JPH03161801A - Abnormality diagnostic device for fuzzy inference - Google Patents

Abnormality diagnostic device for fuzzy inference

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JPH03161801A
JPH03161801A JP1301489A JP30148989A JPH03161801A JP H03161801 A JPH03161801 A JP H03161801A JP 1301489 A JP1301489 A JP 1301489A JP 30148989 A JP30148989 A JP 30148989A JP H03161801 A JPH03161801 A JP H03161801A
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JP
Japan
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abnormality
data
inference
cause
fuzzy
Prior art date
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Pending
Application number
JP1301489A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Iokido
正 五百旗頭
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To easily set up a judgement condition by estimating the cause of abnormality from a varied phenomenon (abnormal phenomenon) by fuzzy inference at the time of detecting the variation of a plant and indicating its counterplan processing. CONSTITUTION:A fuzzy rule forming part forms a fuzzy rule based upon relational data between an abnormal phenomenon and an abnormal cause and stores the formed fuzzy rule in a fuzzy rule storing part, and at the time of operating the plant 1, a diagnostic data base forming function part 2 fetches various original data from the plant 1 by a data input part, applies prescribed static processing to original data by a historical data forming part 203, extracts the original data by a prescribed timing, and writes the extracted data in a historical data storing part 204 in accordance with time sequence to form historical data. When an abnormarity deciding part 205 decides the generation of abnormality, an abnormality cause inference part and a counterplan processing inference part 4 execute fuzzy inference based upon the historical data. Consequently, an accurate judgement condition can easily be set up.

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業」二の利用分野 本発明は、プラントの状況を監視し、異常を検出した場
合、異常原因と対処措置を求める異常診断装置に関する
[Detailed Description of the Invention] A. Field of the Invention The present invention relates to an abnormality diagnosis device that monitors the status of a plant and, when an abnormality is detected, determines the cause of the abnormality and countermeasures.

2 B.発明の概要 本発明は、プラン1・から取り込んだ各種の原データに
統計処理を施してヒストリカルデータを生成し、原デー
タから異常と判定した場合、ヒス1・リカルデータから
異常原因および対処措置をファジィ推論により求め、し
かも、推論にあたって用いるファジィルールは、人力さ
れた異常現象と異常原因の関係データから生成すること
とし、簡易な設定操作により、正確な叉常診断を可能と
するものである。
2 B. Summary of the Invention The present invention performs statistical processing on various types of raw data imported from Plan 1 to generate historical data, and when an abnormality is determined from the original data, the cause of the abnormality and countermeasures are determined from the Hiss 1 logical data. The fuzzy rules obtained through fuzzy inference and used in the inference are generated from human-generated relationship data between abnormal phenomena and causes of abnormalities, and enable accurate routine diagnosis through simple setting operations.

C,従来の技術 最近のプラントは、大型化・複雑化・連続化・高速化が
進み、生産性や製品品質が大幅に向上している反面、プ
ラントの運転には、高度なメンテナンス技術が要求され
る。
C. Conventional technology Modern plants have become larger, more complex, more continuous, and faster, and while productivity and product quality have improved significantly, plant operation requires advanced maintenance technology. be done.

3 プラントの運転においては、プラン!・を構成する設備
に軽微な故障が発生すると、運転に変動が生じる。故障
に対して適切な措置を講じなければ、品質不良や全面停
止、ひいては2次災害を招くおそれがある。このため、
プラントの運転変動や故障原因の早期発見が重要となる
3. When operating a plant, plan!・If a minor failure occurs in the equipment that makes up the system, fluctuations will occur in operation. If appropriate measures are not taken against breakdowns, there is a risk of quality defects, complete shutdown, and even secondary disasters. For this reason,
Early detection of plant operational fluctuations and causes of failure is important.

従来、プラントの異常診断などは、ベテランのオヘレー
タの総合判断力に頼っていたが、メンテナンス技術の高
度化に対応するために、AI(人工知能)による異常診
断システムが開発されている。
In the past, plant abnormality diagnosis relied on the comprehensive judgment of veteran plant operators, but in response to the increasing sophistication of maintenance technology, abnormality diagnosis systems using AI (artificial intelligence) have been developed.

