動作を緊急停止させる。
【００３６】
次に、機器１２に対する処理動作を同様に図７に基づいて説明する。機器１２の動作停止制御も、以下のように、機器１１に対する処理動作と同様に行うことができる。
ステップＳ１において、入力手段１４は第１グループセンサ５、６及び第２グループセンサ７〜９から信号を受ける。
ステップＳ２において、第１判定手段２１ｂは、第１グループセンサ５、６からの信号のうち所定数（図７の例では、１つ）以上が異常を示している場合には異常を示す信号を出力し、そうでない場合には別の信号を出力する。
ステップＳ３において、第２判定手段２２ｂは、第２グループセンサ７〜９からの信号及び第１判定手段２１ｂの出力信号のうち所定数（図７の例では、２つ）以上が異常を示している場合には、機器１２又はその付近で異常事態が発生したと判定し、ステップＳ４へ進む。一方、第２判定手段２２ｂは、第２グループセンサ７〜９からの信号及び第１判定手段２１ｂの出力信号のうち所定数（図７の例では、２つ）以上が異常を示していない場合には、機器１２又はその付近で異常事態が発生していない判定し、ステップＳ１へ戻る。
ステップＳ４において、第２判定手段２２ｂは、機器１２へ動作停止信号を出力し機器１２の動作を緊急停止させる。
【００３７】
本実施形態では、信頼性の高い光学式のセンサ１〜３、７〜９を重要度の高い第２グループセンサとし、信頼性が低い煙式のセンサ４〜６を重要度の低い第１グループセンサとすることで、センサ１〜９の信頼性の差を考慮した異常事態発生有無の判定が可能となる。
【００３８】
また、上述の動作停止制御を図８のようにマトリックス表記することができる。
図８において、機器１１については、機器１１の列において、印Ｘが付いたセンサ１〜３のうち２つ以上が異常を示す信号を出力する場合、又は、印Ｘが付いたセンサ１〜３のうち１つ及び印Ａが付いたセンサ４〜６のうち１つ以上が異常を示す信号を出力する場合に、機器１１の動作を停止する。
図８において、機器１２については、機器１２の列において、印Ｘが付いたセンサ７〜９のうち２つ以上が異常を示す信号を出力する場合、又は、印Ｘが付いたセンサ７〜９のうち１つ及び印Ａが付いたセンサ５、６のうち１つ以上が異常を示す信号を出力する場合に、機器１２に動作停止信号を出力する。このように、マトリックス表記した場合にも、分かりやすく表わすことができ、本実施形態による信号処理法は安全関連システムの設計段階においても有利である。
【００３９】
［プログラム］
参考例及び実施形態による異常検知装置１０、２０の処理動作を行うプログラムは、それぞれ、参考例及び本発明の異常検知プログラムに相当するものであり、このプログラムを半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録したり、インターネットなどの通信網を介して伝送させて、広く流通させることができる。
また、上記異常検知プログラムを記憶する記憶装置を異常検知装置１０、２０に設けることができ、異常検知装置１０、２０をコンピュータとして構成することができる。
【００４０】
［他の実施形態］
本発明は上述した実施の形態に限定されず、次のように本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加えることができる。
【００４１】
上述では、センサ１〜９、３１〜３４は火災探知器、ガス検知器であったが、他の異常事態を検知するセンサであってもよい。
また、異常検知装置１０、２０は、異常事態が発生したと判定した場合には、その旨の信号として動作停止信号を出力したが、他の信号を出力してもよい。例えば、警報器を作動させるための信号など、異常事態を知らせるための信号を出力してもよい。
【００４２】
上述した異常検知装置１０、２０は、ガスターミナルや石油化学プラント等の様々な工場や設備に適用できる。
例えば、本発明は、浮遊式石油生産システム（FPSO: floating production, storage and off-loading）にも適用することができる。このＦＰＳＯは、洋上に浮遊し海底から原油をくみ上げ貯蔵する設備であって、浮体に設けられた処理設備、貯油タンク、積出設備などを備える。処理設備、貯油タンクなどの周囲に配置された複数のセンサからの信号に基づいて、特定箇所の異常事態発生の判定をその環境等に応じて行うことができる。
【００４３】
上述では、重み付け手段１５は、入力信号値に係数を乗算して重み付けを行ったが、入力信号にある値を加算して入力信号値を増減させてもよい。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、重み付けを行うとは、入力値に１を乗算することも含む。
【００４４】
