JP6734362B2 - 監視装置、監視方法、プログラム - Google Patents
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Description
本願は、2016年03月24日に、日本に出願された特願2016−060713号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
図1は同実施形態による監視装置を備えた監視システム100の構成を示す図である。 本実施形態による監視装置1は、監視対象(制御対象)2に設けられた多数のセンサと通信ケーブル等で接続されている。監視装置1は各センサの出力する信号を受信し、監視対象の異常の発生や異状の予兆を監視する。
監視装置1は図2で示すように、CPU(Central Processing Unit)201、IF(Interface)202、通信モジュール203、ROM(Read Only Memory)204、RAM(Random Access Memory)205、HDD(Hard Disk Drive)206などの構成を備えたコンピュータである。IF202は例えばキーボードやマウスなどからの信号を入力する。通信モジュール203は監視対象2に多数設けられたセンサと通信ケーブル等で接続されている。
監視装置1には異常予兆診断プログラムが格納されている。監視装置1のCPU201は監視者の操作に基づいて異常予兆診断プログラムを実行する。これにより監視装置1にはセンサ情報取得部11、関係変動度合算出部12、異常予兆度合算出部13、管理部14の各機能を備える。また監視装置1は記憶部15を備える。記憶部15はROM204、RAM205、HDD206などのハードウェア構成により実現されてよい。
関係変動度合算出部12は、監視対象2の状態を検出する複数のセンサのうち対象センサが出力した信号の大きさと他の関連センサの出力した信号の大きさとの関係変動度合を対象センサと関連センサとの組み合わせごとに算出する。
異常予兆度合算出部13は、対象センサと関連センサの組み合わせ毎の関係変動度合をそれら組み合わせの全てについて合計した異常予兆度合を算出する。
管理部14は、関係変動度合の値が所定値以上となる対象センサと関連センサとの組み合わせを特定する。管理部14は、その特定した組み合わせに含まれる対象センサと関連センサの出現数をそれぞれ算出する。管理部14は、特定した組み合わせに含まれる対象センサと関連センサを示すセンサ毎の出現数を時刻ごとに表す第一異常予兆情報を生成して出力する。以下の説明において関係変動度合算出部12を第一算出部12と呼ぶこととする。また以下の説明において異常予兆度合算出部13を第二算出部13と呼ぶこととする。
監視対象2には多数のセンサが取り付けられている。監視対象2に取り付けられる各センサは、対象センサと、その対象センサの出力に応じて出力が変動する関連センサとに分けられる。1つのセンサが、対象センサと関連センサの両方に分類されてよい。図4で示す第一データテーブルには監視対象2に設けられる多数のセンサのうちの、ある対象センサと関連センサの2つのセンサの組み合わせの一覧である。例えば監視対象2には、○○ライン出口流量センサ、○○ライン入口温度センサ、××ポンプ軸受温度センサと、□□ライン出口温度センサなどが設けられているとする。
監視装置1は監視対象2に設けられた各センサについてのセンシング情報を当該各センサそれぞれから受信する。第一算出部12は、図4で示す対象センサと関連センサとの各センシング情報に基づいて、そのそれらの値の関係の変動の度合を算出する。例えば対象センサであるセンサAとそのセンサAの関連センサであるセンサBの関係が図4の第一データテーブルに記録されているとする。そして例えばセンサAの信号が0.01%変動した場合、センサBの信号は0.02%変動することが予めシミュレーションや実測によって得られているとする。センサAの信号の変動とセンサBの信号の変動が通常と異なるような場合には異常の予兆が発生している可能性がある。監視装置1はそのような対象センサと関連センサの値の関係の変動の度合を示す関係変動度合を算出する。関係変動度合は数値により表される。監視装置1は対象センサと関連センサと関係変動度合との対応関係を示す関係変動度合テーブル(図5)を生成する。関係変動度合はその値が大きいほど、センサAの信号の変動とセンサBの信号の関係の変動が通常と異なることを判定することができる。なお関係変動度合を算出する技術としては、例えばシステムインバリアント分析技術などが存在する。監視装置1は、このような公知の技術を使って関係変動度合を算出する。関係変動度合の算出はどのような手法であってもよい。
監視装置1の処理フローについて説明する。以下の説明では監視対象2はプラントであるとする。