D.発明か解決しようとする課題 一般に、異常診断システムでは、あらかじめ与えられた
前提条件の範囲内でのみ異常診断が可能であり、プラン
トの状態か前提条件から少しでも4 外れた場合、異常診断を行えないおそれがある。
D. Problem to be Solved by the Invention Generally, abnormality diagnosis systems can only diagnose abnormalities within the range of pre-given preconditions, and if the state of the plant deviates even slightly from the preconditions, abnormality diagnosis cannot be performed. There is a possibility that it is not.

また、プラントからの原データに含まれるノイズの影響
により、誤診断を起こすおそれもある。
Furthermore, there is a risk of misdiagnosis due to the influence of noise contained in the original data from the plant.

このため、従来の異常診断システムでは、前提条件を細
かく広範囲に設定しなければならず、また原データの信
頼性を確保するために、たとえば多数の原データを判断
の対象とする等の措置を講じており、判断条件の設定が
極めて複雑化するという問題点があった。
For this reason, in conventional abnormality diagnosis systems, preconditions must be set in detail and over a wide range, and in order to ensure the reliability of the original data, measures such as using a large amount of raw data as the subject of judgment are taken. However, there was a problem in that the setting of judgment conditions became extremely complicated.

本発明は、このような問題点に鑑み、プラントの異常診
断装置において、判断条件を容易に設定でき、信頼性も
優れたものを提供することを目的とする。
In view of these problems, it is an object of the present invention to provide a plant abnormality diagnosis device that allows easy setting of judgment conditions and has excellent reliability.

E.課題を解決するための手段および作用本発明に係る
異常診断装置では、あらかじめ、オペレータが現象原因
関係データ人力部により、異常現象と異常原因の関係デ
ータを入力する。ファジイルール生成部は、この関係デ
ータに基づいてファジィルールを生成し、ファジィルー
ル格納部に格納しておく。
E. Means for Solving the Problems and Effects In the abnormality diagnosis apparatus according to the present invention, an operator inputs data relating to an abnormal phenomenon and an abnormal cause in advance using the phenomenon cause relation data manual section. The fuzzy rule generation section generates fuzzy rules based on this relational data and stores them in the fuzzy rule storage section.

プラントの運転時は、データ入力部によりプラントから
各種の原データを取り込み、ヒストリカルデータ生成部
により、原データに所定の統計処理を施し、たとえば所
定のタイミングで原データを抽出し、時系列に従ってヒ
ストリカルデータ格納部に書き込むなどの処理を実行す
ることによって、ヒストリカルデータを生成する。
During plant operation, the data input unit takes in various types of raw data from the plant, and the historical data generation unit performs predetermined statistical processing on the raw data. For example, the raw data is extracted at a predetermined timing, and historical Historical data is generated by performing processing such as writing to a data storage unit.

一方、異常判定部では、原データに基づいて異常の有無
の監視を行っている。異常判定部で異常発生と判定した
場合、このヒストリカルデータに6 基づいて、異常原因推論部および対抗措置推論部がファ
ジィ推論を行い、異常原因と対処措置を求め、表示部に
より推論結果を表示する。
On the other hand, the abnormality determination section monitors the presence or absence of an abnormality based on the original data. When the abnormality determination unit determines that an abnormality has occurred, the abnormality cause inference unit and countermeasure inference unit perform fuzzy inference based on this historical data, determine the cause of the abnormality and countermeasures, and display the inference results on the display unit. .

異常原因推論部および対抗#l!j置推論部が動作する
際、発生した異常の種類によってヒストリカルデータの
必要な部分を抜き出し、そのデータを使用して推論を行
う態様をとることもできる。
Abnormal cause inference department and countermeasure #l! When the position inference section operates, it is also possible to extract a necessary portion of historical data depending on the type of abnormality that has occurred, and perform inference using that data.

