專利名稱：過程信號的提取系統(tǒng)以及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在設備(plant)產(chǎn)生了狀態(tài)變化的情況下，采用各種信息有效地提取因該狀態(tài)變化而引起的過程(process)信號的方法以及裝置。
背景技術：
在以火力和原子力為代表的發(fā)電設備、以醫(yī)藥品/食品/化學設備為代表的工業(yè)設備中，為了設備的穩(wěn)定運用，會將較多的過程信號作為監(jiān)視對象。作為過程信號的監(jiān)視，具體而言在實施以下這樣的應對策略。首先，為了掌握設備的狀態(tài)，將測量壓力/溫度/流量/水位等的測量器設置在各部，并將所得到的過程信號值顯示給操作員。另外，幾乎在所有的設備中，根據(jù)異?；虿槐?對策、或者根據(jù)維修的觀點來看，會將所得到的過程信號值保存在作為專用計算機的過程控制計算機中。操作員，在設備的狀態(tài)產(chǎn)生了變化的情況下，為了確認相關聯(lián)的過程信號值是否也存在變化，會在監(jiān)視畫面上顯示相應的過程信號的值。另外，如果有必要，則將保存在過程控制計算機中的相應的過程信號的歷史值顯示在監(jiān)視畫面上。另外，通常，設備的運轉控制裝置和監(jiān)視裝置呈一體，使之能夠實時地實施設備狀態(tài)的監(jiān)視和控制。通過以上所述這樣的各種應對策略，現(xiàn)有技術中，當設備狀態(tài)有變化時，操作員將與監(jiān)視裝置關聯(lián)的過程信號的值顯示在監(jiān)視畫面上。在此基礎上，找出設備狀態(tài)變化的原因，或者討論用于修復該變化的應對方案。這時，關于相關聯(lián)的過程信號的候補，根據(jù)操作員所具備的以往的經(jīng)驗和知識來提取。然而，要從許多過程信號中提取正發(fā)生的現(xiàn)象(設備狀態(tài)變化)的原因、和作為用于制定應對方案的關鍵點的相關聯(lián)的過程信號的候補，則要耗費許多勞動和時間。因此，存在如下一種方法預先定義與設備狀態(tài)的變化相應的應對方法、即相關聯(lián)的過程信號的提取和該值的顯示作業(yè)，在所對應的設備狀態(tài)存在變化的情況下，迅速地掌握所希望的過程信號的值。在專利文獻I中，公開了如下方法預先調查與設備異常的狀態(tài)相應的過程的關聯(lián)性，將其登記作為知識數(shù)據(jù)庫。在存在設備異常的情況下，通過與該知識數(shù)據(jù)庫進行對照，從而得到所希望的信息。在專利文獻2中，記載了如下方法為了對有異常的對象設備的區(qū)域進行確定，而采用設置在設備中的器械的設計信息。在專利文獻3中，記載了如下方法按每個設置在設備中的器械，準備登記了相關聯(lián)的過程信號的表格，在檢測到設備的異常時，根據(jù)過程信號基于表格來確定對象器械，并對所確定的器械的體系圖進行畫面顯示。另外，針對按照體系圖的連接順序來顯示設備的狀態(tài)數(shù)據(jù)的方法也進行了記載。先行技術文獻專利文獻專利文獻I JP特開平2-224001號公報
專利文獻2 JP特開2005-215833號公報專利文獻3 JP特開2002-56825號公報

發(fā)明內容
發(fā)明要解決的課題在檢測到設備狀態(tài)的變化或異常時，為了提取相關聯(lián)的過程信號，存在僅憑操作員所具備的經(jīng)驗和知識無法迅速地應對所有狀態(tài)的情況。另外，在事先準備針對設備狀態(tài)的變化和異常的應對方案的方法中，難以網(wǎng)羅調查所有設備狀態(tài)，另外，對于未知的狀態(tài)變化和異常也無法應對。在專利文獻I所記載的方法中，由于需要事先調查與設備的異常狀態(tài)相應的過程的關聯(lián)性，并將其作為知識數(shù)據(jù)庫進行登記，因此關于預先登記的設備異常以外的異常，是無法應對的。在專利文獻2所記載的方法中，雖然能夠確定設備異常對應的對象器械和該器械的設置區(qū)域，但尚不能確定過程信號。在專利文獻3記載的方法中，按每個設置在設備中的器械，準備登記了相關聯(lián)的過程信號的表格，并顯示對象器械的體系圖，但尚不能提取所附帶的過程信號。本發(fā)明的目的在于，提供一種還能夠應對上述課題即以往知識的設定和未知設備狀態(tài)的變化和異常的設備信號的提取系統(tǒng)以及方法。用于解決課題的技術手段 在本發(fā)明的過程信號提取系統(tǒng)中，包括監(jiān)視控制裝置，其根據(jù)對監(jiān)視對象賦予操作信號時所得到的測量信號的值來進行監(jiān)視控制；過程控制計算機，其對從監(jiān)視對象得到的測量信號進行存儲；異常/預兆診斷裝置，其根據(jù)操作信號以及測量信號的值，對異常或預兆進行診斷；數(shù)據(jù)庫，其存儲了監(jiān)視對象的設計信息；過程信號提取裝置，其具有針對從異常/預兆診斷裝置得到的診斷結果來提取相關聯(lián)的過程信號的功能；以及監(jiān)視器，其顯示各種信息，數(shù)據(jù)庫包含第一設計信息，其是將來自監(jiān)視對象的測量信號與該測量信號的檢測器的安裝位置關聯(lián)起來進行存儲的信息；和第二設計信息，其是針對構成監(jiān)視對象的配管或器械，將其與其上游的配管或器械關聯(lián)起來進行存儲的信息；過程信號提取裝置，針對上述異常/預兆診斷裝置診斷出異常/預兆的上述測量信號，參照數(shù)據(jù)庫的信息，能夠將與上述檢測器的安裝位置相鄰的上游側的配管或器械、與來自設置在該上游側的配管或器械中的檢測器的測量信號建立關聯(lián)，并顯示在監(jiān)視器中。