(57)【要約】【課題】プラントモデルを用いたダイナミックシミュレーションにおける予測の精度を高めることである。【解決手段】シミュレーション装置１０は、実プラントの測定データと、前記実プラントのプラントモデルのトラッキングモデル部１１３と同じプラントモデルの解析モデル部１１５によりシミュレーションされた将来の予測結果を示す予測データと、が記憶されるデータベース３０から、前記測定データ及び前記予測データを読み出し、当該測定データ及び当該予測データの差分情報を算出し、当該差分情報に応じて当該差分情報に応じて測定データ及び予測データに誤差が発生したか否かを判定し、当該誤差が発生した場合に、トラッキングモデル部１１３の同定計算を行う同定モデル部１１４に、前記差分情報を前記同定計算に用いる誤差情報として出力する比較判定部１１２を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実プラントにおいて測定された測定データと、前記実プラントのプラントモデルのダイナミックシミュレーションを行うトラッキングモデル部と同じプラントモデルの解析モデル部によりシミュレーションされた将来の予測結果を示す予測データと、が記憶されるデータベースから、前記測定データ及び前記予測データを読み出し、当該測定データ及び当該予測データの差分情報を算出し、当該差分情報に応じて測定データ及び予測データに誤差が発生したか否かを判定し、当該誤差が発生した場合に、前記トラッキングモデル部のダイナミックシミュレーションに用いるパラメータの同定計算を行う同定モデル部に、前記差分情報を前記同定計算に用いる誤差情報として出力する比較判定部を備える比較判定装置。
【請求項２】
前記比較判定部は、前記算出した測定データ及び予測データの差分情報を前記データベースに記憶させる請求項１に記載の比較判定装置。
【請求項３】
警告を出力する警告部を備え、
前記比較判定部は、前記測定データ及び前記測定データの差分値の微分係数を算出し、当該微分係数に応じて前記プラントモデルの誤差のおそれがある異常が発生したか否かを判定し、当該異常が発生した場合に、前記プラントモデルの誤差がある旨を前記警告部に警告させる請求項１又は２に記載の比較判定装置。
【請求項４】
前記データベースは、前記実プラントにおける操作内容を示す操作データを記憶し、
前記比較判定部は、測定データ及び予測データに誤差が発生した場合に、前記データベースから操作データを読み出し、当該操作データに応じて誤差発生の相関操作があるか否かを判定し、当該相関操作がある場合に、当該相関操作に対応するオフセットを前記解析モデル部に設定する請求項１から３のいずれか一項に記載の比較判定装置。
【請求項５】
前記データベースを備える請求項１から４のいずれか一項に記載の比較判定装置。
【請求項６】
実プラントにおいて測定された測定データと、前記実プラントのプラントモデルのダイナミックシミュレーションを行うトラッキングモデル部と同じプラントモデルの解析モデル部によりシミュレーションされた将来の予測結果を示す予測データと、が記憶されるデータベースから、前記測定データ及び前記予測データを読み出し、当該測定データ及び当該予測データの差分情報を算出し、当該差分情報に応じて測定データ及び予測データに誤差が発生したか否かを判定し、当該誤差が発生した場合に、前記トラッキングモデル部のダイナミックシミュレーションに用いるパラメータの同定計算を行う同定モデル部に、前記差分情報を前記同定計算に用いる誤差情報として出力する工程を含む比較判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較判定装置及び比較判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、化学、石油、電力、ガス、鉄鋼、薬品、食品、上下水道等のプラントにおいて、プラントモデルを用いたシミュレーションにより、温度、電圧、圧力等の物理量を算出し、プラントの最適運転の実現等を行っていた（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
ここで、プラントモデルを用いたシミュレーションについて説明する。プラントモデルは、実際のプラント（以下、実プラントという）を構成している機器をモデル化したもので、予めその機器の特性をデータベースに持っている。プラントモデルは実プラントと並行して動作する。
【０００４】
