JP2896306B2

JP2896306B2 - プラント診断方法および装置

Info

Publication number: JP2896306B2
Application number: JP6091820A
Authority: JP
Inventors: 幸夫園田; 隆夫影山; 茂兼本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1999-05-31
Anticipated expiration: 2014-05-31
Also published as: JPH07294695A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電所のような
大規模なプラントで異常な過渡事象が発生した場合に、
過渡変化の起点となった観測信号と、過渡変化が観測信
号をどのような経路で伝わっていたかを推定して原因候
補の絞り込みを支援するプラント診断方法およびその方
法を実施するためのプラント診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所のような大規模なプラント
において異常な過渡事象が発生した場合、一般に、プラ
ントの運転員や保守員が、観測されているプラント信号
（圧力、流量、温度等）の定性的な挙動から過渡変化の
伝播経路と変化の起点となった信号とを推定し、故障発
生場所および原因候補の絞り込み作業を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】原子力発電所のような
大規模なプラントで異常な過渡事象が発生すると、観測
されているプロセス信号の多くが通常と異なる挙動を示
すようになる。特に制御系のフィードバックの効果で過
渡変化の伝播経路がループ状になったり、安全保護系が
動作して機器のトリップやプラントのスクラム等の過渡
事象と直接関係のない挙動が現れると、プラント状態を
正確に把握するのが困難になる。

【０００４】不具合の対応としては、個々の信号の増
加、減少といった定性的な挙動から過渡変化の起点とな
った信号（故障の発生箇所）と伝播経路とを推定する作
業が先ず必要になる。この結果に基づいて考えられる原
因候補を挙げ、それぞれについて詳細な調査を行うこと
により対策処置を決定する。

【０００５】このため、原因候補の絞り込みに要する時
間と精度が、不具合の原因究明と対策処置に大きく影響
を及ぼすことになる。この作業は人手によって行われて
いるが、時間がかかったり、考え落としの可能性がある
等の問題があった。

【０００６】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、過渡事象が発生した時の観測信号の定性的な挙動
と、予め準備しておいた観測信号間の定性的な因果関係
とを比較照合することにより、過渡変化の起点となった
信号と伝播経路を推定して原因候補の絞り込みを短時間
で精度よく行えるプラント診断方法および装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項１の発明に係るプラント診断方法は、原子力
発電所その他のプラントに異常な過渡事象が発生した場
合、運転または監視のために観測されているプロセス信
号の増加、減少その他の定性的な変化パターンの挙動を
変化パターン抽出手段によって抽出し、予め作成し、因
果関係データベースに登録しておいた信号間の物理的因
果関係と比較照合し、予め登録してある信号の因果関係
と一致する変化パターンを探し出して選び出すことによ
って過渡変化の伝播経路を推定し、その推定した経路の
中で最も上流にある信号を過渡変化の起点となった信号
と推定して、原因候補の絞り込みを支援することを特徴
とする。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１記載のプラン
ト診断方法において、観測信号の定性的挙動を抽出する
場合、制御系のフィードバックの効果、機器のトリッ
プ、プラントのスクラムその他の過渡事象以外による信
号の変化を取り除き、過渡事象に係る観測信号の変化だ
けを抽出することを特徴とする。

【０００９】請求項３の発明は、請求項２記載のプラン
ト診断方法において、過渡事象に係る観測信号の変化を
抽出する場合、信号の増加または減少を判定するための
閾値を複数の段階に分けて設けておき、推定した過渡変
化の伝播経路が途中で切れた場合に、閾値のレベルを下
げて伝播経路の推定をやり直すことを特徴とする。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１記載のプラン
ト診断方法において、過渡変化の伝播経路を推定する場
合、多入力１出力の系については定量的なモデルを使っ
て出力を予め数値演算しておき、この演算で求めた計算
値を観測信号と同等に扱うことによって、定性的モデル
で多入力１出力の系を扱うことを特徴とする。