另外，優(yōu)選，過程信號提取裝置，針對與診斷出異常/預兆的測量信號的檢測器的安裝位置相鄰的上游側，追蹤至到達器械為止，能夠將這之間的上游側的配管、與來自設置在該上游側的配管中的檢測器的測量信號建立關聯(lián)。另外，優(yōu)選，過程信號提取裝置，針對至到達上游側器械為止的期間所得到的測量信號，將加權評價后的結果顯示在監(jiān)視器中另外，優(yōu)選，過程信號提取裝置，在針對至到達上游側器械為止的期間所得到的測量信號進行加權評價時，根據(jù)是相鄰的上游側的第幾個配管來對加權進行變更。另外，優(yōu)選，過程信號提取裝置，在針對至到達上游側器械為止的期間所得到的測量信號進行加權評價時，根據(jù)測量信號的測量類別相同和不同的情況，對加權進行變更。另外，優(yōu)選，過程信號提取裝置，在針對至到達上游側器械為止的期間所得到的測量信號進行加權評價時，根據(jù)配管分支的有無來對加權進行變更。本發(fā)明的設備的過程信號的提取方法中，提取設備的過程信號的單元，具有第一設計信息，其是將來自設備的測量信號與該測量信號的檢測器的安裝位置關聯(lián)起來進行存儲的信息；和第二設計信息，其是針對構成設備的配管或器械，將其與其上游、下游的配管或器械關聯(lián)起來進行存儲的信息；在針對測量信號診斷出異常/預兆時，參照第一設計信息和第二設計信息，能夠將與上述檢測器的安裝位置相鄰的上游側的配管或器械、與來自設置在該上游側的配管或器械中的檢測器的測量信號建立關聯(lián)。另外，優(yōu)選，提取設備的過程信號的單元，針對與診斷出異常/預兆的測量信號的檢測器的安裝位置相鄰的上游側，追蹤至到達器械為止，能夠將這之間的上游側的配管、與來自設置在該上游側的配管中的檢測器的測量信號建立關聯(lián)。 另外，優(yōu)選，提取設備的過程信號的單元，針對至到達上游側器械為止的期間所得到的測量信號，顯示加權評價后的結果。另外，優(yōu)選，提取設備的過程信號的單元，在針對至到達上游側器械為止的期間所得到的測量信號進行加權評價時，根據(jù)是相鄰的上游側的第幾個配管，來對加權進行變更。另外，優(yōu)選，提取設備的過程信號的單元，在針對至到達上游側器械為止的期間所得到的測量信號進行加權評價時，根據(jù)測量信號的測量類別相同和不同的情況，對加權進行變更。另外，優(yōu)選，提取設備的過程信號的單元，在針對至到達上游側器械為止的期間所得到的測量信號進行加權評價時，根據(jù)配管分支的有無來對加權進行變更。本發(fā)明的設備的過程信號的提取方法中，提取設備的過程信號的單元，具有第一設計信息，其是將來自設備的測量信號和該測量信號的檢測器的安裝位置關聯(lián)起來進行存儲的信息；和第二設計信息，其是針對構成設備的配管或器械，將其與其上游、下游的配管或器械關聯(lián)起來進行存儲的信息；在針對測量信號診斷出異常/預兆時，根據(jù)第一設計信息求出診斷出異常/預兆的上述測量信號的檢測器的安裝位置，針對該安裝位置的配管或器械，參照第二設計信息，獲得相鄰的上游側的配管或器械的信息，根據(jù)第一設計信息求出來自安裝在所獲得的上游側的配管或器械中的檢測器的測量信號，能夠將上游側的配管或器械、與其所在位置的測量信號建立關聯(lián)。另外，優(yōu)選，提取設備的過程信號的單元，針對能夠建立關聯(lián)的上游側的配管或器械、和其所在位置的測量信號，追蹤至到達上游側的器械為止，得到對測量信號進行了加權的信息。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的設備信號的提取方法以及裝置，能夠將應監(jiān)視或者確認的過程信號盡早地提示給操作員或者維修員，有利于發(fā)電設備或工業(yè)設備的穩(wěn)定運用。


圖I是表示將本發(fā)明涉及的設備信號的提取方法以及裝置應用于對象之一的發(fā)電設備100的例子的圖。
圖2是說明火力發(fā)電設備的圖。圖3a是表示火力發(fā)電所的器械和配管系統(tǒng)的典型的一例的圖。圖3b是表示火力發(fā)電所的器械和配管系統(tǒng)的典型的一例的圖。
圖4是說明在過程控制計算機300中保存的信息的形態(tài)圖。圖5是表示作為在設計信息數(shù)據(jù)庫500中存儲的第I個設計信息的、“配管的連接信息”的圖。圖6是表示作為在設計信息數(shù)據(jù)庫500中存儲的第2個設計信息的、“配管的樣式”的圖。圖7是表示作為在設計信息數(shù)據(jù)庫500中存儲的第3個設計信息的、“器械列表”的圖。圖8是表示作為在設計信息數(shù)據(jù)庫500中存儲的第4個設計信息的、“測量點列表”的圖。圖9是表示根據(jù)輸入信息提取相關的過程信號的算法的流程圖。圖IOa是歸納了根據(jù)圖3a的事例所求出的器械編號或者管路編號、與PID編號之間的關系的圖。圖IOb是歸納了根據(jù)圖3b的事例所求出的器械編號或者管路編號、與PID編號之間的關系的圖。圖Ila是在圖IOa的事例中歸納了求出關聯(lián)度R的各過程中的計算結果的圖。圖Ilb是在圖IOb的事例中歸納了求出關聯(lián)度R的各過程中的計算結果的圖。圖12是在圖像顯示裝置中顯示的初始畫面。圖13是在圖像顯示裝置中顯示的提取條件設定畫面。圖14是在圖像顯示裝置中顯示的顯示信息設定畫面。圖15是在圖像顯示裝置中顯示的過程信號的趨勢圖。
