(57)【要約】【課題】本発明の目的は、プラントの診断などの際、正常な過渡状態のデータを異常と判定する誤検出を低減することが可能なデータ分類方法及び装置を提供することにある。【解決手段】プラントの計測信号を取り込む外部入力インターフェイスと、プラントの状態を判定する信号判定部と、取り込んだ計測信号の値と信号判定部の出力結果とを保存する信号データベースと、信号データベース内の情報を外部装置に出力するための外部出力インターフェイスを備え、信号判定部は、計測信号又は指令信号をもとにプラントが定常状態か過渡状態を判定し、計測信号のサンプリング間隔を切り換える切替部を有するデータ分類装置。【選択図】  図１
2010237892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの計測信号を取り込む外部入力インターフェイスと、
プラントの状態を判定する信号判定部と、
取り込んだ前記計測信号の値と前記信号判定部の出力結果とを保存する信号データベースと、
前記信号データベース内の情報を外部装置に出力するための外部出力インターフェイスを備え、
前記信号判定部は、計測信号又は指令信号をもとにプラントが定常状態か過渡状態を判定し、計測信号のサンプリング間隔を切り換える切替部を有することを特徴とした
データ分類装置。
【請求項２】
請求項１に記載のデータ分類装置において、
前記信号判定部は、前記計測信号から計算される平均値と標準偏差から確率分布をもとめ、前記確率分布の出力値の変動状態をもとにプラントが定常状態か過渡状態を判定することを特徴としたデータ分類装置。
【請求項３】
請求項１に記載のデータ分類装置において、
前記信号判定部は、前記計測信号から計算される平均値と標準偏差から確率分布をもとめ、前記確率分布の出力値の逆数をもとにプラントが定常状態か過渡状態を判定することを特徴としたデータ分類装置。
【請求項４】
請求項１に記載のデータ分類装置において、
前記信号判定部は、前記計測信号から計算される平均値と標準偏差から確率分布をもとめ、前記確率分布の出力値の逆数の対数値を積算し、その積算値の変動状態をもとにプラントが定常状態か過渡状態を判定することを特徴としたデータ分類装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載されたデータ分類装置において、
前記切替部は、プラントの状態が過渡状態のとき、プラントの計測信号のサンプリング間隔を定常状態よりも短くすることを特徴としたデータ分類装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載されたデータ分類装置において、
前記切替部は、プラントの状態が定常状態のとき、プラントの計測信号のサンプリング間隔を過渡状態よりも短くすることを特徴としたデータ分類装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載されたデータ分類装置において、
外部入力機能として、サンプリング間隔、プラントの状態を判定するために必要なパラメータのうち少なくとも一つを入力するためのユーザーインターフェイスを備えることを特徴としたデータ分類装置。
【請求項８】
請求項１〜７に記載されたデータ分類装置において、
前記信号判定部の結果得られるプラントの状態を表示する機能を備えることを特徴としたデータ分類装置。
【請求項９】
データ分類装置が、
プラントの計測信号を取り込み、
取込んだ前記計測信号又は前記プラントへの指令信号をもとにプラントが定常状態か過渡状態を判定し、
前記判定に基づいて前記計測信号のサンプリング間隔を切り換え、
取り込んだ前記計測信号の値と前記信号判定部の出力結果とを信号データベースへ保存し、
前記信号データベース内の情報を外部装置に出力することを特徴としたデータ分類装置によるデータ分類方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のデータ分類方法において、
前記判定は、前記計測信号から計算される平均値と標準偏差から確率分布をもとめ、前記確率分布の出力値の変動状態をもとにプラントが定常状態か過渡状態を判定することを特徴としたデータ分類方法。
【請求項１１】
