JPH05223604A - 異常診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 観測事象や原因の数が多くなって、故障診断
手段で利用する原因診断の知識が多くなっても、その作
成時や保守時のハンドリングを容易にし、知識の整理、
品質の確保を可能にする。 【構成】 診断対象１００の状態を計測手段２１０〜２
４０により計測し、観測信号処理手段３００に入力す
る。この観測信号処理手段３００は、観測データを処理
し、データ記憶手段３５０に記憶すると共に異常事象判
別手段４００に出力する。異常事象判別手段４００は、
観測データ及びデータ記憶手段３５０の記憶データに基
づいて複数の異常事象の中から特徴的な異常事象を判別
する。この判別された異常事象について複数の故障診断
手段５１０〜５８０により原因を同定し、故障原因の説
明を故障原因説明表示手段６００に表示すると共に復旧
回復操作を復旧回復操作提示手段７００により提示す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば原子力プラント
用一次冷却材ポンプ等の回転機械のシールの異常診断に
適用される異常診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転機械、例えば一次冷却材ポンプのシ
ールに対する異常の検出及びその原因を診断する従来の
異常診断装置は、図７に示すように構成されている。同
図において、１００は診断対象で、一次冷却材ポンプの
シールである。この診断対象１００に対して、ＮＯ．１
シールの封水戻り量Ｑ1 の流量計２１０、ＮＯ．２シー
ルの封水戻り量Ｑ2 の流量計２２０、シール差圧Ｐの圧
力計２３０、ＮＯ．１シールの封水戻り温度Ｔの温度計
２４０が設けられており、これらの観測機器による観測
信号が観測信号処理手段３００へ送られる。この観測信
号処理手段３００は、上記各観測機器からの観測信号を
平均化あるいは正規化して観測データを得るもので、そ
の観測データをデータ記憶手段３５０及び故障診断手段
５００へ出力する。データ記憶手段３５０は、一年分の
観測データを記憶し、その記憶データを故障診断手段５
００へ出力する。

【０００３】上記故障診断手段５００は、観測事象と原
因の因果関係を有する診断マトリックスに基づいて故障
診断を行ない、その診断結果を故障原因説明表示手段６
００及び復旧回復操作提示手段７００に出力する。上記
故障原因説明表示手段６００は、故障原因を説明する表
示手段であり、復旧回復操作提示手段７００は、異常事
象や原因に対応した復旧回復のための操作を提示する手
段である。上記故障原因説明表示手段６００及び復旧回
復操作提示手段７００に表示された内容は、ユーザイン
ターフェイスとしての印刷手段９００により印刷され
る。８００は、ユーザインターフェイスとしての操作手
段であり、操作内容に基づいて各手段に制御信号を出力
する。

【０００４】上記の構成において、予め定められた診断
の定刻になると、操作手段８００からの指示により故障
診断手段５００は、比較的大きい原因診断マトリックス
に基づいて、観測信号処理手段３００から観測データを
得ると共に、運転員から海水温度などの別な情報の入力
を得ながら診断対象１００に対する診断を行ない、その
診断結果を故障原因説明表示手段６００及び復旧回復操
作提示手段７００により回復操作の説明と共に運転員に
知らせ、運転員による確実な診断と対応操作を可能にし
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の異常診断装置は、観測事象や原因の数が多くなる
と、故障診断手段で利用する原因診断マトリックスの規
模が大きくなり、その作成時や保守時のハンドリングが
大変で知識の整理、品質の確保が難しい。また、操作者
は、複数の観測データから事象として何が特徴的に生じ
ているか把握できず、原因や回復操作の説明が理解し難
く、異常診断装置の運用、効果が不十分であった。

