JPH06109497A - Failure judging system - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain a valid failure-diagnosis function without erroneous diagnosis in the case of the failure in a sensor. CONSTITUTION:A failure diagnosis device consists of an assumption data storage 1 for storing data regarding a utilization status which is previously assumed, a storage 2 for comparison for storing an actual utilization condition, and a comparison device 3 for comparing the data of the storage 2 for comparison with that of the assumption data storage 1. Then, the comparison device 3 compares the data of the storage 2 for comparison with that of the assumption data storage 1 to diagnose the failure of a machine incorporating the failure diagnosis device.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は機器の故障診断方式に係
わり、特にセンサー故障の場合にも有効な故障診断方式
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device failure diagnosis system, and more particularly to a failure diagnosis system effective even in the case of a sensor failure.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、故障診断で主として用いられてい
たモデルベースの方法は、機器の動作仕様（入出力の関
係）を予め記述しておき、実際の機器の入出力と比較す
ることで、入出力関係がモデルと異なる部品を故障と判
定していた。例えば特開昭５８−１７８２１５の発明で
は、プラントの実測出力と特性近似のモデルで計算した
予測出力の差の頻度分布を求め、正常時における頻度分
布と比較して故障診を行っている。2. Description of the Related Art Conventionally, a model-based method that has been mainly used in failure diagnosis is to describe in advance the operating specifications (relationship between input and output) of a device and compare it with the input and output of an actual device. A part whose input / output relationship is different from the model was determined to be a failure. For example, in the invention of Japanese Patent Laid-Open No. 58-178215, the frequency distribution of the difference between the actually measured output of the plant and the predicted output calculated by the model of the characteristic approximation is obtained, and the frequency distribution is compared with the frequency distribution at the normal time to perform the failure diagnosis.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、セン
サーを通じて故障診断システムに伝えられる情報が正し
い場合は有効である。一方この方法には、センサー故障
の場合に誤診断をしやすい、使用方法の誤りは検出でき
ないという欠点があった。例えば前記の発明においては
センサ−異常の時には、計算に利用する値が誤ったもの
を利用しているため異常の検出はできない。The above-mentioned prior art is effective when the information transmitted to the failure diagnosis system through the sensor is correct. On the other hand, this method has the drawbacks that it is easy to make a misdiagnosis in the case of a sensor failure, and an error in usage cannot be detected. For example, in the above invention, when the sensor is abnormal, the value used for the calculation is incorrect, so that the abnormality cannot be detected.

【０００４】本発明の目的は上記問題を解決するために
センサー故障の場合などにも有効な故障診断機能を提供
することにある。An object of the present invention is to provide an effective failure diagnosis function in the case of sensor failure in order to solve the above problems.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的は、予め想定さ
れる利用形態に関するデータを記憶する想定データ記憶
装置と、実際の利用状況を記憶するための比較用記憶装
置と、前記比較用記憶装置の内容を前記想定データ記憶
装置の内容と比較する比較装置よりなる故障診断装置に
おいて、前記比較装置が前記比較用記憶装置の内容を前
記想定データ記憶装置の内容と比較し、故障診断装置の
組み込まれた機械の故障を診断することにより達成され
る。Means for Solving the Problems The above-mentioned objects are: an assumed data storage device for storing data relating to a presumed usage pattern; a comparison storage device for storing an actual usage status; and the comparison storage device. In the failure diagnosis device including a comparison device that compares the contents of the above with the contents of the assumed data storage device, the comparison device compares the contents of the comparison storage device with the contents of the assumed data storage device, and incorporates the failure diagnosis device. It is achieved by diagnosing machine failure that has occurred.

【０００６】[0006]

【作用】予め想定される利用形態に関するデータを記憶
しておき、実際のデータと記憶するため、センサー故障
や利用者の誤使用によって、故障診断装置の組み込まれ
た機器への入力データがおかしくなった場合にも、セン
サーの入力情報と予め想定された入力情報を比較するこ
とでセンサー故障や誤使用を、機器本体の故障と判別で
きる。Since the data regarding the expected usage pattern is stored in advance and is stored as the actual data, the input data to the device in which the failure diagnosis device is incorporated is incorrect due to a sensor failure or misuse by the user. Also in the case of failure, a sensor failure or misuse can be determined as a failure of the device body by comparing the input information of the sensor with the input information assumed in advance.