上述では、判定手段１７ａ、１７ｂ、第２判定手段２２ａ、２２ｂの各々によって、機器１１、１２又はその付近における異常事態発生有無の最終的な判定をしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、判定手段１７ａ、１７ｂ、第２判定手段２２ａ、２２ｂの各々からの所定の信号と他の信号（例えば、図示されない他の１つ又は複数のセンサからの信号）とに基づいて、機器１１、１２又はその付近などにおける異常事態発生有無に関する判定を行うこともできる。
【符号の説明】
【００４５】
１〜９ センサ、１０、２０ 異常検知装置
１１、１２ 機器、１４ 入力手段、１５ 重み付け手段
１６ａ、１６ｂ 演算手段、１７ａ、１７ｂ 判定手段
２１ａ、２１ｂ 第１判定手段、２２ａ、２２ｂ 第２判定手段
３１〜３４ センサ、３５ 機器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスターミナル、石油化学プラント、浮遊式石油生産システムなどに配置された複数のセンサからの信号に基づいて火災やガス漏れなどの異常事態を検知する異常検知装置及び異常検知プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスターミナルや石油化学プラントなどにおいて、火災やガス漏れを検知するセンサを複数の箇所に配置しこれらセンサからの信号に基づいて所定の機器の動作を緊急停止する制御を行っている。このような場合に、これらセンサからの複数の信号を処理することが必要とされる。そのための信号処理表記方法として、例えば、標準規格「ＡＰＩ ＲＰ １４Ｃ」が使用されている。この標準規格について図９の場合を例にとって説明する。
【０００３】
図９のようなガスターミナルにおいてガス漏れが発生する場合を想定する。図９において、緊急停止対象機器であるガス設備４６、４７の周囲に、ガス検知器であるセンサ４１〜４４が複数配置されている。また、制御装置４９は、センサ４１〜４４からの信号を処理し、異常事態が発生し緊急停止が必要と判断した場合に、ガス設備４６、４７に動作停止信号を出力する。
【０００４】
制御装置４９の信号処理方法は、上記標準規格に倣って例えば図１０のマトリックスのように表わすことができる。
このマトリックス表記に従って、制御装置４９は、ガス設備４６の列で○印が付けられているセンサ４１〜４４のうち１つ以上からガス漏れを示す信号を受信すると、ガス設備４６に動作停止信号を出力する。その一方、制御装置４９は、ガス設備４７の列で○印が付けられているセンサ４１、４２のうち１つ以上からガス漏れを示す信号を受信すると、ガス設備４７に動作停止信号を出力する。即ち、このマトリックス表記は、センサ４１〜４４のうち１つ以上がガス漏れを検知した場合に、ガス設備４６の動作を停止し、センサ４１、４２のうち１つ以上がガス漏れを検知した場合に、ガス設備４７の動作を停止する信号処理を表わしている。
【０００５】
上述の代わりに、次のように規定することもできる。制御装置４９は、図１０のマトリックス表記においてガス設備４６の列で○印が付けられているセンサのうち２つ以上からガス漏れを示す信号を受信すると、ガス設備４６に動作停止信号を出力する。また同様に、制御装置４９は、マトリックス表記においてガス設備４７の列で○印が付けられているセンサのうち２つ以上（両方）からガス漏れを示す信号を受信すると、ガス設備４７に動作停止信号を出力する。
【０００６】
このように、標準規格「ＡＰＩ ＲＰ １４Ｃ」を用いると、複数の信号に基づいてどのガス設備の動作を停止させるかを、マトリックスにより簡単に表現できる。
【０００７】
ところで、複数の信号を処理することに関連する先行技術文献として、例えば下記特許文献１がある。
この特許文献１には、複数の信号を論理ＡＮＤゲートを通して単一の信号に変換することで、信号の後続処理を簡単にする信号処理の技術が記載されている。従って、論理ＡＮＤゲートを用いた特許文献１の信号処理を図１０の場合に当てはめると、特許文献１による信号処理は、ガス設備４６又は４７の各列において○印が付けられているセンサのすべてがガス漏れを検知するとガス設備４６又は４７の動作が停止されるようにする信号処理に相当する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２２７５７５号公報 「安全性関連プロセス情報の単一信号送信」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、風や空気の流れ等の環境条件や、緊急停止対象機器及び複数のセンサの位置関係や、センサの種類の違いなどにより、センサの出力信号の信頼性に差がある場合がある。上述の標準規格「ＡＰＩ ＲＰ １４Ｃ」は、基本的にこのような信頼性の差を考慮した表記を目的としていない。従って、この従来の表記方法による信号処理では、センサの信頼性の差を考慮して異常事態発生の有無を判定することができない。
