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JP3495129B2 - Plant abnormality detection device - Google Patents

Plant abnormality detection device

Info

Publication number
JP3495129B2
JP3495129B2 JP06890595A JP6890595A JP3495129B2 JP 3495129 B2 JP3495129 B2 JP 3495129B2 JP 06890595 A JP06890595 A JP 06890595A JP 6890595 A JP6890595 A JP 6890595A JP 3495129 B2 JP3495129 B2 JP 3495129B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
plant
distance
process state
history data
Prior art date
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JP06890595A
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Japanese (ja)
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JPH08241121A (en
Inventor
茂 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP06890595A priority Critical patent/JP3495129B2/en
Publication of JPH08241121A publication Critical patent/JPH08241121A/en
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プラントを構成するプ
ラント設備に発生する異常を早期に自動検知するための
プラント異常検知装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plant abnormality detecting device for early and automatically detecting abnormality occurring in plant equipment constituting a plant.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば、ガスタービンや蒸気タービン
を用いる発電プラント等の大規模なプラントでは、回転
機や弁あるいは配管等のプラントを構成するプラント設
備の故障や効率低下を早期に発見するために、プラント
異常検知装置が設けられている。このプラント異常検知
装置は、各種検出器からの検出信号を入力しその検出信
号を処理して自動的に監視対象の異常を検知するもので
ある。プラント異常検知装置に入力される検出信号とし
ては、圧力や流量あるいは温度といったプラントの監視
制御運転に使用されるプロセス量のみならず、振動セン
サやマイクロホンで検出される音響信号やテレビカメラ
等で検出される画像信号といった異常監視専用の現場セ
ンサからの検出信号も入力される。
2. Description of the Related Art For example, in a large-scale plant such as a power plant using a gas turbine or a steam turbine, in order to detect a failure or a decrease in efficiency of plant equipment constituting a plant such as a rotating machine, a valve, or a pipe, at an early stage. , A plant abnormality detection device is provided. This plant abnormality detection device inputs detection signals from various detectors, processes the detection signals, and automatically detects an abnormality of a monitoring target. The detection signal input to the plant abnormality detection device is not only the process amount such as pressure, flow rate, or temperature that is used for supervisory control operation of the plant, but also the acoustic signal detected by a vibration sensor or microphone, or a television camera. A detection signal from an on-site sensor dedicated to abnormality monitoring, such as an image signal to be displayed, is also input.

【0003】一方、大規模なプラントにおいては、膨大
かつ多種の機器設備が連動して運用されているので、各
々の検出信号は経時的に常に連動している。そこで、プ
ラント異常検知装置での異常検知の判定方式としては、
検出信号のそのような特性を考慮して、一定数の時系列
検出データを蓄積し統計的な仮説検定を用いたり、時系
列モデルを応用したりすることにより、プラント設備の
正常状態からの逸脱を監視する判定方式が一般に採用さ
れている。
On the other hand, in a large-scale plant, an enormous variety of equipment is operated in conjunction with each other, so that the respective detection signals are always associated with each other over time. Therefore, as a judgment method of abnormality detection in the plant abnormality detection device,
Deviation from the normal state of the plant equipment by accumulating a certain number of time series detection data and using statistical hypothesis test or applying a time series model considering such characteristics of the detection signal. The determination method of monitoring the is generally adopted.

【0004】そのような判定方式を用いたプラント異常
検知装置のブロック図を図5に示す。図5は、ガスター
ビン発電プラントのガスタービン1の異常を検知するも
のである。この場合、プラント異常検知装置2はガスタ
ービン1の回転数を検出する検出器である回転数計3か
らの検出信号と、ガスタービン1周囲の振動音を検出す
る検出器であるマイクロホン4からの検出信号との複数
系列の検出信号を基に異常を検知する判定方式を採用し
ている。
FIG. 5 shows a block diagram of a plant abnormality detection apparatus using such a determination method. FIG. 5 is for detecting abnormality of the gas turbine 1 of the gas turbine power plant. In this case, the plant abnormality detection device 2 outputs a detection signal from the tachometer 3 which is a detector for detecting the rotation speed of the gas turbine 1 and a microphone 4 which is a detector for detecting vibration noise around the gas turbine 1. A determination method for detecting abnormality based on a plurality of series of detection signals together with the detection signal is adopted.

【0005】図5において、監視対象であるガスタービ
ン1の状態は、マイクロホン4にて音響信号として検出
され、周波数フィルタ5を介してプラント異常検知装置
2の入力部6に一定の周期で入力される。又、ガスター
ビン1の回転数信号は回転数検出器3にて検出され、音
響信号と同様に一定の周期で入力部6に入力される。サ
ンプルデータ記憶部7では、高域音響信号と低域音響信
号及び回転数信号の合計3種類の変化量について履歴デ
ータとして一定期間記憶する。しきい値算出部8ではサ
ンプルデータ記憶部7に記憶されている各々の変化量の
履歴データに基づいて、正常状態からの逸脱を判断する
ためのしきい値を算出する。そして、判定部9では、被
判定データとしての低域音響信号と高域音響信号及び回
転数信号をしきい値と比較して、逸脱している場合には
異常と判定する。出力部10は、判定結果を通報装置1
1に出力し運転員に知らせる。
In FIG. 5, the state of the gas turbine 1 to be monitored is detected as an acoustic signal by the microphone 4 and is input to the input section 6 of the plant abnormality detection device 2 via the frequency filter 5 at a constant cycle. It Further, the rotation speed signal of the gas turbine 1 is detected by the rotation speed detector 3, and is input to the input unit 6 at a constant cycle like the acoustic signal. The sample data storage unit 7 stores a total of three types of change amounts of the high-frequency sound signal, the low-frequency sound signal, and the rotation speed signal as history data for a certain period. The threshold value calculation unit 8 calculates a threshold value for judging the deviation from the normal state based on the historical data of the respective variation amounts stored in the sample data storage unit 7. Then, the determination unit 9 compares the low-frequency sound signal, the high-frequency sound signal, and the rotation speed signal as the data to be determined with a threshold value, and determines that there is an abnormality when deviating. The output unit 10 reports the determination result to the reporting device 1
Output to 1 and notify the operator.