請求項９に記載のデータ分類方法において、
前記判定は、前記計測信号から計算される平均値と標準偏差から確率分布をもとめ、前記確率分布の出力値の逆数をもとにプラントが定常状態か過渡状態を判定することを特徴としたデータ分類方法。
【請求項１２】
請求項９に記載のデータ分類装置において、
前記判定は、前記計測信号から計算される平均値と標準偏差から確率分布をもとめ、前記確率分布の出力値の逆数の対数値を積算し、その積算値の変動状態をもとにプラントが定常状態か過渡状態を判定することを特徴としたデータ分類方法。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれか１項に記載されたデータ分類方法において、
前記切り換えは、プラントの状態が過渡状態のとき、プラントの計測信号のサンプリング間隔を定常状態よりも短くすることを特徴としたデータ分類方法。
【請求項１４】
請求項９〜１２のいずれか１項に記載されたデータ分類方法において、
前記切り換えは、プラントの状態が定常状態のとき、プラントの計測信号のサンプリング間隔を過渡状態よりも短くすることを特徴としたデータ分類方法。
【請求項１５】
請求項９〜１４のいずれか１項に記載されたデータ分類方法において、
サンプリング間隔，プラントの状態を判定するために必要なパラメータのうち少なくとも一つの入力するためのユーザーインターフェイスからの入力を受信することを特徴としたデータ分類方法。
【請求項１６】
請求項９〜１５に記載されたデータ分類方法において、
前記信号判定部の結果得られるプラントの状態を表示する機能を備えることを特徴としたデータ分類方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電プラントに代表される過渡現象を含んだデータに対するデータ分類方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電用プラントに代表されるように、プラントの運転や状態を把握するため、さまざまなデータが採取されている。このプラントデータは、時系列の形式であり、プラントの規模に応じて、データ量は増加する。これらプラントデータをさまざまなデータ処理にて加工し、プラントの状態が正常か否かを判断する、あるいは、正常から異常に変化する傾向を捕らえるための診断装置がある。プラントの状態は、非常に多岐に渡るため、事前に用意したプラントデータを用いて、クラスタリング手法にて、プラントの状態を幾つかのカテゴリーに分ける方法がある。特に、適応共鳴理論（Adaptive Resonance Theory：ＡＲＴ）と呼ばれる教師付き学習型のデータ分類方法がある。
【０００３】
ＡＲＴは、１９８７年にG.A.CarpenterとS.Grossbergによって提案された学習ネットワークである。特徴として、入力データに応じて、入力空間を複数のカテゴリーに分類するという機能を有している。ＡＲＴには、ＡＲＴ１，ＡＲＴ２，ＦｕｚｚｙＡＲＴなどいくつかの種類が提案されており、プラントデータのようなアナログデータの分類が可能なＡＲＴについては、非特許文献１に記載されている。また、教師付き学習型ＡＲＴネットワークについても、ＡＲＴＭＡＰというアーキテクチャーが提案されており、非特許文献２に記載されている。
【０００４】
教師付き学習型ＡＲＴネットワークは、ＡＲＴ１にて入力データを教師なし学習でカテゴリー化した後、教師カテゴリーとの対応づけをし、入力データと教師カテゴリーの関係を学習する。
【０００５】
また、特許文献１では、多次元データに内在する点同士の距離以外の傾向も適正に反映して多次元データを複数のカテゴリーに分割する手法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３３０９８８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】G.A.Carpenter and S.Grossberg:“ART2:Self-Organization of stable category recognition codes for analog input patterns”, Applied Optics, Vol.26,No.23 (1987).
