JP6640348B2 - データ解析システム - Google Patents
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Description
例えば、保守装置では、プラントの運転員によるプラント運転の調整、制御プログラムの調整員による制御プログラムの動作確認、機器故障箇所の特定等の作業が行われる。これらの作業はプラントの通常運転時、及びプラント試運転時に行われるため、プラントから出力されるデータを表示部に表示したり、データを検索したりする作業の即応性が求められる。
また、データ収録装置では、プラントから出力されるデータを時系列で正しく収録することが求められる。
また、解析装置では、例えば、制御対象機器の保守管理者等が機器故障の原因を特定したり、故障予兆を検出したりするためのデータ照合、加工、解析等の作業を行っており、データの加工容易性等が求められる。
保守装置又はデータ収録装置は、装置毎に設定される所定のユーザーインターフェイスを用いて解析装置が保存する収録項目の選択及び設定を解析装置に行う。
解析装置は、保守装置又はデータ収録装置により選択及び設定された収録項目に、データ収録装置から抽出したデータを格納して所定の解析処理を行う。
保守装置は、特定の信号を示す信号識別子を解析装置に送信し、信号識別子に基づいて解析装置で検索された付加情報を解析装置から取得する。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態例の説明により明らかにされる。
図1は、データ解析システム1の全体構成例を示すブロック図である。
収録装置用データベース60に格納される収録項目61は、例えば、計測項目A、Bに加えて、制御ロジック21のロジック演算値等を収録する。
ここで、計測項目Aに注目する。計測項目Aは、収録データ62により構成される。計測項目Aに対応する収録データ62は、信号識別子、時系列値、取得時刻、属性a、属性b、属性cの他に、付加情報を含む。信号識別子とは、例えば、プラントに対して実施されるテストの収録項目を識別するために用いられる情報である。時系列値とは、計測項目Aの取得時刻における値である。取得時刻とは、計測監視制御装置3がセンサー群8から計測項目Aを取得した時刻である。属性とは、計測項目Aの詳細情報である。付加情報とは、計測項目Aに付随して設けられる属性情報の一部である。
プラント状態情報格納部には、例えば、試験、工事等の作業、設備の一部停止、生産量・出力制限等の制限運転のようにプラントのイベント又は状態といったプラント状態を表すプラント状態情報が格納される。プラント状態情報は、データ収録装置6がキーとして収録装置用データベース60に蓄積された収録データから、目的とする収録データを検索、取得するために用いられる。そして、付加情報にプラント状態情報が含まれることにより、プラント状態毎に異なる収録項目を識別することが可能となる。
このため、プラント状態情報は、解析装置7がキーとして、解析装置用データベース70に蓄積された収録データから、解析したい収録データを格納した時刻におけるプラント状態と同じプラント状態の収録データを検索、取得するために用いられる。解析装置7がデータ収録装置6から取得した収録データを故障予兆解析に用いる際には、解析装置7が解析装置用データベース70から検索し、取得した過去の収録データを、比較用サンプルデータ(後述する図10を参照)として使用できる。
図2は、計算機Cのハードウェア構成例を示すブロック図である。
ネットワークインターフェイスC8には、例えば、NIC(Network Interface Card)等が用いられる。各装置は、ネットワークインターフェイスC8を通じ、計測監視ネットワークN、専用の伝送路等を介して様々なデータを送受信することが可能である。
次に、収録項目の構成例について説明する。
図3は、収録項目の第1の構成例を示す説明図である。
収録項目の第1の構成例に示すように、保守装置2、データ収録装置6、解析装置7は、プラント状態情報の取得時刻毎にプラント状態情報を登録可能な各収録項目を保有する。計測項目Aのプラント状態情報格納部には、プラント状態情報がテストAであることが時系列値の取得時刻毎に収録項目に格納される。
収録項目の第2の構成例においても、保守装置2、データ収録装置6、解析装置7は、プラント状態情報の取得時刻毎にプラント状態情報を登録可能な各収録項目を保有する。ただし、図4では、計測項目A〜Cに示すように複数の計測項目のロジック演算値を時系列値として格納している。このため、図3に示したように計測項目毎にテストAが格納されるのではなく、テストAが行われた時間帯における複数の計測項目のプラント状態情報がまとめてテストAとして収録項目に格納される。