【0006】この場合のしきい値及び判定方式を図6及
び図7を参照して説明する。まず、図6は、正常時にお
ける低域音響信号レベルと回転数信号との相関特性を示
す特性図である。しきい値算出手段8は、履歴データに
基づいて正常時における低域音響信号レベルと回転数信
号との相関特性曲線S1を算出し、図中の斜線で示した
低域許容範囲S2を算出する。そして、被判定データで
ある低域音響信号S3がこの低域許容範囲S2内にある
ときは正常と判定し、逸脱しているときは異常と判定す
る。図6では低域音響信号S3が低域許容範囲S2を逸
脱し相関特性曲線S1から距離Aだけ離れた位置にある
場合を示している。
The threshold value and determination method in this case will be described with reference to FIGS. 6 and 7. First, FIG. 6 is a characteristic diagram showing a correlation characteristic between a low frequency sound signal level and a rotation speed signal in a normal state. The threshold value calculating means 8 calculates a correlation characteristic curve S1 between the low frequency sound signal level and the rotation speed signal in a normal state based on the history data, and calculates a low frequency range S2 shown by hatching in the figure. . Then, when the low-frequency sound signal S3, which is the data to be determined, is within the low-frequency permissible range S2, it is determined to be normal, and when it deviates, it is determined to be abnormal. FIG. 6 shows a case where the low frequency acoustic signal S3 deviates from the low frequency permissible range S2 and is located at a position away from the correlation characteristic curve S1 by the distance A.

【0007】次に、図7は、正常時における高域音響信
号レベルと回転数信号との相関特性を示す特性図であ
る。しきい値算出手段8は、履歴データに基づいて正常
時における高域音響信号レベルと回転数信号との相関特
性曲線S4を算出し、図中の斜線で示した低域許容範囲
S5を算出する。そして、被判定データである低域音響
信号S6がこの低域許容範囲S5内にあるときは正常と
判定し、逸脱しているときは異常と判定する。図7では
高域音響信号S6が高域許容範囲S5内にあり、相関特
性曲線S4から距離Bだけ離れた位置にある場合を示し
ている。
Next, FIG. 7 is a characteristic diagram showing a correlation characteristic between a high frequency sound signal level and a rotation speed signal in a normal state. The threshold value calculation means 8 calculates a correlation characteristic curve S4 between the high frequency sound signal level and the rotation speed signal in a normal state based on the history data, and calculates a low frequency range S5 shown by hatching in the figure. . Then, when the low-frequency sound signal S6, which is the data to be determined, is within the low-frequency permissible range S5, it is determined to be normal, and when it deviates, it is determined to be abnormal. FIG. 7 shows a case where the high frequency acoustic signal S6 is within the high frequency permissible range S5 and is located at a position separated from the correlation characteristic curve S4 by a distance B.

【0008】すなわち、しきい値算出手段8は、履歴デ
ータに基づいて,正常時の回転数信号と低域音響信号と
の相関特性S1、及び回転数信号と高域音響信号との相
関特性曲線S4を算出して、観測された被判定データで
ある低域音響信号S3及び高域音響信号S6がこれら相
関特性の許容範囲S2及びS5を逸脱した場合に異常と
判定するものである。ここで、被判定データの観測値に
はノイズが含まれているため、逸脱を判定する際にはノ
イズレベルと等価の不感帯に相当する許容値として、図
中の斜線で示した低域許容範囲S2及び高域許容レベル
S5を設定している。従って、この場合のしきい値に相
当するものは、相関特性特性曲線S1、S4、許容値範
囲S2、S5である。
That is, the threshold value calculating means 8 calculates the correlation characteristic S1 between the normal rotation speed signal and the low frequency sound signal and the correlation characteristic curve between the rotation speed signal and the high frequency sound signal based on the history data. S4 is calculated, and when the observed low-range acoustic signal S3 and high-range acoustic signal S6 that are the determined data deviate from the allowable ranges S2 and S5 of these correlation characteristics, it is determined to be abnormal. Here, since the observed value of the data to be judged contains noise, the allowable range corresponding to the dead zone equivalent to the noise level is used as a permissible value in the low-range permissible range shown by the diagonal lines in the figure when judging deviation. S2 and a high range allowable level S5 are set. Therefore, the threshold values in this case are the correlation characteristic characteristic curves S1 and S4 and the allowable value ranges S2 and S5.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、大規模
なプラントにおいてはプラント設備の複雑な構造や高度
な運転方式に起因して、多数種のプロセス状態量が互い
に影響しあって変動していることが多い。このため、図
5に示したように、プロセス状態量が3個に留まらない
場合があり、3個以上の多次元のプロセス状態量につい
て関連性を解析して多くのしきい値を管理する必要がで
てきつつある。
However, in a large-scale plant, due to the complicated structure of the plant equipment and the advanced operation method, many kinds of process state quantities are influenced by each other and fluctuate. There are many. Therefore, as shown in FIG. 5, there are cases where the process state quantity is not limited to three, and it is necessary to analyze the relationship with respect to three or more multidimensional process state quantities and manage many threshold values. Is coming out.

【0010】一方、個々のプロセス状態量の動きがそれ
ぞれプラントの挙動と関連している場合であっても、図
7に示したように高域音響特性と回転数の二つのプロセ
ス状態量間が概ね線形の相関性を有しているような場合
には、回転数と高域音響信号との変化比率さえ定量化で
きれば、回転数と高域音響信号を合成させた一つのプロ
セス状態量として管理することが可能になる。
On the other hand, even when the movement of each process state quantity is related to the behavior of the plant, as shown in FIG. 7, there is a difference between the two process state quantities of the high frequency acoustic characteristic and the rotation speed. In the case of having a substantially linear correlation, if only the change ratio between the rotation speed and the high frequency sound signal can be quantified, it is managed as one process state quantity that combines the rotation speed and the high frequency sound signal. It becomes possible to do.

【0011】このように、一見異なるプロセス状態量で
同一のプラント挙動を表している場合が多い。このよう
な場合には、不要に多くのプロセス状態量を用いて異常
判定することになり、管理値の増大にともなって異常時
の要因分析にかかる工数が増大する。また、プラントの
挙動とあまり密接な関連を持たないプロセス状態量に過
度に捕らわれて異常判定を行った場合には、判定結果の
信頼性を損なう可能性もある。
As described above, the same plant behavior is often represented by seemingly different process state quantities. In such a case, an abnormal determination is made by using an unnecessarily large number of process state quantities, and the man-hour required for factor analysis at the time of abnormality increases as the control value increases. In addition, if the process state quantity that is not closely related to the behavior of the plant is excessively caught in the abnormality determination, the reliability of the determination result may be impaired.

