(57)【要約】【課題】監視したい状況を判別し易くする。【解決手段】ヒートマップ表示装置１は、プラント内に配置される一つ以上の機器から収集したデータに基づいて、所定の周期ごとに、データの最小値および最大値を機器別に算出する算出部１１と、算出された最小値および最大値に基づいて、機器ごとに、プロセスの定常状態を特定し、当該特定した定常状態の期間中におけるデータを対象にして定まる最小の値および最大の値を、ヒートマップに表示するデータの下限値および上限値として決定する決定部１２と、決定された下限値から上限値までの範囲におさまるデータを用い、定常状態の期間中におけるヒートマップを表示する表示部１３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラント内に配置される一つ以上の機器から収集したデータに基づいて、所定の周期ごとに、前記データの最小値および最大値を前記機器別に算出する算出部と、
前記算出された前記最小値および前記最大値に基づいて、前記機器ごとに、プロセスの定常状態を特定し、当該特定した前記定常状態の期間中における前記データを対象にして定まる最小の値および最大の値を、ヒートマップに表示する前記データの下限値および上限値として決定する決定部と、
前記決定された前記下限値から前記上限値までの範囲におさまる前記データを用い、前記定常状態の期間中におけるヒートマップを表示するヒートマップ表示部と、
を備えるヒートマップ表示装置。
【請求項２】
前記決定部は、
連続する２つの前記周期におけるそれぞれの前記最小値間の変化率およびそれぞれの前記最大値間の変化率が、前記定常状態であることを示す上限閾値以下であるか否かを、前記機器ごとに判定する変化率判定部と、
前記最小値間の変化率および前記最大値間の変化率が、共に前記上限閾値以下である場合に、当該２つの前記周期の期間中は前記定常状態であると特定する定常状態特定部と、
前記定常状態であると特定された複数の前記周期の期間中における前記データを対象にして定まる最小の値および最大の値を、前記下限値および前記上限値として決定する数値範囲決定部と、
を含む請求項１記載のヒートマップ表示装置。
【請求項３】
プラント内に配置される一つ以上の機器から収集したデータに基づいて、所定の周期ごとに、前記データの最小値および最大値を前記機器別に算出する算出ステップと、
前記算出された前記最小値および前記最大値に基づいて、前記機器ごとに、プロセスの定常状態を特定し、当該特定した前記定常状態の期間中における前記データを対象にして定まる最小の値および最大の値を、ヒートマップに表示する前記データの下限値および上限値として決定する決定ステップと、
前記決定された前記下限値から前記上限値までの範囲におさまる前記データを用い、前記定常状態の期間中におけるヒートマップを表示するヒートマップ表示ステップと、
を含むヒートマップ表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートマップ表示装置およびヒートマップ表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
データの分布状態を色の変化で表現する可視化グラフの一つとして、ヒートマップがある。このヒートマップを利用して、例えば、プラント内に配置されている機器の計測値等を表示すると、プラント内の監視対象の状況を色で見分けることが可能となる。下記特許文献１には、発電設備の装置で異常な値が検出された場合に、異常の強度等をヒートマップで表示するツールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０７５０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プラント等に配置される機器の計測値をヒートマップで表示する場合、プロセスの定常状態における計測値に加え、異常発生時の計測値、すなわち異常値もヒートマップの表示対象になる。異常値が検出された場合には、その異常値を含めてヒートマップ表示する必要があるため、ヒートマップで表示する計測値の範囲が、異常値を含めた広い範囲になる。ヒートマップで表示する計測値の範囲が広くなると、同色で表現される計測値の幅が必然的に広がる。これにより、例えば、正常値の範囲のうち特定の範囲を詳細に確認したい場合であっても、その特定の範囲の計測値がその前後にある他の範囲の計測値とともに均されて同色に処理され、本来確認したい範囲への変化が埋もれて目立たなくなることが起こり得る。このような場合、監視したい状況を色によって判別することは困難となる。