F.実施例 F,1  システムの概要 以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。F. Example F.1 System overview Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施例に係る異常診断システムは、ブランI・の計画
・設計時の設計者レベルでの異常発生のメカニズムや、
異常原因と異常現象の関係や、ベテランオペレータが持
つ運転ノウハウや、異常事態−7 に対する措置などを知識ベースとしてコンピュータに記
憶させておき、オンラインにてプロセスの状態を計測し
、プラントの変動を検知したときに、その変動現象(異
常現象)から異常原因をファジィ推論により推定し、さ
らにその対処措置を示すものである。
The abnormality diagnosis system according to the present embodiment analyzes the mechanism of abnormality occurrence at the designer level during planning and design of Bran I,
The relationship between causes of abnormalities and abnormal phenomena, the operational know-how of experienced operators, and measures to be taken against abnormal situations-7 are stored in a computer as a knowledge base, and the process status is measured online to detect fluctuations in the plant. When this occurs, the cause of the abnormality is estimated from the fluctuation phenomenon (abnormal phenomenon) using fuzzy inference, and countermeasures are also indicated.

第1図は、本発明の一実施例に係る異常診断システムの
概要を示す。
FIG. 1 shows an overview of an abnormality diagnosis system according to an embodiment of the present invention.

この図に示すように、このシステムは、診断データベー
ス生戊機能部2、知識データベース構築機能部3、異常
原因・対処措置推論機能部4およびマンマシンインター
フェイス5から構成される。
As shown in this figure, this system is comprised of a diagnostic database generation function section 2, a knowledge database construction function section 3, an abnormality cause/countermeasure inference function section 4, and a man-machine interface 5.

F.2  各部の説明 F. 2. 1  診断データベース生戊機能部診断デ
ータベース生戊機能部2は、プラント1−8 で発生する種々の情報(原データ)をオンラインで取り
込み、この原データに基づいて、異常診断を行い易くす
るためのデータベース(診断データベース)を生成する
ものである。
F. 2. Explanation of each part F. 2. 1 Diagnostic database generation function unit The diagnostic database generation function unit 2 imports various information (original data) generated in the plant 1-8 online, and uses this raw data to facilitate abnormality diagnosis. It generates a database (diagnostic database).

第2図は、診断データベース生或機能部2の構成を示す
FIG. 2 shows the configuration of the diagnostic database generation function section 2. As shown in FIG.

入力制御部201は、プラントl(第1図参照)におけ
るプロセスの状態をオンラインリアルタイムで取り込み
、原データファイル202を生戊する。
The input control unit 201 takes in the state of the process in the plant 1 (see FIG. 1) online in real time, and generates the original data file 202.

ヒストリカルデータ生成部203は、原データの種類に
応じて原データファイル202から必要なタイミングで
原データを読み出し、読み出したデータを時系列に従っ
てヒストリカルデータファイル204に格納する。
The historical data generation unit 203 reads the original data from the original data file 202 at necessary timing according to the type of the original data, and stores the read data in the historical data file 204 in chronological order.

9 異常判定部205は、異常判定マスクファイル206に
格納された異常判定データに従って、プロセスの状態変
動・異常状態を監視する。診断対象に異常を検出した場
合は、診断データベース生成部に異常検出通知を行う。
9 The abnormality determination unit 205 monitors process state fluctuations and abnormal conditions according to the abnormality determination data stored in the abnormality determination mask file 206. When an abnormality is detected in the diagnosis target, the abnormality detection notification is sent to the diagnostic database generation unit.

診断データベース生成部207は、異常検出通知を受け
ることにより動作を開始し、診断に必要なデータをヒス
トリカルデータファイルから読み出して診断データベー
ス208を生成する。この診断データベース208は、
異常原因・対処措置推論部5に引き渡される。
The diagnostic database generation unit 207 starts operating upon receiving the abnormality detection notification, reads data necessary for diagnosis from the historical data file, and generates the diagnostic database 208. This diagnostic database 208 is
It is handed over to the abnormality cause and countermeasure inference unit 5.

F. 2. 2  知識データベース構築機能部知識デ
ータベース構築機能部4は、ファジィ推論により異常診
断を行うための知識データベースを作或するものであり
、マンマシン機能の一部に10 より実現することができる。
F. 2. 2. Knowledge Database Construction Functional Unit The knowledge database construction functional unit 4 creates a knowledge database for diagnosing abnormalities by fuzzy inference, and can be realized by 10 as part of the man-machine function.

