JPH06214636A - オンライン・プラント運転監視装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 プラント内における弁のような動作ユニット
を、専門家システムのルール・ベースを適用することに
より、監視するようにしたオンライン・プラント運転監
視装置において、競合を識別するため専門家システムの
ルール・ベースにおけるルールを比較しルール・ベース
を更新するための方法を提供する。 【構成】 弁のような動作ユニットの動作を診断するよ
うに用いられる専門家システムにおけるルールが、セン
サ信号や収集された保守データに基づいて自動的に更新
されるようにしたものが開示されている。そのため、専
門家システムの第１及び第２のルール・ベースを比較し
て競合を識別する手段が設けられ、ここに、専門家シス
テムのあらかじめ存在するルール・ベースは第１のルー
ル・ベースに対応し、センサ信号や動作ユニットの物理
的検査から収集されたデータは、第２のルール・ベース
を創成するよう処理される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】

【発明の分野】本発明は、専門家システムの診断モニタ
もしくは監視装置に関し、特に、弁動作を診断するため
に用いられる専門家システムにおけるルールが、収集さ
れた保守データに基づいて更新されるようにして、発電
所に見られるような複雑な配管回路網での弁の動作を診
断するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電力調査学会（ＥＰＲＩ）及び原子力規
制委員会（ＮＲＣ）によって資金提供された最近の研究
は、年間のプラント保守の３０％から５０％までが弁に
対して向けられているという事実にも拘わらず、原子力
及び化石燃料の双方の発電プラントは、弁の故障により
かなりの数の運転停止もしくは機能停止を受けている。
化学処理プラント、パルプ及び紙プラント、オフ・ショ
ア・プラットフォーム（off shore platforms）、軌道
を回る人工衛生の電力システム、並びに原子力潜水艦を
含むほとんどの原子力付勢装置のような他の設備も、弁
故障により混乱もしくは崩壊され得る複雑な配管系を有
している。かかる配管系の複雑さは、比較的短期間の間
に弁が故障する可能性を、実質的に避けられないものと
している。

【０００３】例えば、代表的な発電プラントは、５,０
００から１０,０００の弁を有し得る。これらのうちほ
ぼ５％から１０％は、プラントで電気の発生を維持する
ために重要である。保守努力にも拘わらず、弁の故障に
より、余儀ない機能停止が３箇月から４箇月ごとに発生
するのが普通である。さらに、大きい弁が故障した場
合、機能停止は３週間以上に渡って継続し得る。

【０００４】この状況を回避するため多くの努力が為さ
れてきた。機能停止の発生の可能性を最小にするため、
弁の製造者は、通常、弁の寿命及び保守間隔を相当控え
目に見積もる。電力会社は、弁の保守もしくは取り替え
を計画することによって応答してきた。この保守もしく
は取り替えの計画は、弁に問題があるか否かにかかわら
ず行われてきた。これら２つの要因は結合して過度に高
い保守価格をもたらす。代表的には、年間のプラント保
守の３０％は弁に向けられ、或るプラントにおいては全
保守の５０％が弁に関係している。

【０００５】これらの努力にも拘わらず、弁により生じ
る運転停止は発生続ける。南東の主な利用設備もしくは
公益事業は、我が国における最も保守回数の多い原子力
プラントの１つを有しているものと認められる。８０年
代の始めにおいてさえ、このプラントは、弁に関係した
原因により１年につき２週間の余儀ない運転停止を経験
している。

【０００６】弁の故障により生じる余儀ない運転停止を
減じる一方で、高価格の不必要な保守を減じる試みが為
されてきた。１つの試みは、特定の弁及び配管系の特定
の場所に対する弁故障の統計的な歴史に基づいて保守を
計画することであった。他の努力は、弁を検査して保守
が必要とされるときを決定することに向けられてきた。
この必要性に適うように試みたいくつかの種々の装置
が、プロジェクト 2233-2 に対する１９８５年１１月の
中間報告（Interim Report）EPRI NP-4254 に記載され
ている。

【０００７】電力プラントの運転にとって不可欠もしく
は重要な多くの弁、及び保守を必要とする多くの弁は、
従来技術の“一度に１つ”の装置を極度に効率の悪いも
のとしていた。各弁に関する検査を行うために相当量の
時間と価格が必要とされ、そして次に人間の専門家によ
って一度に１つの弁づつデータを分析しなければならな
い。これらの問題は電力プラントに独特のものではな
く、石油プラント、パルプ及び紙プラント、並びに原子
力の実質的にすべての適用を含めた、多くの弁を有する
ほとんどのいずれの複雑な配管系にも発見され得る。原
子炉の近くの弁の場所に検査装置を持ってくることを必
要とする技術を用いる場合には、保守職員は不必要な放
射線に露出されることにもなる。

【０００８】上述した多くの欠点を克服した装置の一例
が、米国特許出願シリアル番号第 07/397,323 に開示さ
れており、本件出願は、その出願の一部継続出願であ
る。親出願に開示された弁監視装置では専門家システム
を用いて、複雑な配管系内の例えば５０〜１５０の重要
な弁上に永久的に装着されたセンサから得られたデータ
を評価する。他の専門家システムと同様、この監視装置
に用いられる専門家システムのルールの開発、検証及び
保守は、時間のかかる非常に重要な仕事である。この仕
事を少しでも自動化することは大いに望まれるところで
ある。

【０００９】

【発明の概要】本発明の目的は、競合を識別するため専
門家システムのルール・ベースにおけるルールを比較す
るための方法を提供することである。

【００１０】本発明のもう１つの目的は、実際のデータ
及びルール・ベースの領域の実際の状態を用いて自動的
に専門家システムのルール・ベースを更新するための方
法を提供することである。

【００１１】本発明のさらなる目的は、専門家システム
のルール・ベースを用いたオンライン・プラント運転監
視装置を提供することであり、該専門家システムは、該
監視装置並びにプラント内の装備の物理的検査により得
られるデータにより自動的に更新される。

【００１２】本発明のさらにもう１つの目的は、格納容
器構造体の内側のセンサから格納容器構造体の外側の受
信機までのセンサ・データの無線送信を用いたプラント
運転監視装置を提供することである。