【０００５】
本発明は、監視したい状況を判別し易くすることができるヒートマップ表示装置およびヒートマップ表示方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るヒートマップ表示装置は、プラント内に配置される一つ以上の機器から収集したデータに基づいて、所定の周期ごとに、前記データの最小値および最大値を前記機器別に算出する算出部と、前記算出された前記最小値および前記最大値に基づいて、前記機器ごとに、プロセスの定常状態を特定し、当該特定した前記定常状態の期間中における前記データを対象にして定まる最小の値および最大の値を、ヒートマップに表示する前記データの下限値および上限値として決定する決定部と、前記決定された前記下限値から前記上限値までの範囲におさまる前記データを用い、前記定常状態の期間中におけるヒートマップを表示するヒートマップ表示部と、を備える。
【０００７】
前記決定部は、連続する２つの前記周期におけるそれぞれの前記最小値間の変化率およびそれぞれの前記最大値間の変化率が、前記定常状態であることを示す上限閾値以下であるか否かを、前記機器ごとに判定する変化率判定部と、前記最小値間の変化率および前記最大値間の変化率が、共に前記上限閾値以下である場合に、当該２つの前記周期の期間中は前記定常状態であると特定する定常状態特定部と、前記定常状態であると特定された複数の前記周期の期間中における前記データを対象にして定まる最小の値および最大の値を、前記下限値および前記上限値として決定する数値範囲決定部と、を含むこととしてもよい。
【０００８】
本発明に係るヒートマップ表示方法は、プラント内に配置される一つ以上の機器から収集したデータに基づいて、所定の周期ごとに、前記データの最小値および最大値を前記機器別に算出する算出ステップと、前記算出された前記最小値および前記最大値に基づいて、前記機器ごとに、プロセスの定常状態を特定し、当該特定した前記定常状態の期間中における前記データを対象にして定まる最小の値および最大の値を、ヒートマップに表示する前記データの下限値および上限値として決定する決定ステップと、前記決定された前記下限値から前記上限値までの範囲におさまる前記データを用い、前記定常状態の期間中におけるヒートマップを表示するヒートマップ表示ステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、監視したい状況を判別し易くすることができるヒートマップ表示装置およびヒートマップ表示方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態におけるヒートマップ表示装置の構成を例示する図である。
【図２】非定常状態であるときの温度データの推移を例示するグラフである。
【図３】定常状態であるときの温度データの推移を例示するグラフである。
【図４】各計測点の周期ごとの最小値および最大値を例示する表である。
【図５】従来のヒートマップを例示する図である。
【図６】実施形態のヒートマップを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除するものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００１２】
図１を参照して、実施形態におけるヒートマップ表示装置の構成について説明する。図１に示すように、ヒートマップ表示装置１は、機能的には、例えば、算出部１１と、決定部１２と、表示部１３とを有する。これら各部の詳細については後述する。
【００１３】
ヒートマップ表示装置１は、物理的には、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、入出力インターフェースとを含んで構成される。メモリには、例えば、ＣＰＵで処理されるプログラムやデータを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）、主として制御処理のための各種作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等の要素が含まれる。これらの要素は、互いにバスを介して接続される。ＣＰＵが、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行し、入出力インターフェースを介して受信されるデータや、ＲＡＭに展開されるデータを処理することで、ヒートマップ表示装置１の各部の機能が発現する。