【０００６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、観測事象や原因の数が多くなって、故障診断手段で
利用する原因診断の知識が多くなっても、その作成時や
保守時のハンドリングが容易で知識の整理、品質の確保
が可能であり、かつ、操作者は、複数の観測データから
事象として何が特徴的に生じているかを容易に把握で
き、原因や回復操作の説明が理解し易く、運用が容易な
異常診断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】本発明に係る異常診断装
置は、診断対象の状態を計測する計測手段と、この計測
手段からの信号を処理する観測信号処理手段と、この処
理手段により処理された観測データを記憶するデータ記
憶手段と、上記観測信号処理手段により処理された観測
データ及び上記データ記憶手段に記憶されたの観測デー
タに基づいて複数の異常事象の中から特徴的な異常事象
を判別する異常事象判別手段と、この判別手段により判
別された異常事象について原因を同定する複数の原因診
断マトリックスによる故障診断手段と、この故障診断手
段の診断結果に基づいて故障原因の説明表示及び復旧回
復操作を提示する手段、上記各手段に指示を与える操作
手段とを備えたことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】操作手段より診断のための指示を与えると、こ
の指示に従って観測信号処理手段が動作し、診断対象に
対する観測信号を平均化あるいは正規化し、データ記憶
手段に記憶すると共に異常事象判別手段へ出力する。こ
の異常事象判別手段は、上記観測信号処理手段からの観
測データとデータ記憶手段に記憶されている過去の観測
データから現在のシールの状態が正常か異常を判別す
る。異常であれば、複数の異常事象の中から一つの特徴
的な異常事象を判別し、その異常事象を一つの単位とし
て故障診断手段へ出力する。

【０００９】故障診断手段は、異常事象判別手段から送
られてくる異常事象に対し、その異常事象に応した原因
診断マトリックスに基づいて原因を同定し、故障原因説
明表示手段及び復旧回復操作提示手段により、異常事象
の各単位毎に事象や原因の説明、回復操作の説明を操作
者に提示する。

【００１０】上記のように異常事象判別手段を設けて正
常か異常事象かを判別すると共に、複数の故障診断手段
を設けて異常事象に対応して故障の原因を診断すること
により、観測事象や原因の数が多くなって、故障診断手
段で利用する原因診断の知識が多くなっても、その作成
時や保守時のハンドリングが容易となり、知識の整理及
び品質の確保が可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。 （第１実施例）

【００１２】図１は本発明の第１実施例に係る異常診断
装置を示すブロック図である。同図に示すように診断対
象１００に対し、ＮＯ．１シールの封水戻り量Ｑ1 の流
量計２１０、ＮＯ．２シールの封水戻り量Ｑ2 の流量計
２２０、シール差圧Ｐの圧力計２３０、ＮＯ．１シール
の封水戻り温度Ｔの温度計２４０が設けられ、これらの
観測機器による観測信号が観測信号処理手段３００へ送
られる。この観測信号処理手段３００は、上記各観測機
器からの観測信号を平均化あるいは正規化して観測デー
タを得るもので、その観測データを異常事象判別手段４
００及びデータ記憶手段３５０へ出力する。

【００１３】上記異常事象判別手段４００は、観測処理
マトリックスに基づいて、観測信号処理手段３００から
の観測信号及びデータ記憶手段３５０に記憶されている
過去の観測データから複数例えば８通りの異常事象と正
常の状態とを判別し、その判別結果を異常事象に対応し
て設けた複数の故障診断手段５１０〜５８０に出力す
る。これらの故障診断手段５１０〜５８０は、各異常事
象に対応する原因診断マトリックスに基づいて原因を同
定し、診断結果を故障原因説明表示手段６００及び復旧
回復操作提示手段７００に出力する。上記観測信号処理
手段３００、異常事象判別手段４００、故障診断手段５
１０〜５８０は、ユーザインターフェイスとしての操作
手段８００からの操作内容に基づく制御信号に従って動
作する。

【００１４】上記故障原因説明表示手段６００及び復旧
回復操作提示手段７００に表示された内容は、操作手段
８００からの指示により印刷手段９００へ送られて印刷
される。

【００１５】図２は、上記異常事象判別手段４００で用
いる観測処理マトリックスの説明図である。同図におい
て４１０は観測データの評価式で、ＮＯ．１シールの封
水戻り量Ｑ1 ，ＮＯ．２シールの封水戻り量Ｑ2 とＱａ
〜Ｑｈとの大小比較により、観測したデータを評価して
異常事象を判別するものである。上記Ｑａ〜Ｑｈは、定
数或いはＱ1 ，Ｑ2 の過去の値である。上記ＮＯ．１シ
ールは、非接触シールであり、封水戻り量Ｑ1 の大きさ
等を「すきま」の寸法の代替パラメータとして、「すき
ま」を評価することができる。封水戻り量Ｑ2 は、Ｑ1
と同様に「すきま」の寸法の代替パラメータであり、
「すきま」を評価することができる。また、図２におい
て、４２０は判別すべき８つの異常事象と正常の項目を
示している。４３０は観測事象と異常事象との関係を示
す論理記号であり、○印はその異常事象の定義としてそ
の観測事象が満たさなければならないことを意味し、●
印はその観測事象が満たされてはいけないことを意味す
るものである。

