JPS60505A - プラント診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、大規模プラントの異常事象をオンライン・
リアル・タイムで同定するプラント診断装置に関するも
のである。

従来、この種の装置として第１図に示すものがあった。

図において、１は図示なしのプロセスからのデータＸＩ
（ｉ＝１．２・・・・・・Ｎ）を読み込むため、アナロ
グ・ディジタル変換器を含むデータ収集装置、２はプロ
セス・データを基準値と比較し、許容範囲内にあれば０
”、範囲外にあれば′″ｌ”に変換するための演算処理
装置、３は演算処理装置２が演算処理した結果を格納す
るための記憶装置、４は原因結果ツリー（以下ＯＣＴと
記す）を記憶しておく記憶装置、５は記憶装置３と、４
に格納しであるプロセス情報とＯＣＴを用いて、すべて
のノードの論理演算値の計算を実行するための演算処理
装置、６は演算処理装置５でめた各ノードの論理演算値
を格納する記憶装置、１は演算処理装置５から得られる
ＯＣＴのロジックに関して、記憶装置３からの観測デー
タと記憶装置６からの論理演算値との比較によりエント
リ・ノードの変化検出、原因同定及び予測を行うための
演算処理装置、８は診断結果を表示するためのブラウン
管表示装置である。

次に、動作について説明する。

プロセスのデータＸｉがデータ収集装置１により量子化
されて演算処理装置２に入力されると、これは次の（１
）式に示す処理を施こし、その結果の観測ステータスＳ
ｓ（ｔ−１＃　２　＋・＝＠　Ｎ　）、及ヒ観測ステー
タスＳｉ＃”０”から１′１”へ変化した時刻ｔｃを記
憶装置３に格納する。

時刻ｔの計測は、各観測ステータスＳｉ　ごとに行なわ
れ、１サンプル前の観測ステータス８ｉ−１が０でこれ
に続く次の観測ステータスＳｉが１となった時刻を示す
。このような観測ステータスＳｉはその時刻ｔｃに関連
づけられて記憶装置３に格納される。

記憶装置４に格納されているＣＣＴのゲート・ロジック
の部分例を第２図に示す。第２図中、Ｍ６、Ｍ７は入力
される診断メツセージ、τは時間遅れ１Ｇｌｌ・Ｇ１２
は論理積ゲート、Ｇ２□、Ｇ２２は論理和ゲートをそれ
ぞれ示す。ここでは、ＣＣＴにおいて、Ｓｉが定義され
る位置をノード、最上位のノードをルート・ノード、最
下位のノードをプライマリ−ノード、各ノードの直上の
ノードをそのノードのファーザ・ノード、直下のノード
をサン・ノードと呼ぶ。

第２図に示したＣＣＴのゲート・ロジックは記憶装置３
に格納されている。ｃｃ’ｉ）辿る実行処理は、記憶装
置３，４．６からの情報を基托して診断処理装置５と７
で行われる。

演算処理装置５は、記憶装置３内のプライマリ・ノード
の観測ステータスＳｉ　を入力として、記憶装置４０Ｏ
ＣＴのゲート・ロジックに従い、他のすべての論理演算
を毎回サイクリックに実行し、記憶装置６に格納する。

この演算結果を予測ステータスＳｉ　と呼ぶ。この演算
は、プライマリ−ノードの観測ステータスＳｉＱ値や変
化にかかわらず、サンプリング周期毎に毎回ＣＣＴの上
方に向けて演算される。ここで処理するプログ２ムは対
象のＯＣＴが決まれば一意的に決まるものであるから、
ＯＣＴのモジュール毎にオブジェクト−モジュールを作
成する方法を採用する。

演算処理装置７は記憶装置６に格納された論理演算部の
解析結果を基にＯＣＴの診断処理を行ない、診断内容は
エントリ・ノードの変化検出、原因同定及び予測に分け
られる。エントリ・ノードとは解析を始めるノードとし
てあらかじめ指定しであるノードであり、第２図の８６
のようにＯＣＴの途中に設けられる。

