JPH1139162A

JPH1139162A - エンジニアリング装置

Info

Publication number: JPH1139162A
Application number: JP9190133A
Authority: JP
Inventors: Ryutaro Kuwamura; 竜太郎桑村
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 1997-07-15
Filing date: 1997-07-15
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】システム稼働中にデータをリアルタイムに解
析して制御ルールを抽出し、得られた制御ルールをシス
テムに適用すること。【解決手段】浄水システムの稼働中にデータを収集し
て所定の条件を満たすものに対してデータの解析を行
い、制御ルールを抽出する。そして、抽出した制御ルー
ルを稼働中の浄水システムに適用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浄水場のシステム
などのシステムを監視、保守するエンジニアリング装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、人間の経験的な知識によって
運用されるシステムは数多くあり、この種のシステムの
自動化は人間の肉体的重労働からの解放という意味で今
後更に注目されてくると思われる。人間の経験的な知識
を反映させたものとして例えばファジー制御があり、こ
のファジー制御を用いたシステムでは、システムの稼働
中に得られるデータを解析することで制御ルールを抽出
するようにしている。例えば浄水場システムの場合、バ
クテリアの異常発生が水温と水流に関係することが解っ
ているが、具体的な水温、水流についてはシステム稼働
の場所などによって若干変るためデータを収集して具体
的な制御ルールを抽出するようにしている。システムを
監視、保守するエンジニアリング装置には、制御ルール
を抽出するためにシステムの稼働時にデータを収集し磁
気ディスク装置等の記憶装置に記憶する機能が備えられ
ている。実際の制御ルールの抽出には処理能力の高い大
型計算機が用いられ、データの解析を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のエンジニアリング装置にあっては、次のような問
題点があった。人間の経験的な知識を具体化するために
はデータのクラスタリングが必要となるが、このデータ
のクラスタリングには、データ項目の選定が必要であ
り、またデータをシステムから取得するためのセンサリ
ング技術を確立しなければならない。また、新たな制御
ルールの作成にはエンジニアリング装置の記憶装置に蓄
積したデータを持ってきて整理し、それを計算機で解析
しなければならず、膨大な作業量になってしまう。ま
た、計算機で解析して得られた制御ルールをシステムに
適用するときにはシステムを一旦停止させなけれなら
ず、システムの稼働率を下げる結果になる。そこで本発
明は、システム稼働中にデータをリアルタイムに解析し
て制御ルールを抽出し、得られた制御ルールをシステム
に適用することができるエンジニアリング装置を提供す
ることを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明によるエンジニアリング装置は、システム装置を監
視、保守するエンジニアリング装置において、前記シス
テム装置の稼働中に、指定されたデータを収集して蓄積
するデータ蓄積手段と、このデータ蓄積手段で収集され
たデータが所定の条件を満たしていればこれを解析する
データ解析手段と、このデータ解析手段による解析結果
から制御ルールを抽出するルール抽出手段と、このルー
ル抽出手段で抽出された制御ルールを稼働中の前記シス
テム装置に適用するルール適用手段とを備えるものであ
る。この構成によれば、システム稼働中にデータを収集
して所定の条件を満たすものに対してデータの解析が行
われ、制御ルールが抽出される。そして、抽出された制
御ルールが稼働中のシステムに適用される。したがっ
て、データの解析、制御ルールの抽出を外部の計算機で
行う必要がないので、労力の大幅な省力化が図れる。ま
た、自動的に制御ルールを抽出して浄水システムに適用
するので、システム環境の変化や外乱に対する適用能力
の向上が得られ、また制御対象のモデリング不完全な場
合も制御可能になる。また、リアルタイムに制御ルール
の抽出及び適用可能を行うことができる。また、制御ル
ールをシステムに適用するためにシステムを停止する必
要がないので、システムの稼働率の低下がない。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明によるエンジニアリ
ング装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。
また、図２はこの実施の形態のエンジニアリング装置を
用いた浄水システムの構成を示すブロック図である。図
２において、エンジニアリング装置１は浄水システムの
監視室２内に設置されており、伝送路３を介してプログ
ラマブルコントローラ４に接続されている。エンジニア
リング装置１はプログラマブルコントローラ４に対して
指令を与えたり、プログラマブルコントローラ４からの
データの取り込みを行う。浄水池６には水流センサ７、
水温センサ８及びバクテリア検出センサ９が設置されて
おり、これらの出力がリモートＩ／Ｏ５を介してプログ
ラマブルコントローラ４に取り込まれる。この場合、水
流センサ７と水温センサ８とがアナログ入力型のセンサ
であり、バクテリア検出センサ９はディジタル入力型の
センサである。バクテリア検出センサ９はバクテリアが
所定量を超えて発生した時にオンするようになってい
る。プログラマブルコントローラ４とリモートＩ／Ｏ５
は伝送路１９を介して接続されている。エンジニアリン
グ装置１は、図１に示すように、本体１０と、キーボー
ド１１と、マウス１２と、ＣＲＴ１３とを備えており、
従来からの監視、保守機能の他に、伝送機能、データ蓄
積機能、データ解析機能、ルール抽出機能、ルール適用
機能などの機能を有している。本体１０は、監視・保守
部１５、学習部１６、伝送部１７から構成される。学習
部１６はデータ蓄積手段（ハードディスク装置等）２
０、データ解析手段２１、ルール抽出手段２２、ルール
適用種手段２３を有している。ここで、図３はエンジニ
アリング装置１における自動クラスタリング定義画面を
示す図である。この画面でデータ蓄積機能の制御方法を
定義する。この図において、「クラスタリンググループ