【0012】本発明の目的は、相互に相関のある多数の
プロセス状態量を少数個の合成状態量に変換した数値を
管理して異常判定に用い、多数のプロセス状態量に対し
て比較的高速かつ高精度に異常判定可能な異常検知装置
を提供することである。
An object of the present invention is to manage a numerical value obtained by converting a large number of mutually correlated process state quantities into a small number of combined state quantities for use in abnormality determination, and to relatively speed up a large number of process state quantities. And it is to provide an abnormality detection device capable of highly accurately determining an abnormality.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、複数
個のプロセス状態量をそれぞれの検出器を介して一定の
周期で取り込む入力部と、入力部で取り込んだ各々のプ
ロセス状態量についての履歴データを記憶するサンプル
データ記憶部と、各履歴データに基づいて取り込んだプ
ロセス状態量と同数の主成分を求めその各主成分に対応
して各主成分毎に固有ベクトル及び固有値を計算して記
憶する固有値算出部と、固有値に基づいて各主成分毎の
各寄与率を算出し 各寄与率の降順に積算した累積寄与
率が規定値の範囲内となる全ての主成分を選択する寄与
率判断部と、入力部からの一定周期毎のプロセス状態量
を被判定データとして入力すると共に寄与率判断部にて
選択された各主成分をパラメータとする直交座標系上で
被判定データと履歴データとの距離を算出する距離算出
部と、距離がしきい値を越えている場合に異常と判定し
その判定結果を出力部を介して通報装置に出力する判定
部とを備えている。
According to a first aspect of the present invention, there are provided an input section for fetching a plurality of process state quantities at a constant cycle through respective detectors, and each process state quantity fetched by the input section. The sample data storage unit that stores the history data of, and the same number of principal components as the process state quantities acquired based on each historical data are obtained, and eigenvectors and eigenvalues are calculated for each principal component corresponding to each principal component. The eigenvalue calculation unit that stores the values, and the contribution rate that selects all the principal elements whose cumulative contribution rate calculated by calculating each contribution rate for each principal component based on the eigenvalue and adding up in descending order of each contribution rate falls within the specified range. The judgment unit and the process state quantity at a constant cycle from the input unit are input as judgment data, and the judgment data and history are displayed on the Cartesian coordinate system with each main component selected by the contribution ratio judgment unit as a parameter. A distance calculation unit that calculates the distance to the data and a determination unit that determines that the distance is abnormal when the distance exceeds a threshold value and outputs the determination result to the notification device via the output unit are provided.

【0014】請求項2の発明では、距離算出部は、被判
定データと履歴データとの距離計算において、履歴デー
タを近似式を用いて履歴データの特性を示す近似パター
ンに変換し、被判定データと近似パターンとの距離を計
算する。
According to the second aspect of the present invention, the distance calculator converts the history data into an approximate pattern showing the characteristics of the history data by using an approximate expression in the distance calculation between the judgment data and the history data, and the judgment data is obtained. Calculate the distance between and the approximate pattern.

【0015】請求項3では、被判定データを検出する検
出器は、空中伝搬音捕捉用マイクロホンであり回転数計
である。
According to a third aspect of the present invention, the detector for detecting the data to be judged is a microphone for capturing airborne sound and a tachometer.

【0016】請求項4では、入力部は、マイクロホンで
検出された音響信号を周波数帯域別に異なる被判定デー
タとして取り込むようにしている。
According to the present invention, the input section takes in the acoustic signal detected by the microphone as the data to be judged which is different for each frequency band.

【0017】[0017]

【作用】請求項1の発明では、入力部は被判定データの
各プロセス状態量をそれぞれの検出器を介して一定の周
期で取り込み、取り込んだ被判定データの各プロセス状
態量の履歴データをサンプルデータ記憶部に記憶する。
固有値算出部は、各履歴データに基づいて取り込んだ各
プロセス状態量と同数の主成分を求め、その各主成分に
対応して各主成分毎に固有ベクトル及び固有値を計算す
る。寄与率判断部は、固有値算出部で計算された固有値
に基づいて各主成分毎の各寄与率を算出すると共に、各
寄与率の降順に積算した累積寄与率が規定値の範囲内と
なる全ての主成分を選択する。
According to the first aspect of the invention, the input unit takes in each process state quantity of the judged data through the respective detectors at a constant cycle and samples the historical data of each process state quantity of the taken judged data. The data is stored in the data storage unit.
The eigenvalue calculation unit obtains the same number of principal components as the respective process state quantities fetched based on each history data, and calculates an eigenvector and an eigenvalue for each principal component corresponding to each principal component. The contribution rate determination unit calculates each contribution rate for each principal component based on the eigenvalue calculated by the eigenvalue calculation unit, and the cumulative contribution rate accumulated in descending order of each contribution rate falls within the specified range. Select the main component of.

【0018】一方、距離算出部は、寄与率判断部にて選
択された各主成分をパラメータとする直交座標系上で、
入力部より取り込んだ被判定データと履歴データとの距
離を算出する。判定部は、その距離がしきい値を越えて
いる場合に異常と判定しその判定結果を出力部を介して
通報装置に出力する。
On the other hand, the distance calculation unit, on the Cartesian coordinate system having each main component selected by the contribution rate determination unit as a parameter,
The distance between the judgment data fetched from the input unit and the history data is calculated. When the distance exceeds the threshold value, the determination unit determines that the abnormality is abnormal and outputs the determination result to the notification device via the output unit.

【0019】これにより、監視対象であるプラント設備
に関連するプロセス状態量の主成分を算出し、寄与率の
高い主成分に基づいて異常判定を行うので、異常判定の
精度が向上すると共に処理の簡素化及び高速化が図れ
る。
As a result, the principal component of the process state quantity related to the plant equipment to be monitored is calculated, and the abnormality determination is performed based on the principal component having a high contribution rate. Simplification and speedup can be achieved.

【0020】請求項2の発明では、距離算出部は、履歴
データを近似式を用いて履歴データの特性を示す近似パ
ターンに変換し、被判定データと近似パターンとの距離
を計算するので、さらに処理の高速化が図れる。
According to the second aspect of the present invention, the distance calculation unit converts the history data into an approximate pattern showing the characteristics of the history data by using an approximate expression and calculates the distance between the judgment target data and the approximate pattern. The processing speed can be increased.

【0021】請求項3の発明では、被判定データを検出
する検出器は、空中伝搬音捕捉用マイクロホン又は回転
数計を用いるようにしているので、回転体の異常検知に
好適である。
According to the third aspect of the invention, since the detector for detecting the data to be judged is the microphone for capturing the airborne sound or the tachometer, it is suitable for detecting the abnormality of the rotating body.