【００１０】
例えば、図１１に示すように、緊急停止対象機器３５と各センサ３１〜３４との距離が異なっている位置関係がある場合に、センサ３１〜３４のいずれか１つがガス漏れを検知しても、機器３５の運転にはおそらく影響はないが、全く影響がないとは言えない。そこで、複数のセンサ３１〜３４の２つ以上がガス漏れを検知した場合に、機器３５の付近で異常事態が発生したと判断して機器３５の動作を停止することが考えられる。しかし、そうした場合には、位置関係を十分に考慮した緊急停止制御となっていない。なぜなら、機器３５の緊急停止判断においては、機器３５から遠い位置にあるセンサほど、その出力信号の信頼性は低くなるからである。
【００１１】
そこで、本発明は上記課題を解決するために創案されたものである。即ち、本発明の目的は、複数のセンサからの信号に基づいて異常事態発生の有無を判定する場合であって、これらセンサからの信号の信頼性に差がある場合に、この信頼性の差を考慮して異常事態発生の有無を判定することができる異常検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
参考例によると、上記目的を達成するため、異常事態を検知する複数のセンサから信号値を受ける入力手段と、該入力手段が受けた前記複数の信号値のうち１つ以上を変化させることで、変化させた前記信号値の変化度合いが、他の変化させた又は変化させない前記信号値の変化度合いと異なったものとなるように、前記複数の信号値に重み付けをする重み付け手段と、前記重み付けされた複数の信号値に基づいて、総合的な異常指標値を算出する演算手段と、前記異常指標値を所定の基準値と比較することで前記異常指標値が異常を示しているかを判定し、異常を示していると判定した場合には所定の信号を出力する判定手段と、を備えることを特徴とする異常検知装置が提供される。
また、参考例によると、上記目的を達成するため、異常事態を検知する複数のセンサから信号値を受ける入力処理と、該入力処理により受けた前記複数の信号値のうち１つ以上を変化させることで、変化させた前記信号値の変化度合いが、他の変化させた又は変化させない前記信号値の変化度合いと異なったものとなるように、前記複数の信号値に重み付けをする重み付け処理と、前記重み付けされた複数の信号値に基づいて、総合的な異常指標値を算出する演算処理と、前記異常指標値を所定の基準値と比較することで前記異常指標値が異常を示しているかを判定し、異常を示していると判定した場合には所定の信号を出力する判定処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする異常検知プログラムが提供される。
【００１３】
上記異常検知装置及び異常検知プログラムでは、変化度合いに差がつくように複数のセンサからの複数の信号値に重み付けを行い、これら重み付けされた信号値に基づいて総合的な異常指標値を算出し、この異常指標値を所定の基準値と比較することで、異常事態発生の有無を判定することができる。従って、信号の信頼性の差に応じて上記変化度合いに差をつけることができるので、この信頼性の差を考慮した異常事態発生有無の判定が可能となる。
このように、環境条件、センサの位置関係又はセンサの種類によってセンサからの信号に信頼性の差が生じる場合でも、この点を考慮して異常事態発生の有無を判定できる。また、これにより、異常事態発生の誤検知によって機器を緊急停止させてしまう可能性を減らすことができ、プラント等の稼働率を上げることも可能になる。
なお、上記判定手段又は判定処理による判定は異常事態発生有無の最終的な判定であってもよいし、そうでなくてもよい。上記判定手段又は判定処理による判定が最終的な判定である場合には、上記判定手段又は判定処理により出力された所定の信号は、例えば、機器の緊急停止信号、警報器の作動信号などであってよい。一方、上記判定手段又は判定処理による判定が最終的な判定でない場合には、上記判定手段又は判定処理により出力された所定の信号と他の信号（例えば、他の１つ又は複数のセンサからの信号）とに基づいて、異常事態発生有無に関するさらなる判定を行ってよい。
【００１４】
参考例の好ましい実施形態によると、上記装置において、前記重み付け手段は、前記複数のセンサの位置関係又は前記複数のセンサの種類に応じて前記重み付けを行う。
【００１５】
このように、複数のセンサの位置関係又は複数のセンサの種類に応じて重み付けを行うので、センサの位置関係又は種類を考慮して異常事態発生の有無を判定できる。
【００１６】