【０００７】[0007]

【実施例】以下、本発明の１実施例を図面を参照して説
明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【０００８】図１は本発明による故障診断装置の１実施
例の構成を示した図である。aは予め想定された利用形
態を記憶しておくためのデータベースである。bは故障
診断の対象となる実プラントであり、dはプラントbを制
御する制御装置である。cはデータベースaに記憶された
想定データfと実際に計測された実データg及びセンサー
入力eを比較する比較装置である。センサー入力eも想定
データfとの比較対象になる点が,従来、故障診断で主と
して用いられていたモデルベースの方法と大きく異なっ
ている。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of a failure diagnosis device according to the present invention. “A” is a database for storing a presumed usage pattern. b is an actual plant that is the target of failure diagnosis, and d is a control device that controls the plant b. Reference numeral c is a comparison device for comparing the assumed data f stored in the database a with the actually measured actual data g and the sensor input e. The point that the sensor input e is also compared with the assumed data f is greatly different from the model-based method that has been mainly used in the conventional fault diagnosis.

【０００９】図2は本発明による故障診断装置の１実施
例の構成を少し詳しく示した図である。１は想定データ
記憶装置であり、適切な計算機上のデータベースで良
い。これは図1のデータベースaに相当する。２は比較用
記憶装置であり、適切な計算機上のデータベースで良
い。これは図1の実データgを記憶する装置に相当する。
３は比較装置であり、適切な計算機上のプログラムで良
い。これは図1の比較装置cに相当する。４は制御用記憶
装置であり、適切な計算機上のデータベースで良い。５
は制御装置であり、適切な計算機上のプログラムで良
い。６は表示装置であり、適切な計算機の表示装置で良
い。FIG. 2 is a diagram showing the structure of one embodiment of the failure diagnosis apparatus according to the present invention in some detail. Reference numeral 1 denotes an assumed data storage device, which may be a database on an appropriate computer. This corresponds to the database a in FIG. Reference numeral 2 denotes a storage device for comparison, which may be a database on an appropriate computer. This corresponds to the device that stores the actual data g in FIG.
Reference numeral 3 is a comparison device, which may be an appropriate computer program. This corresponds to the comparison device c in FIG. A control storage device 4 may be a database on an appropriate computer. 5
Is a controller and may be a program on a suitable computer. Reference numeral 6 denotes a display device, which may be a display device of an appropriate computer.

【００１０】想定データ記憶装置１には、予め該故障診
断装置が診断の対象とする機械の想定される利用形態に
関するデータを記憶しておく。比較用記憶装置２には、
該故障診断装置が診断の対象とする機械の実際の利用状
況を記憶する。The assumed data storage device 1 stores in advance data about an expected usage pattern of a machine to be diagnosed by the failure diagnosis device. In the comparison storage device 2,
The failure diagnosis device stores the actual usage status of the machine to be diagnosed.

【００１１】比較装置３は、適切なアルゴリズムによ
り、想定データ記憶装置１と比較用記憶装置２の記憶内
容を比較し、該故障診断装置が診断の対象とする機械の
実際の利用状況と想定されていた利用状況を比較し、両
者の差異が予め定められた範囲を越えた場合には、異常
な状態が発生していると判定し、表示装置６に異常状態
を示す表示を行なう。The comparison device 3 compares the storage contents of the assumed data storage device 1 and the comparison storage device 2 with an appropriate algorithm, and it is assumed that the failure diagnosis device is the actual usage state of the machine to be diagnosed. If the difference between the two exceeds a predetermined range, it is determined that an abnormal state has occurred, and a display indicating the abnormal state is displayed on the display device 6.

