JPH0674874A - 異常発生時間推定装置 - Google Patents

異常発生時間推定装置

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JPH0674874A
JPH0674874A JP22598792A JP22598792A JPH0674874A JP H0674874 A JPH0674874 A JP H0674874A JP 22598792 A JP22598792 A JP 22598792A JP 22598792 A JP22598792 A JP 22598792A JP H0674874 A JPH0674874 A JP H0674874A
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JP
Japan
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time
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simulation
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Withdrawn
Application number
JP22598792A
Other languages
English (en)
Inventor
Hitotsugu Maruyama
仁嗣 丸山
Kenichi Kawahara
憲一 河原
Takashi Hiramatsu
貴志 平松
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0674874A publication Critical patent/JPH0674874A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】異常発生時間の推定において、推定誤差を十分
小さくする。 【構成】プラント1内のプロセス量は、センサ1-1で計
測され、デ−タ収集装置2でデジタル変換され、収集さ
れて、診断装置3、逆シミュレータ4および記録装置5
に伝送される。このプロセス量の変動により異常の原因
が診断装置3で診断され、逆シミュレータ4で、現在の
時間とそのプロセス量を初期値として設定し、同原因に
対応する数式モデルを用いて時間に関して逆方向にプロ
セス量のシミュレーションが行われる。発生時間推定装
置6では、このシミュレーション結果と記録装置5の過
去のプロセス量の記録値との偏差が時間毎に計算され、
この偏差が設定された限度値を越える時間を異常発生時
間と推定し、表示装置7に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、原子力、火力、化学等
の各種プラントを対象とする異常診断システムに係り、
特にそのプラントの異常発生時間を推定するのに好適な
異常発生時間推定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の技術では、異常発生時間を推定す
るための有効な手段は得られていなかったといえる。一
例を挙げると、従来の警報の発報により異常を検知する
システムの場合には、図4に示すようなものが典型であ
った。
【0003】図4のシステムの例では、プラント21の
プロセス量X=(x1 ,x2 ,x3,…,xn )は伝送
線27を介してデ−タ収集装置22に送られ、デジタル
値に変換され、ついで、伝送線28を介して警報装置2
3へ入力される。
【0004】警報装置23は、プロセス量X=(x1 ,
x2 ,x3 ,…,xn )が同装置23内に設定された警
報設定値Y=(y1 ,y2 ,y3 ,…,yn )を越える
とき、警報Z=(z1 ,z2 ,z3 ,…,zn )を発生
させる。つまり、プロセス量Xの各変数xi (i=1,
2,3,…,n)について次式により警報を発報する。
【0005】
【数1】 ここで、zi =0(i=1,2,3,…,n)のとき該
項目iに対して警報を発報せず、zi =1のとき、該項
目iに対して警報を発報する。
【0006】警報情報Z=(z1 ,z2 ,z3 ,…,z
n )は伝送線29を介して警報記録装置24へ送られ、
警報情報Z=(z1 ,z2 ,z3 ,…,zn )のうちz
i =1の項目iのみが、その警報発報時間ti と共に同
記録装置24内の磁気ディスク等の記憶装置に記録され
る。この警報記録(ti ,zi )は、伝送線30を介し
て分析装置25へ送られる。分析装置25では、送られ
てきた警報記録を分析して警報発報時間ti が最も早期
の警報(時間的に最も早く発報される警報)を検索す