監視装置1のセンサ情報取得部11はプラントに多数設けられた各センサからセンシング情報を取得する(ステップS101)。センサ情報取得部11は記憶部15に各センサのセンシング情報を記録する。センサ情報取得部11は第一算出部12に関係変動度合の算出を指示する。第一算出部12は記憶部15から図4で示す第一データテーブルを読み込む。第一算出部12は第一データテーブルに記録されている対象センサと関連センサのセンシング情報を取得する。第一算出部12はそれらセンシング情報を用いて対象センサと関連センサの関係変動度合を算出する(ステップS102)。第一算出部12は対象センサと関連センサの組み合わせに対応付けて、それらセンサの組み合わせについての関係変動度合を図5で示すような関係変動度合テーブルに記録する。第一算出部12は図4に記録されている対象センサと関連センサの全ての組み合わせについて関係変動度合を算出したかを判定する(ステップS103)。第一算出部12は全ての組み合わせについて関係変動度合を算出した場合には処理を終了する。第一算出部12は処理の終了を管理部14へ通知する。第一算出部12は全ての組み合わせについての関係変動を算出していない場合には、次の対象センサと関連センサの組み合わせについての関係変動を算出する処理を繰り返す。
対象センサと関連センサの組み合わせの関係変動度合が関係性の崩れを示す閾値以上と判定する場合の当該閾値は、対象センサの信号と関連センサの信号の変動の関係性が通常とは異なると判定するための閾値である。この閾値以上の対象センサと関連センサの組み合わせは、その各センサの信号の変動の関係性が通常とは異なり関係が崩れていると言える。
この図が示すように第一異常予兆情報は関係性の崩れを示す閾値以上の関係変動度合となった対象センサと関連センサの組み合わせに含まれるセンサ毎の出現数を、各センサと時刻(日時)毎に表示する。
プラントの監視者は、このような第一異常予兆情報を確認することにより、どのセンサに異常の予兆が発生しているかを容易にまたより精度高く判定することができる。
この図が示すように第二異常予兆情報は、各時刻(日時)の異常予兆度合と、その移動平均曲線Cとを表すグラフである。図8の第二異常予兆情報において縦軸は異常予兆度合を示す。また横軸は日時を示す。
また時間経過に応じた異常予兆度合を示すグラフに、異常予兆度合の移動平均曲線を重ねて表す第二異常予兆情報を生成して出力する。よって監視者は、第二異常予兆情報の出力により、長い期間での異常予兆のトレンドを目視することができる。
2・・・監視対象
11・・・センサ情報取得部
12・・・関係変動度合算出部(第一算出部)
13・・・異常予兆度合算出部(第二算出部)
14・・・管理部
15・・・記憶部
Claims (5)
- 制御対象の状態を検出する複数のセンサのうち対象センサが出力した信号の大きさと他の関連センサの出力した信号の大きさとの関係変動度合を前記対象センサと前記関連センサとの組み合わせごとに算出する第一算出部と、
前記対象センサと前記関連センサの組み合わせ毎の前記関係変動度合をそれら組み合わせの全てについて合計した異常予兆度合を算出する第二算出部と、
前記関係変動度合の値が関係性の崩れを示す所定値以上となる前記対象センサと前記関連センサとの組み合わせを特定し、その特定した組み合わせに含まれる前記対象センサと前記関連センサそれぞれの出現数を算出し、前記特定した組み合わせに含まれる前記対象センサと前記関連センサを示すセンサ毎の前記出現数を時刻ごとに表す第一異常予兆情報を生成して出力し、前記異常予兆度合の移動平均曲線を表す第二異常予兆情報を生成して出力する管理部と、
を備える監視装置。 - 前記管理部は、時間経過に応じた前記異常予兆度合を示すグラフに、前記異常予兆度合の移動平均曲線を重ねて表す前記第二異常予兆情報を生成して出力する
請求項1に記載の監視装置。 - 前記制御対象がプラントであり、前記複数のセンサは前記プラントに設けられたセンサである
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の監視装置。 - 制御対象の状態を検出する複数のセンサのうち対象センサが出力した信号の大きさと他の関連センサの出力した信号の大きさとの関係変動度合を前記対象センサと前記関連センサとの組み合わせごとに算出し、
前記対象センサと前記関連センサの組み合わせ毎の前記関係変動度合をそれら組み合わせの全てについて合計した異常予兆度合を算出し、
前記関係変動度合の値が関係性の崩れを示す所定値以上となる前記対象センサと前記関連センサとの組み合わせを特定し、その特定した組み合わせに含まれる前記対象センサと前記関連センサそれぞれの出現数を算出し、前記特定した組み合わせに含まれる前記対象センサと前記関連センサを示すセンサ毎の前記出現数を時刻ごとに表す第一異常予兆情報を生成して出力し、前記異常予兆度合の移動平均曲線を表す第二異常予兆情報を生成して出力する
監視方法。 - 監視装置のコンピュータを、
制御対象の状態を検出する複数のセンサのうち対象センサが出力した信号の大きさと他の関連センサの出力した信号の大きさとの関係変動度合を前記対象センサと前記関連センサとの組み合わせごとに算出する第一算出手段、
前記対象センサと前記関連センサの組み合わせ毎の前記関係変動度合をそれら組み合わせの全てについて合計した異常予兆度合を算出する第二算出手段、
前記関係変動度合の値が関係性の崩れを示す所定値以上となる前記対象センサと前記関連センサとの組み合わせを特定し、その特定した組み合わせに含まれる前記対象センサと前記関連センサそれぞれの出現数を算出し、前記特定した組み合わせに含まれる前記対象センサと前記関連センサを示すセンサ毎の前記出現数を時刻ごとに表す第一異常予兆情報を生成して出力し、前記異常予兆度合の移動平均曲線を表す第二異常予兆情報を生成して出力する管理手段、
として機能させるプログラム。
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