【００１２】図3は想定データ記憶装置１の記憶内容例
を示した図である。想定データ記憶装置１には、センサ
ーからの入力情報や制御出力が、予め想定された機器の
利用環境下で取り得る値の範囲と、実際の利用状況で、
その値になる確率と、許容誤差を記憶しておく。図3
は、あるセンサーからの入力であるデジタル信号（デー
タ番号１）が、１である確率が８０±１０％で、２であ
る確率が２０±５％で、３である確率が０±５％である
ことを示している。FIG. 3 is a diagram showing an example of contents stored in the assumed data storage device 1. In the assumed data storage device 1, the input information from the sensor and the control output are in a range of values that can be taken in advance under the usage environment of the device and the actual usage status,
The probability of reaching that value and the allowable error are stored. Figure 3
The probability that the digital signal (data number 1) that is an input from a sensor is 1 is 80 ± 10%, the probability that it is 2 is 20 ± 5%, and the probability that it is 3 is 0 ± 5%. It indicates that there is.

【００１３】図4は想定データ記憶装置１の記憶内容の
別の例を示した図である。図4は、ある制御装置の出力
であるアナログ信号（データ番号２）が、別のセンサー
からの入力信号（データ番号３）が１０〜２０の時に確
率１０±１０％で１０〜２０であり、確率６０±３０％
で２０〜３０であり、確率３０±１０％で３０〜４０で
あることや、同じく、データ番号３の入力信号が２０〜
３０の時に確率２０±１０％で１０〜２０であり、確率
６０±３０％で２０〜３０であり、確率２０±１０％で
３０〜４０であること、さらに、データ番号３の入力信
号が３０〜４０の時に確率３０±１０％で１０〜２０で
あり、確率６０±３０％で２０〜３０であり、確率１０
±１０％で３０〜４０であること、などを示している。FIG. 4 is a diagram showing another example of the stored contents of the assumed data storage device 1. FIG. 4 shows that the analog signal (data number 2) output from a certain control device is 10 to 20 with a probability of 10 ± 10% when the input signal (data number 3) from another sensor is 10 to 20, Probability 60 ± 30%
Is 20 to 30 and the probability is 30 ± 10% to be 30 to 40. Similarly, the input signal of data number 3 is 20 to
When it is 30, the probability is 20 ± 10% and the probability is 10 to 20, the probability is 60 ± 30% and the probability is 20 to 30, and the probability is 20 ± 10% and the probability is 30 to 40. Further, the input signal of the data number 3 is 30. When the probability is -40, the probability is 30 ± 10% and the probability is 10-20, and the probability is 60 ± 30% and the probability is 20-30.
It is shown that ± 10% is 30-40.

【００１４】図5は比較用記憶装置２の記憶内容例を示
した図である。比較用記憶装置２には、実際のセンサー
からの入力情報や制御出力が、値と発生頻度の組で記憶
される。図5は、図3に対応する想定データ記憶装置１の
記憶内容を示したセンサーからの入力であるデジタル信
号（データ番号１）が、実際には１であった回数が７０
回で、２であった回数が２５回で、３であった回数が５
回であったことを示している。FIG. 5 is a diagram showing an example of contents stored in the comparison storage device 2. In the comparison storage device 2, input information and control output from the actual sensor are stored as a set of a value and an occurrence frequency. FIG. 5 shows that the number of times that the digital signal (data number 1), which is the input from the sensor and shows the stored contents of the assumed data storage device 1 corresponding to FIG.
25 times, 2 times, 5 times 3
It is shown that it was once.