実プラント側の測定装置は、常に実プラントの各部の状態を示す運転データ（以下、測定データという）を測定して、プラントモデルを用いたシミュレーションを行うシミュレータへ送信する。そして、そのシミュレータは、常に測定データを実プラント側から受信し、プラントモデルの出力値が受信した測定データに合うようにプラントモデルのパラメータを変化させる。このようにすることで、プラントモデルと実プラントの挙動はリアルタイムで追従（トラッキング）させることができ、シミュレーションの時間を進めることにより、実プラントの挙動を予測することが可能になる。
【０００５】
また、プラントモデルを用いたシミュレーションとして、トラッキングモデル、同定モデル及び解析モデルの３つのモデルを用いたオンライントラッキングシミュレーションが考えられている。図７を参照して、従来のオンライントラッキングシミュレーションを説明する。図７に、従来のシミュレーション装置１０Ａと、プラントデータ測定装置２０Ａと、の構成を示す。
【０００６】
プラントデータ測定装置２０Ａは、実プラントの各部の状態を示す運転データをリアルタイムに測定し測定データとしてシミュレーション装置１０Ａに送信する。測定データは、リアルタイムに送信される第１の測定データと、定期的に送信される第２の測定データと、からなる。シミュレーション装置１０Ａは、プラントデータ測定装置２０Ａから第１、第２の測定データを受信し、第１、第２の測定データに基づいてオンライントラッキングシミュレーションを行う。
【０００７】
シミュレーション装置１０Ａは、トラッキングモデル部１１３Ａと、同定モデル部１１４Ａと、解析モデル部１１５Ａと、を備えて構成される。トラッキングモデル部１１３Ａは、オンラインでリアルタイムに第１の測定データがプラントデータ測定装置２０Ａから受信され、第１の測定データを用いて、プラントモデルを用いたダイナミックシミュレーションを行う。また、トラッキングモデル部１１３Ａは、ダイナミックシミュレーションのパラメータ、変数の値を出力する。
【０００８】
同定モデル部１１４Ａは、第２の測定データがプラントデータ測定装置２０Ａから受信され、ダイナミックシミュレーションで用いるパラメータ、変数の値がトラッキングモデル部１１３Ａから入力され、そのパラメータ、変数の値及び第２の測定データを用いて、測定データとダイナミックシミュレーションの結果データとの誤差を最小にするように、トラッキングモデル部１１３Ａで用いるパラメータ等の同定計算を定周期で行う。そして、同定モデル部１１４Ａは、その誤差が最小になるような整合がとれたパラメータ、変数の値を生成して出力する。その出力された整合がとれたパラメータ、変数の値は、トラッキングモデル部１１３Ａに入力される。
【０００９】
トラッキングモデル部１１３Ａは、同定モデル部１１４Ａから受信した整合がとれたパラメータ、変数の値を用いてダイナミックシミュレーションを行うことにより、測定データとダイナミックシミュレーションの結果データとの誤差を最小にできる。トラッキングモデル部１１３Ａ及び同定モデル部１１４Ａにより、実プラントの状態は忠実に再現される。
【００１０】
また、解析モデル部１１５Ａは、トラッキングモデル部１１３Ａからパラメータ、変数の値が入力され、そのパラメータ、変数の値を用いて、プラントモデルを用いたダイナミックシミュレーションを行い、そのダイナミックシミュレーションを時間的に加速することで、将来の実プラントの状態を予測し、予測データとして外部に出力する。解析モデル部１１５Ａは、実プラントの状態が忠実に再現されたトラッキングモデル部１１３Ａのプラントモデルの状態がコピーされるので、実プラントの運転条件を変更したときの実プラントの挙動を予測することが可能である。
【特許文献１】特開２００８−３３６０８号公報
【特許文献２】特開２００７−１３３５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、従来のシミュレーション装置１０Ａでは、誤差を生じさせる多くの要因が存在するため、解析モデル部１１５Ａによる将来の実プラントの状態の予測が、遠い未来の予測になるほど測定データとシミュレーション結果（予測データ）との誤差が拡大するおそれがあった。常に、数時間先の実プラントの挙動を予めシミュレーション装置で把握できれば、オペレータの負担が軽減されるので、有効な操業支援となる。
【００１２】