また、本発明によると、上記目的を達成するため、異常事態を検知した時に異常を示す信号を出力する複数の第１グループセンサ及び１つ以上の第２グループセンサからの信号を受ける入力手段と、該入力手段が受けた前記複数の第１グループセンサからの複数の信号のうち所定数以上が異常を示している場合には、異常を示す信号を出力する第１判定手段と、前記入力手段が受けた前記第２グループセンサからの信号及び前記第１判定手段の出力信号のうち２以上の所定数以上が異常を示している場合には、所定の信号を出力する第２判定手段と、を有することを特徴とする異常検知装置が提供される。
さらに、本発明によると、上記目的を達成するため、異常事態を検知した時に異常を示す信号を出力する複数の第１グループセンサ及び１つ以上の第２グループセンサからの信号を受ける入力処理と、該入力処理により受けた前記複数の第１グループセンサからの複数の信号のうち所定数以上が異常を示している場合には、異常を示す信号を出力する第１判定処理と、前記入力処理により受けた前記第２グループセンサからの信号及び前記第１判定処理による出力信号のうち２以上の所定数以上が異常を示している場合には、所定の信号を出力する第２判定処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする異常検知プログラムが提供される。
【００１７】
上記異常検知装置及び異常検知プログラムでは、第１グループセンサからの複数の信号のうち所定数が異常を示している場合には、異常を示す信号を出力し、この信号及び第２グループセンサからの信号のうち所定数以上が異常を示している場合に、異常事態が発生したと判定することができる。従って、出力信号の信頼性が低いセンサを第１グループセンサとし、出力信号の信頼性が高いセンサを第２グループセンサとすることで、信頼性の差を考慮した異常事態発生有無の判定が可能となる。
また、第１判定手段又は第１判定処理における信号処理、及び、第２判定手段又は第２判定処理の各々は、上述の「ＡＰＩ ＲＰ １４Ｃ」に従った信号処理である。従って、本発明は既存の表記方法を応用したものとなるので、本発明を実施する場合でも、既存の表記方法を利用することができる。
なお、上記第２判定手段又は第２判定処理による判定は異常事態発生有無の最終的な判定であってもよいし、そうでなくてもよい。上記第２判定手段又は第２判定処理による判定が最終的な判定である場合には、上記第２判定手段又は第２判定処理により出力された所定の信号は、例えば、機器の緊急停止信号、警報器の作動信号などであってよい。一方、上記第２判定手段又は第２判定処理による判定が最終的な判定でない場合には、上記第２判定手段又は第２判定処理により出力された所定の信号と他の信号（例えば、他の１つ又は複数のセンサからの信号）とに基づいて、異常事態発生有無に関するさらなる判定を行ってよい。
【発明の効果】
【００１８】
上述した本発明によると、複数のセンサからの信号に基づいて異常事態発生の有無を判定する場合であって、これらセンサからの信号の信頼性に差がある場合に、この信頼性の差を考慮して異常事態発生の有無を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】異常検知装置を適用するセンサ及び機器の配置例を示す図である。
【図２】参考例による異常検知装置の構成図である。
【図３】図２の異常検知装置による処理動作を示すフローチャートである。
【図４】参考例による信号処理を表わすマトリックス表記である。
【図５】参考例による異常検知装置の別の構成図である。
【図６】本発明の実施形態による異常検知装置の構成図である。
【図７】図６の異常検知装置による処理動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態による信号処理を表わすマトリックス表記である。
【図９】ガス設備とセンサの配置例を示す図である。
【図１０】従来の信号処理を表わすマトリックス表記である。
【図１１】機器とセンサの配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２１】
［参考例］
参考例による異常検知装置を、図１に示す配置を例に説明する。図１において機器１１、１２の周囲に火災を検知するセンサ１〜９を配置する。センサ１〜３及び７〜９は光学式火災探知機であり、センサ４〜６は煙式火災探知機であり、光学式火災探知機の信頼性は煙式火災探知機よりも高いものとする。異常検知装置は、これらセンサ１〜９からの信号に基づいて、機器１１、１２の緊急動作停止制御を行う。
【００２２】
参考例による異常検知装置の構成を図２に基づいて説明する。図２は、異常検知装置１０の構成を示す図である。なお、センサ１〜９は、異常事態を検知していない時も含めて、常時、その出力信号を異常検知装置１０へ送信している。以下の説明において、センサ１〜９は、火災を探知した時には、その値が１の信号を出力し、火災を探知していない時にはその値が０の検知信号を出力するものとする。