【0022】請求項4の発明では、入力部は、マイクロ
ホンで検出された音響信号を周波数帯域別に異なる被判
定データとして取り込むようにし、同一の検出器からの
信号から複数の被判定データを得るようにしている。
According to the invention of claim 4, the input unit takes in the acoustic signal detected by the microphone as different judgment data for each frequency band, and obtains a plurality of judgment data from signals from the same detector. I have to.

【0023】[0023]

【実施例】図1は、本発明の実施例を示すブロック構成
図である。本発明のプラント異常検知装置2は、図5に
示した従来のプラント異常検知装置2に対して、しきい
値算出部8に代えて、監視対象であるプラント設備に関
連の大きいプロセス状態量の主成分を算出しその固有値
を算出するための固有値算出部12と、算出した主成分
の中からプラント設備に大きく影響を与える主成分を選
択する寄与率判断部13と、寄与率判断部13にて選択
された各主成分をパラメータとする直交座標系上で被判
定データと履歴データとの距離を算出する距離算出手段
14とを設けたものである。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. The plant abnormality detection device 2 of the present invention is different from the conventional plant abnormality detection device 2 shown in FIG. 5 in that the threshold value calculation unit 8 is replaced with a large process state quantity related to the plant equipment to be monitored. The eigenvalue calculation unit 12 for calculating the principal component and the eigenvalue thereof, the contribution rate determination unit 13 for selecting a principal component having a large influence on the plant equipment from the calculated principal components, and the contribution rate determination unit 13 The distance calculating means 14 for calculating the distance between the judgment target data and the history data is provided on the orthogonal coordinate system with each main component selected as a parameter.

【0024】すなわち、プロセス状態量を履歴データと
して蓄積しておき、その履歴データに基づいて監視対象
であるプラント設備に関連するプロセス状態量の主成分
を算出し、その寄与率を考慮に入れて異常判定のための
直交座標系を作成する。そして、異常判定にあっては、
一定周期で入力したプロセス状態量につき、算出した直
交座標系上で履歴データとの距離に基づいて、その異常
判定を行うようにしたものである。
That is, the process state quantity is accumulated as history data, the main component of the process state quantity related to the plant equipment to be monitored is calculated based on the history data, and the contribution rate thereof is taken into consideration. Create a Cartesian coordinate system for abnormality determination. And in the abnormality judgment,
With respect to the process state quantity input in a constant cycle, the abnormality determination is performed based on the calculated distance from the history data on the orthogonal coordinate system.

【0025】図1において、監視対象であるガスタービ
ン1の状態は、マイクロホン4にて音響信号として検出
され周波数フィルタ5を介してプラント異常検知装置2
の入力部6に一定の周期で入力される。又、ガスタービ
ン1の回転数信号は回転数検出器3にて検出され、音響
信号と同様に一定の周期で入力部6に入力される。
In FIG. 1, the state of the gas turbine 1 to be monitored is detected as an acoustic signal by the microphone 4 and is transmitted through the frequency filter 5 to the plant abnormality detection device 2
Is input to the input unit 6 of the above in a constant cycle. Further, the rotation speed signal of the gas turbine 1 is detected by the rotation speed detector 3, and is input to the input unit 6 at a constant cycle like the acoustic signal.

【0026】マイクロホン4は、プラント設備であるガ
スタービン1の周囲の空中伝搬音を捕捉するもので、こ
のマイクロホン4で検出された音響信号は、入力部6
で、周波数帯域別に異なる被判定データとして取り込ま
れる。つまり、高域音響信号と低域音響信号として取り
込まれる。
The microphone 4 captures the sound propagated in the air around the gas turbine 1 which is a plant facility. The acoustic signal detected by the microphone 4 is input to the input section 6.
Then, it is fetched as the data to be judged which is different for each frequency band. That is, it is captured as a high-frequency sound signal and a low-frequency sound signal.

【0027】これら検出器から取り込まれた高域音響信
号と低域音響信号及び回転数信号の合計3種類の変化量
は、サンプルデータ記憶部7及び距離算出部14に入力
される。サンプルデータ記憶部7は、検出器から取り込
まれた高域音響信号と低域音響信号及び回転数信号の合
計3種類のプロセス状態量について、それぞれの履歴デ
ータを記憶するものである。
A total of three types of change amounts of the high-frequency sound signal, the low-frequency sound signal, and the rotation speed signal fetched from these detectors are input to the sample data storage unit 7 and the distance calculation unit 14. The sample data storage unit 7 stores history data of a total of three types of process state quantities of a high-frequency sound signal, a low-frequency sound signal, and a rotation speed signal fetched from the detector.

【0028】固有値算出部12では、サンプルデータ記
憶部7に記憶されたプロセス状態量の各履歴データに基
づいて、その各プロセス状態量と同数の主成分を求め、
その各主成分に対応して各主成分毎に固有ベクトル及び
固有値を計算する。そして、寄与率判断部13では、そ
の固有値に基づいて各主成分毎の各寄与率を算出し、各
寄与率の降順に積算した累積寄与率が規定値の範囲内と
なる全ての主成分を選択する。つまり、監視対象である
プラント設備に関連の大きいプロセス状態量のの主成分
を選択する。
The eigenvalue calculation unit 12 obtains the same number of principal components as the process state quantities based on the history data of the process state quantities stored in the sample data storage unit 7,
An eigenvector and an eigenvalue are calculated for each principal component corresponding to each principal component. Then, the contribution rate determination unit 13 calculates each contribution rate for each principal component based on the eigenvalue, and calculates all the principal components whose cumulative contribution rates integrated in descending order of each contribution rate fall within the range of the specified value. select. That is, the main component of the process state quantity having a large relation to the plant equipment to be monitored is selected.

【0029】距離算出部14では、寄与率判断部13に
て選択された各主成分をパラメータとする直交座標系を
算出し、その直交座標系上で入力部より一定周期で取り
込んだプロセス状態量、つまり被判定データとサンプル
データ記憶部の履歴データとの距離を算出する。判定部
9では、その距離がしきい値を越えている場合には異常
と判定し、その判定結果を出力部10を介して通報装置
11に出力するように構成されている。
The distance calculation unit 14 calculates a rectangular coordinate system with each principal component selected by the contribution rate determination unit 13 as a parameter, and the process state quantity fetched from the input unit at a constant cycle on the rectangular coordinate system. That is, the distance between the data to be judged and the history data in the sample data storage unit is calculated. The determination unit 9 is configured to determine that the distance is abnormal when the distance exceeds the threshold value, and output the determination result to the notification device 11 via the output unit 10.