【００１４】
図１に示す収集データＤＢ３は、例えば、プラント内に配置される各種機器から収集した各種データを記憶するデータベースである。
【００１５】
プラント内に配置される各種機器としては、例えば、ＨＡＲＴ（Highway Addressable Remote Transducer）通信機能を搭載する機器や、ファウンデーションフィールドバス（Foundation（登録商標） Fieldbus; ＦＦ）技術に対応する機器が該当する。
【００１６】
具体的には、温度や圧力、流量等を検出する各種センサ機器、圧力制御弁や流量制御弁等の各種バルブを制御するバルブポジショナ、ポンプやファン等を動作させる各種アクチュエータ等を、機器として用いることができる。各種データとしては、例えば、温度や圧力、流量等の測定データ、バルブの開度等の制御データ等が該当する。測定データおよび制御データには、それぞれ測定した時間および制御した時間が付加される。
【００１７】
ここで、プラントにおける制御では、一般に、温度や圧力、流量等を定常状態に維持させ、バルブの開度等が一定値近傍に整定するように運用される。したがって、プラント制御における性能を評価する場合には、過渡状態よりも定常状態における性能を評価することが有効となる。
【００１８】
本願発明者は、定常状態に維持されているときには、各機器から収集されるデータ値が一定の範囲内におさまることに着眼し、以下のことを勘案した。
【００１９】
機器から収集したデータに基づいて、継時的に変化率が小さくなる定常状態を検出し、ヒートマップで表示するデータの数値範囲を、その定常状態における一定の範囲に変更する。これにより、定常状態において確認したい範囲への変化を目立たたせることが可能となり、監視したい状況を色によって判別し易くすることができる。これを実現するための機能について、以下に詳細に説明する。
【００２０】
図１に示す算出部１１は、プラント内に配置される一つ以上の機器から収集したデータに基づいて、所定の周期ごとに、データの最小値および最大値を機器別に算出する。機器から収集するデータとして、本実施形態では、例示的に、温度センサから収集する温度データを用いて説明することとする。
【００２１】
なお、機器から収集するデータは、温度センサから収集する温度データに限定されず、性質が類似する情報（例えば、同一の制御系における複数の計測点のデータ）を用いることができ、管理者が適宜パラメータＰとして設定することができる。対象とする一つ以上の機器や周期は、管理者が任意にパラメータＰとして設定することができる。
【００２２】
決定部１２は、算出部１１により算出された最小値および最大値に基づいて、温度センサごとにプロセスの定常状態を特定する。決定部１２は、その特定した定常状態の期間中におけるデータを対象にして定まる最小の値および最大の値を、ヒートマップに表示するデータの下限値および上限値として決定する。この決定部１２の詳細について、以下に説明する。
【００２３】
決定部１２は、変化率判定部１２１と、定常状態特定部１２２と、数値範囲決定部１２３と、を含む。
【００２４】
変化率判定部１２１は、連続する２つの周期におけるそれぞれの最小値間の変化率およびそれぞれの最大値間の変化率が、定常状態であることを示す上限閾値以下であるか否かを、温度センサごとに判定する。周期および上限閾値は、ヒートマップ表示の対象（例えば制御系、機器等）に応じて、管理者がパラメータＰとして任意に設定することができる。
【００２５】
定常状態特定部１２２は、上記最小値間の変化率および最大値間の変化率が、共に上限閾値以下である場合に、２つの周期の期間中は定常状態であると特定する。他方、定常状態特定部１２２は、上記最小値間の変化率および最大値間の変化率のうち少なくともいずれか一方が、上限閾値よりも大きい場合に、２つの周期の期間中は定常状態ではないと特定する。
【００２６】
図２および図３を参照し、上記変化率判定部１２１および定常状態特定部１２２の機能について、具体的に説明する。
【００２７】
図２は、非定常状態（過渡状態）であるときの温度データの推移を例示するグラフである。図３は、定常状態であるときの温度データの推移を例示するグラフである。時間ｔ0から時間ｔ1までが周期１であり、時間ｔ1から時間ｔ2までが周期２である。周期１および周期２のそれぞれの期間ｔは同等である。各グラフに示す温度データは、同一の温度センサから収集されたデータである。
【００２８】