【００１３】上述の目的は、各ルールが前提及び結論を
含んでいる場合に専門家システムの第１及び第２のルー
ル・ベースにおけるルールを比較するための方法であっ
て、前記第１及び第２のルール・ベースを記憶する段階
と、競合評価のために用いられる結論のための規準を限
定する段階と、あらかじめ限定された規準に適う結論を
有した第１及び第２のルール・ベース内のルールのすべ
てを含んだアジェンダを形成する段階と、競合するルー
ルを識別するために、アジェンダ上のルールの各々を、
該アジェンダ上の他のすべてのルールと比較する段階
と、該競合するルールを出力する段階と、を含んだ前記
方法を提供することによって達成される。該好適な方法
は、プラント内の動作ユニットを監視するためのオンラ
イン・プラント運転監視装置に用いられ、該監視装置
は、センサ信号を生成するためにプラント内の動作ユニ
ットの状態を連続的に感知するための感知手段と、該セ
ンサ信号を伝送するためのデータ収集手段と、専門家シ
ステムのルール・ベースの適用によりセンサ信号を評価
すると共に、該センサ信号に依存させて専門家システム
のルール・ベースを修正するための処理手段とを備え、
そこでは、既に存在する専門家システムのルール・ベー
スは第１のルール・ベースに対応し、センサ信号及び動
作ユニットの物理的検査から収集されたデータは第２の
ルール・ベースにおけるルールを創成するように処理さ
れる。

【００１４】動作ユニットが、複雑な系における弁であ
るとき、１つの弁につき少なくとも３つのセンサがある
のが好ましく、それらは、弁を操作するモータにより引
き込まれる電流を検出するためのモータ電流センサと、
弁棒の引張り、圧縮及び位置を感知するために弁の弁棒
に結合された、ひずみセンサ及び位置センサとを含んで
いる。

【００１５】他の目的及び長所と一緒に、上述の目的
は、本発明の部分を形成する添付図面を参照して以後詳
細に説明される構成及び動作の説明から明瞭となるであ
ろう。なお、図面全体を通して同様の参照数字は同様の
部品を示す。

【００１６】

【好適な実施例の説明】従来技術の欠点は、弁を連続的
に監視し、かつそれらの動作における異常を記録するオ
ンライン弁診断装置を提供することによって克服され
る。図１には１つの弁２０だけが示されているが、本発
明による装置によって監視され得る弁の数は、用いられ
る設備の容量によってのみ制限される。従って、好適な
実施例を以下に説明するが、本発明はかかる設備での使
用に制限されるものではない。

【００１７】本発明による装置において監視される弁
は、弁制御２２として図１に示されるいくつかの遠隔手
段によって制御される。電力発電所においては、代表的
には、電動操作される弁（MOV）が用いられ、図１の弁
２０は１つのMOVとして示されている。しかしながら、
本発明が適用され得る他の環境では、遠隔的に制御され
る弁の他の型が用いられる。かかる環境では当該好適な
実施例に対していくつかの変更が必要とされるが、以下
にそれら変更について言及する。

【００１８】図２は、電動操作弁の部分断面図である。
本発明による弁診断装置によって監視される各弁は、弁
の種々の動作特性を同時に感知するために、該弁診断装
置に結合されたセンサを有している。これらのセンサ
は、弁によって用いられる電力の指示を与えるための電
力感知手段を含んでいるのが好ましい。MOVのための電
力感知手段は、弁２０を付勢するモータもしくは電動機
２６によって流される電流を検出するための電動電流セ
ンサ２４であって良い。石油化学プラント内で用いられ
る変速弁のような或る応用においては、電圧もしくはワ
ット数センサ（図示せず）もまた望ましい。かかるセン
サはまた、他の読みに影響する、モータに供給される電
圧の揺らぎを検出するためにも有用である。空気的に制
御される弁においては、弁を附勢するために必要な空気
圧力を検出するために圧力センサもしくは流量計が用い
られる。電圧感知手段２４に加えて、弁２０は、弁棒３
０の引張り及び圧縮を直接感知するために、棒ひずみ感
知手段２８によって監視されるのが好ましい。ちょう形
弁においては、棒トルクが測定される。さらに、センサ
は、弁棒３０の位置及び間接的には走行速度を感知する
ための位置感知手段３１を含んでいるのが好ましい。

【００１９】図２に示したような、例えば 1.5 インチ
の小さい球形弁に対しては、清潔で安全な環境におい
て、電流感知手段は、シンプソン・クランプ型式（SIMP
SON Clamp Model）150 電流計もしくは変流器によって
与えられ得、ひずみ感知手段は、弁のシールの直ぐ上に
取付けられる MICRO−MEASUREMENTS のデュアル橋形ひ
ずみ計によって与えられ得、そして位置感知手段は、2
インチの道程を有する SCHAEVITZ LVDT 位置センサであ
って良い。より大きい弁においては、抵抗すべり線もし
くは締めなわ型（lanyard-type）位置センサが価格を減
じるために好ましいであろう。これらのセンサは、監視
されている弁の大きさ及び場所に適した、同じ型の測定
を行うことができる他のセンサと置換えられ得る。

【００２０】これら３つのセンサは結合して、弁に関す
る多量の情報を提供することができるが、特定の弁に生
じる特定の問題を検出するために、付加的なセンサが用
いられても良い。例として、図２には、弁棒軸線に沿っ
て位置付けられた加速度計３２、弁棒３０を取り囲むシ
ールにおける湿気／湿度センサ３４、及び弁体３８上に
装着された音響放出変換器３６が示されている。これら
付加的なセンサによって生成される信号は、“ａ”で示
された点線で図１に示されており、一方、電流、位置及
びひずみセンサは、それぞれÅ，χ，εで図１に示され
ている。