る。すなわち、警報z1 〜zn の各警報発報時間t1 〜
tn のうち、最小値をta とし、この最も早期の警報の
発報時間ta を異常が発生した直後の時間とみなし、異
常発生時間tf にほぼ等しいと推定する。推定された異
常発生時間tf は、伝送線31を介して表示装置26に
送られ、表示される。以上が従来技術における異常発生
時間推定システムの代表例である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の異常発生時
間推定システムでは、最初の警報が発生するまでの所要
時間が異常発生時間の推定誤差として生じるという問題
があった。つまり、あるプロセス量xi が、その初期に
xioなる値であったとしてこのプロセス量xi が異常発
生時間tf から変化し始め、警報設定値yi に到達して
越えるとき、時間ti において警報iが発生し、警報情
報はzi =1に転じる。ここでti (i=1,2,3,
…,n)のなかで最小値を発報時間ta とすることは先
に述べた通りである。このとき、ta とtf の差Δtが
異常発生時間の推定誤差として生じる。 Δt=ta −tf …(2)
【0008】そこでこのような問題が生じるという背景
は、正常値xioと設定値yi の差を通例は大きくとって
いるという点にある。これは、誤警報が頻発するのを避
けるために余裕を十分に設けることによる。そのため、
時間的誤差Δtが大きくなり易い。
【0009】本発明は、上記事情に鑑みて成されたもの
であり、その目的は、異常発生時間の推定において、推
定誤差を十分小さくできる異常発生時間推定装置を提供
することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、異常状態を模
擬するシミュレータに現在のプロセス量の値を初期値と
して設定し、時間に関して逆方向にプロセス量のシミュ
レーションを実行し、この結果得られた時間に関して逆
方向のプロセス量のシミュレーション値と過去の実プロ
セス量の記録値とを比較し、両者の偏差が十分に大きい
値となる時間で現在時間に最も近い過去の時間を異常発
生時間と推定するようにしたことを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明によれば、図2に示すような異常状況の
シミュレーションが、シミュレータによって、現在時間
tp のプロセス量値Xp を初期値として時間に関して逆
方向に実行され、シミュレーションの実行結果として図
2に破線で示すようなシミュレーション波形Y(t)が
得られる。また、図において、実プロセス量の記録され
た実波形X(t)は、実線で示されている。波形Y
(t)は、全体(0≦t≦tp )が異常状況のシミュレ
ーション波形であるのに対して、実プロセス量の記録さ
れた実波形X(t)は、異常発生時間tf から現在時間
tp までの区間(時間領域tf ≦t≦tp )が異常状況
であり、tf より前の時間領域(0≦t≦tf )では正
常である。この相違があるために、tf より前の時間領
域(0≦t≦tf )ではX(t)とY(t)とは相違す
る。したがって、X(t)とY(t)とが相違している
のが、異常発生前の時間領域(0≦t≦tf )の特質で
ある。
【0012】発生時間推定装置は、この異常発生前の時
間領域(0≦t≦tf )、すなわち正常領域でのX
(t)とY(t)との相違を、両者の偏差e(t)=|
X(t)−Y(t)|で把握し、e(t)が十分に大き
な値を取り始める時間td を求める。
【0013】この時間td は、図2に示す通り、正常領
域で最も時間的に後ろに位置する時間値であることか
ら、異常発生時間tf に最も近い。よって、発生時間推
定装置は、td をtf に近似することにより、異常発生
時間が推定できる。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図1は、本実施例における異常発生時間推定装
置の構成を示すものである。センサ1-1は、プラント1
内の実プロセス量を計測するものであり、伝送線8を介
してデ−タ収集装置2に接続されている。
【0015】デ−タ収集装置2は、センサ1-1で計測さ
れた実プロセス量をデジタル値に変換し、収集するもの
であり、診断装置3、逆シミュレータ4および記録装置
5にそれぞれ伝送線9、伝送線10および伝送線11を
介して接続されている。診断装置3は、プロセス量の変
動から異常原因を診断するものであり、伝送線12を介
して、逆シミュレータ4に接続されている。
【0016】逆シミュレータ4は、診断装置3で診断さ
れた異常原因に基づいて、時間に関して逆方向に異常状
況のシミュレーションを実行するものであり、伝送線1
3を介して発生時間推定装置6に接続されている。記録