【００１１】請求項５の発明は、請求項１記載のプラン
ト診断方法において、過渡変化の伝播経路を推定する場
合、プラントの安全保護系等の動作によって制御ロジッ
クまたは運転機器が切り替えられた場合に、それに応じ
て信号間の因果関係も変更することを特徴とする。

【００１２】請求項６の発明は、請求項１記載のプラン
ト診断方法において、過渡変化の伝播経路を推定する場
合、観測信号間の因果関係に時間遅れを導入することに
よって一連の過渡事象の伝播時間を求め、それ以後に初
めて変化した信号は別の要因によるものと見做すことに
より、複合事象に対応することを特徴とする。

【００１３】請求項７の発明に係るプラント診断装置
は、図１に示すように、プラントの運転データその他の
プロセス信号を入力するデータ入力手段１と、入力され
た各信号の初期の定性的な変化を抽出する変化パターン
抽出手段２と、予め作成された観測信号間の定性的な変
化パターンの因果関係を記録する因果関係データベース
３と、前記変化パターン抽出手段２によって抽出された
初期の定性的な変化パターンと前記因果関係データベー
ス３に記録されている観測信号間の定性的な因果関係デ
ータパターンとを比較することによりプラントの過渡変
化が伝播したと想定される因果関係のある経路を推定す
る伝播経路推定手段４と、推定された経路の最も上流に
ある信号を過渡変化の起点として抽出し、変化の起点と
なった信号とその挙動とに基づいて過渡変化の原因候補
の絞り込みを行う起点信号抽出手段５とを備えたことを
特徴とする。

【００１４】

【作用】請求項１の発明においては、例えばオンライン
またはオフラインの監視データを収集し、過渡変化発生
前後のデータが得られた場合、過渡変化が発生する前の
データから正常時の特性として例えば各信号の最大振幅
（または標準偏差）を求め、例えば最大振幅の倍数を閾
値としてその後の信号の挙動を調べる。そして、例えば
上限の閾値を上回れば「増加」、下限の閾値を下回れば
「減少」、両者の間にあれば「一定」と判定する。こう
して、初期変化のパターンが得られたならば、得られた
変化パターンと因果関係とを比較照合し、変化が因果関
係で説明できる経路を残すことにより、過渡変化の伝播
経路を推定する。そして、下流にはつながる因果関係が
存在するが上流にはつながる因果関係が存在しない信
号、すなわち最上流にある信号が過渡変化の起点となっ
た信号と判定される。この情報を提示することによっ
て、原因候補の絞り込みを支援することができる。

【００１５】請求項２の発明においては、前記の判定に
よってひとたび「増加」（または「減少」）と判定され
た場合、その後に下限を下回っても（または上限を上回
っても）、制御系のフィードバック等の二次的な効果と
見做して無視するものとする。同様に、保護系が動作し
て機器のトリップやプランとのスクラムが発生した場合
も、その後の信号挙動は保護系によるものとして無視す
る。以上のようにして、前記初期変化のパターンが得ら
れる。

【００１６】請求項３の発明においては、過渡データの
変化が小さくて、「増加」、「減少」パターンがうまく
抽出できず、推定した経路が途中で切れるような場合に
対応することができる。即ち、例えば最大振幅の２．０
倍，１．５倍，１．０倍をそれぞれ閾値レベル３，２，
１と設定しておき、レベル３で判定したパターンに基づ
いて過渡変化の伝播経路を推定すると経路が途中で切れ
るような場合には、閾値をレベル２かレベル１まで下げ
ることによって微小な変化まで捕え、経路推定をやり直
して正しい経路を得ることができる。

【００１７】請求項４の発明においては、例えば「速度
制御器出力」の信号を入力して速度の設定値と観測値と
の差を求める場合の如く、２入力１出力の関係となって
定性的な因果関係が一意的に定まらないような場合に対
応できる。即ち、このような場合には、差を定量的な数
値演算で求め、例えば「速度偏差（演算値）」という疑
似信号を導入し、この疑似信号との間に因果関係を定義
する。つまり、２つ以上の検出器から得られた値のう
ち、大きい値を制御器へフィードバックする等の方法に
よって演算の結果を疑似信号として扱うことができる。