名」は定義の名前であり、ファイルで言えば「ファイル
名」に相当する。「グループ番号」はグループ番号を指
定するためのものであり、１〜Ｎまで指定することがで
きる。「データ抽出タイミング」はデータを抽出するタ
イミングを指定するためのものであり、高速スキャン毎
にデータを蓄積するＨ−ＳＣＡＮ、低速スキャン毎にデ
ータを蓄積するＬ−ＳＣＡＮ、データプログラム内にデ
ータを蓄積する関数を定義するＰｒｏｇｒａｍがある。
「データ抽出間隔」はデータの抽出間隔を指定するため
のものであり、何回に１回データを抽出するかを指定す
ることができる（Ｐｒｏｇｒａｍを除く）。「抽出回
数」はデータを蓄積する回数を指定するためのものであ
る。「データ抽出開始条件」はプログラマブルコントロ
ーラ４からデータを取り込む条件を指定するためのもの
であり、設定したデータでトリガし、データの蓄積を開
始する。この図に示す場合は押しボタンによる入力を指
定している。「データ抽出停止条件」はプログラマブル
コントローラ４からデータを取り込みを停止する条件を
指定するためのものであり、設定したデータでトリガ
し、データの抽出を停止する。この図に示す場合は停止
押しボタンによる入力を指定している。「抽出データ指
定」は抽出するデータを指定するためのものである。例
えば、センサＢとして割り当てられた水流センサ７が指
定されると、この水流センサ７の出力の取り込みが行わ
れる。この自動クラスタリング定義画面での定義はシス
テム稼働中でも設定することができるようになってい
る。また、この自動クラスタリング定義画面で設定され
た自動クラスタリング定義がプログラマブルコントロー
ラ４に送られるようになっている。図４は自動クラスタ
リング選択画面を示す図である。この画面でデータ解析
方法及び制御ルール抽出方法を定義する。この図におい
て、「クラスタリング選択」はデータ解析方法を指定す
るためのものであり、クラスタリング手法としては、１
軸ヒストグラム、２軸ヒストグラム、１次元クラスタリ
ング、２次元クラスタリング、３次元クラスタリングな
どがある。クラスタリング手法の選択はキーボード１１
やマウス１１２の操作により任意に行うことができ、エ
ンジニアリング装置１に指示できるようになっている。
指示した結果はエンジニアリング装置１のＭＭＩ機能に
よりＣＲＴ１３上に表示される。このクラスタリングの
結果に基づいてオペレータがその事象について存在する
制御ルールの抽出を行う。「選択データ」はデータを選
択するためのものである。「ルール適用方法」は解析さ
れたデータに基づいて自動的に制御ルールを適用する
か、マニュアルで適用するかを選択するためのものであ
る。図５は自動ルール抽出及び適用画面を示す図であ
る。この画面で制御ルールの抽出状況や浄水システムへ
の適用状況を監視できる。以下、エンジニアリング装置
の動作について説明する。浄水場システムではバクテリ
アの異常発生が水温と水流に関係することが判明してい
るが、具体的な水温、水流についてはシステムの稼働場
所などによって若干変るためにデータを取らないと具体
的な制御ルールを抽出できない。そこで、図６のフロー
チャートに示すように、まず、自動クラスタリング定義
画面でデータの取得方法を定義する。この場合、オペレ
ータは、原因要素として考えられる水流、水温と、事象
が起ったことを表すバクテリア異常発生をそれぞれ抽出
データとして指定する。次いで、データ抽出タイミン
グ、抽出間隔、抽出回数、データ抽出開始条件及びデー
タ抽出停止条件をそれぞれ設定する。自動クラスタリン
グ定義を行った後、自動クラスタリング選択画面でデー
タの解析方法や制御ルール適用方法などを指定する。す
なわち、オペレータは蓄積後のデータの解析方法を指定
する。オペレータはエンジニアリング装置１に用意され
たクラスタリング手法を選択する。そして、クラスタリ
ング手法の選択後、必要なデータ項目を設定する。この
場合、２次元クラスタを選択したとすると、原因データ
としてＸ、Ｙ軸データを指定し、事象データとして事象
データの項目を指定する。データ取得方法、データの解
析方法、制御ルール適用条件を定義した後、これらの定
義をプログラマブルコントローラ４に送る。プログラマ
ブルコントローラ４は、各定義を受け取ると、それらに
基づいて指定レジスタの値をバッファに蓄積する。エン
ジニアリング装置１は、自動クラスタリング定義画面で
設定された定義に基づいてプログラマブルコントローラ
４からＩＷやＯＷのデータを一定周期毎に取得する。こ
の場合、データの入力としてはＩＷｘｘｘｘを任意に割
り当て、これを予め指定されたデータ取得トリガにより
データの取得を開始し、データ取得停止トリガにより、
データ取得を停止する。データを取得している間は、取
得したデータをエンジニアリング装置１内のハードディ
スク装置に格納する。次いで、エンジニアリング装置１
は記憶されたデータに基づいて、条件を満たしたときに
のみオンラインでデータの解析及び制御ルールの抽出を
行う。このとき、自動クラスタリング選択画面での設定
に基づいてデータの解析や制御ルールの抽出を行う。そ
して、データの解析、制御ルールの抽出後、抽出した制
御ルールを浄水システムに適用する。現在の制御ルール
の抽出適用状況は、自動ルール抽出及び適用画面におい
てモニタリングできる。例えば、自動クラスタリングト
レンドグラフを選択した場合、２軸クラスタリングの結
果がグラフで表示される（図５参照）。線で囲まれてい
る部分はクラスタを表しており、バクテリアが異常発生
したときの水温と水流の関係を示している。オペレータ
は以上の操作により、制御ルールを抽出したい事象につ
いての解析やその事象の特性を簡単に調べることができ
る。このように、この実施の形態では、浄水システムの
稼働中にデータを収集して所定の条件を満たすものに対
してデータの解析を行い、制御ルールを抽出する。そし
て、抽出した制御ルールを稼働中の浄水システムに適用
する。したがって、他の計算機や作業者を必要とせず、
労力の大幅な削減が可能になる。また、自動的に制御ル
ールを抽出して浄水システムに適用するので、システム
環境の変化や外乱に対する適用能力の向上が得られ、ま
た制御対象のモデリング不完全な場合も制御可能にな
る。また、リアルタイムに制御ルールの抽出及び適用可
能を行うことができる。また、制御ルールをシステムに
適用するためにシステムを停止する必要がないので、シ
ステムの稼働率の低下がない。なお、上記実施の形態で
は、エンジニアリング装置１を浄水システムに適用した
場合であったが、浄水システムのみならず、因果関係が
解っていない事象についてその因果関係や特徴と明確に
し、それを故障の予測する用途全てに適用することがで
きる。