第3図は、知識データベースの構成を示す。FIG. 3 shows the structure of the knowledge database.

知識データベース301は、この図に示すように、推論
規則(ルールベース)および所属度関数(メンバーシッ
プ関数)から構成されている。
As shown in this figure, the knowledge database 301 is composed of inference rules (rule base) and affiliation functions (membership functions).

本実施例では、一般的に次の形式の推論規則を扱うもの
とする。
This embodiment generally deals with inference rules of the following format.

ifX is A and Y is B then 
Z is CここでX,Yは入力変数であり、2は出力
変数である。変数x,y,  Zとして、ビット型デー
タまたは数値型データを自由に取り扱うことができる。
ifX is A and Y is B then
Z is C where X, Y are input variables, and 2 is an output variable. Bit type data or numerical type data can be freely handled as variables x, y, and Z.

たとえば、ビット型データには、警報接点やタイマーア
ップ状態、CB(サーキットブレーカ)状態などがあり
、数値型データには、プロセス状態(電流、油温、各種
のレベルその他)やタイマ11 一値などがある。
For example, bit type data includes alarm contacts, timer up status, CB (circuit breaker) status, etc., and numerical type data includes process status (current, oil temperature, various levels, etc.), timer 11 value, etc. There is.

上記の推論規則の中のA,  B, Cは、変数XY,
Zの度合いを示すファジィラベルである。ファジィラベ
ルは、変数によって、種々のものが使用される。
A, B, and C in the above inference rules are variables XY,
This is a fuzzy label indicating the degree of Z. Various fuzzy labels are used depending on the variable.

たとえば、偏差などを表す場合、NB(負で大きい)、
NS(負で小さい)、ZE(だいたい零)、PS(正で
小さい)、PB(正で大きい)か使用される。
For example, when expressing deviation, NB (negative and large),
NS (negative and small), ZE (approximately zero), PS (positive and small), and PB (positive and large) are used.

またO N/O F F状態を表す場合、ON,OFF
が使用される。
Also, when expressing the ON/OFF state, ON, OFF
is used.

大きさを表す場合、■S(大変小さい)、MS(小さい
)、MM(中ぐらい)、ML(大きい)、vr,(大変
大きい)が使用される。
When expressing the size, ■S (very small), MS (small), MM (medium), ML (large), vr, (very large) are used.

時間を表す場合、VS(非常に短時間)、s’rl2 (短時間)、M(中ぐらい)、LT(長時間)、VT(
非常に長時間)が使用される。
When expressing time, VS (very short time), s'rl2 (short time), M (medium), LT (long time), VT (
used for a very long time).

高低を表す場合、VL(非常に低い)、ML(低い)、
MM(中ぐらい)、Ml−1(高い)、VH(非常に高
い)が使用される。
When expressing high or low, VL (very low), ML (low),
MM (medium), Ml-1 (high), VH (very high) are used.

第4図は、メンバーシップ関数の一般的な形態を示す。FIG. 4 shows the general form of the membership function.

一般に、メンバーシップ関数は、Xp点で関数値mが1
.0になり、Xt点で関数値mがm1となるようなファ
ジィ集合Xに、X1のときどれだけ所属するかを示す曲
線μ(X)で表される。
Generally, the membership function has a function value m of 1 at point Xp.
.. 0, and the function value m becomes m1 at the point Xt.

F. 2. 3  異常原因・対処措置推論機能部第5
図は、異常原因・対処措置推論機能部の構成を示す。
F. 2. 3. Abnormality causes/countermeasures inference function department No. 5
The figure shows the configuration of the abnormality cause and countermeasure inference function section.

異常原因・対処措置推論部401は、異常検出I3 時に、ファイリソグされた診断データベース208およ
び知識データベース301を使用してファジイ推論を行
うことにより、異常原因および対処措置を求める。異常
原因および対処措置は、推論結果ファイル402に格納
される。
The abnormality cause/countermeasure inference unit 401 determines the cause of the abnormality and countermeasures by performing fuzzy inference using the diagnostic database 208 and the knowledge database 301 that have been filed at the time of abnormality detection I3. The cause of the abnormality and the countermeasures are stored in the inference result file 402.