装置5は、デ−タ収集装置2から伝送されてくる実プロ
セス量の値を記録するもので、伝送線14を介して発生
時間推定装置6に接続されている。
【0017】発生時間推定装置6は、逆シミュレータ4
から伝送される異常状況のシミュレーション値と記録装
置5から伝送される過去の実プロセス量の記録値とを比
較することにより、異常発生時間を推定するものであ
り、伝送線15を介して表示装置7に接続されている。
表示装置7は、発生時間推定装置6から伝送される異常
発生時間を表示する。次に、上記構成の異常発生時間推
定装置の動作を説明する。
【0018】プラント1内のプロセス量X=(x1 ,x
2 ,x3 ,…,xn )の値はセンサ1-1で計測される。
計測されたプロセス量Xは、伝送線8を介してデ−タ収
集装置2へ伝送され、同デ−タ収集装置2でデジタル値
に変換され収集されて、以後の処理に供される。デ−タ
収集装置2でデジタル変換されたプロセス量Xは、診断
装置3、逆シミュレータ4および記録装置5にそれぞれ
伝送線9、伝送線10および伝送線11を介して伝送さ
れる。
【0019】診断装置3では、デ−タ収集装置2から伝
送されたプロセス量X=(x1 ,x2 ,x3 ,…,xn
)の変化の様相から異常の原因を診断する。診断装置
3は、例えば、プロセス量Xのx1 に異常な変動があれ
ば、異常原因aが発生し、プロセス量Xのx2 に異常な
変動があれば、異常原因bが発生していると診断する。
この様な異常原因の診断自体は、既存の適切な方法を適
用することができる。診断装置3での診断結果である異
常原因は、伝送線12を介して逆シミュレータ4に伝送
される。
【0020】逆シミュレータ4では、診断装置3から伝
送された異常原因に対応した数式モデル、例えば次に示
す数式(3)のようなシミュレーション波形Y(t)に
関する時間tの微分方程式を時間領域t≦tp において
数値演算することで、実プロセス量X(t)の時間領域
t≦tp での挙動のシミュレーションを実行する。ここ
で、tp は現在時間、すなわちシミュレーション実行開
始時間である。 dY/dt=f(Y,u) …(3) ここで、fはプラント動特性に関する関数、uは外乱入
力である。
【0021】プロセス量の異常状況のシミュレーション
は、時間に関して逆方向に行われる。その計算アルゴリ
ズムは、図3に示す通りである。また、このときに行わ
れる数値演算の初期値としては、デ−タ収集装置2から
伝送線10を介して入力される実プロセス量の現在の値
Xp ,tp が設定される。以下、この時間に関して逆方
向に実行されるシミュレーションの手順を図3に示すフ
ローチャートを用いて説明する。ここでは、診断装置3
が、異常原因を例えば原因aと診断したとする。
【0022】逆シミュレータ4は、診断装置3から伝送
されてきた原因aに基づいて、例えば、これに対応する
数式モデルであるa(Y,u)を選定し、数式(3)の
関数fとしてこのa(Y,u)を設定する。同シミュレ
ータ4は、デ−タ収集装置2から伝送されてきた現在の
時間tp とtp におけるプロセス量Xp をシミュレーシ
ョンの初期値として設定する(ステップS1)。次に、
逆シミュレータ4は、初期値t=tp 、Y=Xp として
数式(3)により、dY/dtを演算する(ステップS
2)。
【0023】演算結果であるdY/dtと次に示す数式
(4)および数式(5)により、逆シミュレータ4は、
時間tよりΔtだけ以前(過去)の時間tとその新たな
時間tにおけるプロセス量のシミュレーション値Y(=
Y(t))を演算する(ステップS3)。 Y=Y−(dY/dt)Δt …(4) t=t−Δt …(5)
【0024】次に、逆シミュレータ4は、推定時間装置
6で異常発生時間が推定されたか否かにより、シミュレ
ーションが、プロセス量が正常である時間領域(正常領
域)に達しているか否かを判定する(ステップS4)。
ここで、正常領域に達していると判定されれば(ステッ
プS4)、原因aについてのシミュレーションは完了す
る。また、正常領域に達していないと判定されれば(ス
テップS4)、シミュレーションを継続する(ステップ
S2、ステップS3およびステップS4)。
【0025】上記シミュレーションの結果である時間t
(t≦tp )における異常状況のシミュレーション波形
Y(t)は、逆シミュレータ4で計算される毎に逐次、
伝送線13を介して発生時間推定装置6へ伝送される。
一方、時間tにおける実プロセス量の波形X(t)は、
記録装置5の磁気ディスク等の記憶手段に実プロセス量
の記録値として書き込まれて記憶されていたものが読み
出された上で、伝送線14を介して発生時間推定装置6
へ伝送される。この発生時間推定装置6における推定状
況を図2に示す。同図において、縦軸はプロセス量、横