【００１６】図３は、データ記憶手段３５０の説明図で
ある。同図において、３５５は２変数、すなわち、圧力
と流量の特性データである。３５６は２変数、すなわ
ち、流量と温度の特性データである。３５７は圧力と流
量と温度のトレンドデータである。次に上記実施例の動
作を説明する。

【００１７】操作者は、診断の定刻になると、操作手段
８００より診断のための指示を与える。この指示に従っ
て観測信号処理手段３００が動作し、診断対象１００に
対する観測信号、つまり、流量計２１０，２２０、圧力
計２３０、温度計２４０により観測した信号を平均化あ
るいは正規化し、その観測データをデータ記憶手段３５
０に記憶すると共に、異常事象判別手段４００へ出力す
る。この異常事象判別手段４００は、上記観測信号処理
手段３００からの観測データとデータ記憶手段３５０に
記憶されている過去の観測データから図２に示した観測
処理マトリックスを用いて現在のシールの状態が正常か
異常を判別する。異常であれば、８通りの異常事象の中
から一つの特徴的な異常事象を判別し、その異常事象を
一つの単位として故障診断手段５１０〜５８０へ出力す
る。

【００１８】故障診断手段５１０〜５８０は、異常事象
判別手段４００から送られてくる異常事象に対応した原
因診断マトリックスに基づいて原因を同定し、故障原因
説明表示手段６００及び復旧回復操作提示手段７００に
より、異常事象の各単位毎に事象や原因の説明、回復操
作の説明を操作者に提示する。

【００１９】上記のように異常事象判別手段４００を設
けて正常か異常事象かを判別すると共に、複数の故障診
断手段５１０〜５８０を設けて異常事象に対応して故障
の原因を診断することにより、例え観測事象や原因の数
が多くなって、故障診断手段で利用する原因診断の知識
が多くなっても、その作成時や保守時のハンドリングが
容易となり、知識を整理して高い品質を確保することが
できる。また、操作者は、複数の観測事象から事象とし
て何が特徴的に生じているか把握でき、原因や回復操作
の説明が理解し易く、異常診断装置の運用を効果的に行
なうことができる。 （第２実施例）

【００２０】次に本発明の第２実施例について図４によ
り説明する。この第２実施例は図１に示した第１実施例
に対し、更に復旧回復予測手段８１０を設けると共に、
復旧回復操作監視用データ計測手段２５０及び復旧回復
操作監視手段８５０を設けたものである。

【００２１】復旧回復予測手段８１０は、シール挙動予
測モデルに基づいて、観測信号処理手段３００からの観
測信号に基づく診断内容と、データ記憶手段３５０に記
憶されている過去の観測データから操作後どのように回
復するかを予測し、ユーザが容易にその操作の採用の可
否を評価することを可能にする。復旧回復操作監視用デ
ータ計測手段２５０は、診断対象１００の復旧回復操作
後の状態を計測し、その計測データを観測信号処理手段
３００に出力する。復旧回復操作監視手段８５０は、デ
ータ記憶手段３５０の過去の観測データ及び復旧回復操
作監視用データ計測手段２５０による計測データ等から
復旧回復操作後における回復が順調に進んでいるかを監
視する。

【００２２】図５は、上記復旧回復予測手段８１０の説
明図である。同図において、８２０はシール挙動予測モ
デルで提示された操作がどのように現状から回復するか
予測する動的シミュレーションモデルである。８３０は
シミュレーションモデル８２０の結果を表示する予測結
果提示手段である。８４０は操作量設定手段で、シール
挙動を予測する際、提示された操作の操作量を適当な範
囲で設定する。予測結果提示手段８３０に示している８
４１は、操作「フィルタの交換」の予測結果の線図、８
４２は操作「流体の温度を変える」の予測結果の線図、
８４３は操作「流体の圧力を変える」の予測結果の線図
である。

【００２３】図６は、復旧回復操作監視手段８５０の説
明図である。同図において、８６０はシール封水量比較
手段で、予測されたシール封水量と実際の観測された封
水量を比較して、偏差が大きい場合は、操作並びに操作
量を見直す旨を告知する。８７０は、操作量比較手段
で、操作の目標とした操作量と実際の操作量を比較し
て、偏差が大きい場合は、操作量を見直すべく告知す
る。８８０は、封水量監視結果表示手段で、シール封水
量比較手段８６０の出力結果を表示する。８９０は、操
作量監視結果表示手段で、操作量比較手段８７０の出力
結果を表示する。