【００２１】これらセンサ信号は、該センサ信号を遠隔
場所に伝送するためにデータ収集手段によって受信され
る。この目的のために用いられ得るデータ収集装置の多
くの型があるが、弁が原子力設備内にある場合は、最小
数のワイヤを有するデータ収集装置を用いることが望ま
しい。かかるデータ収集装置の一例は、ウェスチングハ
ウス・エレクトリック・コーポレーションによって製造
されている。この装置は、特開昭６４−４６１９９号公
報（１９８６年、１１月２０日に出願された、米国特許
出願番号第 934、238 号明細書に対応）に記載されてお
り、ここに参照によって組込まれている。この装置にお
いて、主な配線通路４０は同軸ケーブルから成り、ドロ
ップ（drops）４２の各々は少なくとも４つのセンサ信
号を取扱うことができ、該４つのセンサ信号は、周波数
多重化されて、他の弁からのセンサ信号と一緒に同軸ケ
ーブル４０を渡ってＩ／Ｏプロセッサ４４にデータ伝送
装置４５を介して伝送される。好適な実施例において、
データ伝送装置は同軸ケーブル４０の継ぎ足しもしくは
延長である。代替的には、格納容器構造体の内側もしく
はプラント内のどこかに設けられた少なくとも１つの無
線送信機と、格納容器構造体の外側に設けられた無線受
信機とが、データ伝送装置４５として用いられる得る。
無線送信機内にマルチプレクサが、そしてもし必要なら
ば、デマルチプレクサが受信機内に用いられ得る。ま
た、必要ならば、格納容器の壁を通して信号を伝送する
ための中継器もしくはレピータとして作用させるため
に、該格納容器の壁に追加の受信機及び送信機を用いる
ことができる。もう１つの代替物は、通常の知能的なデ
ータ収集システムを用いることである。換言すれば、診
断プロセッサ４６からの指令を受信することができるデ
ータ収集システムもしくは装置が、いくつかのチャンネ
ルを介してデータ収集を制御するために用いられ得る。
低価格の配線、及び改善された雑音からの分離の双方の
ため、最初の装置が好ましい。

【００２２】上述のデータ収集システムのいずれかを用
いて、１００〜２００の臨界もしくは“キー”弁からの
センサ信号が単一のシステムを用いて伝送され得る。も
し弁診断装置によって監視されるべき弁の数が単一のデ
ータ収集システムもしくはＩ／Ｏプロセッサ４４の容量
を超えるならば、付加的な信号通路４０もしくはＩ／Ｏ
プロセッサ４４が追加され得る。

【００２３】第２のシステムにおけるドロップもしくは
センサ処理モジュール（SPM）４２は、２２３サンプル
／秒の割合でセンサをサンプルし、かつ多重化する。結
果の信号は、１２８の搬送周波数もしくはチャンネルの
１で周波数変調に変換される。搬送周波数は、SPM にお
いて選択可能な飛越しもしくはジャンプである。さら
に、電力は同軸ケーブルを介して供給され、従ってセン
サへの別々の電力給電は、不必要である。Ｉ／Ｏプロセ
ッサ４４は、１２８の周波数のいずれも受信することの
できる受信器を含んでいる。

【００２４】図１に示したように、Ｉ／Ｏプロセッサ４
４に加えて、オンライン弁診断システムの残りのユニッ
トが遠隔場所に配置されている。これらのユニットは、
診断プロセッサ４６、大容量記憶装置ユニット４８、ル
ールを基にした専門家システム５０及びオペレータ・ス
テーション５２を含んでいる。少ない数の弁を監視する
装置において、これらのユニットの５つのすべては、パ
ーソナル・コンピュータにおけるプロセッサ、例えばＩ
ＢＭＰＳ２型式７０のような単一のプロセッサによって
制御され得る。以下の説明は、図１に別々のブロックと
して示した機能差に言及しているが、単一の物理的プロ
セッサ上で実行され得るものである。また、大きい装置
におけるＩ／Ｏプロセッサ４４に関して上述したよう
に、単一の機能は、１つ以上の物理的プロセッサに渡っ
て配分され得る。

【００２５】図３に示すように、最初のステップ５４
は、装置を初期設定することである。このステップは、
例えば、機能停止中に保守が行われた後オンライン弁診
断装置がオンとされたときのようにデータベースが充分
に設定されてしまっているか、もしくはシステムがプラ
ントで最初に用いられようとしているかに応じて変わ
る。もしデータベースが設定されていないならば、主メ
ニュー５６からオプションを選択することにより、最初
にシステムを構成することが必要である。データベース
の構成の詳細は、係属中の米国特許出願シリアル番号第
07/397,323 号に見ることができ、参照によりここにも
組み込まれている。

【００２６】システム構成内には、サンプリング・プロ
トコル７０の構成が含まれている。該プロトコルは、た
とえより多い頻度で附勢される弁が同時に附勢されてい
るとしても、より少ない頻度で附勢される弁がいつでも
サンプリングされるのを確実にする。同様に、より重要
性の有る弁は、より重要性の少ない弁より高いサンプリ
ングの優先順位を有し得る。例えば比較的度々附勢され
る弁が急速に劣化していることに気付いたので、該弁の
すべての附勢を永続的に保存することが望ましいような
とき、このサンプリング・プロトコルは、主メニュー５
６から変えられ得る。

【００２７】第２に、専門家システムのルール・ベース
が初期設定されなければならない。このプロセスは専門
家システムの動作の説明と一緒に以下詳細に述べられ
る。

【００２８】システムが構成されると、図３に示された
フローが続けられ得る。主メニューがステップ５６で表
示される。データに与えられるべきルールの型を選択す
るために、主メニュー上のオプションの１つが選択され
得る。ルールの１つの型は動作変動ルールと称され得、
それにおいて、弁の所定の基準動作に対するセンサ信号
の値は、専門家により決定される該所定の基準動作のた
めの設計ベースの値と比較される。これら基準動作は、
開放、閉成、開放始動、閉成始動、閉成終了、等であ
る。１つの基準動作中のセンサ信号と、動作変動値と称
される、その基準動作に対する設計ベース値との間の差
は、専門家システム５０に供給され、そこで、数値を含
んだルールが動作変動値に与えられる。

【００２９】動作変動ルールは各弁ごとに創設されなけ
ればならず、このことは時間を浪費するプロセスとなり
得る。それ故、より一般化された型のルールでは、専門
家システム５０に供給される無次元のもしくは大きさの
無い特有の特徴を識別するようベース・ライン・データ
を用いている。この技術は、専門家システムのルール・
ベースで必要とされるルールの数を減じる。特有の特徴
を抽出することの概念は、動作変動値を発生することよ
りも複雑であるので、以下の説明では、専門家システム
のルール・ベースの詳細な動作の一例として、特有の特
徴の抽出を用いる。専門家システム５０に供給されるデ
ータは、以下に説明するように無次元もしくは大きさを
有さなくても良いが、次元もしくは大きさを有した動作
変動値であっても良く、また、それら双方であっても良
いことを理解すべきである。データの型は、監視装置の
動作を開始するときにメニューから選択されるのが好ま
しい。適切なルール・ベースを提供すること、並びにも
し必要ならば、入力データに適切なルールが与えられ得
るようにどの型のデータが供給されているかを識別する
ことが必要なだけである。Ｉ／Ｏプロセッサ４４（図
１）は、診断プロセッサ４６の制御下でセンサ信号か
ら、主メニュー５６からオペレータにより選択された、
動作変動値及び特有の特徴の双方を発生するために用い
られ得る。