【0030】ここで、異常判定のための直交座標系の作
成について説明する。まず、固有値算出部12において
は、プロセス状態量の履歴データに基づいて、監視対象
であるプラント設備に関連するプロセス状態量の主成分
の固有値及び固有値ベクトルを、以下の手順で算出す
る。 (A1)各プロセス状態量毎に履歴データを分散が1、
平均が0となるように正規化する。
Here, the creation of a rectangular coordinate system for abnormality determination will be described. First, the eigenvalue calculation unit 12 calculates the eigenvalue and eigenvalue vector of the main component of the process state quantity related to the plant equipment to be monitored according to the history data of the process state quantity in the following procedure. (A1) The history data is distributed to 1 for each process state quantity,
Normalize so that the average is zero.

【0031】 回転数信号の分散 ; V(x)(=1) 低域音響信号の分散 ; V(y)(=1) 高域音響信号の分散 ; V(z)(=1) (A2)履歴データの分散共分散を算出する。[0031] Dispersion of rotation speed signal; V (x) (= 1) Dispersion of low-frequency acoustic signal; V (y) (= 1) Dispersion of high frequency sound signal; V (z) (= 1) (A2) Calculate the variance / covariance of historical data.

【0032】回転数信号と低域音響信号の共分散 ;
C(x,y) 回転数信号と高域音響信号の共分散 ; C(x,
z) 低域音響信号と高域音響信号の共分散 ; C(y,
z) (A3)分散共分散行列に対する特性方程式の根を求め
る。
Covariance of the rotational speed signal and the low frequency sound signal;
C (x, y) Covariance of rotation frequency signal and high frequency sound signal; C (x,
z) Covariance of low-range acoustic signal and high-range acoustic signal; C (y,
z) (A3) Find the root of the characteristic equation for the variance-covariance matrix.

【0033】この実施例ではプロセス状態量の数が3で
あるため、下記特性方程式を満たすλの3根(λ1、λ
2、λ3)を主成分の固有値として求める。
In this embodiment, since the number of process state quantities is 3, three roots of λ (λ1, λ) that satisfy the following characteristic equation
2, λ3) is obtained as the eigenvalue of the main component.

【0034】[0034]

【数1】 ここで、分散共分散行列Sを下記に示す。[Equation 1] Here, the variance-covariance matrix S is shown below.

【0035】[0035]

【数2】 (A4)根の大小を判別して並べ替えを行う。[Equation 2] (A4) The size of the root is discriminated and rearranged.

【0036】手順(A3)で求められた根λ1、λ2、
λ3を大きい順、つまり降順に並べ替える。いま、最大
固有値をα1、中間固有値をα2、最小固有値をα3と
する。求められた最大固有値α1が第1の主成分の固有
値であり、第1主成分方向には履歴データの分散が最も
大となる。同様に中間固有値α2が第2主成分、最小固
有値α3が第3主成分の固有値である。プロセス状態量
の数が3の主成分分析では第3主成分方向には履歴デー
タの分散が最も小となる。 (A5)各固有値毎に固有ベクトルを求める。
The roots λ1, λ2, obtained in the procedure (A3),
λ3 is sorted in ascending order, that is, in descending order. Now, let the maximum eigenvalue be α1, the intermediate eigenvalue be α2, and the minimum eigenvalue be α3. The obtained maximum eigenvalue α1 is the eigenvalue of the first principal component, and the variance of the history data becomes the largest in the first principal component direction. Similarly, the intermediate eigenvalue α2 is the eigenvalue of the second principal component, and the minimum eigenvalue α3 is the eigenvalue of the third principal component. In the principal component analysis in which the number of process state quantities is 3, the variance of the history data is the smallest in the third principal component direction. (A5) Obtain an eigenvector for each eigenvalue.

【0037】最大固有値α1の固有ベクトル(a1、b
1、c1)を下式にて算出する。
The eigenvector (a1, b) of the maximum eigenvalue α1
1, c1) is calculated by the following formula.

【0038】[0038]

【数3】 上式と同様に中間固有値α2の固有ベクトル(a2、b
2、c2)及び最小固有値α3の固有ベクトル(a3、
b3、c3)を算出する。
[Equation 3] Similar to the above equation, the eigenvector (a2, b) of the intermediate eigenvalue α2
2, c2) and the eigenvector (a3,
Calculate b3, c3).

【0039】このようにして算出されたプロセス状態量
の主成分の固有値および固有ベクトルは寄与率判断部1
3に入力される。寄与率判断部13では、まず、固有値
算出部12の手順(A1)〜手順(A5)で算出された
固有値に基づいて、下記手順でプラントの挙動を表す主
成分を選択する。 (B1)各主成分の寄与率を算出する。
The eigenvalues and eigenvectors of the principal components of the process state quantity calculated in this way are determined by the contribution rate judging unit 1.
Input to 3. In the contribution rate determination unit 13, first, based on the eigenvalues calculated by the eigenvalue calculation unit 12 in the steps (A1) to (A5), the main component that represents the behavior of the plant is selected by the following procedure. (B1) The contribution rate of each principal component is calculated.

【0040】この実施例では、各主成分の寄与率を下式
により求める。この寄与率は各主成分がプラント運転に
係わる挙動をどの程度反映しているかを比率で示すもの
である。
In this embodiment, the contribution rate of each principal component is obtained by the following equation. This contribution rate is a ratio showing how much each principal component reflects the behavior related to plant operation.

【0041】第1の主成分の寄与率h1 h1=α1/(α1+α2+α3) 第2の主成分の寄与率h2 h2=α2/(α1+α2+α3) 第3の主成分の寄与率h3 h3=α3/(α1+α2+α3) (B2)累積寄与率と規定値との比較を行う。Contribution rate h1 of the first principal component h1 = α1 / (α1 + α2 + α3) Contribution rate h2 of the second principal component h2 = α2 / (α1 + α2 + α3) Contribution rate h3 of the third principal component h3 = α3 / (α1 + α2 + α3) (B2) The cumulative contribution rate is compared with a specified value.

【0042】降順に寄与率を並べて順に積算する。この
積算値が規定値の範囲内なるまで積算を続け、積算を実
施した主成分を選択する。
Contribution rates are arranged in descending order and integrated in order. The integration is continued until the integrated value falls within the range of the specified value, and the main component for which the integration is performed is selected.