【００２３】
図２に示すように、異常検知装置１０は、入力手段１４と、重み付け手段１５と、演算手段１６ａ、１６ｂと、判定手段１７ａ、１７ｂとを有する。
入力手段１４は、複数のセンサ１〜９から信号値を受ける。重み付け手段１５は、入力手段１４が受けた複数の信号値のうち１つ以上を変化させることで、変化させた信号値の変化度合いが、他の変化させた又は変化させない信号値の変化度合いと異なったものとなるように、複数の信号値に重み付けをする。演算手段１６ａ、１６ｂは、重み付けされた複数の信号値に基づいて、総合的な異常事態発生度を示す異常指標値を算出する。判定手段１７ａ、１７ｂは、異常指標値を所定の基準値（図２の例では、２）と比較することで異常指標値が異常を示しているかを判定し、異常を示していると判定した場合には所定の信号（図２の例では、機器１１、１２への動作停止信号）を出力する。
なお、異常検知装置１０の上記各手段は電子回路により構成することができる。
【００２４】
次に、上述の構成を有する異常検知装置１０による処理動作を図３に基づいて説明する。図３は、異常検知装置１０による処理動作を示すフローチャートである。
参考例による異常検知装置１０は、センサ１〜９からの信号を処理することで、機器１１、１２に対して動作停止信号を出力するか否かを判定する。
【００２５】
まず最初に、機器１１に対する処理動作について説明する。
ステップＳ１において、入力手段１４はセンサ１〜６から信号を受ける。
ステップＳ２において、重み付け手段１５は、センサ１〜３からの信号値を１倍する一方で、センサ４〜６からの信号値を０．５倍して重み付けをする。
ステップＳ３において、重み付けされた各信号値は演算手段１６ａに入力され、演算手段１６ａは、これら信号値の和を異常指標値として算出し、これを判定手段１７ａへ出力する。
ステップＳ４において、判定手段１７ａは、入力された異常指標値を所定値（図３の例では、２）と比較し、異常指標値がこの所定値以上であれば、機器１１又はその付近で異常事態が発生したと判定し、ステップＳ５へ進む。一方、判定手段１７ａは、異常指標値がこの所定値より小さければ、機器１１又はその付近で異常事態は発生していないと判定し、ステップＳ１へ戻る。
ステップＳ５において、判定手段１７ａは機器１１へ動作停止信号を出力し機器１１の動作を緊急停止させる。
【００２６】
次に、機器１２に対する処理動作を同様に図３に基づいてついて説明する。機器１２の動作停止制御も、以下のように、機器１１に対する処理動作と同様に行うことができる。
ステップＳ１において、入力手段１４はセンサ５〜９から信号を受ける。
ステップＳ２において、重み付け手段１５は、センサ７〜９からの信号値を１倍する一方で、センサ５、６からの信号値を０．５倍して重み付けをする。
ステップＳ３において、重み付けされた各信号値は演算手段１６ｂに入力され、演算手段１６ｂは、これら信号値の和を異常指標値として算出し、これを判定手段１７ｂへ出力する。
ステップＳ４において、判定手段１７ｂは、入力された異常指標値を所定値（図３の例では、２）と比較し、異常指標値がこの所定値以上であれば、機器１２又はその付近で異常事態が発生したと判定し、ステップＳ５へ進む。一方、判定手段１７ｂは、異常指標値がこの所定値より小さければ、機器１２又はその付近で異常事態は発生していないと判定し、ステップＳ１へ戻る。
ステップＳ５において、判定手段１７ｂは機器１２へ動作停止信号を出力し機器１２の動作を緊急停止させる。
【００２７】
参考例では、信頼性の高い光学式のセンサ１〜３、７〜９からの検知信号に大きな重み付けをし、信頼性が低い煙式のセンサ４〜６からの検知信号には小さな重み付けをするので、センサ１〜９の信頼性の差を考慮した異常事態発生有無の判定が可能となる。
【００２８】
また、上述の動作停止制御を図４のようにマトリックス表記することができる。図４において、火災を探知したセンサのみを計算対象として、機器１１の列において数値の合計が２以上となった場合に、機器１１へ動作停止信号を出力し、同様に、機器１２の列の数値の合計が２以上となった場合に、機器１２へ動作停止信号を出力する。このように、マトリックス表記した場合にも、分かりやすく表わすことができ、参考例による信号処理法は安全関連システムの設計段階においても有利である。
【００２９】
次に、緊急停止対象の機器及び複数のセンサの位置関係を考慮した参考例による異常検知装置１０の別の例を説明する。