軸は時間である。
【0026】発生時間推定装置6では、逆シミュレータ
4で現在時間tp から時間が減ずる方向に数値計算され
る毎に同シミュレータ4から逐次伝送されてくる時間t
における異常状況のシミュレーション波形Y(t)と、
記録装置5から伝送されてくる同時間tにおける実プロ
セス量の記録値X(t)とを比較する。比較は、次式に
よる偏差の値Eに着目して行われる。 e(t)=|Y(t)−X(t)| …(6) E=最大値(|e1 |,|e2 |,…,|en |) …(7)
【0027】逆シミュレータ4で時間tp 時点から時間
が減ずる方向に計算される毎に逐次伝送されてくるシミ
ュレーション波形Y(t)の値について、数式(6)お
よび(7)によりE値を調べ、E値がある限度値F以上
になる時点td を記録すると同時に、時間td 到達によ
り装置6の処理を終える。発生時間推定装置6は、この
時間td を異常発生時間と推定する。逆シミュレータ4
は、発生時間推定装置6の異常発生時間td の推定によ
り、正常領域に達したとして、シミュレーションを終了
する。発生時間推定装置6で異常発生時間と推定された
時間td は、伝送線15を介して表示装置7へ伝送さ
れ、表示装置7に表示される。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、現在の時間とプロセス
量の値をシミュレーションの初期値として設定し、診断
された異常の原因について、時間に関して逆方向にプロ
セス量のシミュレーションを実行し、この結果得られた
プロセス量のシミュレーション値と過去の実プロセス量
の記録値とを比較し、シミュレーション値と実プロセス
量の記録値との偏差が予め設定された限度値より大きく
なる時間で現在時間に最も近い過去の時間を異常発生時
間と推定するようにしたことにより、
【0029】異常発生時間の推定が、鋭敏に行われるよ
うになり、異常発生時間の推定時間値の精度を高めるこ
とができる。よって、異常原因の発生理由等の調査にお
いて、極めて有効であり、また、プラント運転上も正確
な情報が運転員に与えられ、操作を的確にするという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る異常発生時間推定装置
の構成を示すブロック図。
【図2】図1の発生時間推定装置6における推定状況の
説明図。
【図3】図1の逆シミュレータ4における時間に関する
逆方向シミュレーションのフローチャート。
【図4】従来の異常発生時間推定システムの構成を示す
ブロック図。
【符号の説明】
1…プラント、 1-1…センサ、 2…
デ−タ収集装置、3…診断装置、 4…逆シミ
ュレータ、 5…記録装置、6…発生時間推定装置、
7…表示装置、 8〜15…伝送線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // G06F 15/20 D 7052−5L

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各種プラントのプロセスを対象とする異
    常診断システムにおいて、 現在の時間とプロセス量をシミュレーションの初期値と
    して設定し、診断された原因について、時間に関して逆
    方向にプロセス量のシミュレーションを実行するシミュ
    レータと前記シミュレーションの結果得られたプロセス
    量のシミュレーション値と過去の実プロセス量の記録値
    とを比較し、前記シミュレーション値と前記実プロセス
    量の記録値との偏差が予め設定された限度値より大きく
    なる時間で現在時間に最も近い過去の時間を異常発生時
    間と推定する発生時間推定装置と、 を具備することを特徴とする異常発生時間推定装置。
JP22598792A 1992-08-25 1992-08-25 異常発生時間推定装置 Withdrawn JPH0674874A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1988005622A1 (en) * 1987-01-27 1988-07-28 Konica Corporation Color image processor
WO2020162603A1 (ja) * 2019-02-07 2020-08-13 三菱重工業株式会社 異常検出装置、シミュレータ、プラント監視システム、異常検出方法及びプログラム
WO2022242420A1 (zh) * 2021-05-19 2022-11-24 东航技术应用研发中心有限公司 记录模拟机训练中断次数、时长及原因的装置及方法

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