【００１５】図6は比較用記憶装置２の記憶内容の別の
例を示した図である。図6は、図4に対応する想定データ
記憶装置１の記憶内容を示したセンサーからの入力信号
（データ番号２）が、実際には別のセンサーからの入力
信号（データ番号３）が、１０〜２０の時に１０〜２０
であった回数が３０回であり、２０〜３０であった回数
が６０回であり、３０〜４０であった回数が１０回であ
ったことや、同じく、２０〜３０の時に１０〜２０であ
った回数が２０回であり、２０〜３０であった回数が６
０回であり、３０〜４０であった回数が２０回であった
ことや、さらに、３０〜４０の時に１０〜２０であった
回数が３０回であり、２０〜３０であった回数が６０回
であり、３０〜４０であった回数が１０回であったこ
と、などを示している。FIG. 6 is a diagram showing another example of the storage contents of the comparison storage device 2. FIG. 6 shows that the input signal from the sensor (data number 2) showing the stored contents of the assumed data storage device 1 corresponding to FIG. 4 is actually 10 (data number 3). 10 ~ 20 when ~ 20
Was 30 times, was 20 to 30 times was 60 times, was 30 to 40 times was 10 times, and similarly was 20 to 30 times was 10 to 20 times. The number of times was 20 times and the number of times 20 to 30 was 6
It was 0 times, the number of times was 30 to 40 was 20, and further, the number of times was 10 to 20 at 30 to 40 was 30, and the number of times was 20 to 30 was 60. It indicates that the number of times was 30 to 40, the number of times was 30 to 40, and the like.

【００１６】図3および図5に例示した内容を比較し、比
較装置３は実際の利用環境が予め想定された範囲内にあ
ると判定する。この場合は利用環境の確認とセンサー故
障の診断を行なったことになる。すなわちセンサ−異常
や誤使用により入力デ−タがおかしくなった場合の判定
をしたことになる。By comparing the contents illustrated in FIGS. 3 and 5, the comparison device 3 determines that the actual use environment is within a range assumed in advance. In this case, the usage environment has been confirmed and the sensor failure has been diagnosed. That is, the judgment is made when the input data becomes abnormal due to sensor abnormality or misuse.

【００１７】図4および図6に例示した内容を比較した場
合、データ番号３のセンサー入力が１０〜２０の時のデ
ータ番号２の出力は予め想定された範囲の分布からずれ
ている。この場合、比較装置３は表示装置６に異常状態
を示す表示を行なう。この場合、図6に内容を例示した
比較用記憶装置２の記憶内容を機器の動作仕様（データ
２とデータ３の関係）を用いたシュミレーションで作成
しておけば、単に利用環境の確認だけなく、従来のよう
なモデルベースの異常診断も同時におこなったことにな
っている。すなわち本発明によれば従来のようなモデル
ベースの診断も、同時に行なうことができる。When the contents illustrated in FIGS. 4 and 6 are compared, the output of the data No. 2 when the sensor input of the data No. 3 is 10 to 20 deviates from the distribution of the range assumed in advance. In this case, the comparison device 3 causes the display device 6 to display an abnormal state. In this case, if the stored contents of the comparison storage device 2 whose contents are illustrated in FIG. 6 are created by a simulation using the operation specifications of the equipment (relationship between data 2 and data 3), it is not only necessary to check the usage environment. , It is supposed that the conventional model-based abnormality diagnosis will also be performed at the same time. That is, according to the present invention, the conventional model-based diagnosis can be simultaneously performed.

【００１８】さらに、比較用記憶装置２を利用して制御
方法を利用環境に適応させることも可能である。具体的
には、想定データ記憶装置１に実際の機器の利用環境に
応じて制御特性を適応させるための情報を予め記憶して
おく。さらに、比較用記憶装置２に記憶した機器の実際
の利用環境をもと、に制御装置５が制御信号を生成する
時に利用する制御用記憶装置４の内容を変化させる。Further, it is possible to adapt the control method to the usage environment by using the comparison storage device 2. Specifically, the assumed data storage device 1 stores in advance information for adapting the control characteristics according to the actual usage environment of the device. Further, the content of the control storage device 4 used when the control device 5 generates the control signal is changed based on the actual use environment of the device stored in the comparison storage device 2.