【0043】例えば、第1主成分の寄与率h1がh1=
0.6、第2主成分の寄与率h2がh2=0.3、第3
主成分の寄与率h3がh3=0.1であり、規定値の上
限が1.0、下限が0.8であったとする。この場合、
最大値の第1主成分の寄与率h1は0.6であるので、
これだけでは規定値の範囲内(0.8≦規定値≦1.
0)に入っていないので、次に大きい第2主成分の寄与
率h2を第1主成分の寄与率h1に積算する。第2主成
分の寄与率h2は0.3であるので、累積寄与率は、h
1+h2=0.9となり、規定値の範囲内に入ることに
なる。したがって、この場合には、第1主成分と第2主
成分とが選択されることになる。このように、本発明で
は、プロセス状態量の主成分のうちプラント設備の異常
に大きく関連する主成分、つまり第1主成分と第2主成
分とを選択して異常判定を行うことになる。
For example, the contribution rate h1 of the first principal component is h1 =
0.6, the contribution rate h2 of the second principal component is h2 = 0.3, the third
It is assumed that the contribution rate h3 of the main component is h3 = 0.1, the upper limit of the specified value is 1.0, and the lower limit thereof is 0.8. in this case,
Since the contribution ratio h1 of the first principal component of the maximum value is 0.6,
This alone is within the specified value range (0.8 ≦ specified value ≦ 1.
Since it does not fall within 0), the contribution ratio h2 of the second largest second principal component is integrated with the contribution ratio h1 of the first principal component. Since the contribution rate h2 of the second principal component is 0.3, the cumulative contribution rate is h
1 + h2 = 0.9, which falls within the specified range. Therefore, in this case, the first principal component and the second principal component are selected. As described above, in the present invention, the main component of the process state quantity that is largely related to the abnormality of the plant equipment, that is, the first main component and the second main component, is selected to perform the abnormality determination.

【0044】次に、距離算出部14では、寄与率判断部
13にて選択された各主成分をパラメータとする直交座
標系を作成し、その直交座標系上で、入力部6より取り
込んだ被判定データとサンプルデータ記憶部7の履歴デ
ータとの距離を下記手順により算出する。 (C1)被判定データである一定周期毎に取り込んだプ
ロセス状態量毎に履歴データを分散が1、平均が0とな
るように正規化する。 (C2)入力した被判定データX、Y、Zを下式で無次
元化する。
Next, the distance calculation unit 14 creates an orthogonal coordinate system with each principal component selected by the contribution rate determination unit 13 as a parameter, and on the orthogonal coordinate system, the object captured from the input unit 6 is created. The distance between the determination data and the history data of the sample data storage unit 7 is calculated by the following procedure. (C1) The history data is normalized so that the variance is 1 and the average is 0 for each process state quantity that is taken in every fixed period that is the data to be determined. (C2) The inputted judgment target data X, Y, Z are made dimensionless by the following formula.

【0045】X’=X−M(x)/V(x) Y’=Y−M(y)/V(y) Z’=Z−M(z)/V(z) ここで、X’、Y’、Z’は、無次元化した被判定デー
タX、Y、Zであり、M(x)は無次元化以前の履歴デ
ータxの平均値、M(y)は無次元化以前の履歴データ
yの平均値、M(z)は無次元化以前の履歴データzの
平均値、V(x)は無次元化以前の履歴データxの分
散、V(y)は無次元化以前の履歴データyの分散、V
(z)は無次元化以前の履歴データzの分散である。 (C3)合成状態量を計算する。
X '= X-M (x) / V (x) Y' = Y-M (y) / V (y) Z '= Z-M (z) / V (z) where X' , Y ′, Z ′ are the dimensionless data X, Y, Z, M (x) is the average value of the history data x before dimensionless, and M (y) is the dimensionless data before dimensionless. Average value of history data y, M (z) is the average value of history data z before dimensionlessization, V (x) is the variance of history data x before dimensionlessization, and V (y) is before dimensionlessization. Variance of historical data y, V
(Z) is the variance of the history data z before dimensionlessization. (C3) The combined state quantity is calculated.

【0046】手順(C1)及び手順(C2)で正規化さ
れた各履歴データ及び被判定データを下式に代入して、
固有ベクトルの要素を係数とした履歴データの合成状態
量ur (i)及び非履歴データつまり被判定データの合
成状態量uh (i)を計算する。ここで、iは、主成分
を規定するもので、i=1の場合は、第1主成分を指
し、i=2の場合は第2主成分を指すことになる。
Substituting each history data and judgment data normalized in the procedure (C1) and the procedure (C2) into the following equation,
The combined state quantity ur (i) of history data and the combined state quantity uh (i) of non-history data, that is, the data to be judged are calculated using the elements of the eigenvectors as coefficients. Here, i defines the principal component, and when i = 1, it means the first principal component, and when i = 2, it means the second principal component.

【0047】 第1主成分の合成状態量ur (1)、uh (1) ur (1)=a1・x+b1・y+c1・z uh (1)=a1・X’+b1・Y’+c1・Z’ 第2主成分の合成状態量ur (2)、uh (2) ur (2)=a2・x+b2・y+c2・z uh (2)=a2・X’+b2・Y’+c2・Z’ 第1主成分と第2主成分の各合成状態量を直交座標系上
にプロットしたものを図2に示す。横軸に第1成分を取
り縦軸に第2主成分を取っている。図2中、履歴データ
15は黒点で示し、非履歴データである被判定データ1
6は白点で示している。第1主成分の合成状態量は履歴
データの各プロセス状態量間の相関係数の2乗和が最大
となる。また、線分A〜Eは後述の距離計算の際に使用
する線分である。 (C4)距離を計算する。
Combined state quantities ur (1), uh (1) ur (1) = a1 · x + b1 · y + c1 · z uh (1) = a1 · X ′ + b1 · Y ′ + c1 · Z ′ of the first principal component Two state components ur (2), uh (2) ur (2) = a2.x + b2.y + c2.z uh (2) = a2.X '+ b2.Y' + c2.Z ' FIG. 2 shows a plot of each combined state quantity of the second principal component on the orthogonal coordinate system. The first component is plotted on the horizontal axis and the second principal component is plotted on the vertical axis. In FIG. 2, the history data 15 is indicated by black dots, and the judgment data 1 which is non-history data.
6 is shown by a white dot. The combined state quantity of the first principal component is maximized by the sum of squares of the correlation coefficient between the process state quantities of the history data. Line segments A to E are line segments used in the distance calculation described later. (C4) Calculate the distance.

【0048】手順(C3)で計算された合成状態量とし
て被判定データとの距離を計算する。この実施例では距
離の計算方式としては下式にてユークリッド平方距離を
用いている。
The distance to the data to be judged is calculated as the combined state quantity calculated in step (C3). In this embodiment, the Euclidean square distance is used in the following equation as the distance calculation method.

【0049】[0049]

【数4】 ここで、Lは上述の選択された主成分の数である。この
実施例で場合は、L=2である。
[Equation 4] Here, L is the number of the selected main components described above. In this example, L = 2.

