JPH01284905A - プロセス警報診断装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、プロセス制御、監視システムにおいて、プラ
ントで生ずる種々の警報に関し、その警報発生時の他の
警報と因果関係あるいは機器や装置のステータスとの因
果関係を論理的に判断し、異常箇所の探索をリアルタイ
ムに実行して出力するための診断装置に関するものであ
る。

（従来の技術） プロセス制御、監視の分野では、測定値の上限。

下限警報、リミットスイッチによる異常の検知等、直接
的な異常を検出してこれをオペレータに勧告し、何等か
の処置をオペレータの判断により行う警報装置が用いら
れる。

（発明が解決しようとする課題） 制御、監視がより集約され、−人のオペレータの担当範
囲が広くなり、システムが複雑化する傾向の中では、警
報の多発化および複数警報の同時発生が起こり重大なト
ラブルが発生した時に、真の問題の発見及び適切な処理
が遅れてしまう状況が起こりやすい。

同時に発生する多数の警報は、オペレータの冷静な判断
を著しく妨げる方向に働くことはよく知られている。

警報の集約化は、不要時に警報を切るという考え方でリ
レー回路やコントロールステムのシーゲンスロジックに
より従来から行われているが、メンテナンスが誼しく、
診断機能は専らオペレータの経験と勘に頼ることになり
、装置自身に診断機能を持たせることができないので、
オペレータの精神的な負担は大きい。

一方、システムの故障予測、解析、危険分析を自動的に
行う手法としてＦａｕｌｔ　Ｔｒｅｅ　Ａｎａｌｙｓｉ
ｓ（以下ＰＴＡ）が知られている。

一般のＰＴＡは、第１０図に示すように、対象とするプ
ラントや設備の危険状態や欠陥を予測し、仮想状態をＰ
ＴＡにより評価して危険、欠陥の関連、危険要因の抽出
と発生条件を診断し、予測される危険状態を出力する。

この様に、従来のＰＴＡでは、予測しうる危険や欠陥に
関連する要因を、具体的、抽象的に関係なく、可能性と
いう点に着目して表現する。

このように、従来のＦ　’Ｉ’　Ａ手法は、実プラント
。

設備のリアルタイムデータに基づく診断を目的とするも
のではなく、あくまでも仮想状態のデータに基づく予測
評価を目的とするものであり、リアルタイムの出力が要
求される警報装置に適用することが困難である。

本発明は、Ｆ’　Ｔ’　Ａの手法を用いてリアルタイム
の情報処理が可能な警報装置の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明の構成上の特徴は、入力されたプロセスデータと
予備診断テーブルに基づいて、診断ツリーファイルより
異常診断に使用すべきツリーを選択する受付・前処理機
能と、選択されたツリーに基づいて異常原因を探索する
診断機能と、診断結果を外部に発信する出力機能と、シ
ミュレーションテストデータを入力させてその診断結果
を表示させるシミュレーション機能とを具備せしめたも
のである。

（作用） 受付・前処理機能は、入力されたプロセスデータと予備
診断テーブルに基づいて、診断ツリーファイルより異常
診断に使用すべきツリーを選択する。

診断機能は、選択されたツリーに基づいて異常原因を探
索し、診断結果が出力機能により外部に発信される。

シミュレーション機ｆ指は、入力されたシミュレーショ
ンテストデータに基づく診断結果を表示する。

（実施例） 第３図は、第１０図の従来ＰＴＡの概念に対比、して示
した本発明の概念図である０本発明では、実プラント、
実設備の実時間で起こっている状態を事実に基づき判断
１分析し、それを人間（オペ−レータ）が次のリアクシ
ョンに利用することを目的としている。