【非特許文献２】G.A.Carpenter, S.Grossberg and J.H.Reynolds:“ARTMAP：A self-organizing neural network architecture for fast supervised learning and pattern recognition”,International Joint Conference on Neural Networks,1,863-868 (1991).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した非特許文献および特許文献には、データをカテゴリーに分割する手法については記載されているが、いずれの場合も、正常な過渡状態において、適切なカテゴリーを作成することは困難である。
【０００９】
本発明の目的は、プラントの診断などの際、正常な過渡状態のデータを異常と判定する誤検出を低減することが可能なデータ分類方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の課題を解決するため、本発明によるデータ分類方法及び装置は以下の機能で構成される。プラントの計測信号を取り込む外部入力インターフェイスと、プラントの状態を判定する信号判定部と、取り込んだ計測信号の値と信号判定部の出力結果とを保存する信号データベースと、信号データベース内の情報を外部装置に出力するための外部出力インターフェイスを備え、信号判定部は、計測信号又は指令信号をもとにプラントが定常状態か過渡状態を判定し、計測信号のサンプリング間隔を切り換える切替部を有するデータ分類装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるデータ分類方法及び装置では、取得した過渡状態，定常状態のデータを用いてカテゴリー分けを実施すると、プラントの診断などの際、正常な過渡状態のデータを異常と判定する誤検出を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の１実施形態によるデータ分類装置をプラントに適用した場合の構成を示すブロック図である。
【図２】プラント信号の定常状態と過渡状態の一例を示す図である。
【図３】過渡状態ではデータ数が少ないため、適切なカテゴリーが作成されない一例を示した図である。
【図４】本発明の１実施形態によるデータ分類装置の対象となる火力発電プラントの構成を示すシステムブロック図である。
【図５】本発明の１実施形態によるデータ分類装置の対象となる火力発電プラントにおける配管部、及びエアーヒーター部の拡大図である。
【図６】本発明を、プラントの診断装置と組み合わせて用いる一例を示すシステムブロック図である。
【図７】本発明の１実施形態によるデータ分類装置の中の信号データベースに記憶されるデータの態様を示す説明図である。
【図８】本発明の１実施形態によるデータ処理装置の信号判定部に動作するフローチャート図である。
【図９】本発明の１実施形態による画像表示装置に表示される初期画面である。
【図１０】本発明の１実施形態による画像表示装置に表示されるデータ処理条件設定画面である。
【図１１】本発明の１実施形態による画像表示装置に表示される表示情報設定画面である。
【図１２】本発明の１実施形態による画像表示装置に表示される選択した信号のトレンドグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、最良の実施形態によるデータ分類方法及び装置について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本実施形態に係るデータ分類方法及び装置を、プラント１００に適用した例について説明する図である。
【００１５】
プラント１００のデータを処理するシステムは、データ分類装置２００，入力装置９００，保守ツール９１０，画像表示装置９５０とで構成される。
【００１６】
データ処理装置２００は、外部入力インターフェイス２１０を介して、プラント１００からの計測信号１を取り込む。また、データ処理装置２００では、外部出力インターフェイス２４０を介して、保守ツール９１０に出力信号５を送信する。
【００１７】
外部入力インターフェイス２１０で取り込んだ計測信号１は、計測信号２として示すように信号判定部２２０および信号データベース２３０に伝送される。外部入力インターフェイス２１０では、信号判定部２２０から入力される判定信号３の状態に応じて、プラント１００から取り込む計測信号１のサンプリング間隔を可変させる。変化させる値は、予め設定した値を用いるか、あるいは、プラント１００に関わるユーザーが保守ツールで指定した値で決定する。