図２および図３に示す周期１の温度データのうち、温度データＴmax1が周期１の最大値となり、温度データＴmin1が周期１の最小値となる。また、周期２の温度データのうち、温度データＴmax2が周期２の最大値となり、温度データＴmin2が周期２の最小値となる。
【００２９】
この場合、連続する２つの周期（周期１および周期２）におけるそれぞれの最小値間の変化率は、以下の（１）式により求めることができる。ｔは周期１および周期２の期間である。
｜（Ｔmin2−Ｔmin1）／ｔ｜  ・・・（１）
【００３０】
一方、連続する２つの周期（周期１および周期２）におけるそれぞれの最大値間の変化率は、以下の（２）式により求めることができる。
｜（Ｔmax2−Ｔmax1）／ｔ｜  ・・・（２）
【００３１】
図２の例示では、（１）式および（２）式による変化率が、共に、上限閾値θよりも大きくなる。したがって、周期１から周期２までの期間は、定常状態ではないと特定されることになる。
【００３２】
図３の例示では、（１）式および（２）式による変化率が、共に、上限閾値θよりも小さくなる。したがって、周期１から周期２までの期間は、定常状態であると特定されることになる。
【００３３】
図１に示す数値範囲決定部１２３は、定常状態であると特定された複数の周期の期間中におけるデータを対象にして定まる最小の値および最大の値を、ヒートマップに表示するデータの下限値および上限値として決定する。図４を参照して、具体的に説明する。
【００３４】
図４に示す各計測点１〜５には、温度センサが配置されている。計測点１〜３は、周期１から周期２までの期間が非定常状態であり、周期３から周期５までの期間が定常状態であることを示す。計測点４、５は、周期１から周期３までの期間が非定常状態であり、周期４から周期５までの期間が定常状態であることを示す。
【００３５】
各計測点１〜５において定常状態であると特定された周期には、その周期において算出された最小値と最大値とが表示されている。図４の状況下において、数値範囲決定部１２３は、定常状態であると特定された周期３から周期５までの期間中に最小の値となる９０[℃]を、ヒートマップに表示するデータの下限値として決定する。また、数値範囲決定部１２３は、定常状態であると特定された周期３から周期５までの期間中に最大の値となる１００[℃]を、ヒートマップに表示するデータの上限値として決定する。
【００３６】
図１に示す表示部１３は、決定部１２により決定された下限値から上限値までの範囲におさまるデータを用い、定常状態の期間中におけるヒートマップをディスプレイ５に表示させる。
【００３７】
図５に、非定常状態におけるデータを含む全てのデータを対象にして表示する従来のヒートマップを例示する。図６に、決定部１２により決定された下限値から上限値までの範囲におさまる定常状態のデータを対象にして表示する本実施形態のヒートマップを例示する。
【００３８】
図５では、０[℃]を最小とする非定常状態時のデータや２００[℃]を最大とする非定常状態時のデータが、ヒートマップ表示の対象に含まれている。その結果、ヒートマップに表示されるデータが０[℃]から２００[℃]までの広い範囲に設定され、色の違いによって状況を判別することが不可能な状態になっている。
【００３９】
これに対し、図６では、ヒートマップに表示するデータが、決定部１２により決定された９０[℃]から１００[℃]までの範囲に絞り込まれている。その結果、状況が色の違いによって詳細に表現され、定常状態におけるあらゆる範囲の状況を色によって確認することが可能になっている。
【００４０】
このように、本実施形態におけるヒートマップ表示装置１によれば、ヒートマップで表示する温度の範囲が、従来であれば例えば０℃から２００℃までに広がるような場合であっても、ヒートマップで表示する温度の範囲を９０℃から１００℃までに絞り込むことが可能となる。この結果、同色で表現される温度の幅を縮めることができ、定常状態において確認したい温度範囲への変化を色の違いによって判別し易くすることが可能となる。
【００４１】
すなわち、本実施形態におけるヒートマップ表示装置１によれば、監視したい状況を判別し易くすることが可能となる。
【符号の説明】
【００４２】
１    ヒートマップ表示装置
３    収集データＤＢ
５    ディスプレイ
１１  算出部
１２  決定部
１３  表示部
１２１      変化率判定部
１２２      定常状態特定部
１２３      数値範囲決定部
【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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