JP2008015862A - Abnormality detecting device and abnormality detection program - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to an abnormality detection device and an abnormality detection program for detecting an abnormal situation such as a fire or a gas leak based on signals from a plurality of sensors arranged in a gas terminal, a petrochemical plant, a floating oil production system, or the like.
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。 Conventionally, in gas terminals, petrochemical plants, and the like, sensors that detect fires and gas leaks are arranged at a plurality of locations, and control is performed to urgently stop the operation of a predetermined device based on signals from these sensors. In such cases, it is necessary to process multiple signals from these sensors. For example, a standard “API RP 14C” is used as a signal processing notation method for that purpose. This standard will be described taking the case of FIG. 9 as an example.
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。
Assume that a gas leak occurs in the gas terminal as shown in FIG. In FIG. 9, a plurality of
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。
The signal processing method of the
When the
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。
Instead of the above, it can also be defined as follows. The
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。 As described above, when the standard “API RP 14C” is used, it is possible to easily express with a matrix which gas equipment is to be stopped based on a plurality of signals.
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。
By the way, as a prior art document related to processing a plurality of signals, for example, there is
This
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。 However, there may be a difference in the reliability of the output signal of the sensor due to environmental conditions such as wind and air flow, the positional relationship between the emergency stop target device and the plurality of sensors, and the difference in sensor type. The above-mentioned standard “API RP 14C” is not basically intended for the notation considering such a difference in reliability. Therefore, in the signal processing according to the conventional notation method, it is not possible to determine whether or not an abnormal situation has occurred in consideration of a difference in sensor reliability.
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。
For example, as illustrated in FIG. 11, when there is a positional relationship in which the distance between the emergency
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。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems. That is, the object of the present invention is to determine whether or not an abnormal situation has occurred based on signals from a plurality of sensors, and when there is a difference in the reliability of the signals from these sensors, It is an object of the present invention to provide an abnormality detection device that can determine whether or not an abnormal situation has occurred in consideration of the above.
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、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。
According to the present invention, in order to achieve the above object, an input means for receiving signal values from a plurality of sensors for detecting an abnormal situation, and changing one or more of the plurality of signal values received by the input means. Weighting means for weighting the plurality of signal values so that the degree of change of the changed signal value is different from the degree of change of the signal value that has been changed or not changed, and the weighting On the basis of the plurality of signal values, a calculation means for calculating a comprehensive abnormality index value and comparing the abnormality index value with a predetermined reference value to determine whether the abnormality index value indicates abnormality. An abnormality detection device comprising: a determination unit that outputs a predetermined signal when it is determined that an abnormality is indicated.
According to the present invention, in order to achieve the above object, an input process for receiving signal values from a plurality of sensors for detecting an abnormal situation, and changing one or more of the plurality of signal values received by the input process. Thus, the weighting process for weighting the plurality of signal values so that the degree of change of the changed signal value is different from the degree of change of the signal value changed or not changed, Based on the plurality of weighted signal values, a calculation process for calculating a comprehensive abnormality index value and whether the abnormality index value indicates abnormality by comparing the abnormality index value with a predetermined reference value. An abnormality detection program is provided that causes a computer to execute determination processing that outputs a predetermined signal when it is determined to indicate abnormality.
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。
In the abnormality detection apparatus and the abnormality detection program, a plurality of signal values from a plurality of sensors are weighted so that the degree of change is different, and a comprehensive abnormality index value is calculated based on these weighted signal values. By comparing this abnormal index value with a predetermined reference value, it is possible to determine whether or not an abnormal situation has occurred. Accordingly, since the change degree can be made different according to the difference in signal reliability, it is possible to determine whether or not an abnormal situation has occurred in consideration of this difference in reliability.
As described above, even when there is a difference in reliability between the signals from the sensor depending on the environmental condition, the positional relationship of the sensor, or the type of the sensor, it is possible to determine whether or not an abnormal situation has occurred in consideration of this point. In addition, this can reduce the possibility of an emergency stop of the device due to erroneous detection of the occurrence of an abnormal situation, and can increase the operating rate of the plant and the like.
Note that the determination by the determination means or the determination process may or may not be a final determination as to whether or not an abnormal situation has occurred. When the determination by the determination means or the determination process is a final determination, the predetermined signal output by the determination means or the determination process is, for example, an emergency stop signal of an apparatus, an operation signal of an alarm device, or the like. It's okay. On the other hand, when the determination by the determination unit or the determination process is not final determination, the predetermined signal output from the determination unit or the determination process and another signal (for example, from one or more other sensors). Further determination as to whether or not an abnormal situation has occurred may be made based on the signal).
本発明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。 According to a preferred embodiment of the present invention, in the above apparatus, the weighting unit performs the weighting according to a positional relationship of the plurality of sensors or a type of the plurality of sensors.