具體實施例方式以下，針對本發(fā)明的設備信號的提取方法以及裝置，參照附圖進行說明。實施例圖I是表示將本發(fā)明涉及的設備信號的提取方法以及裝置應用于作為對象之一的發(fā)電設備100的例子的圖。在發(fā)電設備100中，為了掌握設備的狀態(tài)，因而設置較多的測量器。由各測量器所測量的過程信號10的值，采用專用線或者共用的發(fā)送用管路，被傳送給監(jiān)視控制裝置200以及對測量值進行保存的過程控制計算機300。其中，在監(jiān)視控制裝置200中，根據(jù)過程信號10的值，輸出用于將設備運轉保持在所希望的狀態(tài)的控制信號20。所輸出的控制信號20，被輸入到發(fā)電設備100，并且還被輸入到異常/預兆診斷裝置400。另外，為了將設備的控制有關的信號值提示給用戶，因而還將其輸入到支援工具910。另外，在過程控制計算機300中，對從發(fā)電設備100得到的過程信號10的值進行儲存。所儲存的過程信號10，根據(jù)其用途被作為過程信號30輸出到異常/預兆診斷裝置400以及支援工具910。關于保存形式，后面詳細說明。在異常/預兆診斷裝置400中，根據(jù)所輸入的控制信號20和過程信號30的變化和傾向等，對設備的異?；蛘咂淝罢走M行檢測。在此，關于對設備的異?；蛘咂淝罢走M行檢測的方法，有以下所述的各種方法，在本發(fā)明中能夠采用其中任意的方法。關于用于檢測的方法，也有些情況下，根據(jù)判定與前次值之間的差值是否超出其范圍，而采用基于平均或者標準偏差、相關系數(shù)、主成分分析等的統(tǒng)計解析。也有如下方法采用物理模型或統(tǒng)計模型，通過預測過程值的變化從而檢測異?；蝾A兆，推測正常的過程值，基于與該推定值之間的差值，檢測異常或預兆。另外，還有如下方法先將設備的正常運轉狀態(tài)分類為多個類別(category)，根據(jù)從該類別偏離的狀態(tài)和被分類為新的類別的狀態(tài)來檢測異?；蛘哳A兆。異常/預兆診斷裝置400，可以采用上述某種方法，但在檢測到異常或者預兆的情況下，提取一個或者多個參與該現(xiàn)象的過程信號，并作為診斷結果40輸出到支援工具910。 作為對支援工具910提供的診斷結果40，在存在多個確定的過程信號的信息或確定的過程信號的情況下，也有些情況下還添加其中的權重或影響度這樣的信息。在此，所謂過程信號的信息，是指過程信號中固有地附帶的編號和信號名稱。另外，權重或影響度的信息的有無，根據(jù)由異常/預兆診斷裝置400實現(xiàn)的診斷手法而不同。作為診斷結果40，存在僅過程信號的確定化的信息的情況、和還包含針對所確定的過程信號表示對所檢測的異?；蝾A兆賦予的影響的權重或者影響度的信息。在以下說明中，任何一種情況都包含在診斷結果40中，關于根據(jù)其差異而產(chǎn)生的實現(xiàn)方法的不同，每次進行說明。在設計信息數(shù)據(jù)庫500中，保存與發(fā)電設備100的設備有關的設計信息。作為設計信息的一例，尤其針對配管儀器圖表進行說明，該配管儀器圖表中記載了構成發(fā)電設備100的器械、和連接這些器械的配管、以及為了提取設備信號10而設置的測量器的位置信息。該配管儀器圖表，一般是采用專用的C A D來制圖，并將圖樣作為CA D數(shù)據(jù)進行保存。另外，對C A D數(shù)據(jù)，賦予用于對所記載的器械或配管的規(guī)格明細或各部位進行確定的識別編號(以下稱作ID編號)作為屬性。因此，若指定器械或配管的編號，則能夠提取在圖樣上處于哪個位置、或者對象物所具備的規(guī)格明細、例如配管的口徑或壁厚等。進而，針對配管，還能夠掌握與其兩端之間的連接信息。在設計信息數(shù)據(jù)庫中保存的各種設計信息50，根據(jù)需要而被輸出至過程信號提取裝置600或維修工具910。另外，關于在設計信息數(shù)據(jù)庫500中記錄的設計信息的詳細情況，后面參照圖5、6、7、8詳細進行說明。過程信號提取裝置600，由外部輸入接口 610、信號提取部620、外部輸出接口 630構成。在過程信號提取裝置600中，經(jīng)由維修工具910，得到用于提取過程信號所需要的輸入信號60。外部輸入接口 610，取入經(jīng)由維修工具910而得到的輸入信號60和來自設計信息數(shù)據(jù)庫500的設計信息50，并作為信號提取用信息61傳送給信號提取部620。在信號提取部620中，根據(jù)所輸入的信號提取用信息61，提取與由異常/預兆診斷裝置400所確定的過程信號相關的其他過程信號的候補。提取結果62被輸出到外部輸出接口 630。