図5は、保守装置2が既登録の情報を利用して、解析装置7からプラント状態情報を取得する処理の例を示す説明図である。
また、解析装置7が解析装置用データベース70に関係信号情報を収録する形態は、収録項目71毎に関係信号情報を登録できる属性として保有する形態としてよい。また、解析装置7が解析装置用データベース70に関係信号情報を登録する方法は、保守装置2がプラント状態情報を登録する方法と同一としてよい。
図6は、解析装置7の使用者が解析に必要となる信号を選択して解析装置用データベース70に収録データとして登録する処理の例を示す説明図である。
従来、保守装置2を使用するプラントの保守員や調整作業員は、プラント試運転の調整、制御プログラムの動作確認等を行うために、保守装置2又はデータ収録装置6に収録項目を登録していた。そして、プラント試運転は、制御対象機器9の据付け後に行われていた。このプラント試運転の合否の判定条件として、計測値や演算値に対して設定された閾値や、機器の起動状態若しくは停止状態、又は機器の起動タイミング若しくは停止タイミングが用いられていた。そして、従来の保守員や調整作業員は、プラント試運転が終了した後に、保守装置2又はデータ収録装置6に登録した収録データを廃棄していた。
図7は、解析装置7が故障予兆解析対象データを用いて、故障原因を取得する例を示す説明図である。
しかし、本実施の形態例に係る解析装置7の使用者は、解析対象となるプラント状態と合致する時間帯を調査する作業を削減し、故障予兆を検出するための解析処理を行う上で必要な収録データを容易に得ることができる。
次に、工程表作成管理装置4が作業の実績工程表42を作成する処理について説明する。
図8は、工程表作成管理装置4が実績工程表42を作成する処理の例を示す説明図である。
次に、現在発生した制御対象機器9の故障原因を、過去に発生した制御対象機器9の故障原因から特定する処理について説明する。
図9は、解析装置7が制御対象機器9の故障原因を特定する解析処理の例を示す説明図である。
また、解析対象が信号識別子ID−Aである場合、解析装置7は、計測項目Aの収録データの故障原因情報格納部を参照して、過去に計測項目AがAポンプ故障の原因であったことを認識することも可能である。
次に、故障予兆を検出するための解析処理等において、解析対象のプラント状態が正常状態にあるか異常状態にあるかの判定基準を作成する方法について説明する。
図10は、比較用サンプルデータを作成する処理の例を示す説明図である。
解析装置7は、上述したプラント状態検索部72の他に、比較用サンプルデータ作成部74とデータ比較部75を備える。
プラント状態検索部72は、保守装置2から通知されたイベントに対応する過去のプラント状態情報を解析装置用データベース70から検索し、過去のプラント状態情報を含む収録データを取得する。
図11は、プロセスステップ毎に導出された比較用サンプルデータの最小値と最大値の範囲と、解析対象とする収録データとの表示例を示す説明図である。図11は、解析装置7の表示部C5に表示される画面である。
図12は、保守装置2がテスト毎に収録項目を登録する例を示す説明図である。
なお、保守装置2が信号識別子を解析装置7に送信し、解析装置7から信号識別子に対応するプラント状態情報を取得する処理は、データ収録装置6も行うことができる。
図13は、関係信号情報を収録項目に登録する処理の例を示す説明図である。
ここで、配管系統図D1は、プラントにおける圧力、温度、流量、弁、ポンプ等の検出器、制御対象機器9の配置や配管の接続、分岐情報等を含む。図13に示す配管系統図D1には、圧力計、調節弁、流量計の配管系統が示される。
制御系統図・制御ブロック図D2は、プラントの制御ロジック21やパラメーター情報を含む。図13に示す制御系統図・制御ブロック図D2では、圧力計によって計測された圧力Aに基づいて、調節弁A2の開度等が調節される様子が示される。
そして、解析装置7は、保守装置2又はデータ収録装置6のいずれかの収録項目に格納された計測項目に関係する制御対象機器9の関係信号を、関係信号情報格納部から読出した関係信号情報から取得することが可能である。このため、収録項目の関係信号情報格納部には、各収録項目に関連性が高い計測項目やロジック演算値が予め登録される。例えば、保守装置2又はデータ収録装置6は、圧力Aとの関連性が高い流量A1、調節弁A2の開度、調節弁A2の開度指令値、温度A3等の計測項目やロジック演算値等の関係信号を、予め関係信号情報として関係信号情報格納部に登録し、保存する。このため、解析装置7は、関係信号情報格納部に圧力Aが登録されると、圧力Aに関係する流量A1、調節弁A2の開度、調節弁A2の開度指令値、温度A3等の計測項目やロジック演算値等をデータ収録装置6から読み出し、これらの値を自動的に収録項目に登録できる。