【００１８】請求項５の発明においては、例えば保護機
能が働いて因果関係が変わってしまう場合のように、制
御ロジックまたは運転機器が切り替えられた場合、信号
間の因果関係を変更して対応することができる。

【００１９】請求項６の発明においては、多重故障等が
発生した場合に対応することができる。即ち、本発明で
は信号間の因果関係の付帯情報として影響伝播に要する
時間遅れを導入し、例えば多重故障が発生した場合の複
数の信号変化の時間遅れを求め、最初の信号変化の時刻
から最後の信号変化の時刻までの時間が、最初の信号か
ら最後の信号まで影響が伝播するのに要する時間より小
さい時、最初の信号変化から最後の信号変化までが同一
事象による変化と見做すものとする。また、最初の信号
変化の時刻から最後の信号変化の時刻までの時間が、最
初の信号から最後の信号まで影響が伝播するのに要する
時間より大きい時には、その遅れ時間が大きい信号以後
の挙動は別の事象と見做す。このようにして多重故障が
発生した場合でも、それぞれの事象について別個に扱う
ことができる。

【００２０】請求項７の発明においては、データ入力手
段でプロセスデータの入力を行い、変化パターン抽出手
段で観測信号から過渡変化の特徴を抽出するとともに、
制御系のフィードバックの効果や機器のトリップやプラ
ントのスクラムによる二次的な変化を取り除いた各信号
の初期応答を、「増加」、「減少」、「一定」の３パタ
ーンに分類する。伝播経路推定手段では、過渡変化の伝
播経路の推定を行い、先に抽出した初期応答パターンと
信号間の因果関係を照合し、変化が因果関係で説明でき
る経路を選び出す。起点信号抽出手段では、異常発生箇
所の推定を行い、選び出された経路の最上流にある信号
を変化の起点、即ち異常発生箇所の直後の観測点として
提示する。これにより、上述した本発明に係る診断方法
の基本的な工程が実施できる。

【００２１】以上のように本発明によれば、観測信号の
増加、減少、一定という定性的な挙動だけでプラントの
診断が行えるため、適用範囲が広く、また物理的な因果
関係に基づいて診断を行うため、推論の過程が理解し易
く、かつ考え落としがない等の作用効果が奏される。ま
た、複雑なモデルを使用していないため、観測信号の追
加やプラントと機器構成の変更にも簡単に対応できる。

【００２２】したがって、本発明は原子力発電所のよう
な大規模プラントを対象にして、プラント信号の定性的
な挙動と予め準備した信号間の因果関係の情報から、異
常過渡事象が発生した場合に起点となった信号と伝播経
路とを推定することによって原因究明を支援し、プラン
トの稼働率と信頼性向上に寄与することができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図２〜図１０を参
照して説明する。

【００２４】まず、図２によって本実施例によるプラン
ト診断装置の構成を説明する。このプラント診断装置は
図２に示すように、プラントの運転データまたは監視デ
ータ等のプロセスデータを入力するデータ入力手段１と
してのデータ読込装置１ａと、データ読込装置１ａによ
って読込まれた各信号の初期の定性的な変化を抽出する
変化パターン抽出手段２と、予め作成された観測信号間
の定性的な因果関係を記録する因果関係データベース３
と、変化パターン抽出手段２によって抽出された初期の
定性的な変化と因果関係データベース３に記録されてい
る観測信号間の定性的な因果関係データとを比較するこ
とによりプラントの過渡変化が伝播したと想定される因
果関係のある経路を推定する伝播経路推定手段４と、推
定された経路の最も上流にある信号を過渡変化の起点と
して抽出し、変化の起点となった信号とその挙動とに基
づいて過渡変化の原因候補の絞り込みを行う起点信号抽
出手段５とを備えている。