【００１９】このような構成にした場合の想定データ記
憶装置１の記憶内容の例を図7に示す。また制御用記憶
装置４の記憶内容例を図8に示す。図7は比較用記憶装置
２に記録された実際のセンサー入力のデータ１が値１で
ある確率が７８以下であれば、制御用記憶装置４に記憶
された制御用データAの値を１０に設定することを意味
している。制御用記憶装置にはこの他に、図8に例を示
した制御信号の出力方法を記憶しておく。図8の例は制
御信号１はセンサー入力１をデータA倍して出力するこ
とを意味している。FIG. 7 shows an example of the stored contents of the assumed data storage device 1 having such a configuration. 8 shows an example of the stored contents of the control storage device 4. FIG. 7 shows that if the probability that the data 1 of the actual sensor input recorded in the comparison storage device 2 is the value 1 is 78 or less, the value of the control data A stored in the control storage device 4 is set to 10. It means to set. In addition to this, the control storage device also stores the control signal output method illustrated in FIG. The example of FIG. 8 means that the control signal 1 outputs the sensor input 1 multiplied by the data A.

【００２０】図９は本発明による故障診断装置を複雑な
機械の部品ごとに複数用意し,部品毎の故障診断を行っ
た場合の表示の様子を表した図である。図９において1
つ１つの四角が故障診断装置の表示に対応し、矢印が部
品の間の入出力関係を示している。図９においては利用
形態に関する判定結果と部品の動作仕様に関する判定結
果を区別して表示している。具体的には今、黒の四角に
対応する部品が故障し,異常が薄い網かけで示した四角
に対応する部品まで波及したとする。FIG. 9 is a diagram showing a display state when a plurality of fault diagnosis apparatuses according to the present invention are prepared for each component of a complicated machine and a fault diagnosis is performed for each component. 1 in FIG.
Each square corresponds to the display of the failure diagnosis device, and the arrows show the input / output relationship between the parts. In FIG. 9, the determination result regarding the usage pattern and the determination result regarding the operation specification of the component are displayed separately. Specifically, suppose now that the part corresponding to the black square has failed, and the abnormality has spread to the part corresponding to the square indicated by the thin mesh.

【００２１】この時、それぞれの故障診断装置は、利用
環境がおかしな部品については薄い網かけを表示し、動
作仕様がおかしな部品には黒を表示している。すなわち
故障すれば動作仕様と実際の動きに差異が生じるので黒
の表示を行う。異常が波及すれば利用環境として事前に
想定したものとずれが生じるので薄い網かけの表示を行
う。このようにすることで、異常の原因となった部品と
異常が波及している部品の範囲が1目で区別できるの
で、機械の操作者は異常の原因とその波及範囲に適した
操作をすぐさま実施できる。従来のようなモデルに基づ
く診断方法では異常が波及した箇所の入出力関係は正し
いため、図９で薄い網かけで行った異常波及に関する表
示はできなかった。At this time, each of the failure diagnosis devices displays a lightly shaded part for a part having an abnormal usage environment, and displays a black part for a part having an abnormal operation specification. In other words, if there is a failure, there will be a difference between the operating specifications and the actual movement, so black is displayed. If an abnormality spreads, it will deviate from what was previously assumed as the usage environment, so a thin shaded display will be performed. By doing this, the range of the part that caused the abnormality and the range where the abnormality spreads can be distinguished at a glance, so the machine operator can immediately perform the operation suitable for the cause of the abnormality and the spread range. Can be implemented. In the conventional diagnosis method based on the model, since the input / output relationship at the place where the abnormality has spread is correct, it is not possible to display the abnormal spread that is shaded in FIG.

【００２２】[0022]

【発明の効果】以上の実施例で明らかなように，本発明
によれば、予め想定される利用形態に関するデータを記
憶しておき、実際のデータと記憶するため、センサー故
障がおきて入力データがおかしくなった場合にもセンサ
ーの入力情報と予め想定された入力情報を比較すること
でセンサー故障を判定できる、従来のモデルベースの診
断も同時に行なえるなど、センサー故障の場合などにも
有効な故障診断機能を提供できるのみならず、制御方法
を利用環境に適応させることも可能である。As is apparent from the above-described embodiments, according to the present invention, the data related to the expected usage pattern is stored in advance and is stored as the actual data. Even if something goes wrong, a sensor failure can be determined by comparing the input information of the sensor with the input information that is assumed in advance, and the conventional model-based diagnosis can be performed at the same time, which is also effective in the case of a sensor failure. Not only can the failure diagnosis function be provided, but the control method can be adapted to the usage environment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の１実施例の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図２】本発明の他の実施例の構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of another embodiment of the present invention.