また、プラント運転又は保守経験に基づく知識や、プラントの配管、制御対象機器9、センサー群8の構成等といった業務知識を持たない作業員であっても、故障発生時に当該箇所の関連項目を呼び出すことができる。
例えば、上述した実施の形態例は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ここで説明した実施の形態例の構成の一部を他の実施の形態例の構成に置き換えることは可能であり、さらにはある実施の形態例の構成に他の実施の形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
Claims (7)
- プラントを構成する制御対象機器の制御保護ロジック及びパラメーターの作成及び管理を司る保守装置と、
解析装置によるデータの検索に用いられる付加情報を付加して、前記制御対象機器の動作状態を示す前記データの収録項目を保存するデータ収録装置と、
所定の目的に応じて前記データ収録装置から読出した前記データの解析を行う前記解析装置と、を備え、
前記保守装置又は前記データ収録装置は、装置毎に設定される所定のユーザーインターフェイスを用いて前記解析装置が保存する前記収録項目の選択及び設定を前記解析装置に行い、
前記解析装置は、前記保守装置又は前記データ収録装置により選択及び設定された前記収録項目に、前記データ収録装置から抽出した前記データを格納して所定の解析処理を行い、
前記保守装置は、特定の信号を示す信号識別子を前記解析装置に送信し、前記信号識別子に基づいて前記解析装置で検索された前記付加情報を前記解析装置から取得する
データ解析システム。 - 前記付加情報は、前記プラントのプラント状態を表すプラント状態情報を格納するプラント状態情報格納部を有し、
前記保守装置は、前記信号識別子を前記解析装置に送信し、前記解析装置のプラント状態検索部が前記信号識別子に基づいて、前記解析装置が備える解析装置用データベースから検索した前記プラント状態情報を前記解析装置から取得する
請求項1に記載のデータ解析システム。 - さらに、前記プラントに対して行われる作業の予定を格納する予定工程表、及び前記作業の作業実績を格納する実績工程表を作成する工程表作成管理装置を備え、
前記プラント状態検索部は、前記予定工程表に含まれる前記作業に該当する前記プラント状態情報を前記解析装置用データベースから検索し、
前記データ収録装置は、前記プラント状態検索部によって検索された前記プラント状態情報に対応して前記解析装置用データベースに収録される収録データを前記工程表作成管理装置に受け渡し、
前記工程表作成管理装置は、前記データ収録装置から渡された前記収録データに基づいて前記実績工程表を作成する
請求項2に記載のデータ解析システム。 - さらに、前記制御対象機器に発生した故障の発生を警報する運転監視端末を備え、
前記付加情報は、前記制御対象機器に過去に発生した故障の故障原因を表す故障原因情報を格納する故障原因情報格納部を有し、
前記解析装置は、前記運転監視端末により警報された前記故障と同一又は類似の過去に発生した前記故障の前記故障原因を前記故障原因情報から特定する
請求項2に記載のデータ解析システム。 - 前記保守装置は、前記プラントにイベントが発生したときにおける前記プラント状態情報を保持し、
前記解析装置は、
前記保守装置から通知された前記イベントに対応する過去の前記プラント状態情報を前記解析装置用データベースから検索する前記プラント状態検索部と、
前記プラント状態検索部により検索された過去の前記プラント状態情報に基づいて比較用サンプルデータを作成する比較用サンプルデータ作成部と、
前記保守装置から通知された前記プラント状態の収録データと、前記比較用サンプルデータとを比較して比較結果を出力するデータ比較部と、を有する
請求項4に記載のデータ解析システム。 - 前記保守装置は、前記解析装置に前記信号識別子を登録し、前記信号識別子に基づいて前記解析装置が検索した前記信号識別子毎のプラント状態情報を取得する
請求項5に記載のデータ解析システム。 - 前記付加情報は、互いに関係する複数の前記制御対象機器の関係信号を表す関係信号情報を格納する関係信号情報格納部を有し、
前記解析装置は、前記収録項目に格納された計測項目に関係する前記制御対象機器の前記関係信号を前記関係信号情報格納部から読出した前記関係信号情報から取得する
請求項2に記載のデータ解析システム。
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