關于根據(jù)信號提取用信息61求出提取結果62的算法，后面采用圖9的流程圖詳細進行說明。在外部輸出接口 630中，將從信號提取部620得到的提取結果62作為輸出結果63輸出到支援工具910。將以上所述這樣的設備作為背景裝置，與發(fā)電設備100有關的用戶，通過采用由鍵盤901和鼠標902構成的輸入裝置900、以及與圖像顯示裝置950連接的支援工具910，從而能夠看到與發(fā)電設備100有關的各種信息。另外，與發(fā)電設備100有關的用戶，能夠訪問來自監(jiān)視控制裝置200的控制信號20、來自過程控制計算機300的過程信號30、來自異常/預兆診斷裝置400的診斷結果40、來自設計信息數(shù)據(jù)庫500的設計信息50、以及來自過程信號提取裝置600的輸出結果63的信息。支援工具910，由外部輸入接口 920、數(shù)據(jù)收發(fā)處理部930、以及外部輸出接口 940構成。其中，外部輸入接口 920，將與發(fā)電設備100有關的用戶采用輸入裝置900所生成的輸入信號91作為信號92取入支援工具910內的數(shù)據(jù)收發(fā)處理部930。另外，外部輸入接口 920，針對來自監(jiān)視控制裝置200的控制信號20、來自過程控制計算機300的過程信號30、來自異常/預兆診斷裝置400的診斷結果40、來自設計信息數(shù)據(jù)庫500的設計信息50、以及來自過程信號提取裝置600的輸出結果63，也同樣地作為信號92取入支援工具910內的數(shù)據(jù)收發(fā)處理部930。在數(shù)據(jù)收發(fā)處理部930中，根據(jù)來自用戶的輸入信號91的信息，對輸入信號92進行處理，并作為輸出信號93發(fā)送到外部輸出接口 940。輸出信號94被顯示在圖像顯示裝置950。以下，以將本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置應用于火力發(fā)電設備的情況為例，針對在數(shù)據(jù)庫中保存的信息、以及信號處理功能具體進行說明。
圖2是說明火力發(fā)電設備的圖。首先，針對火力發(fā)電設備中的發(fā)電的機制進行說明。在以煤炭為燃料的情況下，通過儲藏煤炭的煤倉111經(jīng)由送炭器112向碾磨機110供給煤炭。在碾磨機110中，通過內部磙子將煤炭細細粉碎成微粉炭狀。該微粉炭和煤炭輸送用的I次空氣、以及燃燒調整用的2次空氣經(jīng)由燃燒器102被提供給鍋爐101。微粉炭和I次空氣被從配管134導出，2次空氣被從配管141導出。另外，將二次燃燒用的補充空氣(after air)經(jīng)由補充空氣口 103送入鍋爐101。該補充空氣被從配管142導出。通過煤炭燃燒而產(chǎn)生的高溫氣體，沿著鍋爐101的路徑而流動之后，通過空氣加熱器104。之后，在進行排氣處理之后，經(jīng)由煙筒向大氣釋放。在鍋爐101中循環(huán)的供水，經(jīng)由供水泵105被導向鍋爐101，在熱交換器106中因氣體而過熱，成為高溫高壓的蒸汽。另外，在本實施方式中，雖然熱交換器的個數(shù)為一個，但也可以配置多個熱交換器。通過熱交換器106后的高溫高壓的蒸汽，經(jīng)由渦輪調節(jié)器107被導向蒸汽渦輪108。通過蒸汽所具備的能量來驅動蒸汽渦輪108，通過發(fā)電機109進行發(fā)電。蒸汽渦輪108的排氣通過凝結器113而冷卻，并再次發(fā)送給供水泵105。途中，利用來自渦輪的抽氣，配置對供水進行加熱的裝置以使熱效率提高。在火力發(fā)電設備中配置各種測量器，從該測量器獲取的信息，作為測量信息I被傳送給數(shù)據(jù)處理裝置200。例如，圖2中圖示了流量測量器150、溫度測量器151、壓力測量器152、發(fā)電輸出測量器153、以及濃度測量器154。在流量測量器150中，對從供水泵105向鍋爐101供給的供水的流量進行測量。另外，溫度測量器151、壓力測量器152，對向蒸汽渦輪108供給的蒸汽的溫度、壓力進行測量。在發(fā)電機109中發(fā)電的電力量，由發(fā)電輸出測量器153進行測量。與正在通過鍋爐101的氣體中所含的成分(CO、N O X等)的濃度有關的信息，能夠由濃度測量器154進行測量。另外，一般而言，除了圖2所圖示的測量器之外，還將許多測量器配置在火力發(fā)電設備中，但圖2中省略了圖示。接著，針對從燃燒器102投放的I次空氣、以及2次空氣、從補充空氣口 103投放的補充空氣的路徑進行說明。I次空氣被從風扇120向配管130導出，在途中分支為通過空氣加熱器104的配管132和不通過空氣加熱器104的配管131，并再次通過配管133而匯合，并被導向碾磨機110。通過空氣加熱器104的空氣，因氣體而過熱。采用該I次空氣，將在碾磨機110中生成的微粉炭輸送給燃燒器102。2次空氣、以及補充空氣被從風扇121導向配管140，因空氣加熱器104而被過熱之后，被分支為2次空氣用的配管141、和補充空氣用的配管142，并分別被導向燃燒器102和補充空氣口 103。、圖3是對以上這樣的火力發(fā)電所的器械或配管系統(tǒng)的典型一例進行例示的圖，本發(fā)明的以下說明是以該器械、配管系統(tǒng)為例進行說明的。