【図３】本発明の１実施例の詳細な構成図であり、想定
データ記憶装置１の記憶内容例を示した図。FIG. 3 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the present invention, and is a diagram showing an example of stored contents of an assumed data storage device 1.

【図４】想定データ記憶装置１の記憶内容の他の例を示
した図。FIG. 4 is a diagram showing another example of stored contents of the assumed data storage device 1.

【図５】比較用記憶装置２の記憶内容例を示した図。FIG. 5 is a diagram showing an example of stored contents of a comparison storage device 2.

【図６】比較用記憶装置２の記憶内容の他の例を示した
図。FIG. 6 is a diagram showing another example of the stored contents of the comparison storage device 2.

【図７】想定データ記憶装置１の記憶内容の他の例を示
した図。FIG. 7 is a diagram showing another example of stored contents of the assumed data storage device 1.

【図８】制御用記憶装置４の記憶内容例を示した図。FIG. 8 is a diagram showing an example of stored contents of a control storage device 4.

【図９】本発明の1利用形態を説明した図。FIG. 9 is a diagram illustrating a usage pattern of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

a...データベース, b...プラント, c...比較装置, d...
制御装置, e...センサー入力, f...想定データ, g...実
データ, 1...想定データ記憶装置、2...比較用記憶装
置、3...比較装置、4...制御用記憶装置、5...制御装
置、6...表示装置。a ... database, b ... plant, c ... comparator, d ...
Control device, e ... sensor input, f ... assumed data, g ... actual data, 1 ... assumed data storage device, 2 ... comparison storage device, 3 ... comparison device, 4 ... control storage device, 5 ... control device, 6 ... display device.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】予め想定される利用形態に関するデータを
記憶する想定データ記憶装置と、実際の利用状況を記憶
するための比較用記憶装置と、前記比較用記憶装置の内
容を前記想定データ記憶装置の内容と比較する比較装置
よりなる故障診断装置において、前記比較装置が前記比
較用記憶装置の内容を前記想定データ記憶装置の内容と
比較することにより、故障診断装置の組み込まれた機械
の故障を診断することを特徴とする故障診断方式。1. An assumed data storage device for storing data on an expected usage form, a comparison storage device for storing an actual usage situation, and contents of the comparison storage device for the assumed data storage device. In a failure diagnosis device including a comparison device that compares the contents of the comparison storage device with the contents of the assumed data storage device, A fault diagnosis method characterized by making a diagnosis. 【請求項２】前記比較装置の処理が、故障診断装置の組
み込まれた機械の複数回の動作の情報を基に比較処理を
行うことを特徴とする請求項１記載の故障診断方式。2. The fault diagnosis system according to claim 1, wherein the process of the comparison device performs the comparison process based on information of a plurality of operations of a machine in which the fault diagnosis device is incorporated. 【請求項３】前記比較用記憶装置の内容に、利用形態に
関するデ−タと共に、機器の動作仕様に関する内容を記
憶していることを特徴とする請求項１記載の故障診断方
式。3. The failure diagnosis system according to claim 1, wherein the contents of said comparison storage device store the contents relating to the operational specifications of the equipment together with the data relating to the usage form. 【請求項４】制御用のデータを記憶するための制御用記
憶装置と、前記制御用記憶装置の内容を用いて故障診断
装置が組み込まれた機械を制御する制御装置を有し、比
較装置の処理結果を用いて前記制御用記憶装置の内容を
修正することを特徴とする請求項１記載の故障診断方
式。4. A control storage device for storing control data, and a control device for controlling a machine in which a failure diagnosis device is incorporated by using the contents of the control storage device. The fault diagnosis system according to claim 1, wherein the contents of the control storage device are corrected using the processing result. 【請求項５】利用形態に関する判定結果と,機器の動作
仕様に関する判定結果を区別して表示することを特徴と
する請求項３記載の故障診断方式。5. The failure diagnosis method according to claim 3, wherein the determination result regarding the usage pattern and the determination result regarding the operation specification of the device are displayed separately.