【００１８】
信号判定部２２０では、計測信号２の状態変化を計算し、定常状態であるか過渡状態であるのかを判断する。定常状態であれば０を、過渡状態であれば１を、判定信号３にて外部入力インターフェイス２１０と信号データベース２３０に伝送する。判定に関する詳細な処理については、後述で詳しく説明する。
【００１９】
信号データベース２３０では、信号判定部２２０から判定信号３と外部入力インターフェイス２１０からの計測信号２を受け取り、それぞれを決められた形式で保存する。その後、外部出力インターフェイス２５０に伝送する。信号データベース２３０に格納するデータの形式については、後ほど詳しく説明する。
【００２０】
プラント１００に関わるユーザーは、キーボード９０１とマウス９０２で構成される入力装置９００、及び画像表示装置９５０に接続されている保守ツール９１０を用いることにより、外部入力インターフェイス２１０にサンプリング間隔の値をセットしたり、データ処理装置２００に備えられている信号ＤＢ２３０に保存されている情報にアクセスすることができる。
【００２１】
保守ツール９１０は、外部入力インターフェイス９２０，データ送受信処理部９３０，外部出力インターフェイス９４０で構成される。
【００２２】
入力装置９００で生成した入力信号３１は、外部入力インターフェイス９２０を介して保守ツール９１０に取り込まれる。データ送受信処理部９３０では、入力信号３２の情報に従って、データ分類装置２００に備えられているデータベース情報１０を取得する。また、同様にデータ分類装置２００にある外部入力インターフェイス２１０のサンプリング間隔の値を参照あるいは設定をする。
【００２３】
データ送受信処理部９３０では、データベース情報１０あるいはサンプリング間隔の値を処理した結果得られる出力信号３３を、外部出力インターフェイス９４０に送信する。出力信号３４は、画像表示装置９５０に表示される。
【００２４】
尚、本実施形態ではデータベースが全てデータ分類装置２００の内部に配置されているが、これらをデータ分類装置２００の外部に配置することもできる。また、本実施形態では出力信号５を生成するための信号処理機能が全てデータ分類装置２００の内部に配置されているが、これらをデータ分類装置２００の外部に配置してもよい。
【００２５】
以下では、本発明のデータ分類装置を火力発電プラントに適用した場合を例にとり、データベースに保存されている情報、及び信号処理機能について説明する。
【００２６】
図４は、火力発電プラントを説明する図である。まず、火力発電プラントにおける発電の仕組みについて説明する。
【００２７】
石炭を燃料とする場合には、石炭を貯蔵しているコールバンカー１１１より給炭器１１２を介してミル１１０に供給される。ミル１１０では内部のローラにより石炭を細かく砕き微粉炭状にする。この微粉炭と石炭搬送用の１次空気、及び燃焼調整用の２次空気がバーナー１０２を介して、ボイラ１０１に供給される。微粉炭と１次空気は配管１３４から、２次空気は配管１４１から導かれる。また、２段燃焼用のアフタエアを、アフタエアポート１０３を介してボイラ１０１に投入する。このアフタエアは、配管１４２から導かれる。
【００２８】
石炭の燃焼により発生した高温のガスは、ボイラ１０１の経路に沿って流れた後、エアーヒーター１０４を通過する。その後、排ガス処理した後、煙突を介して大気に放出される。
【００２９】
ボイラ１０１を循環する給水は、給水ポンプ１０５を介してボイラ１０１に導かれ、熱交換器１０６においてガスにより過熱され、高温高圧の蒸気となる。尚、本実施形態では熱交換器の数を１つとしているが、熱交換器を複数個配置してもよい。
【００３０】
熱交換器１０６を通過した高温高圧の蒸気は、タービンガバナ１０７を介して蒸気タービン１０８に導かれる。蒸気の持つエネルギーによって蒸気タービン１０８を駆動し、発電機１０９で発電する。
【００３１】
蒸気タービン１０８の排気は復水器１１３で冷却され、再び給水ポンプ１０５へと送られる。途中、タービンからの抽気を利用して、給水を加熱する装置を配置し熱効率を向上させる。
【００３２】
火力発電プラントには、様々な計測器が配置されており、この計測器から取得された情報は、計測情報１としてデータ分類装置２００に伝送される。例えば、図４には、流量計測器１５０，温度計測器１５１，圧力計測器１５２，発電出力計測器１５３、及び濃度計測器１５４を図示している。流量計測器１５０では、給水ポンプ１０５からボイラ１０１に供給される給水の流量を計測する。また、温度計測器１５１，圧力計測器１５２は、蒸気タービン１０８に供給される蒸気の温度，圧力を計測する。発電機１０９で発電された電力量は、発電出力計測器１５３で計測する。ボイラ１０１を通過中のガスに含まれている成分（ＣＯ，ＮＯｘなど）の濃度に関する情報は、濃度計測器１５４で計測することができる。尚、一般的には、図４に図示した以外にも、多数の計測器が火力発電プラントに配置されているが、図４では省略している。