【００３０】図３に示す処理フローに戻ると、選択され
るべき主メニュー５６上のオプションの１つが選択され
るのを待つ間、Ｉ／Ｏプロセッサ４４はステップ７０の
サンプリング・プロトコルで始まるループに入る。与え
られた時間において附勢されている最高優先順位の弁が
サンプリング・プロトコル７０によって選択され、そし
て制御はステップ７２のサンプル・データに通される。
上述したように、Ｉ／Ｏプロセッサ４４は、サンプリン
グされている弁に対するセンサ信号を受信するよう受信
器に命令し、そしてこのデータは、ステップ７４でのデ
ータ抽出のため一時的に記憶される。

【００３１】弁監視装置に用いられるデータ抽出プロセ
スは、構成データベースによって定義されており、各弁
に適合するようにされる。最初の決定は、監視されてい
る弁の型を判断することである。基本的な弁の型は、図
２に示されるような球形弁、ゲート弁、ちょう形弁、膜
弁等を含んでいる。各型の弁は、異なった弁及び同じ型
の異なった寸法に対して同様の総称的信号“記号（sign
ature）”を有する。

【００３２】図２に示した球形弁に対する信号記号の一
例が図６に示されている。大容量記憶装置４８内に記憶
されたベースライン・データは、各々の信号に興味のあ
る点もしくは範囲に対して、平均値（特徴）とこれらの
平均値からの標準偏差とを提供する。或る弁に対してサ
ンプリングされた信号は、モータ電流信号における点Ｉ
１のようなピークの発生及び点Ｉ２のような谷の発生を
見付けるよう走査され得、このことは、たとえこれらの
極点がベースラインの平均における点と同じ時刻に生じ
なくても行われる。発生時刻並びに値における偏差が検
出され得、これら偏差は、ベースライン・データとの比
較によって、動作特性、例えばモータ電流の感知に応答
して、ベースライン・データからの偏差の程度を決定す
るために用いられ得る。

【００３３】例えば、ベースライン・データにおける極
点Ｉ１及びＩ２に対する標準偏差が、サンプリングされ
たデータのベースライン・データからの偏差と比較され
得る。もしいずれかの点でサンプリングされたデータに
おける偏差が標準偏差より大きいならば、その信号は異
常として認められ、ステップ７８での診断のために専門
家システムに通され得る。ステップ７４のデータ抽出か
ら処理信号として出力される特有の特徴が無次元である
ように、標準偏差、もしくはサンプリングされたデータ
のベースライン・データからの偏差の比例の他の適当な
何等かの測度が用いられる。例えば、センサ信号におけ
る興味のある各点もしくは範囲に対応する特有の特徴
は、ベースライン・データとして収集される平均の標準
偏差に対する、当該特有の特性的な特徴のためのサンプ
リング・データの関係に依存して、普通、高い、非常に
高い、低いもしくは非常に低い、として示され得る。こ
のことは、センサ信号及びそれに対応するベースライン
・データ間の偏差の大きさに依存して、各々の特有のも
しくは特性的な特徴に対する重要な指示を提供する。

【００３４】Ｉ／Ｏプロセッサ４４はまた、極点の発生
の平均時刻からの時刻偏差が検出され得るように、セン
サ信号のタイミングを与えるための時刻感知手段をも含
んでいる。さらに、かかる手段は、時間対弁棒の位置に
おける変化に依存して、弁棒の速度が特有の特徴として
出力されるのを可能にする。診断プロセッサ４６もしく
はデータ抽出ステップ７４から処理された信号として出
力される特有の特徴は、動作中のモータ電流及び開閉中
の棒ひずみを含んでいるのが好ましい。

【００３５】図３に示されるフローチャートでの次のス
テップは、データ抽出ステップ７４及び決定ステップ７
６から出力された特性的特徴すなわち特有の特徴に基づ
いたセンサ信号を記録すべきか否かを決定ステップ７６
において決定することである。ほとんどの場合におい
て、もし特性的特徴がベースライン・データからの偏差
を示すならば、抽出されたデータは記憶されるであろ
う。さらに、意味ある量を逸脱しないデータは、弁の歴
史的データを提供するために大容量記憶装置ユニット４
８内に周期的に記憶され得る。記憶されるデータは、傾
向分析が一層精密な数値データに基づいて後日行われ得
るように、無次元の特性的特徴よりむしろセンサ信号の
すべてもしくは重要な部分の数値であって良い。

【００３６】次の決定は、特性的特徴が専門家システム
（図４のモジュール７９）に通されるべきであるか否か
をステップ７８において決断することである。一般的に
言えば、もしベースライン・データからの何等かの偏差
があるならば、サンプル・データのファイル名は、ステ
ップ８０において専門家システムに通され、そこで、弁
診断がルール・ベースを用いてステップ８２で行われ
る。図１に示したように、ルール・ベースの専門家シス
テム５０は、別の物理的プロセッサであって良いが、代
表的には、診断プロセッサ４６と結合される。今日、市
場で入手可能な多くの型の専門家システム開発パッケー
ジがある。例えば、PERSONAL CONSULTANTPLUS（PC−Plu
s）は、テキサス・インスツルマント（TI）及びＩＢＭ
のハードウェアで実行するテキサス・インスツルマント
（TI）かた入手可能な専門家システム開発シェル（Shel
l）である。

【００３７】ベースライン・データからの偏差のありそ
うな原因を診断するために、ＰＣPlusのような専門家シ
ステム・シェルを用いることに対する多くの長所があ
る。長所の１つは、ルールもしくは規則が相互に独立し
ており、容易に変更を行うのを可能にするということで
ある。さらに、ＰＣ プラス（Plus）の推論機構及び同
様のシェル・プログラムは、競合する診断のための、及
び競合する診断に対する証拠の収集を大いに容易にす
る。ＰＣ Plusによってもたらされる特定の長所のいく
つかには、確実性の要因に基づいて種々の推論機構を実
施するための能力、推論プロセスを英文で説明するため
のオプション、プロセスの現在の状態を表わす活動的な
イメージの有用性診断ルールについて推論できるメタ規
則（meta-rules）を実施するための能力、そして専門家
システム・ルール・ベースの開発及び保守を助成し、か
つシステムと相談中のユーサを援助する多数の有用関数
への簡単なアクセス、がある。