図１１において、センサ３１〜３４は同じ種類のガス漏れを検知するガス検知器であるが、緊急停止対象の機器３５からの距離が異なる。従って、機器３５の位置における異常事態の判断要素としての、各センサ３１〜３４からの信号は、上記距離が異なる分だけ信頼性が異なる。なお、センサ３１〜３４は、ガス漏れを検知した時には、その値が１の信号を出力し、ガス漏れを検知していない時にはその値が０の検知信号を出力するものとする。
上記位置関係を考慮して、参考例による異常検知装置１０を適用すると、例えば図５のような構成を取ることができる。
【００３０】
図５に示すように、重み付け手段１５は、センサ３１からの信号値を１．３倍する一方で、センサ３２〜３４からの信号値を０．７倍して重み付けをする。
重み付けされた各信号値は演算手段１６ａに入力され、演算手段１６ａは、これら信号値の和を異常指標値として算出し、これを判定手段１７ａへ出力する。判定手段１７ａは、入力された異常指標値を所定値（図５の例では、２）と比較し、この所定値以上であれば、機器３５又はその付近で異常事態が発生したと判断し、機器３５へ動作停止信号を出力する。
【００３１】
このようにして、動作停止対象の機器３５からの距離に応じて各センサ３１〜３４からの信号の値に対する重み付けを行うことにより、機器及びセンサの位置関係を考慮して、機器３５又はその付近における異常事態発生、即ち、機器３５の緊急停止の必要性の有無を判定できる。
【００３２】
［実施形態］
次に、本発明の実施形態による異常検知装置２０について説明する。参考例と同様に図１に示す配置を想定するが、異常事態と判定することになる事象が参考例と異なる。
【００３３】
図６は本実施形態による異常検知装置２０の構成図である。本実施形態による異常検知装置２０は、入力手段１４と、複数の判定手段２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ（図６の例では、第１判定手段２１ａ、２１ｂと第２判定手段２２ａ、２２ｂ）とを有する。なお、図６の第１判定手段２１ａ、２１ｂと第２判定手段２２ａ、２２ｂにおけるマーク「ＭｏｏＮ」は、Ｎ個の入力信号のうちＭ個以上が異常を示している場合には、異常を示す信号又は動作停止信号を出力することを示している。
入力手段１４は、異常事態（この例では、火災）を検知した時は異常を示す信号を出力する複数の第１グループセンサ４〜６及び１つ以上の第２グループセンサ１〜３、７〜９からの信号を受ける。図６に示すように、第１判定手段２１ａ、２１ｂは、それぞれ所定数（図６の例では、１つ）以上の第１グループセンサ４、５、６から異常を示す信号を受けた場合に、異常を示す信号を出力する。図６に示すように、第２判定手段２２ａ、２２ｂは、第１判定手段２１ａ、２１ｂ及び第２グループセンサ１〜３、７〜９から信号を受け、第１判定手段２１ａ、２１ｂ及び第２グループセンサ１〜３、７〜９のうち２以上の所定数（図６の例では、２つ）以上から異常を示す信号を受けた場合には、所定の信号（図６の例では、機器１１、１２への動作停止信号）を出力する。
なお、異常検知装置２０の上記各手段は電子回路により構成することができる。
【００３４】
次に、上述の構成を有する異常検知装置２０による処理動作を図７に基づいて説明する。図７は、異常検知装置２０による処理動作を示すフローチャートである。
本実施形態による異常検知装置２０は、第１グループセンサ４〜６及び第２グループセンサ１〜３、７〜９からの信号を処理することで、機器１１、１２に対して動作停止信号を出力するか否かを判定する。
【００３５】
まず最初に、機器１１に対する処理動作について説明する。
ステップＳ１において、入力手段１４は第１グループセンサ４〜６及び第２グループセンサ１〜３から信号を受ける。
ステップＳ２において、第１判定手段２１ａは、第１グループセンサ４〜６からの信号のうち所定数（図７の例では、１つ）以上が異常を示している場合には異常を示す信号を出力し、そうでない場合には別の信号を出力する。
ステップＳ３において、第２判定手段２２ａは、第２グループセンサ１〜３からの信号及び第１判定手段２１ａの出力信号のうち所定数（図７の例では、２つ）以上が異常を示している場合には、機器１１又はその付近で異常事態が発生したと判定し、ステップＳ４へ進む。一方、第２判定手段２２ａは、第２グループセンサ１〜３からの信号及び第１判定手段２１ａの出力信号のうち所定数（図７の例では、２つ）以上が異常を示していない場合には、機器１１又はその付近で異常事態が発生していない判定し、ステップＳ１へ戻る。
ステップＳ４において、第２判定手段２２ａは、機器１１へ動作停止信号を出力し機器１１の動作を緊急停止させる。
【００３６】
次に、機器１２に対する処理動作を同様に図７に基づいて説明する。機器１２の動作停止制御も、以下のように、機器１１に対する処理動作と同様に行うことができる。