本発明の課題は、プラントモデルを用いたシミュレーションにおける予測の精度を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の比較判定装置は、
実プラントにおいて測定された測定データと、前記実プラントのプラントモデルのダイナミックシミュレーションを行うトラッキングモデル部と同じプラントモデルの解析モデル部によりシミュレーションされた将来の予測結果を示す予測データと、が記憶されるデータベースから、前記測定データ及び前記予測データを読み出し、当該測定データ及び当該予測データの差分情報を算出し、当該差分情報に応じて測定データ及び予測データに誤差が発生したか否かを判定し、当該誤差が発生した場合に、前記トラッキングモデル部のダイナミックシミュレーションに用いるパラメータの同定計算を行う同定モデル部に、前記差分情報を前記同定計算に用いる誤差情報として出力する比較判定部を備える。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の比較判定装置において、
前記比較判定部は、前記算出した測定データ及び予測データの差分情報を前記データベースに記憶させる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の比較判定装置において、
警告を出力する警告部を備え、
前記比較判定部は、前記測定データ及び前記測定データの差分値の微分係数を算出し、当該微分係数に応じて前記プラントモデルの誤差のおそれがある異常が発生したか否かを判定し、当該異常が発生した場合に、前記プラントモデルの誤差がある旨を前記警告部に警告させる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の比較判定装置において、
前記データベースは、前記実プラントにおける操作内容を示す操作データを記憶し、
前記比較判定部は、測定データ及び予測データに誤差が発生した場合に、前記データベースから操作データを読み出し、当該操作データに応じて誤差発生の相関操作があるか否かを判定し、当該相関操作がある場合に、当該相関操作に対応するオフセットを前記解析モデル部に設定する。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の比較判定装置において、
前記データベースを備える。
【００１８】
請求項６に記載の発明の比較判定方法は、
実プラントにおいて測定された測定データと、前記実プラントのプラントモデルのダイナミックシミュレーションを行うトラッキングモデル部と同じプラントモデルの解析モデル部によりシミュレーションされた将来の予測結果を示す予測データと、が記憶されるデータベースから、前記測定データ及び前記予測データを読み出し、当該測定データ及び当該予測データの差分情報を算出し、当該差分情報に応じて測定データ及び予測データに誤差が発生したか否かを判定し、当該誤差が発生した場合に、前記トラッキングモデル部のダイナミックシミュレーションに用いるパラメータの同定計算を行う同定モデル部に、前記差分情報を前記同定計算に用いる誤差情報として出力する工程を含む。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１、６に記載の発明によれば、解析モデル部が、誤差情報を用いてトラッキングモデル部と同じプラントモデルにより将来予測を行うので、プラントモデルを用いたダイナミックシミュレーションにおける予測の精度を高めることができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、データベースに蓄えられた差分情報を人間が分析することにより、プラントモデルの誤差要因を把握することができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、警告により、パラメータの修正だけではカバーできないプラントモデルの誤差の存在を示し、プラントモデルの修正を促すことができ、ユーザが、トラッキングモデル部、同定モデル部、解析モデル部のプラントモデルを修正することで、予測精度の悪いプラントモデルを使い続けることを防ぐことができる。また、異常の発生は、プラントモデルの問題ではなく、実プラントの機器異常の可能性も考えられ、警告を実プラントの異常診断の一助とすることができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、解析モデル部が誤差発生の相関操作に対応するオフセットを加味した予測データを出力するので、プラントモデルを用いたダイナミックシミュレーションにおける将来予測の精度をさらに高めることができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、システム構成を簡単にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施の形態について説明する。但し、発明の範囲は図示例に限定されない。