【００３３】
次に、バーナー１０２から投入される１次空気、及び２次空気、アフタエアポート１０３から投入されるアフタエアの経路について説明する。
【００３４】
１次空気は、ファン１２０から配管１３０に導かれ、途中でエアーヒーター１０４を通過する配管１３２と通過しない配管１３１に分岐し、再び配管１３３にて合流し、ミル１１０に導かれる。エアーヒーター１０４を通過する空気は、ガスにより過熱される。この１次空気を用いて、ミル１１０において生成する微粉炭をバーナー１０２に搬送する。
【００３５】
２次空気、及びアフタエアは、ファン１２１から配管１４０に導かれ、エアーヒーター１０４で過熱された後、２次空気用の配管１４１と、アフタエア用の配管１４２とに分岐し、それぞれバーナー１０２とアフタエアポート１０３に導かれる。
【００３６】
図５は、１次空気，２次空気、及びアフタエアの通過する配管部、並びにエアーヒーター１０４の拡大図である。
【００３７】
図５に示すように、配管にはエアダンパ１６０，１６１，１６２，１６３が配置されている。エアダンパを操作することにより、配管における空気が通過する面積を変更することできるので、エアダンパの操作によって配管を通過する空気流量を調整できる。
【００３８】
図６に示すように、プラント１００から得られる計測信号１をもとにデータ分類装置２００にて、データ処理された後、得られる出力信号５をプラント診断装置５００に入力する。その診断結果５０１をもとに、プラントの状態を診断し、効率的で安定な運転に役立てる。
【００３９】
次に、信号データベース２３０に保存する情報について説明する。図７は、それぞれ信号データベース２３０に保存されている情報の態様を説明する図である。
【００４０】
図７のように、信号データベース２３０には、プラント１００で計測した情報が、計測器毎に各計測時刻と共に保存される。例えば、図４における流量計測器１５０，温度計測器１５１，圧力計測器１５２にて計測した流量値Ｆ，温度値Ｔ，圧力値Ｐが、時間の情報と共に保存される。また、信号判定部２２０から得られる判定信号３の値を判定欄に、外部入力インターフェイス２１０でプラント１００からの計測信号１を採取するサンプリング間隔の値を間隔欄に、それぞれ格納する。図７では、判定欄が０（定常状態）と１（過渡状態）の場合の例をそれぞれ示している。判定欄の値が０のときは、間隔欄の値が１となっているため、計測信号２を１秒ごとに格納している。判定欄の値が１のときは、間隔欄の値が０.５となっているため、計測信号２を０.５秒ごとに格納している。尚、計測信号データベース２３０に格納されているデータを容易に活用できるよう各計測値にはＰＩＤ番号という固有の番号が割り当てられている。
【００４１】
プラントデータを対象として、ＡＲＴや多次元データをカテゴリーに分類するクラスターに入力すると、プラントの状態に応じて、カテゴリーが生成される。しかしながら、プラントの起動や負荷変化時などに代表される過渡現象では、時間に対する変化幅が大きくなるため、一定周期でデータ収集をした場合、過渡現象時に収集されるデータ数が少なくなる。この結果、カテゴリー分けがうまく機能せず、正常な状態であっても、異常と判断する場合がある。例えば、図２に示すようなデータＡとデータＢの時系列データの場合、過渡状態でのデータ数が、定常状態のデータ数に比べて、非常に少なくなる。従って、図３のように、データをカテゴリーに分けると、データ数が少ないために、正常な過渡状態のデータに対するカテゴリーが全ての正常な過渡状態をカバーすることができない。
【００４２】
また、サンプリング周期を短くすると、プラントデータのデータ量が膨大になるという欠点がある。
【００４３】
次に、信号判定部２２０の動作について説明する。プラント１００から得られる計測信号１を外部入力インターフェイス２１０を介して計測信号２として受け取る。発電プラントでは、負荷やそれに伴う給水流量，燃料流量などを運転状態に応じて変化させる。その際、指令信号がプラントに送られる。この信号がある場合には、過渡状態への移行が予想されるため、本信号の変化を確認する。例えば、負荷を変化させる場合、負荷指令の値が、現状の値から所望の値になるような制御信号が送られる。この値の差分情報などをもとに変化状態を検出する。変化があると、判定信号３に１（過渡状態）をセットして終了する。なお、制御信号を受け取らなくても、ある特定の計測信号について、変化量などのあらかじめ定められた閾値を用いて、定常状態と過渡状態を含むその他の状態とを区別して、過渡状態を判断することは可能である。
