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公開番号2024122550
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-09
出願番号2023030146
出願日2023-02-28
発明の名称制御装置、制御方法および制御プログラム
出願人横河電機株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G05B 23/02 20060101AFI20240902BHJP(制御;調整)
要約【課題】プラントの制御システムの性能を向上すること。
【解決手段】制御装置20は、プラントに含まれるフィールド機器10からセンサ値を受信し、センサ値に基づいてプラントの状態を診断し、センサ値に基づいてプラントの制御に用いるプロセス値の算出と、フィールド機器10の状態の診断とを実行する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
制御対象についての設備に含まれるデバイスから第１データを受信する受信部と、
前記第１データに基づいて、前記設備の状態を診断する診断部と、
前記第１データに基づいて、前記設備の制御に用いる第２データの算出と、前記デバイスの状態の診断とを実行する実行部と、
を備える制御装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記受信部は、
前記第１データとして前記デバイスが取得したセンサデータを受信し、
前記診断部は、
前記センサデータに第１周波数特性を有する第１フィルタを適用して得られたデータに基づいて、前記設備の状態を診断し、
前記実行部は、
前記センサデータに第２周波数特性を有する第２フィルタを適用して得られたデータに基づいて、前記第２データとしてプロセスデータを算出し、
前記センサデータにバンドパスフィルタ第３周波数特性を有する第３フィルタを適用して得られたデータに基づいて、前記デバイスの状態を診断する、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記設備は、プラントを制御する制御設備であり、
前記デバイスは、前記プラントに設置された、前記プラントの制御に用いられるフィールド機器であり、
前記診断部は、
前記フィールド機器が取得したセンサデータを説明変数、前記プラントの異常の発生有無を目的変数とする機械学習によって生成された機械学習モデルに、前記受信部によって受信された前記センサデータを入力することで、前記プラントの異常の有無を出力する、
請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記受信部は、
前記センサデータに影響を及ぼす周辺環境データをさらに受信し、
前記診断部は、
前記フィールド機器が取得した前記センサデータおよび前記周辺環境データを説明変数、前記プラントの異常の発生有無を目的変数とする機械学習によって生成された前記機械学習モデルに、前記受信部によって受信された前記センサデータおよび前記周辺環境データを入力することで、前記プラントの異常の有無を出力する、
請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記設備は、プラントを制御する制御設備であり、
前記デバイスは、前記プラントに設置された、前記プラントの制御に用いられるフィールド機器であり、
前記実行部は、
前記フィールド機器が取得したセンサデータを説明変数、前記フィールド機器の異常の発生有無を目的変数とする機械学習によって生成された機械学習モデルに、前記受信部によって受信された前記センサデータを入力することで、前記フィールド機器の異常の有無を出力する、
請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項６】
前記フィールド機器は、圧力センサ機器であり、
前記実行部は、
前記圧力センサ機器が取得した圧力センサデータおよび振動センサデータを説明変数、前記圧力センサ機器の異常の発生確率を目的変数とする機械学習によって生成された前記機械学習モデルに、前記受信部によって受信された前記圧力センサデータおよび前記振動センサデータを入力することで、前記圧力センサ機器の異常の有無を出力する、
請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記実行部は、
前記デバイスの個体差を調整するためのデバイスパラメータ、または前記設備の利用者によって調整される利用者パラメータのうち少なくとも１つを用いて、前記第２データとしてプロセスデータを算出する、
請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項８】
コンピュータが、
制御対象についての設備に含まれるデバイスから第１データを受信し、
前記第１データに基づいて、前記設備の状態を診断し、
前記第１データに基づいて、前記設備の制御に用いる第２データの算出と、前記デバイスの状態の診断とを実行する、
処理を実行する制御方法。
【請求項９】
コンピュータに、
制御対象についての設備に含まれるデバイスから第１データを受信し、
前記第１データに基づいて、前記設備の状態を診断し、
前記第１データに基づいて、前記設備の制御に用いる第２データの算出と、前記デバイスの状態の診断とを実行する、
処理を実行させる制御プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、制御方法および制御プログラムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
プラントの運転制御として、フィールド機器と制御装置とを用いた制御システムが知られている。例えば、フィールド機器は、圧力センサ値や振動センサ値などのセンサ値（適宜、「センサデータ」）を収集し、センサ値に基づき圧力値や振動値などのプロセス値（適宜、「プロセスデータ」）の生成や機器診断を実行する。制御装置は、フィールド機器からプロセス値や機器診断結果を取得し、これらに基づいて、プラントの運転制御やプラント全体の異常診断等を実行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００４－０７８８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、制御システムの性能を向上することは難しい。例えば、プラントに設置されるフィールド機器のリソースには制限があるので、高分解能のセンサ値を取得しつつ、プロセス値や機器診断結果の精度を高めることは困難である。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、制御システムの性能を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、制御対象についての設備に含まれるデバイスから第１データを受信する受信部と、前記第１データに基づいて、前記設備の状態を診断する診断部と、前記第１データに基づいて、前記設備の制御に用いる第２データの算出と、前記デバイスの状態の診断とを実行する実行部と、を備える制御装置を提供する。
【０００７】
また、本発明は、コンピュータが、制御対象についての設備に含まれるデバイスから第１データを受信し、前記第１データに基づいて、前記設備の状態を診断し、前記第１データに基づいて、前記設備の制御に用いる第２データの算出と、前記デバイスの状態の診断とを実行する、処理を実行する制御方法を提供する。
【０００８】
また、本発明は、コンピュータに、制御対象についての設備に含まれるデバイスから第１データを受信し、前記第１データに基づいて、前記設備の状態を診断し、前記第１データに基づいて、前記設備の制御に用いる第２データの算出と、前記デバイスの状態の診断とを実行する、処理を実行させる制御プログラムを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、制御システムの性能を向上することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態に係る制御システムの構成例および処理例を示す図である。
実施形態に係る制御システムの各装置の構成例を示すブロック図である。
実施形態に係るエンジニアリングツールによって作成されるプログラムの一例を示す図である。
実施形態に係る制御システムのデータ処理の一例を示す図である。
実施形態に係る機器診断処理における機械学習モデルの入力データの具体例を示す図である。
実施形態に係る機器診断処理における機械学習モデルの出力データの具体例を示す図である。
実施形態に係るシステム診断処理における機械学習モデルの入力データの具体例１を示す図である。
実施形態に係るシステム診断処理における機械学習モデルの入力データの具体例２を示す図である。
実施形態に係るシステム診断処理における機械学習モデルの入力データの具体例３を示す図である。
実施形態に係るシステム診断処理における機械学習モデルの出力データの具体例を示す図である。
参考技術に係る平均化処理によるデータ前処理を説明する図である。
実施形態に係るハミング窓ＦＩＲフィルタによるデータ前処理の一例を示す図である。
実施形態に係る制御システムの制御処理全体の流れの一例を示すフローチャートである。
実施形態の変形例に係る制御システムの各装置の構成例を示すブロック図である。
実施形態および実施形態の変形例に係るハードウェア構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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