【００２５】
先ず、図１を参照して、本実施の形態の装置構成を説明する。図１に、本実施の形態のシミュレーションシステム１の構成を示す。
【００２６】
図１に示すように、本実施の形態のシミュレーションシステム１は、シミュレーション装置１０と、プラントデータ測定装置２０と、データベース３０と、を備えて構成される。
【００２７】
シミュレーション装置１０は、プラントデータ測定装置２０から送信される測定データに基づいてオンライントラッキングシミュレーションを行う。また、シミュレーション装置１０は、オンライントラッキングシミュレーションの結果としての予測データをデータベース３０へ送信して記憶させる。さらに、シミュレーション装置１０は、データベース３０から予測データを取得し、当該取得した予測データと、プラントデータ測定装置２０からの測定データとの比較結果をオンライントラッキングシミュレーションに反映させる。
【００２８】
プラントデータ測定装置２０は、実プラントに設けられ、実プラントの各部の状態を示す運転データをリアルタイムに測定して測定データとしてシミュレーション装置１０及びデータベース３０へ送信する。また、プラントデータ測定装置２０は、実プラントの各部の運転の操作内容を操作記録データとして記録し、その操作記録データをデータベース３０へ送信する。
【００２９】
プラントデータ測定装置２０からシミュレーション装置１０へ送信される測定データは、リアルタイムに送信される第１の測定データと、定期的に送信される第２の測定データとを含む。プラントデータ測定装置２０からデータベース３０へ送信される測定データは、第１及び第２の測定データを含む。また、各測定データ、操作記録データは、その測定時刻データ、操作時刻データを含む。
【００３０】
データベース３０は、プラントデータ測定装置２０から送信される測定データ及び操作記録データと、シミュレーション装置１０から送信される予測データと、を記憶する。
【００３１】
図２及び図３を参照して、シミュレーション装置１０の構成を説明する。図２に、シミュレーション装置１０の内部構成を示す。
【００３２】
図２に示すように、シミュレーション装置１０は、制御部１１と、操作部１２と、記憶部１３と、表示部１４と、通信部１５と、を備えて構成され、各部がバス１６を介して接続される。
【００３３】
制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備えて構成される。制御部１１において、記憶部１３から読み出されて適宜ＲＡＭに展開されたプログラムとＣＰＵとの協働により、各種の機能部として機能する。つまり、制御部１１は、本体制御部１１１、比較判定部１１２、トラッキングモデル部１１３、同定モデル部１１４、解析モデル部１１５、として機能する。
【００３４】
本体制御部１１１は、シミュレーション装置１０の各部の通常の制御を行う。特に、本体制御部１１１は、トラッキングモデル部１１３、同定モデル部１１４、解析モデル部１１５の各種データの入出力を制御する。比較判定部１１２は、予測データと、プラントデータ測定装置２０から受信した測定データとの比較結果を同定モデル部１１４のダイナミックシミュレーションの同定に反映させる。
【００３５】
トラッキングモデル部１１３は、同定モデル部１１４から入力される整合がとれたパラメータ、変数の値と、プラントデータ測定装置２０から入力される第１の測定データとを用いて、プラントモデルによりダイナミックシミュレーションを行う。整合がとれたパラメータ、変数の値は、測定データとダイナミックシミュレーションの結果データとの誤差を最小にするためのデータである。また、トラッキングモデル部１１３は、ダイナミックシミュレーションのパラメータ、変数の値を出力する。
【００３６】