【００２５】データ読込装置１ａでは、対象となるプラ
ントのプロセスデータがオンラインまたは磁気テープ等
を介したオフラインで取込まれる。

【００２６】変化パターン抽出手段２は、多入力１出力
系の出力や保護系ロジックの動作等による因果関係の変
更といった必要な数値の理論演算を施す前処理部２ａ
と、指定した閾値に従って各信号の初期応答を取出す主
処理部２ｂとからなっている。前処理部２ａは、後述す
る疑似信号が必要な場合にその演算を行う疑似信号演算
部６と、疑似信号の演算式データを収録する疑似信号演
算式データベース７と、疑似信号演算式を必要に応じて
変更する疑似信号演算式変更部８とを有している。ま
た、主処理部２ｂは、読取信号または疑似信号から変化
パターンを抽出する変化パターン抽出部９と、変化パタ
ーン抽出のための閾値データを収録する閾値データベー
ス１０と、閾値を必要に応じて変更する閾値変更部１１
とを有している。

【００２７】因果関係データベース３は、因果関係デー
タを収録するデータベース部１２と、その因果関係デー
タを必要に応じて変更する因果関係変更部１３とを有し
ている。

【００２８】また、伝播経路推定手段４は、多重故障の
チェックを行う多重故障チェック部１４と、そのチェッ
ク後の信号と因果関係データ信号とを受け予め登録して
ある信号間の因果関係と一致する変化パターンを探すこ
とにより現実に変化が伝わった因果関係を選び出す伝播
経路推定部１５とを有している。

【００２９】さらに、起点信号抽出手段５は、経路の最
上流にある信号を変化の起点として推定する異常発生個
所の起点信号抽出部１６と、その推定結果を提示する結
果提示部１７と、変化パターン抽出の閾値を変更して推
定された異常伝播経路と起点となった信号を推定し直す
かどうか（再試行）を決める確認部１８とを有してい
る。

【００３０】次に、上述した装置を用いたプラント診断
方法の手順を図３によって説明する。

【００３１】装置スタートにより、データ読込装置１ａ
へのプラント信号等のデータ入力が行われ（ステップＳ
１）、これにより過渡変化発生前後のデータが得られ
る。

【００３２】ここで得られたデータによって定性的な因
果関係が一意的に定まる場合には、直接変化パターンの
抽出を行うが、例えば「速度制御器出力」の信号を入力
して速度の設定値と観測値との差を求める場合の如く、
２入力１出力の関係となって定性的な因果関係が一意的
に定まらないような場合には、疑似信号演算部６によっ
て差を定量的な数値演算で求め、例えば「速度偏差（演
算値）」という疑似信号を導入し、この疑似信号との間
に因果関係を定義して、２つ以上の検出器から得られた
値のうち、大きい値を制御器へフィードバックする等の
方法によって演算の結果を疑似信号として扱うようにす
る（ステップＳ２）。

【００３３】そして、選定された信号は、変化パターン
抽出部９において、過渡変化が発生する前のデータから
正常時の特性として例えば各信号の最大振幅（または標
準偏差）を求め、例えば最大振幅の倍数を閾値としてそ
の後の信号の挙動を調べる。そして、例えば上限の閾値
を上回れば「増加」、下限の閾値を下回れば「減少」、
両者の間にあれば「一定」と判定する。これにより初期
変化のパターンが得られる（ステップＳ３）。

【００３４】変化パターンが抽出されたら、多重故障チ
ェック部１４において、多重故障のチェックが行われる
（ステップＳ４）。即ち、本実施例では後述するよう
に、信号間の因果関係の付帯情報として影響伝播に要す
る時間遅れを導入し、例えば多重故障が発生した場合の
複数の信号変化の時間遅れを求め、その遅れ時間が大き
い信号の挙動は別の事象と見做す等によって、多重故障
が発生した場合には、それぞれの事象について別個に扱
うようにする。

【００３５】多重故障チェックが終了したら、伝播経路
推定部１５において、信号の伝播経路の推定が行われる
（ステップＳ５）。即ち、得られた変化パターンと因果
関係とを比較照合し、変化が因果関係で説明できる経路
を残すことにより、過渡変化の伝播経路を推定する。