【００３８】ルールもしくは規則は、弁の各型の実験室
での検査に基づいて定義される。最初に、監視されてい
る各々の弁に対して大容量記憶装置４８内に記憶される
ものと同様のベースライン・データが検査弁の正常動作
に対して記録される。次に、例えば電力プラントにおけ
る弁がどのようにして故障するかを示す多くの研究に基
づいて代表的な故障が模擬される。例えば、0.005 イン
チの小さい障害物が弁座に置かれ得、棒パッキンが特定
の値から締め付けられたり、ゆるめられたりされ得、そ
して位置及びトルクのリミタ・スイッチの設定が誤って
調整され得る。３つの（もしくはそれ以上の）信号の軌
跡における偏差が記され、次に観察された偏差に基づい
て、ルールもしくは規則が書き込まれ得る。さらに、弁
の保守もしくは設計に関して当該技術における通常の熟
練度を有する者は、生じ得る故障の型とそれらに関連の
センサ信号の重要性とに関する個人的知識（発見的手法
による知識）に基づいて、付加的なルールもしくは規則
を加えることができる。このプロセスの終わりで、ルー
ル・ベースは、特性的特徴を示す処理信号を、既知の偏
差及びそれらの原因間の対応関係を定義する規則（ルー
ル）と比較して、弁の診断を生成する診断手段を提供す
る。

【００３９】球形弁に対する一組のルールの一例が、弁
体内への球体の“焼付き”もしくはきさげ仕上げの状態
に対して提供され得る。弁体内への球体の焼付きは、モ
ータ駆動電流Ｉ４（図６）における増加と、閉中の圧縮
棒ひずみＳ７（図６）における増加に帰結する。開中、
モータ駆動電流は、再度高くなり、そして棒における引
張りひずみも高くなる。しかしながら、これらの同じ徴
候はまたパッキンの膨張によっても起こり得る。他方、
パッキンの膨張はまた、弁が閉じるとき、係合電流Ｉ３
及び閉じた元ひずみＳ３に対する高い値によって伴わ
れ、また、弁が開くとき、係合電流及び開いた元ひずみ
に対する高い値によっても伴われる。信号を統括する規
則（ルール）の組は、実質的にＰＣ Plus から英語で出
力されるような２、３の規則（ルール）を含む付録に示
される方法で、弁体内への球体の焼付き及びパッキンの
膨張のための診断における信頼性を加減する。

【００４０】原因及び偏差間の他の関係は、実験室での
手続き、及び個人的かつ一般的知識の応用に従事するこ
とによって当業者により提供され得る。例えば、エネル
ギー部門を通して得られるＯＲＮＬにおける Haynes 及
び Eissenberg による研究は、モータ電流における異常
及び弁における故障間の関係について詳細な情報を提供
する。さらに、専門家システムのルール・ベースは、ま
た、上述したように、特有の特徴に代えてもしくはそれ
と一緒に、動作変動値に与えられるように用いられ得
る。

【００４１】弁監視システムが現存のプラントに追加さ
れるとき、ルール・ベース（基準）は、最初、プラント
の保守職員によって与えられる情報でもって変更され得
る。さらに、保守の頻度、及び弁が保守されるときに為
される変更をも含めた歴史的データがルール・ベースを
変更するために用いられ得て、特定の弁の歴史を反映す
る。さらに、弁の予想寿命を予知するために分析ルーチ
ンによって用いられるルールに対しても変更が為され得
る。

【００４２】好適な実施例において、ルール・ベースの
変更は、大いに自動化された態様で行われる。このよう
な態様で専門家システムのルール・ベース５０に対して
変更を行うことは、動作及び保守データが図４に示され
るように収集される（ステップ１０２）ということが必
要である。これは、診断を行うために、専門家システム
に入力されることができる特有の専門領域のデータを記
憶することを含む。本発明における専門家システムの
「専門領域」は、動作ユニットすなわち弁から成る。特
有のデータは、処理されないセンサ信号であって良く、
上述したように抽出される特有の特徴であっても良く、
また、センサ信号により表わされる値のための設計ベー
ス値と比較される動作変動値であっても良い。保守デー
タは修理中の動作ユニットの物理的検査に関する報告か
ら成る。保守を受けたユニットに対して記録された動作
データは、保守データにリンクされる。

【００４３】動作及び保守データを用いて、ルールは、
専門家システムにより用いられるフォーマットで抽出さ
れる（ステップ１０４）。従って、もしステップ１０２
で収集された動作データが処理されていないセンサ信号
であるならば、データは、適切なルールを生成するよう
に用いられる動作変動値または特有の特徴を例えば生成
するように処理される。動作データはルールの前提を形
成し、これにリンクされる保守データはルールの結論を
形成するように用いられる。最後に添付した付録では、
前提は、“もし”と“次に”の間の各ルールの部分に対
応し、結論は、語“次に”の後に続く。

【００４４】ステップ１０４で抽出されたルールは、専
門領域の特有のデータ及び実際の状態データからデータ
抽出されたルールを構成する。保守データは、動作デー
タが発生されたとき動作ユニットの１つに存在する実際
の状態を表わす。ルール・ベース５０内に予め存在する
ルール１０６及びステップ１０４で抽出されたルール
は、人間の専門家１１０との相互作用を必要とする競合
分析１０８を受ける。その結果は、更新されたルール・
ベース１１２である。

【００４５】競合分析プロセス１０８は、ルール・ベー
スの１つの型に対して図５に、そしてもう１つの型に対
して図６に詳細に示されている。いずれの型の分析が適
切であるかが、ルールにより引き出される結論の本質に
より決定される。専門家システムの標準の術語におい
て、ルールは２つの部分を有する。１つの部分は前提で
あり、他方の部分は作用もしくは動作である。前提は文
もしくはステートマントであり、該ステートマントの真
もしくは偽は、当該前提に現れる或るパラメータの値に
基づいて決定され得る。動作は、ルールの前提が真であ
ることが分かったときに実行される指令の集まりもしく
は収集である。ルールの動作に現れ得る指令の１つは結
論の指令であり、該結論の指令は、或るパラメータの新
しい値を与えるよう干渉機構に命令する。結論指令に現
れるパラメータは以下では結論パラメータと称される。