エントリ・ノードの変化検出は、プラントが正常、異常
発生、異常事象継続又は異常回復となっているかを調べ
、診断処理の必要性を判断するためにサンプリング周期
毎にエントリ・ノードの観測ステータスＳｉを調べるこ
とによって実行される。即ち、記憶装置３から今回のサ
ンプリングでの観測ステータスＳｉ及び前回の観測ステ
ータスＳ　ｉ−１をチェックし、そのチェック結果より
ステータス・インジケータを割り当て、そのインジケー
タに応じて原因同定、予測等の診断又は次のエントリ・
ノードの検索をする。

この処理の流れを第３図に示す。

原因同定の処理の流れを第４図に示す。

原因同定はエントリ・ノードの観測ステータスＳｉ　が
事象発生を示したとき及び事象発生が継続していてかつ
原因が不明なとき行われる。

以下、原因同定の処理を第４図のフロー−チャートに従
って述べる。まず、ホールの検出を行う。

ホールとは観測ステータス８４　とプライマリ・ノード
の観測ステータスＳｉから演算される予測ステータスＳ
ｉ′とが異なっていることを指し、プライマリ・ノード
を除き、全観測点のものがこの比較により検出される。

プライマリ・ノードが信号誤りであった場合、演算結果
を示す予測ステータスＳｉ′は１０」となるので、エン
トリ・ノードはホールとなり、原因同定は失敗としてセ
カンド・ベスト・メツセージを出す。これは、エントリ
ｅノードがホールか否かを調べるだけでプライマリ・ノ
ードに信号誤りがあることを指摘できる。また、ホール
の数が一定数を越えた場合も原因同定失敗とする。さら
に、親子関係にある２つの可観測ノード（途中に非観測
ノードが含まれていてもよい）がともにホールである場
合、たとえ全ホールの数がＮ個以下であっても原因同定
は失敗とする。

Ｎｊは、あらかじめ指定された値である。連続した２つ
のノードがともにホールである場合は、とのノードに連
なるプライマリ・ノードの観測器が故障又は計器遅れで
あると考えられる。この場合、プライマリ・ノードの観
測器が不具合であるから、通常は、それより上位に位置
したすべてのノードはホールになる。プライマリ・ノー
ドの不都合は原因同定不能であるからこれを原因同定失
敗とする。

このように、ホールが連続する場合は一様に原因同定失
敗としてもよいが、そのホールはエントリ・ノードの予
測ステータスＳｉ′力げ１”となったことを原因としな
い場合もあるので、エントリ・ノードとの関連性を調べ
る。

以上の処理によって原因同定が成功する場合は次の場合
である。

エントリ・ノードは観測ステータスＳｉ及び予測ステー
タスＳｉ′ともに１″である。ホールの数はＮ−１個以
下（通常１〜２以下）であり、かつ連続してホールにな
っているものはエントリ・ノードとの関連性はない。こ
のことより、ＯＣＴの階層が浅い（２〜３段）とき及び
ノード数が極端に少ないときは次のことが言える。

（ａｌプライマリ・ノードの観測ステータス８ｉは信用
でき、従って予測ステータスＳｉ′は正しい。

（ｂ）ホールになっているものは、観測器が故障してい
るか計器遅れになっている。

従って、予測ステータス８ｉを信用し、予測ステータス
Ｓｉ′が′１″になっているノードにつＸ、Ｓているメ
ツセージのうちエントリ・ノードに関係するものをすべ
て出力する。

次に、予測処理を第５図のフロｍ−チャートに従って説
明する。予測処理は論理演算結果が正しいとして進めて
行くのでノードの予測ステータスＳｉ′と観測ステータ
スＳｉが異なっていれば、その原因は次のいずれかであ
ると言える。