【００３６】次に、起点信号抽出部１６において、起点
信号抽出、即ち異常発生個所の推定が行われる（ステッ
プＳ６）。つまり、このステップでは、下流にはつなが
る因果関係が存在するが上流にはつながる因果関係が存
在しない信号、即ち、最上流にある信号が過渡変化の起
点となった信号と判定される。

【００３７】この情報は、結果提示部１７で提示され、
これによって、原因候補の絞り込みの支援が行われる
（ステップＳ７）。

【００３８】そして、その得られた結果が確認部１８で
ＯＫか否か判定され（ステップＳ８）、ＹＥＳであれば
エンドとなり、ＮＯの場合には再び変化パターン抽出
（ステップＳ３）が行われる。

【００３９】次に、診断対象プラントおよび診断方法に
ついて図４〜図１０を参照して具体的に説明する。本実
施例では図４に示すように、沸騰水型原子力プラント
（ＢＷＲプラント）の再循環流量制御系統を診断対象と
している。

【００４０】この系統は同図に示すように、原子炉２０
の炉心２０ａに冷却材を再循環させる再循環ループ配管
２１に再循環ポンプ２２を備え、この再循環ポンプ２２
の駆動部が可変周波数発電機２３、流体継手２４、駆動
電動機２５等からなるＭＧセット（モータ、ジェネレー
タセット）２６によって構成されている。このＭＧセッ
ト２６の発電機速度を制御装置２７で制御することによ
って再循環ポンプ２２の流量、即ち、炉心２０ａに流れ
る冷却材流量を調整し、これにより原子炉２０の出力を
制御するようになっている。

【００４１】制御装置２７は、主制御部２８と、再循環
ループ配管２１の系統（例：Ａ系，Ｂ系）毎に設けられ
たＭ／Ａ切換器２９と、加減算器３０と、発電機速度を
制御するための速度制御器３１と、この速度制御器３１
によって制御されるすくい管操作器３２と、このすくい
管操作器３２によって操作され流体継手２４の油量を調
節するすくい管３３とを備えて構成されている。つま
り、ＭＧセット２６の駆動電動機２５は常時一定速度で
回転し、この回転数が流体継手２４内の油量制御によっ
て変化して可変周波数発電機２３の周波数が調節され、
再循環ポンプ２２による流量制御が行なわれるものであ
る。

【００４２】この系統における観測点としては、例えば
ＭＧセット２６の発電機速度の設定値である「速度設定
信号」１０１、観測された発電機速度と速度設定値の差
から定めたすくい管３３の要求位置を意味する「速度制
御器出力」１０２、流量継手２４の油量を調節するすく
い管３３の位置を示す「すくい管位置」１０３、同一発
電機速度の２つの検出器で得られた観測値（一方を「Ｍ
ＧセットＡ発電機速度Ａ」１０４、他方を「ＭＧセット
Ａ発電機速度Ｂ」１０５と称する）およびこれら両方の
大きい方の値をとるＨＶＧ（High Value Gate ）演算に
よって求められた「ＭＧセット発電機速度ＨＶＧ」１０
６、ならびに再循環ポンプによって駆動される「再循環
ループ流量」１０７の７つである。

【００４３】図５は、これら各信号間の因果関係を模式
的に示したものである。但し、ここで「速度制御器出
力」１０２は発電機速度の設定値と観測値との差から決
まるため、２入力１出力の関係となって定性的な因果関
係が一意的に定まらない。そこで、差を定量的な数値演
算で求めて「速度偏差（演算値）」１０８という疑似信
号を導入し、この疑似信号との間に因果関係を定義す
る。同様にして、発電機速度は２つの検出器から得られ
た値の大きい方を制御器へフィードバックするので、こ
のＨＶＧ演算の結果を「ＭＧセット発電機速度（演算
値）」１０９という疑似信号として扱うものとする。

【００４４】過渡事象が発生した時の各信号の変化の特
徴抽出方法について説明する。オンライン監視データ収
集装置によって、過渡変化発生前後のデータが得られる
ものとして考える。過渡変化が発生する前のデータから
正常時の特性として各信号の最大振幅（または標準偏
差）を求め、例えば最大振幅の倍数を閾値としてその後
の信号の挙動を調べ、上限の閾値を上回れば「増加」、
下限の閾値を下回れば「減少」、両者の間にあれば「一
定」と判定する。