并且，在圖3a的例中，在器械KOOl的上游側存在配管AOO1-001，進而在其上游側存在配管AOO1-002，在其進一步上游側具備作為器械的一種的T分支TOOI。另外，在器械KOOI、配管AOO1-001、配管AOO1-002中，分別設置溫度檢測器T001、T011、T()12。進而，對于從各溫度檢測器取入過程控制計算機300或監(jiān)視控制裝置200的過程信號，作為過程ID編號，被賦予PID024、PID023、PID022。在圖3b的例子中，在器械KOll的上游側配管B003-001中設置壓力檢測器P001，另外，在其配管B003-001的上游側存在配管B003-002，在其進一步的上游側具備作為器械的一種的異徑管(reducer) R023。另外,在配管B003-001中設置壓力檢測器P001,賦予PID003作為其過程ID編號。以下，針對在圖I的過程控制計算機300中保存的過程信號10的信息、在設計信息數(shù)據(jù)庫500中保存的配管的連接信息、以及存在于過程信號提取裝置600中的信號提取部620的運算功能，以圖3的發(fā)電設備的器械、配管系統(tǒng)為例進行說明。首先，針對在過程控制計算機300中保存的信息進行說明。圖4是分別說明在過程控制計算機300中保存的信息的形態(tài)的圖。如圖4所示，由發(fā)電設備100所測量的信息按每個測量器被記載在橫欄，并與縱欄的各測量時刻一起被保存。例如，由圖2中的流量測量器150、溫度測量器151、壓力測量器152、發(fā)電輸出測量器153、濃度測量器154所測量的流量值F、溫度值T、壓力值P、發(fā)電輸出值E、排氣中所含的N O X濃度D，與時間的經(jīng)過信息一起被保存。另外，在圖4中，縱軸的時間軸，以I秒的周期保存數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)收集的取樣周期可任意設定。對各測量值分配PID編號(過程ID編號)這樣的固有編號，以能夠容易活用在過程控制計算機300中保存的數(shù)據(jù)。根據(jù)PID編號，將其作為確定過程信號，或者搜索所希望的過程信號時的關鍵字而采用。在圖示的例中，之前的流量值F、溫度值T、壓力值P、發(fā)電輸出值 E、N O X 濃度 D 的 PID 編號被定義為 PID150、PID151、PID152、PID153、PID154。接著，針對在設計信息數(shù)據(jù)庫500中保存的設計信息，采用圖5、6、7、8進行說明。首先，圖5是示出作為第一個設計信息的、“配管的連接信息”的圖。在圖5中，將配管與各自的管路編號、配管名稱、連接方建立關聯(lián)地進行存儲。關于連接方，將配管兩端的連接方按照在配管內流動的流體的上游側以FROM表示，下流側以TO表示的方式，保存各自的信息。例如，在圖5中第I行的管路編號A001-001中，上游側的連接方為A001-002，下流側的連接方為KOOl。第2行的管路編號A001-002中，上游側的連接方為T001，下流側的連接方為A001-001。該連接關系在圖3a中示出，可知從上游側依次為 TOO I, AOO1-002, AOO1-00 K KOOI 另外，在圖5的第3行的管路編號B003-001中，上游側的連接方為B003-002，下流側的連接方為K011。第4行的管路編號B003-002中，上游側的連接方為R023，下流側的連接方為B003-001。該連接關系在圖3b中示出，可知從上游側依次為R023、B003-002、B003-001、K011。另外，在圖5中，KOOl或KOll是在設備中安設的各種器械，TOOl是在對器械或者
配管進行分支時連接的T分支，R023是在連接口徑不同的配管時使用的異徑管。關于這些器械所相關的信息，采用圖7后述。作為在設計信息數(shù)據(jù)庫500中保存的第2個設計信息，圖6中示出“配管的樣式”。所謂配管的樣式，是指配管的ID編號、名稱、類別、口徑、壁厚、保溫材料厚度或與其他器械或配管之間的間隙(clearance)等信息，這些信息被記載作為設計信息數(shù)據(jù)庫500的連接信息。在圖6的例中，配管的ID編號為管路編號A001-001，名稱為配管A1-1，類別為001，口徑為500，壁厚為50，保溫材料厚度為50，間隙為50。另外，進而還包含由用戶指定的始點和終點的坐標，但在此不進行表述。作為在設計信息數(shù)據(jù)庫500中保存的第3個設計信息，圖7中示出器械或者T分支或異徑管等、表示與配管連接的各種器械的信息的樣式的“器械列表”。該信息，在前面的圖5中是關于在配管兩端的連接方的上游側(FROM)、下流側(TO) —欄記載的器械(K001、KOlU TOOK R023)的信息，除了器械編號、器械名稱外，還有尺寸信息等。在圖7的例中，器械編號KOOl是指器械名稱為器械001，器械編號TOOl是指T分支T001，器械編號ROOl是指器械名稱為異徑管001。另外，關于尺寸信息，根據(jù)對象器械而定義的數(shù)目不同。另外，關于器械編號，例如通過對與類別相應的頭字符進行定義，從而確保檢索時的効率化以及用戶的視覺辨認性的容易度。作為在設計信息數(shù)據(jù)庫500中保存的第4個設計信息，圖8中示出表示了與配管或器械連接的測量器的信息的“測量點列表”。