【００４４】
信号判定部２２０は、状態判断の結果に基づいて計測信号のサンプリング間隔を切り換える切替部を有する。切替部は、（１）状態判定が、過渡状態の際、過渡状態のサンプリング間隔を短くする例、（２）状態判定が、定常状態の際、定常状態のサンプリング間隔を長くする例、（３）状態判定が、過渡状態の際、過渡状態のサンプリング間隔を長くする例、（４）状態判定が、定常状態の際、定常状態サンプリング間隔を短くする例が挙げられる。（１）（２）の場合、定常状態のデータに比較して一度に多くの過渡状態のデータを取得することが可能となる。（３）（４）の場合、過渡状態のデータに比較して一度に多くの定常状態のデータを取得することが可能となる。
【００４５】
外部出力インターフェイス２４０は、信号データベース２３０に格納されている情報４を出力信号５として保守ツール９１０に伝送する。尚、図６で説明したように、プラント診断装置５００へ出力信号５を伝送することもでき、情報４を出力する外部装置としては、保守ツール９１０，プラント診断装置５００，画像表示装置９５０などがある。
【００４６】
このように、プラントの計測信号を取り込む外部入力インターフェイスと、プラントの状態を判定する信号判定部と、取り込んだ計測信号の値と信号判定部の出力結果とを保存する信号データベースと、信号データベース内の情報を外部装置に出力するための外部出力インターフェイスを備え、信号判定部は、計測信号又は指令信号をもとにプラントが定常状態か過渡状態を判定し、計測信号のサンプリング間隔を切り換える切替部を有するデータ分類装置により、取得した過渡状態，定常状態のデータを用いてカテゴリー分けを実施すると、プラントの診断などの際、正常な過渡状態のデータを異常と判定する誤検出を低減することができる。
【００４７】
また、本実施例によるデータ分類方法及び装置では、切替部は、プラントの状態が過渡状態のとき、プラントの計測信号のサンプリング間隔を定常状態よりも短くすることで、一度に多くの過渡状態のデータを取得することが可能となる。よって、プラントの診断などの際、正常な過渡状態のデータを異常と判定する誤検出を低減することが可能である。
【００４８】
また、本実施例によるデータ分類方法及び装置では、切替部は、プラントの状態が定常状態のとき、プラントの計測信号のサンプリング間隔を過渡状態よりも短くすることで、一度に多くの定常状態のデータを取得することが可能となる。よって、プラントの診断などの際、正常な過渡状態のデータを異常と判定する誤検出を低減することが可能である。
【実施例２】
【００４９】
次に、信号判定部２２０の動作の別実施例について説明する。信号判定部２２０以外については実施例１と同様である。
【００５０】
プラント１００から得られる計測信号１を外部入力インターフェイス２１０を介して計測信号２として受け取る。この計測信号２は、ある確率分布に従った変数であるとすると、ある信号ｊはｘj（ｔ）（ｔ＝１，，，Ｔ）という確率変数とみなすことができる。するとある時刻Ｔまでにおけるｘj（ｔ）に対する平均μと標準偏差σは、それぞれ式（１）と式（２）で求めることができる。
【００５１】
【数１】
2010237892.tif 000003
【００５２】
【数２】
2010237892.tif 000004
【００５３】
各信号が持っている母集団の分布形状を問わず、サンプル数が十分である場合、中心極限定理より、その分布は正規分布であると見なしてよい。従って、信号ｊが従う確率分布は式（３）で表現することができる。なお、他の信号についても同様に表現することができる。
【００５４】
【数３】
2010237892.tif 000005
【００５５】
式（３）の出力を用いて、式（４）に示す指標値λjを計算する。
【００５６】
【数４】
2010237892.tif 000006
【００５７】
式（４）の意味について説明する。まず、分母と分子の値は、ｔ時刻とｔ−１時刻での式（３）の逆数となっている。つまり、平均値から離れると式（３）の値が小さくなるため、その逆数は大きくなる。これをｔ時刻とｔ−１時刻とを用いて対数計算する。これにより、変化がない場合には、式（４）の値は０になる。平均値よりも増加する方向の場合には、プラスの値となり、逆に、平均値よりも減少する方向の場合には、マイナスの値となる。計測信号２がプラントデータの場合には、プラントの微小な変動があるため、定常状態であっても、ある幅を持った振動が含まれる場合がある。したがって、式（４）の値も、それに応じて変化するが、振動している場合は、プラスの値とマイナスの値が交互に現れるため、式（４）の値を積算した値を用いれば、振動している場合でも、定常状態であると判定することができる。