【００４５】この時、ひとたび「増加」（または「減
少」と判定されれば、その後に下限を下回っても（また
は上限を上回っても）、制御系のフィードバック等の二
次的な効果と見做して無視するものとする。同様に、保
護系が動作して機器のトリップやプラントのスクラムが
発生した場合も、その後の信号挙動は保護系によるもの
として無視する。以上のようにして初期変化のパターン
が得られる。

【００４６】次に、具体例を挙げて説明する。「ＭＧセ
ットＡ発電機速度Ａ」１０４の検出器が故障して異常に
大きい値を示す過渡事象が発生し、例えば図６（ａ）に
示したような過渡変化発生前後のデータ（増加、減少
等）が得られた場合、同図（ｂ）に示したように、正常
時の各信号の最大振幅の２倍を閾値として、変化の特徴
を「増加」、「減少」、「一定」と判定する。こうし
て、同図（ａ）に示したような初期変化のパターンが得
られる。

【００４７】得られた変化パターンと因果関係とを比較
照合して変化が因果関係で説明できる経路を残すことに
より、過渡変化の伝播経路を推定する。そして、下流に
つながる因果関係が存在するが上流にはつながる因果関
係が存在しない信号、即ち、最上流にある信号が過渡変
化の起点となった信号と判定される。この情報を提示す
ることによって、原因候補の絞り込みを支援することが
できる。上に挙げた例では、過渡変化の伝播経路は図８
に示したように、増加（＋）、減少（−）、一定（０）
のパターンより、過渡変化の起点となった信号は「ＭＧ
セットＡ発電機速度Ａ」１０４となる。

【００４８】過渡データの変化が小さくて、「増加」、
「減少」パターンがうまく抽出できず、推定した経路が
途中で切れるような場合の対応できる方法を図８によっ
て説明する。同図（ａ）に示したように、例えば最大振
幅の２．０倍、１．５倍、１．０倍をそれぞれ閾値レベ
ル３，２，１と設定しておき、レベル３で判定したパタ
ーンに基づいて過渡変化の伝播経路を推定すると、経路
が途中で切れるような場合には、同図（ｂ）に示すよう
に、閾値をレベル２かレベル１まで下げることによって
微小な変化まで捕え、経路推定をやり直して正しい経路
を得ることができる。

【００４９】保護機能が働いて因果関係が変ってしまう
よな場合の対応法について説明する。例えばＢＷＲプラ
ントでは、発電用のタービンに過大な負荷がかからない
よう、蒸気流量が大きくなった場合にタービンをバイパ
スして流すためタービンバイパス弁が設けられている。
通常は図９（ａ）に示したように、「蒸気流量調整弁開
度」２０１、「蒸気流量」２０２、「タービン第１段圧
力」２０３および「発電機出力」２０４の４信号は、直
線上に助長の関係で繋っている。

【００５０】しかし、タービンバイパス弁が開くと、蒸
気は流量検出器の下流でバイパス側へ流れ、タービン側
へ行かなくなる。その結果、同図（ｂ）に示したよう
に、「蒸気流量」２０２と「タービン第１段圧力」２０
３との間の因果関係が切れ、「タービンバイパス弁開
度」２０５と「蒸気流量」２０２の間が助長の関係で、
「タービンバイパス弁開度」２０５と「タービン第１段
圧力」２０３との間の関係が抑制で繋ることになる。

【００５１】この場合、通常は同図（ａ）の因果関係を
使用し、タービンバイパス弁の開度がある値を超えた場
合は同図（ｂ）の関係を採用することで対応できる。こ
のようにして、プロセス信号の値によって機器の保護機
能が働き、因果関係が変ってしまうような場合に対応す
ることができる。