【0050】なお、距離の計算方式として、マハラノビ
スの距離を計算する場合には、下式を用いれば良い。
When the Mahalanobis distance is calculated as the distance calculation method, the following formula may be used.

【0051】[0051]

【数5】 この実施例では、合成状態量の直交座標上で図2の線分
A〜Eに示すように、被判定データの周りに一定角度ご
との方向に存在する各履歴データと被判定データとの距
離を計算する。 (C5)度数分布の算出 図2の線分A〜Eに対応して、線分上の各履歴データと
被判定データとの距離を階級値として図3に示すように
度数分布を形成する。 (C6)最小距離の選択 図3中の各度数分布表のうち、中央値が最も大きいもの
を選択する。この実施例では図3中のBがこれに相当す
る。
[Equation 5] In this embodiment, as indicated by line segments A to E in FIG. 2 on the Cartesian coordinates of the combined state quantity, the distance between each history data existing in the direction of a certain angle around the judgment data and the judgment data. To calculate. (C5) Calculation of Frequency Distribution Corresponding to the line segments A to E in FIG. 2, the frequency distribution is formed as shown in FIG. 3 with the distance between each history data on the line segment and the judgment target data as a class value. (C6) Selection of minimum distance From the frequency distribution tables in FIG. 3, the one with the largest median value is selected. In this embodiment, B in FIG. 3 corresponds to this.

【0052】次に、判定部9では、手順(C6)の最小
距離をしきい値と比較し、最小距離がしきい値を越えて
いる場合に異常と判定する。出力部10は判定結果を通
報装置11に出力する。
Next, the judging section 9 compares the minimum distance of the procedure (C6) with the threshold value, and if the minimum distance exceeds the threshold value, judges that it is abnormal. The output unit 10 outputs the determination result to the notification device 11.

【0053】以上のように、この実施例によれば、プラ
ント運転に伴う挙動を代表する主成分のみを抽出して、
通常時との差異を判断することになるので、プラントの
挙動との関連の低い雑音を多く含む履歴データ及び被判
定データに対しても、精度の高い異常判定が可能にな
る。また、この実施例のように度数分布を主成分分析と
組み合わせることにより、確立論的な異常判定が可能と
なる。
As described above, according to this embodiment, only the main components that represent the behavior associated with plant operation are extracted,
Since the difference from the normal time is determined, it is possible to perform highly accurate abnormality determination even on the history data and the determined data that include a lot of noise that is low in relation to the behavior of the plant. In addition, by combining the frequency distribution with the principal component analysis as in this embodiment, it is possible to make a probability-based abnormality determination.

【0054】次に、本発明の他の実施例を説明する。上
述の実施例では、図2に示すように選択された主成分を
パラメータとする直交座標系で、被判定データと履歴デ
ータとの距離は、履歴データの度数分布に応じて算出す
るようにしたものを示したが、図4に示すように、多数
の履歴データ15を近似式を用いて履歴データの特性を
示す近似パターン17に変換した後、被判定データ16
と近似パターン17との距離を計算するようにしても良
い。
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the above-described embodiment, the distance between the judgment target data and the history data is calculated according to the frequency distribution of the history data in the Cartesian coordinate system having the selected main component as a parameter as shown in FIG. As shown in FIG. 4, a large number of historical data 15 are converted into an approximate pattern 17 showing the characteristics of the historical data using an approximate expression, and then the judgment target data 16 is obtained.
It is also possible to calculate the distance between and the approximate pattern 17.

【0055】すなわち、距離計算部14において、寄与
率判断部13にて選択された各主成分をパラメータとす
る直交座標系上で、サンプルデータ記憶部7の履歴デー
タとの距離を下記の手順により算出する。 (D1)手順C1と同様に、各変量毎に履歴データを分
散が1、平均が0となるように正規化する。 (D2)手順(C2)と同様に、入力した被判定データ
を無次元化する。 (D3)手順(C3)と同様に、合成状態量を計算す
る。 (D4)近似パターンへの変換 手順(D3)で計算された合成状態量のデータを最小2
乗法により、近似式に変換する。この他の実施例では、
主成分の数を前述の実施例と同様にL=2とする。した
がって、近似式は、図4中に示すように2次元近似パタ
ーン17にフィットさせたものとして表現できる。 (D5)近似パターン17と被判定データ16との距離
を計算する。
That is, in the distance calculation unit 14, the distance from the history data in the sample data storage unit 7 is calculated by the following procedure on the Cartesian coordinate system with each principal component selected by the contribution rate determination unit 13 as a parameter. calculate. (D1) Similar to the procedure C1, the history data is normalized for each variable so that the variance is 1 and the average is 0. (D2) As in the procedure (C2), the input determination target data is made dimensionless. (D3) Similar to the procedure (C3), the combined state quantity is calculated. (D4) The data of the synthetic state quantity calculated in the conversion procedure (D3) to the approximate pattern is set to at least 2
Convert to an approximate expression by multiplication. In this other embodiment,
The number of main components is L = 2 as in the above embodiment. Therefore, the approximate expression can be expressed as one fitted to the two-dimensional approximate pattern 17 as shown in FIG. (D5) The distance between the approximate pattern 17 and the determination target data 16 is calculated.

【0056】D4で計算された近似パターン17と被判
定データ16との距離を計算する。この実施例では、図
4中のAに示すように近似式と被判定データとのユーク
リッド平方距離における最小距離を求める。
The distance between the approximate pattern 17 calculated in D4 and the judged data 16 is calculated. In this embodiment, the minimum distance in the Euclidean square distance between the approximate expression and the data to be judged is obtained as shown by A in FIG.

【0057】判定部9では、求められた距離をしきい値
と比較し、しきい値を越えていた場合に異常と判定す
る。出力部10は判定結果を通報装置11に出力する。
The judging section 9 compares the obtained distance with a threshold value, and if it exceeds the threshold value, judges that it is abnormal. The output unit 10 outputs the determination result to the notification device 11.