このために利用されるツリーは、事実として把握できる
事象のみを用い、それらの事象をどう解釈するか、とい
う点に着目し、事象間の因果関係を表現する。

一般のＰＴＡでは利用可能な要因であっても、事実とし
て把握できない事象は本発明では利用しない、（例えば
「誤操作を行った」という要因は本発明に利用できない
、ただし、その他の原因が全て否定された時の、原因の
候補としては利用できる。） 第１図に基づいて本発明装置の基本構成を説明する。１
は本発明の機能を一体化したＦＴ形警報診断パッケージ
、２はプロセスデータ入力部であり、プロセスデータ入
力処理部３からの実時間データを入力して定周期でセッ
ト（更新）する。

４は診断結果の出力部であり、異常原因、処置ガイドが
出力され、オペレータ出力処理部５に供給される。

プロセスデータ入力処理部３、オペレータ出力処理部５
は、パッケージ外のアプリケーションソフトウェアで実
現される。

６は後述のシミュレーション機能のためのテストデータ
供給部、７はテスト診断結果の出力部である。

８は受付・前処理機能であり、プロセスデータ入力部又
はテストデータ供給部からのデータに基づいて予備診断
テーブル９を参照してどのツリーにより診断するかを決
定する。

予備診断テーブル９は、例えばデシジョンテーブル形式
で記・述することができ、プロセスデータが供給される
ことにより、どのツリーを用いるかを即座に決定する。

この前処理機能により全ツリーを検索することなく、必
要なツリーのみにアクセスできるので診断の応答時間を
著しく高速化でき、リアルタイム処理を可能とする。

１０は本発明の中心部を構成する診断機能であり、前処
理機能で選択されたツリーを診断ツリーファイル１１か
ら取り出し、このツリーを用いて異常原因の探索を実行
する。

１２は出力機能であり、診断結果を出力部４又はテスト
診断結果の出力部７に供給する。

第２図は、本発明のシミ、ル−ジョン機能の説明図であ
り、スイッチ機能１３．１４により警報診断機能１２〜
１８への入力及び出力をシミュレーションテストデータ
側に切換え、診断結果をシミュレーションテスト画面１
５に表示させ、これに基づいてオペレータがテストデー
タの設定、変更が可能なシステム構成となっている。

この様なシミュレーション機能により、予備診断テーブ
ル９、診断ツリーファイル１１の内容を修正、追加のメ
ンテナススが容易となる。

次に第４図により本発明で用いられるツリーの基本構成
について説明する。

１つの’ｒｏｐ事象が起った時にそれが起こる要因をＡ
ＮＤとＯＲで結び、更にそれらの要因を深く掘り下げて
ＡＮＤとＯＲで結び、全体を階層的に並べたものをツリ
ーという。

通常’ｒ　ｏ　ｐ事象には抽象的（複合的）な警報事象
を設定しく例えば「炉内温度高」とか「〜成分過少」）
、ツリーの枝葉（下部）に至るほどより具体的（単一的
）な事象を設定する。

各事象は“要素′″と呼び、夫々が１つの事象や状態を
表わしている。

ツリー探索による原因診断は、’Ｉ’　ＯＰ事象からト
ップダウン方式で要素を調べ、その要素が成立している
か不成立かをプロセスデータに基づいて判定し、成立し
ていれば更にその下部を探索して末端要素までバスが通
じているツリーを探索する方式で行われる。

第４図の例は、ＯＲ論理のみによるツリーであり、太線
で−ｉ′ばれる要素はプロセスデータが成立している要
素であり、この太線のバスが選び出され、バスの末端に
用意される原因メツセージを、“バイパス弁開による燃
料流量増大で炉内温度上昇が発生した”の様に定義して
おく。

本発明で用いられるツリーは、基本的には一般の論理回
路で表現することが可能であるが、異常原因に至るバス
を視覚的に把握する機能として論理回路表現より格段に
優れた機能を有する。

第５図（Ａ）は簡単なＯＲゲートによるツリーであるが
、これを論理回路表現にすると（Ｂ）の如くになり、バ
スの概念を視覚的に捕らえることは困難であることがわ
かる。

第６図（Ａ＞はＡＮＤゲートで結ばれる事象１〜３のＡ
ＮＤゲート出力をダミー出力として、事象４とＯＲゲー
でで結んだツリーであるが、これを論理回路表現にする
と＜Ｂ）の如くになり、バスの概念を視覚的に捕らえる
ことは困難であることがわかる。