【００５２】次に、多重故障についての対応法を図１０
によって説明する。同図（ａ），（ｂ）に示すように、
信号間の因果関係の付帯情報として影響伝播に要する時
間遅れを導入し、例えば信号Ａから信号Ｂへの時間遅れ
をＴABとする。ここで同図（ａ）に示したような多情故
障が発生した場合を考える。信号Ａが変化した時刻ＴA
から信号Ｄが変化した時刻ＴD までＤの時間ＴD −ＴA
が、信号Ａから信号Ｄまで影響が伝播するのに要する時
間ＴAD（ＴAB＋ＴBC＋ＴCD）より小さい時、信号Ａから
信号Ｄは同一事象による変化と見做すものとする。

【００５３】また、信号Ｅが変化した時刻ＴE につい
て、ＴE −ＴA が信号Ａから信号Ｅまで影響が伝播する
のに要する時間ＴAEより大きい時、信号Ｅ以下の挙動は
別の事象と見做す。このようにして多重故障が発生した
場合でも、それぞれの事象について別個に扱うことがで
きる。

【００５４】以上の実施例によれば、観測信号の増加、
減少、一定という定性的な挙動だけで診断できるため、
適用範囲が広い。また、物理的な因果関係に基づいて診
断を行うため、推論の過程が理解し易く、また、考え落
としがない。しかも、複雑なモデルを使用していないた
め、観測信号の追加やプランと機器構成の変更にも簡単
に対応できる。

【００５５】なお、本発明は以上の実施例に限らず、種
々の変更、応用が可能なことは勿論である。

【００５６】例えば、沸騰水型原子力発電プラントにお
ける主蒸気系、復水系、給水系毎に適用できるほか、他
の型式の原子力発電プラント、あるいは火力発電プラン
トや化学プラントその他に広く適用することができる。

【００５７】また、プラントの運転員の新人教育等にお
いて、運転操作に他するプラントの応答を直観的に理解
するための手段としても有効に利用できる。

【００５８】

【発明の効果】以上で詳述したように、本発明によれ
ば、原子力発電所その他の大規模プラントを対象にし
て、プロセス信号の定性的な挙動と予め準備した信号間
の因果関係の情報から、異常過渡事象が発生した場合に
起点となった信号と伝播経路を推定することによって原
因究明を支援し、プラントの稼働率と信頼性向上に寄与
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプラント診断装置の機能構成を示
すクレーム対応図。