【0058】この実施例によれば、多数の履歴データを
有する場合には、近似式による被判定データとの比較を
実施することにより、計算量の削減による高速の異常判
定が可能である。
According to this embodiment, when a large amount of history data is included, a high speed abnormality determination can be performed by reducing the calculation amount by performing comparison with the determined data by an approximate expression.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数個の
プロセス状態量を少数個の合成変量に変換して、通常時
との差異を判断することようにしているので、プラント
の挙動との関連の低い雑音を多く含む履歴データ及び被
判定データに対しても、精度の高い異常判定が可能にな
る。すなわち、入力したプロセス状態量そのものを固定
的なものとして通常時との差異を判断するものではない
から、プラント設備の複雑な構造や高度な運転方式に起
因して生じる複数のプロセス状態量の変動に対しても精
度の高い異常判定が可能になる。さらに、管理必要なプ
ロセス状態量数の削減による異常検知の関連業務の効率
を図ることができる。
As described above, according to the present invention, a plurality of process state quantities are converted into a small number of synthetic variables to judge the difference from the normal time. Highly accurate abnormality determination is possible even for history data and determined data that include a lot of noise that is low in relation to. In other words, since the input process state quantity itself is not fixed and the difference from the normal time is not judged, variations in multiple process state quantities caused by the complicated structure of plant equipment and advanced operation method It is possible to make a highly accurate abnormality determination even with respect to. Further, it is possible to improve the efficiency of the work related to abnormality detection by reducing the number of process state quantities that need to be managed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例のブロック構成図FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の距離算出部で作成される異常判定のた
めの直交座標系の説明図
FIG. 2 is an explanatory diagram of a Cartesian coordinate system created by a distance calculation unit of the present invention for abnormality determination.

【図3】本発明の距離算出部での被判定データと履歴デ
ータとの距離算出の説明図
FIG. 3 is an explanatory diagram of distance calculation between the judgment target data and history data in the distance calculation unit of the present invention.

【図4】本発明の距離算出部での他の距離算出の説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of another distance calculation by the distance calculation unit of the present invention.

【図5】従来のプラント異常検知装置のブロック構成図FIG. 5 is a block configuration diagram of a conventional plant abnormality detection device.

【図6】従来の判定方式での低域音響信号に対する異常
判定の説明図
FIG. 6 is an explanatory diagram of abnormality determination for a low frequency sound signal by a conventional determination method.

【図7】従来の判定方式での高域音響信号に対する異常
判定の説明図
FIG. 7 is an explanatory diagram of abnormality determination for a high frequency sound signal by a conventional determination method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガスタービン 2 プラント異常検知装置 3 回転数検出器 4 マイクロホン 5 周波数フィルタ 6 入力部 7 サンプルデータ記憶部 8 しきい値 9 判定部 10 出力部 11 通報装置 12 固有値算出部 13 寄与率判断部 14 距離算出部 15 履歴データ 16 被判定データ 17 近似パターン 1 gas turbine 2 Plant abnormality detection device 3 rotation speed detector 4 microphones 5 frequency filters 6 Input section 7 Sample data storage 8 threshold 9 Judgment section 10 Output section 11 Notification device 12 Eigenvalue calculator 13 Contribution rate judgment section 14 Distance calculator 15 Historical data 16 Judgment data 17 Approximate pattern

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 23/02 G01D 21/00 Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G05B 23/02 G01D 21/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 監視対象とするプラント設備の状態を表
す複数個のプロセス状態量を一定周期で取り込み、その
取り込んだプロセス状態量に基づいて前記プラント設備
の異常の有無を検知するようにしたプラント異常検知装
置において、 前記複数個のプロセス状態量をそれぞれの検出器を介し
て一定の周期で取り込む入力部と、 前記入力部で取り込んだ各々の前記プロセス状態量につ
いての履歴データを記憶するサンプルデータ記憶部と、 前記各履歴データに基づいて取り込んだ前記プロセス状
態量と同数の主成分を求めその各主成分に対応して前記
各主成分毎に固有ベクトル及び固有値を計算して記憶す
る固有値算出部と、 前記固有値に基づいて前記各主成分毎の各寄与率を算出
し前記各寄与率の降順に積算した累積寄与率が規定値の
範囲内となる全ての主成分を選択する寄与率判断部と、 前記入力部からの一定周期毎のプロセス状態量を被判定
データとして入力すると共に前記寄与率判断部にて選択
された各主成分をパラメータとする直交座標系上で前記
被判定データと前記履歴データとの距離を算出する距離
算出部と、 前記距離がしきい値を越えている場合に異常と判定しそ
の判定結果を出力部を介して通報装置に出力する判定部
とを備えたことを特徴とするプラント異常検知装置。
1. A plant in which a plurality of process state quantities representing the state of plant equipment to be monitored are fetched in a fixed cycle, and whether or not there is an abnormality in the plant equipment is detected based on the fetched process state quantities. In the anomaly detection device, an input unit that captures the plurality of process state quantities through a respective detector at a constant cycle, and sample data that stores history data about each of the process state quantities captured by the input unit. A storage unit, and an eigenvalue calculation unit that calculates the eigenvectors and eigenvalues of each of the principal components in correspondence with each of the principal components by obtaining the same number of principal components as the process state quantities fetched based on the history data. And a cumulative contribution rate calculated by calculating each contribution rate for each principal component based on the eigenvalue and integrating the contribution rates in descending order. Of the main components selected by the contribution rate determining section and the process state quantity for each constant period from the input section as the data to be determined. A distance calculation unit that calculates the distance between the determination target data and the history data on a rectangular coordinate system that is a parameter, and if the distance exceeds a threshold value, it is determined to be abnormal, and the determination result is output to the output unit. A plant abnormality detection device, comprising: a determination unit that outputs the information to a notification device through the plant abnormality detection device.
【請求項2】 前記距離算出部は、前記被判定データと
前記履歴データとの距離計算において、前記履歴データ
を近似式を用いて履歴データの特性を示す近似パターン
に変換し、前記被判定データと前記近似パターンとの距
離を計算するようにしたことを特徴とする請求項1記載
のプラント異常検知装置。
2. The distance calculation unit converts the history data into an approximate pattern indicating characteristics of history data by using an approximate expression in calculating a distance between the judgment data and the history data, The plant abnormality detection apparatus according to claim 1, wherein a distance between the plant abnormality detection device and the approximate pattern is calculated.
【請求項3】 前記被判定データを検出する検出器は、
空中伝搬音捕捉用マイクロホンであり回転数計であるこ
とを特徴とする請求項1または請求項2記載のプラント
異常検知装置。
3. A detector for detecting the judged data comprises:
The plant abnormality detection device according to claim 1 or 2, which is a microphone for capturing airborne sound and is a tachometer.
【請求項4】 前記入力部は、前記マイクロホンで検出
された音響信号を周波数帯域別に異なる被判定データと
して取り込むようにしたことを特徴とする請求項3記載
のプラント異常検知装置。
4. The plant abnormality detection device according to claim 3, wherein the input unit captures the acoustic signal detected by the microphone as determination target data that differs for each frequency band.
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