第７図は更に複雑な事象をＡＮＤゲート、ＯＲゲートで
結んだツリーであるが、これを論理回路表現にすると（
Ｂ）の如くになり、太線で表したバスの概念を視覚的に
捕らえることは困難であることがわかる。

第８図は、実際のプロセスの例を示すもので、タンク１
６内の流体をスタビライザ１７を経て４台のボンダＰ１
〜Ｐ４の並列接続管路を経て２台の並列接続濾過器１８
．１９に供給し、濾過器出力を流量センサー２０を経て
タンク１６に循環する濾過器循環装置であり、■１〜Ｖ
２０は、管路の途中に挿入された開閉バルブ又はドレイ
ンバルブである。

２１は、流量センサー２０の指示計であり、この流量測
定値Ｆが異常となった場合の異常原因箇所の診断を実行
するためのツリーの例を第９図に示す。

このツリーでは、先ずボンダＰ１〜Ｐ４の出１コ流量を
測定するセンサー２２〜２５の異常のをチエツクする４
本のツリーと、濾過器の入出力側のバルブ、トレインバ
ルブ、管路の入力、出力部に挿入されたバルブ関係の異
常をチエツクするツリーと、その他の原因のツリーの計
６本のツリーにより異常原因が探索される。

受付・前処理機能では、これら６本のツリーの内どのツ
リーを用いるかを選択し、選択されたツリーにより診断
機能により末端まで通じているパスを探索し、パスの末
端で決められているメツセージを出力する。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、従来オフライン
的な予測診断に用いられていたＰＴＡの手法を用いて、
リアルタイムにプロセスの異常診断の情報処理を可能と
する警報装置を実現することができる。

ツリーによる異常パスの表現は、論理回路による表現に
比較して視覚的に極めて分かり易く、シミュレーション
機能を用いたオペレータによるメンテナンスも極めて容
易である。

本発明により、オペレータが警報を切るという手法で対
処していた同時多発的な警報の集約化を、自動的に実行
する耽断装置を実現することが可能となり、オペレータ
の勘に預る方式に比較して異常診断の信頼性を著しく向
上せしめ、同時にオペレータの精神的な負担を著しく軽
減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示すブロック線図、第２図
は本発明のシミュレーション機能を説明するためのブロ
ック線図、第３図は本発明におけるＰ　Ｔ　Ａの概念説
明図、第４図は本発明で用いられるツリーの説明図、第
５図、第６図、第７図はツリーと論理回路の対比説明図
、第８図は実際の濾過装置プロセスの一例を示す系統図
、第９図は第８図のプロセスの異常診断用ツリーの構成
図、第１０図は従来のＦ　’Ｉ’　Ａの概念説明図であ
る。 １・・・ＦＴ形警報診断パッケージ　　２・・・プロセ
スデータ入力部　　３・・・プロセスデータ入力処理部
４・・・診断結果出力部　　５・・・オペレータ出力処
理部　　６・・・テストデータ供給部　　７・・・テス
ト診断結果出力部　　８・・・受付・前処理ｆｉ能　　
９・・・予備診断テーブル　　１０・・・診断機能　　
１１・・・万２　四 １、−−−−一一−−−−−−−−−−−−−−−一−
−−ノ第４　図 恕１０図 ぞ３“＝　５５゛ （Ａ） ÷６ （Ａ） 図 （Ｆ３） 図 （Ｂン ■　■　■　Ｑ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力されたプロセスデータと予備診断テーブルに基づい
   て、診断ツリーファイルより異常診断に使用すべきツリ
   ーを選択する受付・前処理機能と、選択されたツリーに
   基づいて異常原因を探索する診断機能と、診断結果を外
   部に発信する出力機能と、シミュレーションテストデー
   タを入力させてその診断結果を表示させるシミュレーシ
   ョン機能とよりなるプロセス警報診断装置。