（ａｌ計器故障のため、観測ステータスＳｉが誤ってい
る。

（ｂ）事象は、すでにおこっているが計器遅れのため、
まだ観測ステータスＳｉ　に表われていない。

（Ｃ）事象は、まだ生起していない。

このうち（ａ）と（Ｃ）は計器出口において同一の結果
をもたらしているので、同一の扱いができる。従って、
以下、（ａ）を故障、（ｂ）　、　（ｄを遅れと呼ぶこ
とにする。予測処理は、エントリ・ノードより上位側の
各ノードに対して行われるが、そのノードの種類により
処理が異なるため、各項目別に記述する。

（１）上位ノードが非観測の場合。

この場合、予測ステータス８ｉ’Ｌかな（、かつこれは
正しいのであるから′ｌ”ならばアクティブ（活性）と
し、′０″ならば終了し、次のエントリ・ノードへ行く
。

（１）上位ノードの予測ステータスｓｉ′と観測ステー
タスＳｉが等しい場合。

この場合、論理演算の結果も観測結果も等しいので、こ
の結果は正しいと言える。従って、これが０”であれば
終了し、１”であればアクティブなノードとする。

１１ｉ１上位のノードの予測ステータスＳｉ′と観測ス
テータスＳｉが等しくない場合。

この時、予測ステータス　、／が”０”で観測ステータ
スＳｉが１”の場合とその逆が考えられる。原因同定成
功したことにより１．予測ステータスＳｉ′は、正しい
のであるから、前者の場合、計器故障である。後者の場
合、観測器が故障か遅れである。このいずれであるかは
、このノードだけでは判断できないので、更に上位の可
観測点を調べる。

（ＩＶＩ上位ノードの上位ノードの観測ステータスＳｉ
が′″１”の場合。

この場合は上位ノードの予測ステータスＳｉ′は′１″
、観測ステータスＳｉは０”、次の上位ノードの予測ス
テータスＳｉ′は６１″で、観測ステータスＳｉは”１
”である。

上位の上位ノードは′１”なので、少なくとも上位の上
位ノードが遅れているとは考えられない。

また、２つの観測器が連続して故障していることは考え
ないとすると、これは、上位ノードが故障のため′０”
となり、上位の上位ノードは正常で１″を示したと考え
、上位ノードは６１”と見なしてアクティブとして上位
へ進む。

（Ｖ１次の上位ノードの観測ステータスが０”の場合。

このとき、上位ノードの予測ステータスｓｉ′は１１″
、観測ステータスＳｉは１０″、次の上位ノードの予測
ステータスＳｉ′力げ１”で観測ステータスＳｉが′０
”である。

この場合も２つの観測器が連続して故障していることは
考えないとすると、これは、上位のノードは遅れのため
０”になっていると考えられる。

そこでとのノードをボテンシャリ・アクティブとして終
了する。

もし、上位ノードは、故障のため”０”となり、次の上
位ノードは遅れのため′″０″であったとしても、本来
故障しているのであるからアクティブとしなければなら
ないものをボテンシャリ・アクティブとしただけであり
、これも上位ノードが時間が来て１１′となれば（１ｖ
）のロジックより故障が発見でき、予測処理を実行でき
る。

以上、原因同定及び予測処理により、外乱の発生から将
来の伝搬までをシーケン／キルに表わすツリーが決定で
きる。

この該当ノードに接続されているメツセージの内容をリ
スト・アップして表示装置８に出力する。

この時表示するものは以下のものが基本となる。

（ａｌ原因同定で発見されたメツセージ。

（ｂｌ予測処理でアクティブとなったノードに付加され
ていたメツセージとポテンシャリ・アクティブとなった
ノードに付いたメツセージ。

（Ｃ１事象発生時刻ｔｃ 事象発生時刻ｔ。は各メツセージと関連づけて表示され
ることが多（、メツセージの出力されていない観測ステ
ータスＳｉ事象発生時刻ｔｃは表示されない。