ファジィ推論は、最大最小法などの既存の手法で行うこ
とができる。
Fuzzy inference can be performed using existing techniques such as the maximum-minimum method.

第6図は、最大最小法によるファジィ推論の手法を示す
FIG. 6 shows a fuzzy inference method using the maximum-minimum method.

ここで、次のファジィ関係が成立しているとする。Assume that the following fuzzy relationship holds true.

R 1 : u X=A+ Y=B+ then Z=
C1R2: if X=At Y=B2 then Z
=Ct入力変数X,Yは、第6図に示すX+ ”/であ
るとする。
R 1: u X=A+ Y=B+ then Z=
C1R2: if X=At Y=B2 then Z
=Ct It is assumed that the input variables X and Y are X+''/ shown in FIG.

14 最大最小法により推論する場合、各ファジィルールにつ
いて、まず戊立度合を求める。すなわら、ルールRlに
ついて、条件部の変数X, Yとメンバーシップ関数A
I (x) ,L (y)から関数値を求め、求めた値
のうちから最小値をとって戊立度合ω1とする。ルール
R2についても同様に、成立度合ω,を求める。
14 When inferring using the maximum-minimum method, first find the degree of truncation for each fuzzy rule. In other words, for rule Rl, variables X and Y in the condition part and membership function A
A function value is determined from I (x) and L (y), and the minimum value is taken from among the determined values and set as the standing degree ω1. Similarly, for rule R2, the degree of establishment ω is determined.

次に、各ルールRl,R2について、結論部のメンバー
シップ関数C,,C,と成立度合ω.ω,から台形状の
関数を求める。すなわち、ルールR1について、メンバ
ーシップ関数C1と戊立度合ω,のうち小さい方の値を
とることにより台形状の関数(斜線部)を求める。ルー
ルR2についても同様に、台形状の関数を求める。
Next, for each rule Rl, R2, the membership function C,,C, of the conclusion part and the degree of establishment ω. Find a trapezoidal function from ω. That is, for the rule R1, a trapezoidal function (shaded area) is obtained by taking the smaller value of the membership function C1 and the standing degree ω. Similarly, for rule R2, a trapezoidal function is obtained.

そして、各ファジィルールの台形状の関数につl5 いて最大値をとることにより合成関数を求め、この合成
関数の重心Gを求めて推論値とする。すなわちZの成立
度合はG程度であるということになる。
Then, a composite function is obtained by taking the maximum value of the trapezoidal function of each fuzzy rule, and the center of gravity G of this composite function is determined and used as an inference value. In other words, the degree to which Z holds true is approximately G.

F. 2. 4  マンマ/ンインターフエイスR 能
部マンマシンインターフユイス機能部6は、CRTと入
力装置を有し、異常判定ファイルおよび知識データベー
スの構築機能や、異常原因および対処措置などの推論結
果のオペレータへの通知機能などを備えている。
F. 2. 4 Man/Machine Interface R Nobu: The man/machine interface function section 6 has a CRT and an input device, and has functions for constructing abnormality determination files and knowledge databases, and provides inference results such as abnormality causes and countermeasures to the operator. It has notification functions, etc.

異常判定ファイル構築に関しては、診断条件の定義とヒ
ストリカルデータ収集定義を行う機能を備えている。
Regarding abnormality determination file construction, it has functions for defining diagnostic conditions and historical data collection.

診断条件の定義は、原データの変化のとらえ方を定義す
るものである。ヒストリカルデータ収集16 定義は、異常原因および対処措置の推論に必要な原デー
タのヒストリ力ルファイルへの転送情報を定義するもの
である。
The definition of diagnostic conditions defines how changes in the original data are understood. The historical data collection 16 definition defines information for transferring original data to the historical file, which is necessary for inferring the cause of an abnormality and countermeasures.