同定モデル部１１４は、プラントデータ測定装置２０から入力される第２の測定データと、比較判定部１１２から入力される誤差情報とを用いて、トラッキングモデル部１１３で用いるパラメータ、変数の値の同定計算を定周期で行い、測定データとダイナミックシミュレーションの結果データとの誤差を最小にするような整合がとれたパラメータ、変数の値を生成して出力する。
【００３７】
解析モデル部１１５は、トラッキングモデル部１１３から入力されるパラメータ、変数の値を用いて、プラントモデルを用いたダイナミックシミュレーションを行い、そのダイナミックシミュレーションを時間的に加速することで、将来の実プラントの状態を予測し、予測データとして出力する。解析モデル部１１５は、実プラントの状態が忠実に再現されたトラッキングモデル部１１３のプラントモデルの状態がコピーされる。予測データには、予測後の時刻データが含まれる。
【００３８】
操作部１２は、各種入力キーを備えるキーボードや、マウス等のポインティングデバイスを備え、ユーザからこれらデバイスに操作入力される操作情報を受け付け、その操作情報を制御部１１へ送信する。
【００３９】
記憶部１３は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等により構成され、各種データ及び各種プログラムを記憶する。
【００４０】
表示部１４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成され、制御部１１の指示による各種表示情報を画面表示する。
【００４１】
通信部１５は、モデム、ターミナルアダプタ、ルータ、ネットワークカード等から構成され、プラントデータ測定装置２０及びデータベース３０と情報の送受信を行う。
【００４２】
次に、図３〜図５を参照して、シミュレーションシステム１の動作を説明する。先ず、図３を参照して、シミュレーションシステム１のトラッキングモデル部１１３、同定モデル部１１４、解析モデル部１１５に関する動作を説明する。図３に、シミュレーションシステム１におけるデータの流れを示す。
【００４３】
本体制御部１１１により、プラントデータ測定装置２０から通信部１５を介して第１の測定データが受信されトラッキングモデル部１１３に入力される。トラッキングモデル部１１３により、プラントデータ測定装置２０から入力される第１の測定データを用いてダイナミックシミュレーションが行われ、またダイナミックシミュレーションのパラメータ、変数の値が出力される。本体制御部１１１により、トラッキングモデル部１１３から出力されたパラメータ、変数の値が、同定モデル部１１４及び解析モデル部１１５に入力される。
【００４４】
また、本体制御部１１１により、プラントデータ測定装置２０から通信部１５を介して第２の測定データが受信され同定モデル部１１４に入力される。同定モデル部１１４により、プラントデータ測定装置２０から入力される第２の測定データと、比較判定部１１２から入力される誤差情報と、を用いて、パラメータ、変数の値の同定計算が定周期で行なわれ、整合がとれたパラメータ、変数の値が生成されて出力される。
【００４５】
本体制御部１１１により、同定モデル部１１４から出力された整合がとれたパラメータ及び変数の値がトラッキングモデル部１１３に入力される。トラッキングモデル部１１３では、同定モデル部１１４から入力される整合がとれたパラメータ、変数の値を用いて、プラントデータ測定装置２０から入力される第１の測定データを用いて、ダイナミックシミュレーションが行われる。また、プラントデータ測定装置２０からデータベース３０に送信された測定データは、データベース３０に記憶される。
【００４６】
解析モデル部１１５により、トラッキングモデル部１１３から入力されるパラメータ、変数の値を用いて、トラッキングモデル部１１３と同じダイナミックシミュレーションが行われて時間的に加速され、将来の実プラントの予測データが出力される。本体制御部１１１により、解析モデル部１１５から出力された予測データが通信部１５を介してデータベース３０に送信されて記憶される。但し、データの重複を避けるため、データベース３０に記憶される予測データとして同一の時刻の予測データが存在する場合には、最新の予測データがデータベース３０に記憶される。
【００４７】
次いで、図４〜図６を参照して、比較判定部１１２の動作を説明する。図４に、比較判定部１１２により実行される予測精度向上処理の流れを示す。図５（ａ）に、実測値（測定データ）及び予測値（予測データ）の一例を示す。図５（ｂ）に、図５（ａ）に対応し、上下の閾値内にある実測値（測定データ）及び予測値（予測データ）の差分値を示す。図６（ａ）に、実測値（測定データ）及び予測値（予測データ）の別の一例を示す。図６（ｂ）に、図６（ａ）に対応し、上下の閾値内にある実測値（測定データ）及び予測値（予測データ）の差分値を示す。以下、予測精度向上処理を、その実行主体が比較判定部１１２であるものとして説明する。