【００５８】
図８は、信号生成部２２０のフローチャートを説明する図である。尚、本フローチャート実行に必要なパラメータについては、保守ツールより値を設定することができる。この形態については後述する。
【００５９】
図８のように、ステップ４０１では、外部入力インターフェイス２１０から計測信号２を取り込む。発電プラントでは、負荷やそれに伴う給水流量、燃料流量などを運転状態に応じて変化させる。その際、指令信号がプラントに送られる。この信号がある場合には、過渡状態への移行が予想されるため、ステップ４０２にて、本信号の変化を確認する。例えば、負荷を変化させる場合、負荷指令の値が、現状の値から所望の値になるような制御信号が送られる。この値の差分情報などをもとに変化状態を検出する。変化があると、ステップ４０３で、判定信号３に１をセットして終了する。なお、制御信号を受け取らなくても、本ステップをスキップし、以降のフローチャットのステップを実行することで、信号の過渡状態を判断することは可能である。
【００６０】
ステップ４０２にて、指令信号の変化が検出されなかった場合には、ステップ４０４で、式（１）に従って平均値を計算する。このとき、平均値の計算をするために必要なサンプル数は、指定がなければデフォルトの値を用いる。一般的には、サンプル数が１００以上あれば、統計的に十分なサンプル数と言われているため、１００にセットする。保守ツールによって、ユーザーからこの値を変化させることができる。
【００６１】
ステップ４０５では、続いて、式（２）に従って標準偏差を計算する。このときのサンプル数も上述したように、指定がなければデフォルトの値を用いる。この場合もサンプル数を１００とする。また、保守ツールによって、ユーザーからこの値を変化させることができるが、基本的には、ステップ４０４で用いた値と同じ値を用いる。
【００６２】
ステップ４０６では、式（３）に従って確率分布の値を計算する。その後、ステップ４０７で、式（４）に従い判定値を計算する。
【００６３】
ステップ４０８では、ステップ４０７で計算した値を前回計算した値に積算する。この値が、設定された値を超えているか否かを判定する。設定値は、指定がなければデフォルトの値を用いるが、保守ツールにてユーザーがこの値を変化させることができる。
【００６４】
ステップ４０８で、設定値を超えていないと判断されると、プラントは定常状態であるため、ステップ４０９にて、判定信号に０がセットされて、終了となる。
【００６５】
ステップ４０８で、設定値を超えていると判断されると、プラントは過渡状態であるため、ステップ４１０にて、判定信号に１がセットされる。
【００６６】
このまま、過渡状態が継続した後、定常状態に戻った際、この積算された判定値を初期化する必要がある。ステップ４１１では、この積算された判定値の差分情報などから変化状況を判断する。この差分が設定された値に収まれば、再び、定常状態に戻ったと判断する。この設定値は、デフォルトの値を予め設定することができるが、保守ツールにて、ユーザーが変更することが可能である。
【００６７】
ステップ４１１にて、判定値が設定値よりも小さくなった場合、プラントは定常状態であるため、ステップ４１２で積算値を初期化、すなわち０にし、終了する。
【００６８】
ステップ４１１にて、判定値が設定値よりも大きい場合は、プラントの過渡状態が継続しているため、そのまま、終了する。
【００６９】
このように、本実施例によるデータ分類方法及び装置では、プラントデータを入力信号として、過渡状態時にデータ収集のサンプリング時間を短くすることで、一度に多くの過渡状態のデータを取得することが可能となる。
【実施例３】
【００７０】
次に、プラント１００に関わるユーザーが保守ツール９１０を用いて、画像表示装置９５０に出力信号５や各部の設定値および信号データベース２３０の情報を表示させる方法について説明する。
【００７１】
図９〜図１２は、画像表示装置９５０に表示される画面の実施例である。ユーザーは、キーボード９０１，マウス９０２を用いてこれら画面の空欄となっている箇所にパラメータ値を入力するなどの操作を実行する。
【００７２】
図９は、画像表示装置９５０に表示される初期画面である。ユーザーは、データ処理条件設定ボタン９５１，情報表示ボタン９５２の中から必要なボタンを選択し、マウス９０２を用いてカーソル９５３を移動させ、マウス９０２をクリックすることによりボタンを押す。
【００７３】
図１０は、データ処理条件設定画面を説明する図である。図９においてデータ処理条件設定ボタン９５１をクリックすることにより、図１０の画面が表示される。