知識データベース構築に関しては、各変数の定義、すな
わち入力変数、出力変数および中間変数などの名称の定
義や、メンバーシップ関数の名称(ファジィラベル)お
よび関数カーブの生成・定義や、推論規則の生或・定義
などを行う機能がある。
Regarding knowledge database construction, we need to define each variable, that is, define the names of input variables, output variables, intermediate variables, etc., generate and define membership function names (fuzzy labels) and function curves, and generate and define inference rules.・There is a function to perform definitions, etc.

推論結果の通知に関しては、推論結果の順序整理機能と
翻訳処理機能がある。
Regarding the notification of inference results, there is a function to arrange the order of inference results and a translation processing function.

推論結果の順序整理は、推論により複数の原因が推定さ
れた場合、その成立度合の大きいものから順に並び替え
る処理である。翻訳処理は、推論結果をオペレータが日
常使用している言語に置き−17= 換える処理である。
Sorting the inference results is a process in which when multiple causes are estimated through inference, they are sorted in descending order of probability. The translation process is a process of translating the inference results into the language that the operator uses on a daily basis.

F.3  応用例 以下、単純なモデルプラントへの応用例を用いて、本実
施例のシステムの動作を具体的に説明する。
F. 3 Application Example The operation of the system of this embodiment will be specifically explained below using an application example to a simple model plant.

F.3.1  モデルプラント 第7図は、モデルプラントを示す。F. 3.1 Model plant Figure 7 shows a model plant.

このプラントは、水位一定制御で駆動されるボンブ(P
)601と、ポンブ601の下流側に設けられた電磁弁
(Vl)602と、タンク(B)603と、タンク60
3の下流側に設けられた電動弁(MVI)604と、送
水量を計測する流量計605とからなる。
This plant is a bomb (P) driven by constant water level control.
) 601, a solenoid valve (Vl) 602 provided downstream of the pump 601, a tank (B) 603, and a tank 60
It consists of a motor-operated valve (MVI) 604 provided on the downstream side of No. 3, and a flow meter 605 that measures the amount of water supplied.

この構成において、送水源Aからの送水を一旦タンク6
03に溜め、電動弁604により必要なl8 水量を送水先Cに供給するものである。
In this configuration, the water from the water supply source A is temporarily transferred to the tank 6.
03 and supplies the necessary amount of water to destination C using an electric valve 604.

このプラントで計測可能な値は、タンク水位(LI)、
バルブ開度(ZI)および送水流量(FI)である。
The values that can be measured with this plant are tank water level (LI),
These are the valve opening degree (ZI) and the water flow rate (FI).

F . 3. 2  知識データベースの構築このプラ
ントの異常診断を行うにあたって、まず知識データベー
スを構築する必要がある。知識データベースを構築する
ために、オペレータは異常現象・原因マトリックスを作
成する。
F. 3. 2. Construction of a knowledge database In order to diagnose abnormalities in this plant, it is first necessary to construct a knowledge database. In order to build a knowledge database, the operator creates an abnormal phenomenon/cause matrix.

第8図は、異常現象・原因マトリックスを示す。FIG. 8 shows an abnormal phenomenon/cause matrix.

この図において、ファジィラベルは次の通りである。In this figure, the fuzzy labels are:

A:非常に起こりやすい B:かなりの度合で起こる C:起こる可能性がある 19 D゛あまり起こらない E・ほとんど起こらない 起こるかどうか不明 このマトJノックスは、ポンプ故障なと、考えられる異
常原因を列挙し、それそれの異常原因について、その異
常か発生したときに、とのような異常現象(計測値の変
化)か起こるかを予想し、その起こる度合をA−Eで定
義することにより作或される。
A: Very likely to occur B: Occurs to a considerable degree C: Possible to occur 19 D゛ Rarely likely to occur E. Rarely to occur It is unknown whether or not this will occur. Possible causes of this abnormality include pump failure. By listing the causes of each abnormality, predicting whether an abnormal phenomenon (change in measured value) will occur when the abnormality occurs, and defining the degree of occurrence as A-E. be made.

第9図は、起こりやすさの度合に関するメンバーシップ
関数を示す。各メンバーシノプ関数には、ファジィラベ
ルA−Eが付されている。
FIG. 9 shows membership functions related to likelihood. Fuzzy labels A to E are attached to each member synoptic function.