【００４８】
先ず、データベース３０に記憶されている測定データ及び予測データのうち、時刻データが同時刻の測定データ及び予測データがデータベース３０から読み出されて通信部１５を介して受信されて取得される（ステップＳ１）。そして、ステップＳ１で取得された同時刻の測定データ及び予測データが比較され、その差分値が算出される（ステップＳ２）。なお、測定データ及び予測データの差分値について、その上下の閾値が予め設定されているものとする。
【００４９】
そして、ステップＳ２で取得された測定データ及び予測データの差分値が、予め設定された上下の閾値を超えているか否かが判定される（ステップＳ３）。差分値が上下の閾値を超えている場合（ステップＳ３；ＹＥＳ）、測定データ及び予測データに誤差が発生しており、誤差発生時刻等の操作記録データがデータベース３０から読み出されて通信部１５を介して受信されて取得され、測定データ及び予測データの差分値による誤差発生に相関する操作記録データの操作があるか否かが判定される（ステップＳ４）。差分値の誤差発生に相関する操作がある場合（ステップＳ４；ＹＥＳ）、相関する操作の際の誤差（差分値）に対応するオフセット値を示すオフセット情報が生成されて解析モデル部１１５に出力され、相関する操作の際の予測データに誤差情報のオフセットが設定される（ステップＳ５）。
【００５０】
ステップＳ５に対応して、解析モデル部１１５では、比較判定部１１２からオフセット情報が入力され、将来予測のためのダイナミックシミュレーション実行時に、前記入力されたオフセット情報を用いてダイナミックシミュレーションを実行し、そのオフセットが加えられた予測データを出力する。このようにして、解析モデル部１１５で実行されるダイナミックシミュレーション（の予測データ）の修正が行われる。
【００５１】
差分値の誤差発生に相関する操作がない場合（ステップＳ４；ＮＯ）、同定モデル部１１４における同定モデルの修正箇所が特定される（ステップＳ６）。比較判定部１１２は、予め、誤差が発生した際に同定モデルで修正すべきパラメータの情報（誤差とパラメータとの関係の情報）を有する。ステップＳ６において、この同定モデルで修正すべきパラメータの情報を用いて同定モデルの修正箇所が特定される。そして、測定データ及び予測データの差分値が誤差情報として同定モデル部１１４に出力される（ステップＳ７）。
【００５２】
ステップＳ７に対応して、同定モデル部１１４では、比較判定部１１２から誤差情報が入力され、周期的な同定計算実行時に、プラントデータ測定装置２０から入力される第２の測定データと、前記比較判定部１１２から入力された誤差情報とに基づいて同定計算が実行され、整合がとれたパラメータ、変数の値が生成されて出力される。同定モデル部１１４から出力された整合がとれたパラメータ、変数の値は、本体制御部１１１によりトラッキングモデル部１１３へ入力される。このようにして、トラッキングモデル部１１３で実行されるダイナミックシミュレーションのパラメータ、変数の値の修正が行われる。
【００５３】
そして、ステップＳ５，Ｓ７実行後に、測定データ及び予測データに誤差が発生した旨を示す誤差発生情報と、ステップＳ３において算出された測定データ及び予測データの差分値である差分情報とが、通信部１５を介してデータベース３０に送信されて保存（記憶）され（ステップＳ８）、ステップＳ１に移行される。
【００５４】
差分値が上下の閾値を超えていない場合（ステップＳ３；ＮＯ）、ステップＳ３において算出された差分値の微分係数が算出される（ステップＳ９）。そして、ステップＳ９で算出された微分係数が正又は負で且つ予め設定された一定時間以上継続しているか否かが判定される（ステップＳ１０）。ステップＳ１０では、異常が発生したか否かが判定されている。
【００５５】