【００４６】専門家システムが実行するよう要求された
タスクの複雑さのために、標準の専門家システムの開発
ツールは、結論パラメータのいくつかの型をもった開発
器を提供する。１つの型は単一値のパラメータ（a sing
le-valued parameter）と称され、もう１つの型は多数
値（a multi-valued）パラメータと称される。単一値パ
ラメータは、論理的にただ１つの値を有することができ
る。例えば、パラメータ SWITCH-POSITION (スイッチ位
置)が、スイッチの設定をオンまたはオフとして記述す
るために用いられ得る。従って、パラメータの型は、ス
イッチが同時にオン及びオフの双方であることができな
いので、単一値のものとして言及される。他方、多数値
パラメータは任意の一時刻に多くの値を有し得る。例え
ば、ルール・ベースが、弁の故障に対する証拠を収集す
るならば、証拠が発見されたいずれか及びすべての故障
を保持するために、結論パラメータ POSSIBLE-MALFUNCT
IONS（起こり得る故障）が限定され得る。多くのルール
が試みられた後、結論パラメータ POSSIBLE-MALFUNCTIO
NS は、証拠が発見された２つの故障の組であるリスト
（“パッキンの張り出しもしくは膨張”、“本体内への
球体の焼付き”）によって限定される値を有する。

【００４７】図５及び図６に示されるように、競合分析
を行うために必要とされる第１のステップは、用いられ
るべき規準を限定することである（ステップ１１４）。
該規準は分析の基礎を形成し、かつ競合を構成するとこ
ろのものを決定する。各結論パラメータに対して、パラ
メータは、それが単一値型のものであるかもしくは多数
値型のものであるかを決定するためにチェックされる。
単一値のパラメータの場合を最初に説明する。

【００４８】図５に示されるように、競合分析が単一値
パラメータに対して行われるとき、予め存在するルール
１０６（図４）と、データから導出されたルール１０４
との間での識別を行う必要はない。ステップ１１４でユ
ーザにより識別される単一値パラメータに或る値が与え
られる結論を含んだすべてのルールが収集されてアジェ
ンダ上に置かれる。殆どの専門家システムの履行におい
て、ルールには名称または識別タグが与えられ、アジェ
ンダは、リスト、アレイ、または識別タグを含んだスタ
ックであり得る。好適な実施例において、スタック機構
は、例えば Personal Consultant Plus における、PUSH
（押圧）及び POP（ポップ）操作を用いる。ルールがそ
れらルールの結論の１つに特定の単一値のパラメータを
含む基準に適うルールは、PUSH 操作を用いてアジェン
ダ上に置かれる（ステップ１１６）。アジェンダが完了
したとき、分析は、該アジェンダをポップすることによ
り（ステップ１１８）進められ、ポップされたルールは
現在のルールとなる。もし、競合分析が、例えばパラメ
ータ SWITCH-POSITION（スイッチ位置）上で行われてい
るならば、現在のルールは、スイッチがオンされるべき
であると結論するかも知れず、そのことは、パラメータ
が値 ON もしくはオンが与えられるという事実により専
門家システムで表されるであろう。

【００４９】現在のルールが設定されてしまったとき、
アジェンダ上に残っているルールのすべてと現在のルー
プが比較されるループに入る。例えば、残っている最初
のルールも、切り換え位置もしくは SWITCH-POSITION
を値オンもしくは ON に設定し得、この場合、結論は同
意である。それ故、競合のための検査１２２は、否もし
くはＮＯであり、ただ１つのルールがアジェンダ上に残
っているのでない限り、ステップ１２４における検査も
否もしくはＮＯであり、アジェンダ上の第２のルールが
次に比較される（ステップ１２４）。

【００５０】アジェンダ上に残っている第２のルール
は、スイッチ位置もしくは SWITCH-POSITION を値オフ
もしくは OFF に設定するかも知れない。この結論は、
上述のように同じ単一値パラメータを ON に設定する、
現在のルールの結論と競合状態にある。この場合、ステ
ップ１２２における検査は肯もしくはＹＥＳであり、検
査１２６が、２つのルールの前提の分析に関して行われ
る。もし、２つの前提が同時に真ではあり得ないという
ことを専門家システムが決定するならば、検査中のルー
ルの対は、一緒に同じ専門家システムに安全にあり得、
フローはステップ１２４に通る。前提が相互に排他もし
くは排除でないならば、双方のルールのためのタグもし
くは識別子は、未来の基準のための競合対のリスト上に
置かれる（ステップ１２８）。次に、アジェンダの終わ
りに対する検査１２４が行われ、そしてアジェンダの終
わりに達するまで現在のルールの分析が継続する。

【００５１】アジェンダの終わりに達したとき、新しい
現在のルールがアジェンダをポップすることにより創設
される。もし、アジェンダが、ポップ動作の後空のまま
に残されるならば、すなわち、もし、ただ１つのルール
がアジェンダ上にあるならば（ステップ１３０）、さら
なる分析は必要ではなく、競合分析はこの特定の結論パ
ラメータに対しては終了される。競合リストにおけるル
ール対のリストはユーザに対して出力され（ステップ１
３２）、分析が次の結論パラメータに対して継続する
か、もしくはプログラムはシステムのもう１つの部分に
制御を戻す（ステップ１３４）。

【００５２】システムが多数値パラメータとして認識し
た結論パラメータに対する競合分析をユーザが要求した
とき、あらかじめ存在するルール１０６とデータから導
出されたルール１０４との間に区別が為されなければな
らない。結論パラメータを異なったルールにおいて異な
った値に設定することが潜在的競合を構成するというこ
とはもはや仮定することができない。同じルール内にお
いてさえ、同じ結論パラメータに、ルール０７５のため
の付録に示されるように、１つ以上の値が与えられ得
る。そのルールにおいて、パラメータ POSSIBLE-MALFUN
CTIONS もしくは起こり得る故障は、最初の結論の節に
おいて「弁体内への球形の焼き付き」に設定され、第２
の節において「パッキンの膨張」に設定される。従っ
て、プログラムは、あらかじめ存在するルールがそれら
ルール間で競合が無く、そしてデータ・ルールもそれら
ルール間で競合が無いということを仮定する。この場合
における図６に示される競合分析の目的は、データから
導出されたルールがあらかじめ存在するルールと競合し
ているか否かをチェックすることである。

【００５３】データから導出されたルール１０４は、セ
ンサ信号の特性の歴史的記録と整合した実際の保守記録
に基づいている。これらのデータは、或る時刻におい
て、１つの起こり得る故障を限定するために（ステップ
１１４）分析される。一例として、競合分析のための規
準は、多数値パラメータ POSSIBLE-MALFUNCTIONS すな
わち起こり得る故障を選択することで始まる。ユーザは
次に、すべての故障のリストから興味のある故障を特定
し得、この場合、それら故障に対するルールはルール・
ベース内に存在する。この故障のリストは、メニューと
してユーザに提起されるのが好ましく、該メニューから
ただ１つの項目が選択され得る。以下の説明では、ユー
ザが値「パッキンの膨張」を選択したということが仮定
される。