在測量點列表中，存在用于確定測量器的測量點編號、與測量點編號對應的測量點名稱、對測量對象的過程信號分配的PID編號(過程ID編號)、表示測量對象的被測量物的類別的測量流體、以及記載用于確定被安裝的對象物的器械編號或者管路編號的安裝位置。其中，關于測量點編號，一般是按所測量的不同種類分配開頭字符。圖8中，作為所測量的種類，測量壓力的測量點使用“P”，測量溫度的測量點使用“T”，測量流量的測量點使用“F”。在圖8中雖然例示，但除此之外，還存在測量水準(level)的測量點“L”等。根據(jù)這些規(guī)則，可知圖8的測量點列表的測量點編號POOl是被安裝在配管B003-001中、測量對象流體為水、PID編號為PID003、測量點名稱為壓力001的壓力檢測器。同樣地測量點編號TOOl是被安裝在器械KOOl中、測量對象流體為空氣、PID編號為PID024、測量點名稱為溫度001的溫度檢測器。并且，能夠理解到，測量點編號H)01是被安裝在配管B006-002中、測量對象流體為水，PID編號為PID054，測量點名稱為流量001的流量檢測器。另外，還可知，測量點編號TOll是被安裝在配管A001-001中、測量對象流體為空氣，PID編號為PID023，測量點名稱為溫度Oll的溫度檢測器，測量點編號T012是被安裝在配管A001-002中、測量對象流體為空氣、PID編號為PID022、測量點名稱為溫度012的溫度檢測器。在前面的圖3a、圖3b中，除了配管或器械的連接狀態(tài)以外，還將這些測量點列表的信息一起顯示。即，圖3a中，分別在器械KOOl的安裝位置顯示測量點編號TOOUPID編號PID024的溫度檢測器，在配管AOOl-OOl的安裝位置顯示測量點編號TOl 1、PID編號PID023的溫度檢測器，在配管A001-002的安裝位置顯示測量點編號T012、PID編號PID022的溫度檢測器。另外，圖3b中，在配管B003-001的安裝位置顯示測量點編號P01UPID編號PID003的壓力檢測器。接著，針對處于過程信號提取裝置600中的信號提取部620的運算功能的動作進行說明。 在信號提取部620中，根據(jù)來自外部輸入接口 610的信號提取用信息61，提取與由異常/預兆診斷裝置400所提取的診斷結果40中所包含的信號關聯(lián)的其他信號。信號提取用信號61中，包含經(jīng)由維修工具910的診斷結果40、和來自設計信息數(shù)據(jù)庫500的設計信息50。根據(jù)這些輸入信息，提取相關的過程信號的算法的流程圖在圖9中示出。圖9中，首先，在步驟S801中，參照異常/預兆診斷裝置400中的診斷結果40。診斷結果40，基本上沿襲在過程控制計算機300中取入的信號30的形式(圖4)，因此，在此，包含每個測量點的固有編號即測量信號的PID編號。之后，在步驟S801中，從在設計信息數(shù)據(jù)庫500中存儲的圖5、6、7、8的信息中，首先參照圖8的測量點列表，根據(jù)與PID編號對應的測量點編號得到測量的類別，根據(jù)測量對象得到被測量物的類別，根據(jù)安裝位置得到安裝器械的信息。另外，在以下說明中，為了容易理解本發(fā)明，將結合圖3a、圖3b的設備構成進行說明。然后，在圖8的步驟S801中，檢測到異常的過程信號在圖3a的事例中為PID編號PID024，在圖3b的事例中為PID編號PID003。在步驟S802中，判斷安裝位置的類別是配管還是其他。這作為例如步驟S801的圖8的測量點列表的PID編號的參照結果，在圖3a的事例中，根據(jù)安裝位置的信息KOOl能夠判斷安裝位置為器械，在圖3b的事例中，根據(jù)安裝位置的B003-001信息能夠判斷安裝位置為配管。因此，作為例如安裝器械編號的命名規(guī)則，配管為“A”和“B”，器械為“K” “T” “R”等，能夠以器械編號的開頭字符簡單判斷是否為配管。接著，在配管的情況下，進入步驟S803，在不是配管的情況下，進入步驟S807。因此，在圖3a的事例中，進入步驟S807，在圖3b的事例中，進入步驟S803。在進入步驟S803的狀況下，檢測出異常的測量器被設置在配管中，但這種情況下，完成了從步驟S803至步驟S806為止的一連串處理，其結果是，查找到上游側的器械。因此，首先在步驟S803中，由圖5的配管列表獲取安裝對象前后的連接信息。具體而言，作為與由步驟S801獲取的圖8的PID編號PID003關聯(lián)的信息，著眼于安裝位置B003-001，從圖5的配管列表的管路編號一欄找出該信息。其結果時，在第N行的管路編號的位置，得到所求出的信息B003-001。在步驟S804中，根據(jù)管路編號對與上游側連接的配管進行檢索。具體而言，獲取由前步驟S803所檢索出的管路編號B003-001所在行(N)的FROM項的器械編號B003-002。即，獲取上游側的器械編號的信息。在步驟S805中，根據(jù)圖5的配管列表將連接關系追蹤到上游側。即，對具有由前步驟S804所檢索出的上游側的器械編號B003-002的管路編號一欄進行檢索，在N+1行的管路編號一欄檢測B003-002。在步驟S806中，判斷處于步驟S805檢測出的行(在管路編號一欄存儲了B003-002的N+1行)的FROM的器械編號是否為管路編號，如果是管路編號，則返回至步驟S805，實施追蹤調查直至管路編號以外為止、即直至得到器械為止。