第10図は、水位または流量に関するメンバーシップ関
数を示す。各メンバーシップ関数には、次にファジィラ
ベルが付される。
FIG. 10 shows membership functions related to water level or flow rate. Each membership function is then given a fuzzy label.

20 PB;急..J:.昇 PS:上昇 ZE:変化なし NS:低下 NB:急低下 上記のマトリックスとメンバーシップ関数に基づいて、
知識データベースが構築される。
20 PB; Sudden. .. J:. Increase PS: Increase ZE: No change NS: Decrease NB: Sudden decrease Based on the above matrix and membership function,
A knowledge database is constructed.

生成されるファジィルールは次のようになる。The generated fuzzy rule is as follows.

ただし、このルールは、水位と流量のプロセス変動が合
った場合のものである。(以下余白)21 RJ: jf F2=PB then Il1=E, 
H3=E, H4=C, H5=E. II8=BR2
: if F2=PS then tll=E, lI
3=E, H4=B. H5=D, H6=ER3: 
ir P2=NS then Hl=B, I{3=B
, }14=B, H5=B, }16=ER4: i
rF2=NB then tll=B, tl3=B,
 tl4=c, lI5=B, I16=ER5: i
f F3=PB then H5=B, H6=ER6
: ir F3=PS then lI5=A, H6
=ER7:汀F3=NS then tl5=E, l
I6=BR8: if F3=NB then H5=
E, I+6=A第11図は、モデルプラントにおける
異常原因の推論を示す。
However, this rule applies when process fluctuations in water level and flow rate match. (Left below) 21 RJ: jf F2=PB then Il1=E,
H3=E, H4=C, H5=E. II8=BR2
: if F2=PS then tll=E, lI
3=E, H4=B. H5=D, H6=ER3:
ir P2=NS then Hl=B, I{3=B
, }14=B, H5=B, }16=ER4: i
rF2=NB then tll=B, tl3=B,
tl4=c, lI5=B, I16=ER5: i
f F3=PB then H5=B, H6=ER6
: ir F3=PS then lI5=A, H6
=ER7:F3=NS then tl5=E, l
I6=BR8: if F3=NB then H5=
E, I+6=A FIG. 11 shows the inference of the cause of the abnormality in the model plant.

この図に示すように、外乱がなく、急に水位(F2)が
X,になり、流量(F3)が×3になった場合、異常原
因の戊立度合は重心計算より次のようになる。
As shown in this figure, if there is no disturbance and the water level (F2) suddenly becomes .

一22 H]=0.75 H3=0.75 H4−0 75 H5=0.85 H6=0 10 これを日常言語に翻訳し、 CRTには次のよう なメッセージが表示される。122 H]=0.75 H3=0.75 H4-0 75 H5=0.85 H6=0 10 Translate this into everyday language, The CRT has the following A message is displayed.

■ 電動弁が開状態で故障している可能性が非常に高く、 ■ ポンプ故障、 電磁弁(開)故障、水位計が 故障していることもあるが、 ■ 電動弁が閑状態で故障していることはまずない。■ There is a very high possibility that the motor-operated valve is malfunctioning in the open state. ■ pump failure, Solenoid valve (open) failure, water level gauge Although it may be malfunctioning, ■ Electric valves rarely fail in idle conditions.

G.発明の効果 以上説明したように、 本発明に係る異常診断装 23 置では、与えられた異常現象と異常原因の関係デ一夕に
基づいてファジィルールを生成し、このフ1ジイルール
を用いたファジィ推論により、異常原因および対処措置
を111定して表示する。
G. Effects of the Invention As explained above, the abnormality diagnosis device according to the present invention generates fuzzy rules based on the relationship data between a given abnormal phenomenon and the cause of the abnormality, and generates fuzzy rules using this fuzzy rule. Based on the inference, the cause of the abnormality and countermeasures are determined and displayed.