【００５４】すべてのデータに対してあらかじめルール
が抽出されないならば（ステップ１０４）、データ・ル
ールを創設するために、パッキンの膨張に固有のデータ
が分析される。データ・ルールの幾つかは、パッキンの
膨張がセンサ特性の或る値に対して生じなかったと結論
し、他のデータ・ルールは、センサ特性の或る値に対し
てパッキンの膨張が生じたと結論する。データ・ルール
は次にアジェンダ上に置かれ（ステップ１１６ａ）、そ
してパラメータ POSSIBLE-MALFUNCTIONS もしくは起こ
り得る故障を「パッキンの膨張」に設定するあらかじめ
存在するすべてのルールは、あらかじめ存在するルール
の別のプールに置かれて（ステップ１１６）チェックさ
れ、以後プールとして言及される。

【００５５】ここからは、データ・ルールのアジェンダ
がプール内のあらかじめ存在するルールとだけ比較され
るということを除いて、分析は、単一値の結論パラメー
タに対するものとして進む。「パッキンの膨張」が生じ
ないということを現在のアジェンダのルールが結論し、
そして「パッキンの膨張」が生じるであろうということ
をプール内の次のルールが結論するとき、潜在的な競合
が存在し（ステップ１２２）、そして２つのルールの前
提が比較される。もし前提が相互に排他的もしくは排除
的でないならば、ルール対は、競合リスト上に置かれる
（ステップ１２８）。分析は、アジェンダが空であると
いうことをステップ１３０が決定するまで、進む。

【００５６】付録は一組のルールをリストしており、ル
ール０９５、０９６、０９７及び０９８がデータから導
出される。これらのルールは、以下の例においてアジェ
ンダを構成する。プールにおいて、あらかじめ存在する
ルール０６６、０６８及び０７５が収集される。行われ
るべき分析は、「パッキンの膨張」を、起こり得る故障
すなわち POSSIBLE-MALFUNCTIONS に対する値と見なす
結論に関している。

【００５７】好適な実施例において、結論は、あらかじ
め存在しかつデータ導出されたルールの各々に対するア
レイにより表され、アレイの各々の素子は、対応の診断
における信頼係数を表す値を有する。従って、もし、２
５個の起こり得る診断があるならば、各アレイは３０素
子を有し、その殆どはゼロであろう。このようなアレイ
の例が以下に与えられる。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 50 0 50 0
0

【００５８】上のストリングは、弁体への球形の焼き付
きの５０％の可能性及びパッキンの膨張の５０％の機会
があるということを述べた付録におけるルール０６８の
結論を表し得る。以下のアレイは、パッキンの膨張が、
起こり得る原因ではないという可能性が６０％であると
いうことを示すルール０９７の結論を表し得る。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -60 0
0

【００５９】換言すれば、アレイの各素子における値
は、-100 と 100 との間の整数であるのが好ましく、そ
の場合、-100 は対応の診断が確かに偽であるというこ
とを表し、100 は対応の診断が確かに真であるというこ
とを表し、そして 0 は対応の診断が、アレイにより表
される対応のルールの前提に対して無関係であるという
ことを示す。

【００６０】アジェンダは、該アジェンダ上に置かれる
（ステップ１１６）ルールのすべての前提、並びに結論
かまたは該結論を表す数値アレイかのいずれかを少なく
とも含む。アジェンダ上のルールを比較するプロセス
は、現在のルールとして用いるためアジェンダからトッ
プ・ルールをポップすること（ステップ１１８）を含
む。付録におけるルールは、プール内にありかつ番号順
にアジェンダ上にあると仮定している。従って、ルール
０９５は、第１のもしくは最初の現在のアジェンダ・ル
ールであり、ルール０６６は、プール内の第１のもしく
は最初の（次の）ルールである。

【００６１】最初に、何等かの競合があるか否かを決定
するために結論が比較される（ステップ１２２）。ルー
ル０９５が現在のアジェンダのルールであり、かつルー
ル０６６がプール内の次の（実際には最初の）ルールで
あるとき、前提が独立しているもしくは無関係であるの
で、ステップ１２２における比較は、結論が競合してい
るとしても競合がないという発見に至る。結論を表示す
るために数値アレイを用いた好適な実施例においては、
「パッキンの膨張」の診断に対応するアレイ内の素子が
比較されて、一方は正の数（＋６０）であり、他方は負
の数（−６０）である。特定の診断は一致しないもしく
は調和しないことが分かるであろう。

【００６２】従って、処理はステップ１２６’に通り、
そこで、前提が検査される。ルール０６６及び０９５の
場合、前者は、「動作開始時のモータ駆動電流が高い」
という前提を含み、後者の前提は、「動作開始時のモー
タ駆動電流は高くない」である。このように、前提は、
相互に排除的もしくは排他的であり、処理はステップ１
２４’に通って、プールの終わりに達したか否かをチェ
ックする。本例では終わりに達していないので、ルール
０６８は、ステップ１２０’で比較されるために、プー
ル内の次のルールになる。このループは、ルール０７５
が、ステップ１２０’で比較されるプール内の次のルー
ルとなるまで、反復される。

【００６３】ルール０９５の結論は、ルール０７５の結
論と矛盾する、すなわち、一方では、パッキンの膨張
は、起こり得る原因であると言い、他方では、起こり得
る原因ではないという。従って、前提が相互に排除的で
あるか独立的であるかをステップ１２６’で決定するた
めに第２の比較が行われる。付録における例では、ルー
ル０７５は、弁動作は閉成でありかつ閉成抗力もしくは
閉成障害（ドラッグ）は高いということを述べ、ルール
０９５は、移動もしくは動作開始時におけるモータ駆動
電流は高くないということを述べる。「移動もしくは動
作開始」は時間的に瞬間であるので、それが、「弁移動
が閉成する」ことと同じ時間間隔に含まれるものとせ
ず、従って前提は独立的であり、処理はステップ１２
４’に通る。