如果是管路編號以外，則根據(jù)器械編號的開頭字符獲取連接器械的類別，進入步驟S809。在該事例中，作為處于N+1行的管路編號B003-002 —欄的FROM的器械編號,得到作為器械的一種的異徑管R023,因此進入步驟S809。這種情況下，獲取異徑管的信息作為連接器械的類別，并存儲。接著，針對步驟S802的判斷結果為器械的圖3a的事例進行說明。在此，當判斷結 果為器械時，執(zhí)行步驟S807、S808、S805、S806的處理，但完成這一連串的處理的結果是，與前述的步驟S803側的處理同樣地，執(zhí)行找到上游側的器械的處理。在步驟S807中，根據(jù)在前步驟S801所得到的器械編號，獲取由器械列表所連接的類別，進入步驟S808。另外，作為步驟S802中的判斷結果所得到的器械，在該事例中為KOO I。在步驟S808中，根據(jù)器械編號K001，檢索與上游側連接的管路編號。S卩，檢索在圖5的配管列表的TO —欄存儲器械編號KOOl的行,在第一行得到有關的信息,并參照管路編號一欄的記載。這種情況下，在管路編號一欄得到A001-001。在此基礎上，在有檢索結果的情況下，進入步驟S805，在沒有檢索結果的情況下，進入步驟S809。進入步驟S805的情況下的處理，與前述相同。獲取處于記載圖5的管路編號A001-001的第I行的FROM項的器械編號AOO1-002。在步驟S806中，由于AOO1-002是配管，因此再次返回到步驟S805，到達將AOO1-002記載在TO —欄的第2行。在第2行的FROM項得到器械編號T001，在步驟S806的處理中，轉移至步驟S809。在步驟S809中，在診斷結果40所含的信號(異常檢測信號)存在多個的情況下，針對所有的信號，判定是否執(zhí)行了至此為止的處理。對于所有的信號，如果提取處理未完成，則返回至步驟S801，對于未執(zhí)行提取處理的信號，進入步驟S802。在對所有的信號都完成了提取處理的情況下，進入步驟S810。本事例的情況下，關于圖3a的事例和圖3b的事例的討論已完成，進入步驟S810。在步驟S810中，根據(jù)在到此為止的步驟中所提取出的連接關系，將相關的過程信號列表化。按照根據(jù)連接關系提取出的器械編號或者管路編號的順序進行排列，將測量點列表的安裝位置作為關鍵字，提取其PID編號。圖IOa和圖10b，是將根據(jù)圖3a的事例、和圖3b的事例所求出的器械編號或者管路編號、與PID編號的關系進行了歸納的列表。另外，該列表，也可以說是參照圖5和圖8求出的。即，就圖3a的事例而言，在處理圖9的流程圖的過程中，首先，以作為PID編號的PID024的異常檢測為契機，在步驟S801中提取器械編號K001。另外，在執(zhí)行步驟S807、S808.S804.S805的一連串處理的過程中，依次調出管路編號A001-001、A001_002進而器械編號TOOl。圖10a，按該順序構成左側欄，進而從圖8的安裝位置起逐次參照PID編號，進行調出并記載和建立在右側欄。這在圖3b的事例中也能夠同樣實施。
在步驟S811中，根據(jù)至此為止的信息，計算提取信號的關聯(lián)度R。關聯(lián)度R，最終是由下述式(4)所求出的，但之前會執(zhí)行式(I)至(3)。最初，根據(jù)所提取的順序分配權重。具體而言，計算式⑴這樣的權重α。[式I]
權利要求
1.一種過程信號提取系統(tǒng)，包括監(jiān)視控制裝置，其根據(jù)對監(jiān)視對象賦予操作信號時所得到的測量信號的值來進行監(jiān)視控制；過程控制計算機，其對從上述監(jiān)視對象得到的測量信號進行存儲；異常/預兆診斷裝置，其根據(jù)上述操作信號以及測量信號的值，對異?；蝾A兆進行診斷；數(shù)據(jù)庫，其存儲了上述監(jiān)視對象的設計信息；過程信號提取裝置，其具有針對從上述異常/預兆診斷裝置得到的診斷結果來提取相關聯(lián)的過程信號的功能；以及監(jiān)視器，其顯示各種信息， 上述過程信號提取系統(tǒng)的特征在于， 上述數(shù)據(jù)庫包含第一設計信息，其是將來自上述監(jiān)視對象的測量信號與該測量信號的檢測器的安裝位置關聯(lián)起來進行存儲的信息；和第二設計信息，其是針對構成上述監(jiān)視對象的配管或器械，將其與其上游的配管或器械關聯(lián)起來進行存儲的信息， 上述過程信號提取裝置，針對上述異常/預兆診斷裝置診斷出異常/預兆的上述測量信號，參照上述數(shù)據(jù)庫的信息，能夠將與上述測量信號的檢測器的安裝位置相鄰的上游側的配管或器械、與來自設置在該上游側的配管或器械中的檢測器的測量信號建立關聯(lián)，并顯示在上述監(jiān)視器中。
2.根據(jù)權利要求I所述的過程信號提取系統(tǒng)，其特征在于， 上述過程信號提取裝置，針對與診斷出異常/預兆的測量信號的檢測器的安裝位置相鄰的上游側，追蹤至到達器械為止，能夠將這之間的上游側的配管、與來自設置在該上游側的配管中的檢測器的測量信號建立關聯(lián)。
3.根據(jù)權利要求2所述的過程信號提取系統(tǒng)，其特征在于， 上述過程信號提取裝置，針對至到達上游側器械為止的期間所得到的測量信號，將加權評價后的結果顯示在上述監(jiān)視器中。