【００７４】
設定情報欄９７１には、ＰＩＤ，名称，サンプリング間隔，指令信号変化判定幅，平均値計算サンプル数，標準偏差計算サンプル数，積算値の許容幅，判定値変化の判定幅が表示される。ここでのサンプリング間隔は過渡状態でのサンプリング間隔を示している。定常状態のサンプリング間隔は、予め設定されているものとする。プラントデータの場合、対象信号数が多いため、ＰＩＤあるいは信号の名称で検索できるように、画面上のボックスに、いずれかを入力し、検索９７２をクリックすると、検索結果のみを表示することができる。
【００７５】
図１０における転送ボタン９７３をクリックすることにより、設定情報欄９７１にある情報が、データ判別装置２００にある外部入力インターフェイス２１０，信号判定部２２０に設定される。
【００７６】
キャンセルボタン９７４をクリックすると、設定情報欄９７１に入力された情報がキャンセルされる。また、戻るボタン９７５をクリックすることにより、図９の画面に戻る。
【００７７】
図１１は、信号データベース２３０に保存されている情報を画像表示装置９５０に表示させるため、その条件を設定する画面である。図９において、情報表示ボタン９５２をクリックすることにより図１２が表示される。
【００７８】
ユーザーは、画像表示装置９５０に表示させたい計測信号，操作信号や信号判定部２２０での算出結果である判定信号３などを入力欄９８１に、そのレンジ（上限／下限）と共に入力する。また、表示させたい時間を時刻入力欄９８２に入力する。なお、信号名称は予め、ＰＩＤ番号に対応したリストを作成することで、ＰＩＤ番号を指定することで設定することも可能である。あるいは、プルダウンメニューに計測信号などのリストを登録しておくとメニューから選択することも可能である。
【００７９】
表示ボタン９８３をクリックすることにより、図１２のようにトレンドグラフが画像表示装置９５０に表示される。図１２の戻るボタン９９１をクリックすることにより、図１１の画面に戻る。
【００８０】
また、図１１において、戻るボタン９８４をクリックすることにより、図９の画面に戻ることができる。
【００８１】
尚、以上で述べた画像以外にも、データ分類装置２００内のデータベースに保存されている任意の情報を、任意の態様で画像表示装置９５０に表示することもできる。
【００８２】
以下では、プラント１００が火力発電プラントである場合において、本発明のプラントデータ分類方法及び装置の結果をもとにプラントの運転監視，プラントの状態診断へ適用することの効果について説明する。
【００８３】
本発明のプラントデータ分類方法及び装置を火力発電プラントの石炭焚きボイラに適用すると、プラントから得られる計測信号を状態に応じて、適切な量のデータを得ることができるため、プラントデータを用いた運転監視や診断装置の精度向上に大きく寄与する。このように、正確なプラント状態を把握することができるため、より安全で的確な運転監視や状態診断が可能となる。
【００８４】
上述した各実施例では、プラント１００として火力発電プラントの石炭焚きボイラに適用した例を示したが、水力発電や原子力発電のプラント，射出成型による製品製造プラントなど定常状態と過渡状態を有する他の測定対象物にも適用可能である。
【００８５】
上述した各実施例の装置は、記憶手段やＣＰＵを備えたコンピュータなどで実施することができ、また装置の有する機能としての判定部や処理部などはプログラムモジュールであり、モジュールを読み込んでコンピュータに実行させることで各機能を実施することができる。また、プログラムモジュールを記録した記録媒体をコンピュータに読み込ませることにより各機能を実施可能である。
【００８６】
また、本分類装置に制御機能を追加することによって、分類されたデータに基づいてプラントなどの測定対象物に対して制御を実行することもできる。本分類装置による正確なプラント状態を把握することができるため、そのデータに基づいた制御は、より安全で的確な運転が可能となる。
【符号の説明】
【００８７】
１００  プラント
２００  データ分類装置
２１０，９２０  外部入力インターフェイス
２２０  信号判定部
２３０  信号データベース
２４０，９４０  外部出力インターフェイス
５００  プラント診断装置
９００  入力装置
９０１  キーボード
９０２  マウス
９１０  保守ツール
９３０  データ送受信処理部
９５０  画像表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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