【０００６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
システムを保守監視するエンジニアリング装置におい
て、自動的にオンラインでの制御ルール解析抽出適用を
可能にしたので、他の計算機や作業者を必要とせず、労
力の大幅な削減が可能になる。また、自動的に制御ルー
ルを抽出してシステムに適用するので、システム環境の
変化や外乱に対する適用能力の向上が得られ、また制御
対象のモデリング不完全な場合も制御可能になる。さら
に、リアルタイムに制御ルールの抽出及び適用可能を行
うことができる。さらにまた、制御ルールをシステムに
適用するためにシステムを停止する必要がないので、シ
ステムの稼働率の低下がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエンジニアリング装置の実施の形
態の構成を示すブロック図である。

【図２】同実施の形態のエンジニアリング装置を用いた
浄水システムの構成を示すブロック図である。

【図３】同実施の形態のエンジニアリング装置の浄水シ
ステムにおける自動クラスタリング定義画面を示す図で
ある。

【図４】同実施の形態のエンジニアリング装置の浄水シ
ステムにおける自動クラスタリング選択画面を示す図で
ある。

【図５】同実施の形態のエンジニアリング装置の浄水シ
ステムにおける自動ルール抽出及び適用画面を示す図で
ある。

【図６】同実施の形態のエンジニアリング装置の動作を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

２０データ蓄積手段２１データ解析手段２２ルール抽出手段２３ルール適用手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】システム装置を監視、保守するエンジニ
アリング装置において、前記システム装置の稼働中に、指定されたデータを収集
して蓄積するデータ蓄積手段と、前記データ蓄積手段で収集されたデータが所定の条件を
満たしていればこれを解析するデータ解析手段と、前記データ解析手段による解析結果から制御ルールを抽
出するルール抽出手段と、前記ルール抽出手段で抽出された制御ルールを稼働中の
前記システム装置に適用するルール適用手段とを具備し
たことを特徴とするエンジニアリング装置。