4.根據(jù)權利要求3所述的過程信號提取系統(tǒng)，其特征在于， 上述過程信號提取裝置，在針對至到達上游側器械為止的期間所得到的測量信號進行加權評價時，根據(jù)是相鄰的上游側的第幾個配管來對加權進行變更。
5.根據(jù)權利要求3所述的過程信號提取系統(tǒng)，其特征在于， 上述過程信號提取裝置，在針對至到達上游側器械為止的期間所得到的測量信號進行加權評價時，根據(jù)測量信號的測量類別相同和不同的情況，對加權進行變更。
6.根據(jù)權利要求3所述的過程信號提取系統(tǒng)，其特征在于， 上述過程信號提取裝置，在針對至到達上游側器械為止的期間所得到的測量信號進行加權評價時，根據(jù)配管分支的有無來對加權進行變更。
7.一種設備的過程信號提取方法，該設備由多個配管和器械構成，且按照在適當?shù)呐涔芑蚱餍抵性O置測量器來得到測量信號的方式構成， 上述過程信號提取方法的特征在于， 提取設備的過程信號的單元， 具有第一設計信息，其是將來自上述設備的測量信號與該測量信號的檢測器的安裝位置關聯(lián)起來進行存儲的信息；和第二設計信息，其是針對構成上述設備的配管或器械，將其與其上游、下游的配管或器械關聯(lián)起來進行存儲的信息， 在針對上述測量信號診斷出異常/預兆時，參照上述第一設計信息和上述第二設計信息，能夠將與上述測量信號的檢測器的安裝位置相鄰的上游側的配管或器械、與來自設置在該上游側的配管或器械中的檢測器的測量信號建立關聯(lián)。
8.根據(jù)權利要求7所述的過程信號提取方法，其特征在于， 上述提取設備的過程信號的單元， 針對與診斷出異常/預兆的測量信號的檢測器的安裝位置相鄰的上游側，追蹤至到達器械為止，能夠將這之間的上游側的配管、與來自設置在該上游側的配管中的檢測器的測量信號建立關聯(lián)。
9.根據(jù)權利要求7所述的過程信號提取方法，其特征在于， 上述提取設備的過程信號的單元， 針對至到達上述上游側器械為止的期間所得到的測量信號，顯示加權評價后的結果。
10.根據(jù)權利要求7所述的過程信號提取方法，其特征在于， 上述提取設備的過程信號的單元， 在針對至到達上述上游側器械為止的期間所得到的測量信號進行加權評價時，根據(jù)是相鄰的上游側的第幾個配管，來對加權進行變更。
11.根據(jù)權利要求7所述的過程信號提取方法，其特征在于， 上述提取設備的過程信號的單元， 在針對至到達上述上游側器械為止的期間所得到的測量信號進行加權評價時，根據(jù)測量信號的測量類別相同和不同的情況，對加權進行變更。
12.根據(jù)權利要求7所述的過程信號提取方法，其特征在于， 上述提取設備的過程信號的單元， 在針對至到達上述上游側器械為止的期間所得到的測量信號進行加權評價時，根據(jù)配管分支的有無來對加權進行變更。
13.一種設備的過程信號提取方法，該設備由多個配管、和器械構成，并按照在適當?shù)呐涔芑蚱餍抵性O置測量器來得到測量信號的方式構成， 上述過程信號提取方法的特征在于， 提取設備的過程信號的單元， 具有第一設計信息，其是將來自上述設備的測量信號和該測量信號的檢測器的安裝位置關聯(lián)起來進行存儲的信息；和第二設計信息，其是針對構成上述設備的配管或器械，將其與其上游、下游的配管或器械關聯(lián)起來進行存儲的信息， 在針對上述測量信號診斷出異常/預兆時，根據(jù)第一設計信息求出診斷出異常/預兆的上述測量信號的檢測器的安裝位置， 針對該安裝位置的配管或器械，參照第二設計信息，獲得相鄰的上游側的配管或器械的信息， 根據(jù)第一設計信息求出來自安裝在所獲得的上游側的配管或器械中的檢測器的測量信號， 能夠將上游側的配管或器械、與其所在位置的測量信號建立關聯(lián)。
14.根據(jù)權利要求13所述的過程信號提取方法，其特征在于， 上述提取設備的過程信號的單元， 針對能夠建立關聯(lián)的上述上游側的配管或器械、和其所在位置的測量信號，追蹤至到達上游側的器械為止，得到對測量信號進行了加權的信息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種過程信號提取方法，包含第一設計信息，其是將來自設備的測量信號與該測量信號的檢測器的安裝位置關聯(lián)起來進行存儲的信息；和第二設計信息，其是針對構成設備的配管或器械，將其與其上游、下游的配管或器械關聯(lián)起來進行存儲的信息。在針對測量信號診斷出異常/預兆時，根據(jù)第一設計信息求出診斷出異常/預兆的測量信號的檢測器的安裝位置，針對該安裝位置的配管或器械，參照第二設計信息獲得相鄰的上游側的配管或器械的信息，根據(jù)第一設計信息求出來自安裝在所獲得的上游側的配管或器械中的檢測器的測量信號，能夠將上游側的配管或器械、與其所在位置的測量信號建立關聯(lián)。
文檔編號G05B23/02GK102741765SQ20098016250
公開日2012年10月17日 申請日期2009年11月18日 優(yōu)先權日2009年11月18日
發(fā)明者關合孝朗, 楠見尚弘, 江口徹, 深井雅之, 清水悟 申請人:株式會社日立制作所