【００２４】この第２実施例においては、異常事象判別
手段４００及び故障診断手段５１０〜５８０により異常
事象の判別、原因の同定が行なわれた後、復旧回復操作
提示手段７００により回復操作が提示されるので、この
回復操作を行なった場合にどのように復旧するかを復旧
回復予測手段８１０により予測し、その操作の採用の可
否を評価する。

【００２５】上記復旧回復予測を行なう場合は、まず、
提示された操作の操作量を図５における操作量設定手段
８４０により適当な範囲で設定する。この操作量設定手
段８４０により設定された操作量に基づき動的シミュレ
ーションモデル８２０がシミュレーション動作をを行な
い、シール挙動予測モデルで提示された操作がどのよう
に現状から回復するかを予測し、その結果を予測結果提
示手段８３０で表示する。

【００２６】この予測結果提示手段８３０で表示された
内容から、提示された操作によって現状からどように回
復するかを予測でき、その操作を採用するか否かを容易
に決定することができる。

【００２７】また、提示された操作を行なった後、復旧
回復操作監視用データ計測手段２５０によって診断対象
１００の状態が計測され、復旧回復操作監視手段８５０
により表示される。すなわち、復旧回復操作監視手段８
５０は、図６に示すように予測されたシール封水量と実
際の観測された封水量とをシール封水量比較手段８６０
で比較し、その比較結果を封水量監視結果表示手段８５
０で表示すると共に、予測されたシール封水量と実際の
観測された封水量との偏差が大きい場合、操作並びに操
作量を見直す旨を操作者に告知する。また、操作の目標
とした操作量と実際の操作量とを操作量比較手段８７０
で比較し、その比較結果を操作量監視結果表示手段８９
０で表示すると共に、偏差が大きい場合は、操作量を見
直すべく操作者に告知する。従って、採用した回復操作
が順調に進んでいるか否かを容易に監視することができ
る。

【００２８】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、異
常診断装置に正常及び異常事象の判別手段と、判別され
た異常事象毎に診断を行なう複数の故障診断手段を設け
ることにより、例え観測事象や原因の数が多くなって、
故障診断手段で利用する原因診断の知識が多くなって
も、その作成時や保守時のハンドリングが容易となり、
知識を整理して高い品質を確保することができる。ま
た、操作者は、複数の観測事象から事象として何が特徴
的に生じているか把握でき、原因や回復操作の説明が理
解し易く、異常診断装置の運用を効果的に行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る異常診断装置の構成
図。

【図２】同実施例における異常事象判別手段の観測処理
マトリックスの説明図。

【図３】同実施例におけるデータ記憶手段の説明図。

【図４】本発明の第２実施例に係る異常診断装置の構成
図。

【図５】同実施例における復旧回復予測手段の予測方法
の説明図。

【図６】同実施例における復旧回復操作監視手段の説明
図。

【図７】従来の異常診断装置の構成図。

【符号の説明】

１００…一次冷却材ポンプのシール、即ち診断対象、２
１０…ＮＯ．１シール封水戻り量の流量計、２２０…Ｎ
Ｏ．２シールの封水戻り量の流量計、２３０…シール差
圧の圧力計、２４０…ＮＯ．シールの封水戻り温度の温
度計、２５０…復旧回復操作監視用データ計測手段、３
００…観測信号処理手段、３５０…データ記憶手段、４
００…異常事象判別手段、５００，５１０〜５８０…故
障診断手段、６００…故障原因説明表示手段、７００…
復旧回復操作提示手段、８００…操作手段、８１０…復
旧回復予測手段、８２０…シール挙動予測モデル、８３
０…予測結果提示手段、８４０…操作量設定手段、８４
１〜８４３…予測線、８５０…復旧回復操作監視手段、
８９０…操作量監視結果表示手段、９００…印刷手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 診断対象の状態を計測する計測手段と、
   この計測手段からの信号を処理する観測信号処理手段
   と、この処理手段により処理された観測データを記憶す
   るデータ記憶手段と、上記観測信号処理手段により処理
   された観測データ及び上記データ記憶手段に記憶された
   の観測データに基づいて複数の異常事象の中から特徴的
   な異常事象を判別する異常事象判別手段と、この判別手
   段により判別された異常事象について原因を同定する複
   数の原因診断マトリックスによる故障診断手段と、この
   故障診断手段の診断結果に基づいて故障原因の説明表示
   及び復旧回復操作を提示する手段、上記各手段に指示を
   与える操作手段とを具備したことを特徴とする異常診断
   装置。