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。 Thus, since weighting is performed according to the positional relationship of a plurality of sensors or the types of a plurality of sensors, it is possible to determine whether or not an abnormal situation has occurred in consideration of the positional relationship or the types of sensors.
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。
According to the present invention, in order to achieve the above-mentioned object, the input means for receiving signals from a plurality of first group sensors and one or more second group sensors that output a signal indicating abnormality when an abnormal situation is detected; A first determination unit that outputs a signal indicating an abnormality when a predetermined number or more of the plurality of signals from the plurality of first group sensors received by the input unit indicates an abnormality; and the input unit When a predetermined number of two or more of the signals from the second group sensor received and the output signal of the first determination means indicate an abnormality, second determination means for outputting a predetermined signal; There is provided an abnormality detection device characterized by comprising:
Further, according to the present invention, in order to achieve the above object, an input process for receiving signals from a plurality of first group sensors and one or more second group sensors that output a signal indicating abnormality when an abnormal situation is detected; A first determination process for outputting a signal indicating an abnormality when a predetermined number or more of the plurality of signals from the plurality of first group sensors received by the input process indicate an abnormality, and the input process A second determination process for outputting a predetermined signal when two or more predetermined numbers out of the signal from the second group sensor received in
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。
In the abnormality detection device and the abnormality detection program, when a predetermined number of signals from the first group sensor indicate an abnormality, a signal indicating the abnormality is output, and the signal from the second group sensor and the signal from the second group sensor are output. When a predetermined number or more of the signals indicate an abnormality, it can be determined that an abnormal situation has occurred. Therefore, the sensor with low output signal reliability is the first group sensor, and the sensor with high output signal reliability is the second group sensor. It becomes.
Each of the signal processing in the first determination means or the first determination processing and the second determination means or the second determination processing is signal processing according to the above-mentioned “API RP 14C”. Therefore, since the present invention is an application of the existing notation method, the existing notation method can be used even when the present invention is implemented.
Note that the determination by the second determination means or the second determination process may or may not be a final determination as to whether or not an abnormal situation has occurred. When the determination by the second determination unit or the second determination process is a final determination, the predetermined signal output by the second determination unit or the second determination process is, for example, an emergency stop signal of the device, It may be an alarm activation signal or the like. On the other hand, when the determination by the second determination unit or the second determination process is not final determination, the predetermined signal output by the second determination unit or the second determination process and another signal (for example, other Further determination regarding whether or not an abnormal situation has occurred may be made based on the signal from one or more sensors.
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。 According to the present invention described above, when it is determined whether or not an abnormal situation has occurred based on signals from a plurality of sensors, and there is a difference in the reliability of signals from these sensors, the difference in reliability is determined. Taking into account, it is possible to determine whether or not an abnormal situation has occurred.
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。 A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態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。
[First Embodiment]
The abnormality detection apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described by taking the arrangement shown in FIG. 1 as an example. In FIG. 1,
第１実施形態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。
The configuration of the abnormality detection device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the
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。
As shown in FIG. 2, the
The input means 14 receives signal values from the plurality of sensors 1-9. The weighting means 15 changes one or more of the plurality of signal values received by the input means 14 so that the change degree of the changed signal value is different from the change degree of the signal value changed or not changed. A plurality of signal values are weighted so as to be different. The calculation means 16a and 16b calculate an abnormality index value indicating a comprehensive abnormality occurrence degree based on the plurality of weighted signal values. The determination means 17a and 17b determine whether the abnormality index value indicates abnormality by comparing the abnormality index value with a predetermined reference value (2 in the example of FIG. 2), and determine that the abnormality index value indicates abnormality. In this case, a predetermined signal (operation stop signal to the
In addition, each said means of the
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。
本実施形態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。
Next, the processing operation by the
The
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。
First, the processing operation for the
In step S1, the input means 14 receives signals from the sensors 1-6.
In step S2, the weighting means 15 weights the signal values from the
In step S3, each weighted signal value is input to the calculating means 16a, and the calculating
In step S4, the
In step S5, the
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。
Next, the processing operation for the
In step S1, the input means 14 receives signals from the sensors 5-9.