【図２】本発明の一実施例によるプラント診断装置の一
実施例を示す構成図。

【図３】本発明の一実施例によるプラント診断方法の実
施例を示すフローチャート。

【図４】同実施例による沸騰水型原子力発電プラントの
再循環流量制御系の構成を示す図。

【図５】再循環流量制御系の観測信号間の因果関係を示
す図。

【図６】（ａ），（ｂ）は、異常過渡データの例を示す
図。

【図７】診断結果を示す図。

【図８】（ａ），（ｂ）は変化パターンの抽出方法の別
案を示す図。

【図９】（ａ），（ｂ）は保護系動作等に応じて因果関
係を変更する方法を示す図。

【図１０】（ａ），（ｂ）は多重故障に対応する方法を
示す図。

【符号の説明】

１データ入力手段１ａデータ読込装置２変化パターン抽出手段２ｂ前処理部３因果関係データベース４伝播経路推定手段５起点信号抽出手段６疑似信号演算部７疑似信号演算式データベース８疑似信号演算式変更部９変化パターン抽出部１０閾値データベース１１閾値変更部１２データベース部１３因果関係変更部１４多重故障チェック部１５伝播経路推定部１６起点信号抽出部１７結果提示部１８確認部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−290008（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−46900（ＪＰ，Ａ) 金井東一他，電気学会原子力研究会資料，「定性推論技術のプラント監視への適用」，Ｖｏｌ．ＮＥ−95，Ｎｏ．13− 18，ｐ．55−63（1995) 来村徳信他、人工知能学会知識ベースシステム研究会資料，「原子力プラント「常陽」のための対象モデルと定性推論方式」，ＶｏＬ．22ｎｄｐ．67−76 （1992) 横林正雄，電気学会全国大会講演論文集，「原子力プラントにおける人工知能の応用運転・制御における応用状態監視・診断」，ＶｏＬ．1992，Ｎｏ. 13，ｐ．Ｓ．17．21−Ｓ．17．24 （1992) 佐伯昭他，人工知能学会知識ベースシステム研究資料，「定性的・定量的モデルに基づく診断システムの開発」，Ｖｏｌ．14ｔｈ，ｐ．145−154（1990) 加藤洋明他，原子力工業，「知識工学の動向と原子力への応用」，Ｖｏｌ. 35，Ｎｏ．２，ｐ．26−32（1989) 元田浩他、日本原子力学会誌，「知識工学と原子力技術」，Ｖｏｌ．28，Ｎｏ．９，ｐ．794−805（1986) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C21D 3/04 GDB G05B 23/02 G21C 17/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原子力発電所その他のプラントに異常な過
渡事象が発生した場合、運転または監視のために観測さ
れているプロセス信号の増加、減少その他の定性的な変
化パターンの挙動を変化パターン抽出手段によって抽出
し、予め作成し、因果関係データベースに登録しておい
た信号間の物理的因果関係と比較照合し、予め登録して
ある信号の因果関係と一致する変化パターンを探し出し
て選び出すことによって過渡変化の伝播経路を推定し、
その推定した経路の中で最も上流にある信号を過渡変化
の起点となった信号と推定して、原因候補の絞り込みを
支援することを特徴とするプラント診断方法。
【請求項２】請求項１記載のプラント診断方法におい
て、観測信号の定性的挙動を抽出する場合、制御系のフ
ィードバックの効果、機器のトリップ、プラントのスク
ラムその他の過渡事象以外による信号の変化を取り除
き、過渡事象に係る観測信号の変化だけを抽出すること
を特徴とするプラント診断方法。
【請求項３】請求項２記載のプラント診断方法におい
て、過渡事象に係る観測信号の変化を抽出する場合、信
号の増加または減少を判定するための閾値を複数の段階
に分けて設けておき、推定した過渡変化の伝播経路が途
中で切れた場合に、閾値のレベルを下げて伝播経路の推
定をやり直すことを特徴とするプラント診断方法。
【請求項４】請求項１記載のプラント診断方法におい
て、過渡変化の伝播経路を推定する場合、多入力１出力
の系については定量的なモデルを使って出力を予め数値
演算しておき、この演算で求めた計算値を観測信号と同
等に扱うことによって、定性的モデルで多入力１出力の
系を扱うことを特徴とするプラント診断方法。
【請求項５】請求項１記載のプラント診断方法におい
て、過渡変化の伝播経路を推定する場合、プラントの安
全保護系等の動作によって制御ロジックまたは運転機器
が切り替えられた場合に、それに応じて信号間の因果関
係も変更することを特徴とするプラント診断方法。
【請求項６】請求項１記載のプラント診断方法におい
て、過渡変化の伝播経路を推定する場合、観測信号間の
因果関係に時間遅れを導入することによって一連の過渡
事象の伝播時間を求め、それ以後に初めて変化した信号
は別の要因によるものと見做すことにより、複合事象に
対応することを特徴とするプラント診断方法。
【請求項７】プラントの運転データその他のプロセス信
号を入力するデータ入力手段と、入力された各信号の初
期の定性的な変化を抽出する変化パターン抽出手段と、
予め作成された観測信号間の定性的な変化パターンの因
果関係を記録する因果関係データベースと、前記変化パ
ターン抽出手段によって抽出された初期の定性的な変化
パターンと前記因果関係データベースに記録されている
観測信号間の定性的な因果関係データパターンとを比較
することによりプラントの過渡変化が伝播したと想定さ
れる因果関係のある経路を推定する伝播経路推定手段
と、推定された経路の最も上流にある信号を過渡変化の
起点として抽出し、変化の起点となった信号とその挙動
とに基づいて過渡変化の原因候補の絞り込みを行う起点
信号抽出手段とを備えたことを特徴とするプラント診断
装置。