したがって、異常診断についての前提条件が細かく広範
囲であり、判断の対象とする原データが多数ある場合で
も、正確な判断条件を容易に設定することが可能となる
Therefore, even if the preconditions for abnormality diagnosis are detailed and wide-ranging and there is a large amount of original data to be judged, it is possible to easily set accurate judgment conditions.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明にかかる一実施例の概要を示すブロック
図、第2図は診断データベース生成機能部の構成を示す
ブロック図、第3図は知識データベースの構成を示すブ
ロック図、第4図はメンバーシップ関数を示す説明図、
第5図は異常原因・対処措置推論機能部の構戊を示すブ
ロック図、第24 6図は最大最小法によるファジィ推論を示す説明図、第
7図は応用例におけるモデルプラン1・の概略を示す説
明図、第8図は異常現象・原囚71・ワックスを示す説
明図、第9図は起こりやすさに関するメンバーシップ関
数を示す説明図、第10図は水位・流量に関するメンバ
ーンップ関数を示す説明図、第11図はモデルブランi
・における異常原因の推論を示す説明図である。 3・・・診断データベース生成機能部、4・・・知識デ
ータベース構築機能部、5・・・異常原因・対処措置推
論機能部、6・・・マンマシンインターフェイス機能部
。 25 実施例の概要 第3図 知識データベースの構戒 第4図 メンバーシップ関数 IO 第5図 異常原因・対処措置推論機能部 208、 Qー ○ @+l佃4a二
FIG. 1 is a block diagram showing an overview of an embodiment according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a diagnostic database generation function section, FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a knowledge database, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing the membership function,
Fig. 5 is a block diagram showing the structure of the abnormality cause/countermeasure inference function section, Fig. 246 is an explanatory diagram showing fuzzy inference using the maximum-minimum method, and Fig. 7 is an outline of model plan 1 in an application example. Figure 8 is an explanatory diagram showing abnormal phenomena, original prisoner 71, and wax. Figure 9 is an explanatory diagram showing membership functions related to likelihood of occurrence. Figure 10 is an explanatory diagram showing membership functions related to water level and flow rate. Figure, Figure 11 is model blanc i
It is an explanatory diagram showing inference of the cause of the abnormality in . 3... Diagnosis database generation function section, 4... Knowledge database construction function section, 5... Abnormality cause and countermeasure inference function section, 6... Man-machine interface function section. 25 Overview of the embodiment Figure 3 Structure of knowledge database Figure 4 Membership function IO Figure 5 Abnormal cause/countermeasure inference function unit 208, Qー○ @+l Tsukuda 4a2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)プラントから各種の原データを取り込む原データ
入力部と、 原データに統計処理を施してヒストリカルデータを生成
するヒストリカルデータ生成部と、このヒストリカルデ
ータを格納するヒストリカルデータ格納部と、 あらかじめ設定された基準に従って、原データから異常
を判定する異常判定部と、 異常現象と異常原因の関係データが入力される現象原因
関係データ入力部と、 この関係データからファジィルールを生成するファジィ
ルール生成部と、 生成されたファジィルールを格納するファジィルール格
納部と、 異常判定部により異常が検出された場合、前記のファジ
ィルールに従って、ヒストリカルデータから異常原因お
よび対処措置を推論する異常原因・対処措置推論部と、
推論された異常原因および対処措置を表示する表示部と を備えたことを特徴とするファジィ推論による異常診断
装置。
(1) A raw data input unit that imports various types of raw data from the plant, a historical data generation unit that performs statistical processing on the raw data to generate historical data, and a historical data storage unit that stores this historical data. an anomaly determination unit that determines abnormalities from original data according to established standards; a phenomenon cause relationship data input unit that receives relationship data between an abnormal phenomenon and an abnormal cause; and a fuzzy rule generation unit that generates fuzzy rules from this relationship data. and a fuzzy rule storage unit that stores the generated fuzzy rules; and an abnormality cause and countermeasure inference that infers the cause of the abnormality and countermeasures from historical data according to the fuzzy rules when an abnormality is detected by the abnormality determination unit. Department and
An abnormality diagnosis device using fuzzy inference, comprising a display section that displays the inferred cause of the abnormality and countermeasures.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008132461A (en) * 2006-11-29 2008-06-12 Toshiba Corp Water treatment plant operation support system and method
GB2504296A (en) * 2012-07-24 2014-01-29 Ideagear Internat Ltd A pocket for a bag with signage biased to an open position

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