In step S2, the weighting means 15 weights the signal values from the sensors 7-9 by 1 while multiplying the signal values from the
In step S3, each weighted signal value is input to the calculating means 16b, and the calculating means 16b calculates the sum of these signal values as an abnormal index value, and outputs this to the determining
In step S4, the
In step S5, the
第１実施形態では、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。
In the first embodiment, the detection signals from the
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、第１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。
Further, the above-described operation stop control can be expressed in a matrix as shown in FIG. In FIG. 4, when only the sensor that has detected a fire is calculated, when the sum of the numbers in the column of the
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第１実施形態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、第１実施形態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。
Next, another example of the
In FIG. 11,
If the
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。
As shown in FIG. 5, the weighting means 15 weights the signal value from the
Each weighted signal value is input to the calculating means 16a, and the calculating
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。
In this way, by weighting the value of the signal from each of the
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態による異常検知装置２０について説明する。第１実施形態と同様に図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第１実施形態と異なる。
[Second Embodiment]
Next, the
図６は第２実施形態による異常検知装置２０の構成図である。第２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。
FIG. 6 is a configuration diagram of the
The input means 14 outputs a plurality of
In addition, each said means of the
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。
Next, the processing operation by the
The
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。
First, the processing operation for the
In step S1, the input means 14 receives signals from the first group sensors 4-6 and the second group sensors 1-3.
In step S2, the
In step S3, the
In step S4, the second determination means 22a outputs an operation stop signal to the
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。
Next, the processing operation for the
In step S1, the input means 14 receives signals from the
In step S2, the
In step S3, the second determination means 22b indicates that a predetermined number (two in the example of FIG. 7) of the signals from the
In step S4, the second determination means 22b outputs an operation stop signal to the
第２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。
In the second embodiment, the highly reliable
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、第２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。
Further, the operation stop control described above can be expressed in a matrix as shown in FIG.
In FIG. 8, for the
In FIG. 8, regarding the
［プログラム］
第１実施形態及び第２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、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。
[program]
The program that performs the processing operation of the
In addition, a storage device that stores the abnormality detection program can be provided in the
［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。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention as follows.
上述した実施形態では、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。
In the above-described embodiment, the
In addition, when it is determined that an abnormal situation has occurred, the
上述した実施形態による異常検知装置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。
The
For example, the present invention can also be applied to a floating oil production system (FPSO: floating production, storage and off-loading). This FPSO is a facility that floats on the ocean and draws and stores crude oil from the sea floor, and includes a processing facility, an oil storage tank, a loading facility, and the like provided on the floating body. Based on signals from a plurality of sensors arranged around a processing facility, an oil storage tank, and the like, it is possible to determine whether an abnormal situation has occurred at a specific location according to the environment or the like.
上述の第１実施形態では、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。 In the first embodiment described above, the weighting means 15 performs weighting by multiplying the input signal value by a coefficient. However, the input signal value may be increased or decreased by adding a value to the input signal. In the present specification and claims, weighting includes multiplying an input value by 1.
上述の第１及び第２実施形態では、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。
In the first and second embodiments described above, the
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
1-9 Sensor, 10, 20
Claims (5)
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。 Input means for receiving signal values from a plurality of sensors for detecting abnormal situations;
By changing one or more of the plurality of signal values received by the input means, the degree of change in the signal value changed is different from the degree of change in the signal value that has been changed or not changed. Weighting means for weighting the plurality of signal values so as to be
An arithmetic means for calculating a comprehensive abnormality index value based on the plurality of weighted signal values;
A determination means for determining whether the abnormality index value indicates abnormality by comparing the abnormality index value with a predetermined reference value, and outputting a predetermined signal when it is determined that the abnormality index value indicates abnormality; An abnormality detection device comprising:
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。 Input means for receiving signals from a plurality of first group sensors and one or more second group sensors that output a signal indicating an abnormality when an abnormal situation is detected;
First determination means for outputting a signal indicating an abnormality when a predetermined number or more of the plurality of signals from the plurality of first group sensors received by the input means indicates an abnormality;
A second determination for outputting a predetermined signal when two or more predetermined numbers of the signal from the second group sensor received by the input unit and the output signal of the first determination unit indicate abnormality. Means for detecting an abnormality.
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。 Input processing for receiving signal values from a plurality of sensors for detecting abnormal situations;
By changing one or more of the plurality of signal values received by the input processing, the changed degree of the signal value is different from other changed or unchanged signal values. A weighting process for weighting the plurality of signal values,
Based on the plurality of weighted signal values, a calculation process for calculating a comprehensive abnormality index value;
Determining whether the abnormality index value indicates an abnormality by comparing the abnormality index value with a predetermined reference value, and when determining that the abnormality index value indicates an abnormality, a determination process of outputting a predetermined signal; An abnormality detection program that is executed by a computer.
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。 An input process for receiving signals from a plurality of first group sensors and one or more second group sensors that output a signal indicating an abnormality when an abnormal situation is detected;
A first determination process for outputting a signal indicating an abnormality when a predetermined number or more of the plurality of signals from the plurality of first group sensors received by the input process indicate an abnormality;
A second determination that outputs a predetermined signal when two or more predetermined numbers out of the signal from the second group sensor received by the input process and the output signal by the first determination process indicate abnormality. An abnormality detection program that causes a computer to execute processing.
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