ステップＳ１において、入力手段１４は第１グループセンサ５、６及び第２グループセンサ７〜９から信号を受ける。
ステップＳ２において、第１判定手段２１ｂは、第１グループセンサ５、６からの信号のうち所定数（図７の例では、１つ）以上が異常を示している場合には異常を示す信号を出力し、そうでない場合には別の信号を出力する。
ステップＳ３において、第２判定手段２２ｂは、第２グループセンサ７〜９からの信号及び第１判定手段２１ｂの出力信号のうち所定数（図７の例では、２つ）以上が異常を示している場合には、機器１２又はその付近で異常事態が発生したと判定し、ステップＳ４へ進む。一方、第２判定手段２２ｂは、第２グループセンサ７〜９からの信号及び第１判定手段２１ｂの出力信号のうち所定数（図７の例では、２つ）以上が異常を示していない場合には、機器１２又はその付近で異常事態が発生していない判定し、ステップＳ１へ戻る。
ステップＳ４において、第２判定手段２２ｂは、機器１２へ動作停止信号を出力し機器１２の動作を緊急停止させる。
【００３７】
本実施形態では、信頼性の高い光学式のセンサ１〜３、７〜９を重要度の高い第２グループセンサとし、信頼性が低い煙式のセンサ４〜６を重要度の低い第１グループセンサとすることで、センサ１〜９の信頼性の差を考慮した異常事態発生有無の判定が可能となる。
【００３８】
また、上述の動作停止制御を図８のようにマトリックス表記することができる。
図８において、機器１１については、機器１１の列において、印Ｘが付いたセンサ１〜３のうち２つ以上が異常を示す信号を出力する場合、又は、印Ｘが付いたセンサ１〜３のうち１つ及び印Ａが付いたセンサ４〜６のうち１つ以上が異常を示す信号を出力する場合に、機器１１の動作を停止する。
図８において、機器１２については、機器１２の列において、印Ｘが付いたセンサ７〜９のうち２つ以上が異常を示す信号を出力する場合、又は、印Ｘが付いたセンサ７〜９のうち１つ及び印Ａが付いたセンサ５、６のうち１つ以上が異常を示す信号を出力する場合に、機器１２に動作停止信号を出力する。このように、マトリックス表記した場合にも、分かりやすく表わすことができ、本実施形態による信号処理法は安全関連システムの設計段階においても有利である。
【００３９】
［プログラム］
参考例及び実施形態による異常検知装置１０、２０の処理動作を行うプログラムは、それぞれ、参考例及び本発明の異常検知プログラムに相当するものであり、このプログラムを半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録したり、インターネットなどの通信網を介して伝送させて、広く流通させることができる。
また、上記異常検知プログラムを記憶する記憶装置を異常検知装置１０、２０に設けることができ、異常検知装置１０、２０をコンピュータとして構成することができる。
【００４０】
［他の実施形態］
本発明は上述した実施の形態に限定されず、次のように本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加えることができる。
【００４１】
上述では、センサ１〜９、３１〜３４は火災探知器、ガス検知器であったが、他の異常事態を検知するセンサであってもよい。
また、異常検知装置１０、２０は、異常事態が発生したと判定した場合には、その旨の信号として動作停止信号を出力したが、他の信号を出力してもよい。例えば、警報器を作動させるための信号など、異常事態を知らせるための信号を出力してもよい。
【００４２】
上述した異常検知装置１０、２０は、ガスターミナルや石油化学プラント等の様々な工場や設備に適用できる。
例えば、本発明は、浮遊式石油生産システム（FPSO: floating production, storage and off-loading）にも適用することができる。このＦＰＳＯは、洋上に浮遊し海底から原油をくみ上げ貯蔵する設備であって、浮体に設けられた処理設備、貯油タンク、積出設備などを備える。処理設備、貯油タンクなどの周囲に配置された複数のセンサからの信号に基づいて、特定箇所の異常事態発生の判定をその環境等に応じて行うことができる。
【００４３】
上述では、重み付け手段１５は、入力信号値に係数を乗算して重み付けを行ったが、入力信号にある値を加算して入力信号値を増減させてもよい。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、重み付けを行うとは、入力値に１を乗算することも含む。
【００４４】
上述では、判定手段１７ａ、１７ｂ、第２判定手段２２ａ、２２ｂの各々によって、機器１１、１２又はその付近における異常事態発生有無の最終的な判定をしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、判定手段１７ａ、１７ｂ、第２判定手段２２ａ、２２ｂの各々からの所定の信号と他の信号（例えば、図示されない他の１つ又は複数のセンサからの信号）とに基づいて、機器１１、１２又はその付近などにおける異常事態発生有無に関する判定を行うこともできる。