ステップＳ１０では、例えば、図５（ａ）に示すような実測値（測定データ）及び予測値（予測データ）である場合に、図５（ｂ）に示すように、差分値が上下の閾値を超えずにステップＳ３でＮＯとなり異常でないとできる。しかし、例えば、図６（ａ）に示すような実測値（測定データ）及び予測値（予測データ）であるような、実プラントとダイナミックシミュレーションの結果とが逆の挙動をする場合にも、図６（ｂ）に示すように、差分値が上下の閾値を超えずにステップＳ３でＮＯとなる。このため、ステップＳ９，Ｓ１０で、図６（ｂ）のような場合の実プラントとダイナミックシミュレーションの結果とが逆の挙動をする異常を検出している。このような、逆の挙動をする異常は、ステップＳ７のようなパラメータ修正による誤差修正ができない異常である。
【００５６】
微分係数が正又は負で且つ一定時間以上継続している場合（ステップＳ９；ＹＥＳ）、実プラントとダイナミックシミュレーションの結果とが逆の挙動をしている異常の旨を示す異常情報と、ステップＳ３において算出された測定データ及び予測データの差分値である差分情報とが、通信部１５を介してデータベース３０に送信されて保存される（ステップＳ１１）。そして、データベース３０に記憶されている異常情報が読み出されて通信部１５を介して受信され、その異常情報に基づいて異常が頻繁に発生しているか否かが判定される（ステップＳ１２）。
【００５７】
異常が頻繁に発生している場合（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、パラメータの修正だけではカバーしきれない誤差をプラントモデルが持っている可能性が高いため、トラッキングモデル部１１３、同定モデル部１１４、解析モデル部１１５のプラントモデルの修正を促す旨の警告メッセージが表示部１４に表示され（ステップＳ１３）、ステップＳ１に移行される。異常が頻繁に発生していない場合（ステップＳ１２；ＮＯ）、ステップＳ１に移行される。微分係数が正又は負で且つ一定時間以上継続していない場合（ステップＳ１０；ＮＯ）、異常が発生しておらず、ステップＳ３において算出された測定データ及び予測データの差分値が差分情報として通信部１５を介してデータベース３０に送信されて保存され（ステップＳ１４）、ステップＳ１に移行される。
【００５８】
以上、本実施の形態によれば、シミュレーションシステム１において、実プラントのプラントデータ測定装置２０により測定された測定データと解析モデル部１１５により算出された予測データとがデータベース３０に記憶される。シミュレーション装置１０の比較判定部１１２は、データベース３０から同時刻の測定データ及び予測データを読み出して差分値を算出し、その差分値が上下の閾値を超えるか否かを判定し、上下の閾値を超える場合に測定データ及び予測データに誤差が発生しているとして、その誤差情報を同定モデル部１１４に出力する。同定モデル部１１４は、定周期的な同定計算時に、入力された誤差情報を加味して、誤差を低減するよう整合がとれたパラメータ及び変数の値を生成して出力する。トラッキングモデル部１１３は、整合がとれたパラメータ及び変数の値に応じてダイナミックシミュレーションを行う。解析モデル部１１５は、トラッキングモデル部１１３のパラメータ、変数の値を用いて、トラッキングモデル部１１３のプラントモデルがコピーされたプラントモデルにより将来予測を行う。このため、プラントモデルを用いたダイナミックシミュレーションにおける将来予測の精度を高めることができる。
【００５９】
また、比較判定部１１２は、測定データ及び予測データの差分値の微分係数を算出し、微分係数が正又は負で一定時間継続するか否かを判定し、微分係数が正又は負で一定時間継続する場合に、異常が発生したとし、異常が頻繁に発生する場合に、表示部１４にプラントモデル修正を促す警告表示をする。つまり、パラメータの修正だけではカバーできないプラントモデルの誤差の存在を示し、プラントモデルの修正を促している。このため、プラントモデル修正を促す警告表示に応じて、ユーザがシミュレーション装置１０（トラッキングモデル部１１３、同定モデル部１１４、解析モデル部１１５）のプラントモデルを修正することで、予測精度の悪いプラントモデルを使い続けることを防ぐことができる。また、異常の発生は、プラントモデルの問題ではなく、実プラントの機器異常の可能性も考えられ、警告表示を実プラントの異常診断の一助とすることができる。
【００６０】
また、比較判定部１１２は、測定データ及び予測データの差分情報、誤差発生情報及び異常情報をデータベース３０に記憶する。このため、データベース３０に蓄えられた差分情報、誤差発生情報及び異常情報を人間が分析することにより、プラントモデルの誤差要因を把握することができる。例えば、誤差情報の分析により、比較判定部１１２が予め有する同定モデルで修正すべきパラメータの情報を取得できる。