従来のプラント診断装置は、以上のように構成されてい
るので、異常事象の発生した時刻を表示装置に表示する
ことはできるが、ボテンシャリ・アクティブとなったノ
ードに付いたメツセージがアクティブになる時間を予想
して表示することはできなかった。

このため、次に生じる事象は予想できても、その緊急性
を判断できないなどの欠点があった。

この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、プライマリ・ノードのステータ
スを判定する際に、使用する観測値の基準値との偏差に
より、予めテーブルとしてもっておいた予測時間のテー
ブルを参照し、ポテンシャリ・アクティブとなったノー
ドがアクティブになる時間を計算する演算処理装置を設
けることで、予想時間を表示できるプラント診断装置を
提供しようとするものである。

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第６図において１〜８は従来のものと同一のものである
。９はボテンシャリ・アクティブとなりたノードがアク
ティブになるまでの時間を計算する演算処理装置である
。１０はプライマリ・ノードの観測値と基準値の偏差を
記憶する記憶装置４．１１は各プライマリ・ノードに関
して、各異常の大きさに対する予測時間のテーブル（メ
モリ）である。

本発明のＯＣＴ実行処理方式を説明する。

診断を行なう演算処理装置７で琳因同定及び予測を行な
うところまでは、従来のものと同一である。

ここでは、演算処理装置９の働きについて述べることに
する。

演算処理装置９は各種メツセージとポテンシャル−アク
ティブなノードに付いたメツセージ以外のメツセージの
発生時刻を演算処理装置７から受け取る。

次に、演算処理装置９はＣＣＴを記憶している記憶装置
４より、ボテンシャリ・アクティブとなったノードに関
するプライマリ・ノードの情報を取り出し、記憶装置１
０よりそのプライマリ・ノ−ドに関する基準値との偏差
を取り出す。

次に、プライマリ・ノードの基準値との偏差に対する予
測時間のテーブル１１より偏差に対する予測時間の値を
取り出す。演算処理装置９は、異常原因が成立した各プ
ライマリ・ノード毎に、基準値との偏差に対する予測時
間のテーブルを用い、記憶装置１０より入力した基準値
との偏差に対する予測時間を内挿する。各プライマリ・
ノードに関する予測時間の中で最短の時間を採用する。

この予測時間をポテンシャリ・アクティブなメツセージ
と対にして表示装置８に出力する。

以上のように、この発明によればプラント診断装置に次
に生じる事象が発生するまでの時間を予想する機能を加
味する構成としたので、マンマシン・システムとして運
転員に密度の濃い情報を出力できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のプラント診断装置を示すブロック図、第
２図はＯＣＴを示す図、第３図は従来の診断解析部の処
理フローを示す図、第４図は原因同定の処理フローを示
す図、第５図は予測の処理フローを示す図、第６図は本
発明によるプラント診断装置のブロック図。 １・・・データ収集装置、２，５，７．９−・・演算処
理装置、３，４，６．１０・・・記憶装置、８・・・表
示装置、１１・・・テーブル。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す０ 代理人　大岩増雄 第２図 第　３　図 上位しへルヘ 手続補正書（自発） １．事件の表示　特願昭５８−１０８６１６号２、発明
の名称 プラント診断装置 ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 ４、代理人 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 明細畏第１４頁第３行目「記憶装置４．」とあるのを「
記憶装置、」と補正する。 以上 ２１−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラントで生じる各種異常事象の伝搬シーケンスを論理
   式で記述した原因結果ツリーを演算処理することにより
   、異常の第１原因をオンライン・リアル・タイムで同定
   し、かつ将来の予測をするプラント診断装置において、
   予測時に予め故障の大きさにより予測事象が発生するま
   でのテーブルを備え、このテーブルを参照して異常原因
   の大きさを同定して次の事象が発生するまでの時間を予
   測するようにしたことを特徴とするプラント診断装置。