【符号の説明】
【００４５】
１〜９ センサ、１０、２０ 異常検知装置
１１、１２ 機器、１４ 入力手段、１５ 重み付け手段
１６ａ、１６ｂ 演算手段、１７ａ、１７ｂ 判定手段
２１ａ、２１ｂ 第１判定手段、２２ａ、２２ｂ 第２判定手段
３１〜３４ センサ、３５ 機器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異常事態を検知した時に異常を示す信号を出力する複数の第１グループセンサ及び１つ以上の第２グループセンサからの信号を受ける入力手段と、
該入力手段が受けた前記複数の第１グループセンサからの複数の信号のうち所定数以上が異常を示している場合には、異常を示す信号を出力する第１判定手段と、
前記入力手段が受けた前記第２グループセンサからの信号及び前記第１判定手段の出力信号のうち２以上の所定数以上が異常を示している場合には、所定の信号を出力する第２判定手段と、を有することを特徴とする異常検知装置。
【請求項２】
異常事態を検知した時に異常を示す信号を出力する複数の第１グループセンサ及び１つ以上の第２グループセンサからの信号を受ける入力処理と、
該入力処理により受けた前記複数の第１グループセンサからの複数の信号のうち所定数以上が異常を示している場合には、異常を示す信号を出力する第１判定処理と、
前記入力処理により受けた前記第２グループセンサからの信号及び前記第１判定処理による出力信号のうち２以上の所定数以上が異常を示している場合には、所定の信号を出力する第２判定処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする異常検知プログラム。
【請求項１】
異常事態を検知した時に異常を示す信号を出力する複数の第１グループセンサ及び１つ以上の第２グループセンサからの信号を受ける入力手段と、
該入力手段が受けた前記複数の第１グループセンサからの複数の信号のうち所定数以上が異常を示している場合には、異常を示す信号を出力する第１判定手段と、
前記入力手段が受けた前記第２グループセンサからの信号及び前記第１判定手段の出力信号のうち２以上の所定数以上が異常を示している場合には、所定の信号を出力する第２判定手段と、を有することを特徴とする異常検知装置。
【請求項２】
異常事態を検知した時に異常を示す信号を出力する複数の第１グループセンサ及び１つ以上の第２グループセンサからの信号を受ける入力処理と、
該入力処理により受けた前記複数の第１グループセンサからの複数の信号のうち所定数以上が異常を示している場合には、異常を示す信号を出力する第１判定処理と、
前記入力処理により受けた前記第２グループセンサからの信号及び前記第１判定処理による出力信号のうち２以上の所定数以上が異常を示している場合には、所定の信号を出力する第２判定処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする異常検知プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
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【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−６５６８４（Ｐ２０１１−６５６８４Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５８７（Ｐ２０１１−５８７）
【出願日】平成２３年１月５日（２０１１．１．５）
【分割の表示】特願２００６−１８７６３６（Ｐ２００６−１８７６３６）の分割
【原出願日】平成１８年７月７日（２００６．７．７）
【出願人】（５０２４２２３５１）株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド (159)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月５日（２０１１．１．５）
【分割の表示】特願２００６−１８７６３６（Ｐ２００６−１８７６３６）の分割
【原出願日】平成１８年７月７日（２００６．７．７）
【出願人】（５０２４２２３５１）株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド (159)
【Ｆターム（参考）】
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