【００６１】
また、比較判定部１１２は、測定データ及び予測データに誤差が発生した場合に、誤差発生の相関操作があるか否かを判定し、相関操作がある場合に、解析モデル部１１５に相関操作に対応するオフセット情報を生成して解析モデル部１１５に出力する。解析モデル部１１５は、オフセット情報を加味した予測データを出力する。このため、プラントモデルを用いたダイナミックシミュレーションにおける将来予測の精度をさらに高めることができる。
【００６２】
なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る比較判定装置及び比較判定方法の一例であり、これに限定されるものではない。
【００６３】
例えば、上記実施の形態では、シミュレーション装置１０が、比較判定部１１２と、トラッキングモデル部１１３、同定モデル部１１４、解析モデル部１１５と、を有する装置としたが、これに限定されるものではない。トラッキングモデル部１１３、同定モデル部１１４、解析モデル部１１５を有する装置とは別に、比較判定部１１２を有する比較判定装置としてもよい。また、シミュレーション装置１０又は比較判定部１１２を有する比較判定装置が、データベース３０を備える構成としてもよい。この構成によれば、システム構成を簡単にできる。
【００６４】
また、上記実施の形態では、比較判定部１１２が、測定データ及び予測データの差分値の微分係数を算出し、この微分係数が正又は負で一定時間継続したするか否かを判定し、微分係数が正又は負で一定時間継続した場合に、異常が発生したと判定する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、比較判定部１１２が、ある区間（例えば、５分間）の間での測定データ及び予測データの差分値を用いて直線回帰計算を行い、その結果の傾き（微分係数）の絶対値が決められた閾値を超えるか否かを判定し、この微分係数の絶対値が決められた閾値を越える場合に、異常が発生したと判定する構成としてもよい。
【００６５】
また、上記実施の形態では、警告部が警告表示を行う表示部１４である構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、音、光等により警告を行う警告部や、音、光、表示等の少なくとも２つを組み合わせた警告部としてもよい。
【００６６】
その他、上記実施の形態におけるシミュレーションシステム１の細部構成及び詳細動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る実施の形態のシミュレーションシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】シミュレーション装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】シミュレーションシステムにおけるデータの流れを示す図である。
【図４】比較判定部により実行される予測精度向上処理を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は、実測値（測定データ）及び予測値（予測データ）の一例を示す図である。（ｂ）は、（ａ）に対応し、上下の閾値内にある実測値（測定データ）及び予測値（予測データ）の差分値を示す図である。
【図６】（ａ）は、実測値（測定データ）及び予測値（予測データ）の別の一例を示す図である。（ｂ）は、（ａ）に対応し、上下の閾値内にある実測値（測定データ）及び予測値（予測データ）の差分値を示す図である。
【図７】従来のシミュレーション装置と、プラントデータ測定装置と、の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  シミュレーションシステム
１０，１０Ａ  シミュレーション装置
１１  制御部
１１１  本体制御部
１１２  比較判定部
１１３，１１３Ａ  トラッキングモデル部
１１４，１１４Ａ  同定モデル部
１１５，１１５Ａ  解析モデル部
１２  操作部
１３  記憶部
１４  表示部
１５  通信部
２０，２０Ａ  プラントデータ測定装置
３０  データベース
【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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