【００６４】ルール０７５はプール内の最後のルールで
あり、処理は、アジェンダが空であるか否かを決定する
ためにステップ１３０’に通る。ルール０６６及び０６
８はアジェンダ上に残っているので、処理はステップ１
１８に通る。このように、ルール０９６は、現在のアジ
ェンダのルールとなるようにポップされ（ステップ１１
８）、そしてルール０９６の結論は、ルール０６６、０
６８及び０７５の結論と順番に比較される。これらルー
ルのすべての結論は同じであるので、すなわち、起こり
得る原因はパッキンの膨張であるので、アジェンダが空
であることが決定されるであろうステップ１３０’に処
理が通るまで、ステップ１２０’、１２２及び１２４’
は順番に実行される。

【００６５】次に、ルール０９７がポップされて（ステ
ップ１１８）、ステップ１２０’において現在のアジェ
ンダのルールとなる。ルール０９５の場合におけるよう
に、ルール０９７の結論はプール内において結論のすべ
てと競合するということが決定される（ステップ１２
２）。しかしながら、ルール０９７の場合において、弁
動作は、ルール０６６におけるように閉じている。ルー
ル０９７の前提における第２の状態は、動作開始前の弁
棒の圧縮ピークが高くないということである。この前提
の節は、ルール０６６の前提とは相互に排除的もしくは
排他的ではないけれども、独立している。同様に、ルー
ル０６８及び０７５の前提は、ルール０９７の前提とは
独立しているものと決定される。プール１２４’の終わ
りに達すると、ステップ１３０’においてアジェンダが
空でないということが決定される。

【００６６】アジェンダの終わりに達しなかったなら
ば、ルール０９８は、現在のアジェンダのルールとなる
ようにポップされる（ステップ１１８）。ルール０９５
及び０９７の場合におけるように、ルール０９８の結論
はルール０６６、０６８及び０７５の結論と競合する
が、ルール０９８の前提は、ルール０６６及び０６８の
前提とは無関係もしくは独立しており、それ故、競合が
ない。しかしながら、ルール０９８の前提はルール０７
５の前提と同じである。従って、ルール対０７５及び０
９８は競合リスト上に置かれる（ステップ１２８）。ル
ール０７５及び０９８が競合対リスト上に置かれた（ス
テップ１２８）後、プールの終わりが達成されたことが
決定され（ステップ１２４’）、かつアジェンダが空で
あることが決定される（ステップ１３０’）。

【００６７】元のアジェンダが付録におけるルールから
成っていたならば、競合リスト上の唯一のルール対は０
７５−０９８であるであろう。このルール対及び競合リ
スト上に置かれる（ステップ１２８）他の何等かのルー
ル対は、例えば、実際の競合があるか否かを、並びにル
ールの一方または双方が編集されるべきか削除されるべ
きかを決定するよう評価するために、１人もしくは複数
の人間の専門家１１０に、一度に１対づつ表示されるこ
とができる。この相互作用プロセスの結果は、図４に示
されるように、更新されたルール・ベース１１２であ
る。

【００６８】明らかな通り、単一値結論パラメータの場
合において、前提の句もしくは節（clauses）はすべて
アンドが取られなければならず（副節（subclauses）だ
けがオアが取られ得る）、そしてもし、比較されている
２つのルールの各々における少なくとも１つの前提が、
相互に排除的もしくは排他的であるならば、競合がな
い。多数値結論パラメータを有するルールの場合におい
ては、比較されている２つのルールの前提の節（句）
は、ルールの各々における少なくとも１つの前提の節に
おいて、同じセンサ特徴が用いられているか否かを見る
ためにチェックされる。もし発見されないならば、ルー
ルは独立的であると考慮され、他方、もし同じセンサ特
徴を有する前提節が、比較されているルールの各々に発
見されるならば、対応の前提節が相互に排他的もしくは
排除的でない限り、ルール対は結論が競合しているとき
に競合リスト上に置かれる。

【００６９】好適な実施例に述べられた３つのセンサに
加えて、特定の弁もしくは特定の適用に対して他のセン
サも所望されるかもしれない。例えば、圧電音響放出ト
ランスデューサ３６が弁の内側の流量に関連した問題を
検出するために追加され得る。音響放出トランデューサ
はまた、当該技術において既知のように、乾性もしくは
漏らないパッキン、歯車損傷及び機械的摩耗に関する情
報を提供することもできる。パナメトリックス型式２１
００の湿度計によって条件付けられるパナメトリックス
湿度計プローブのような抵抗性の湿気／水分検出器３０
が、弁棒シールの回りの漏れを検出するために用いられ
る。いくつかの弁においては、Endevco型式２２２５の
ような１つもしくはそれ以上の高温の圧電加速度計３２
を含んでいることが望ましいかもしれない。しかしなが
ら、加速度計によって与えられるほとんどの情報はモー
タ電流センサ２４によって与えられる情報と重複する。

【００７０】好適な実施例において、本診断システムは
弁に適用されている。しかしながら、比較的小さい変更
でもって、システムは、プラント内の他の動作ユニット
を監視するためにも用いられ得る。例えば、ＯＲＮＬに
おいて Haynes 及び Eissenberg によって開発されたモ
ータ電流センサ・システムは、真空ポンプ・モータのよ
うな他の型のモータに適用された。この研究から導出さ
れたデータに基づいて、もしくは弁に対して上述したよ
うな実験室での検査を行うことによって、本発明による
プラント動作のオンライン監視システムは、例えば電動
弁、ポンプ、ショック止め（snubbers）、制御棒駆動、
等を含め、動作ユニットの状態を連続的に感知するため
のセンサ手段を含む。かかるシステムにおいて、センサ
信号は、弁の型によるだけではなく、まず設備の型にも
よる（ルールの“フレーム”内の）分類に基づいて動作
ユニットの各々の特性的特徴を抽出するために処理され
るであろう。ルール・ベース・フレームは、弁に対する
ルール・フレームに重大な影響を与えることなく設備の
付加的な型を取扱うよう容易に拡張され得る。このよう
に、監視システムの設計のモジュール性は、ルール及び
信号処理を別々に変更しかつ付加的な弁を容易に追加す
ることを許容するだけではなく、プラント内の動作ユニ
ットの異なった型を包含するよう監視システムを拡張す
ることをも許容する。

【００７１】本発明の多くの特徴及び長所が詳細な説明
から明らかであり、従って、特許請求の範囲では本発明
の精神及び範囲内にある装置のかかる特徴及び長所のす
べてを包含するよう意図している。さらに、当業者には
多くの修正及び変更が容易に為されるであろうので、図
示しかつ説明した通りの構成及び動作に本発明を制限す
ることを望むものではない。従って、適当な修正及び等
価物は、本発明の範囲及び精神内にあるものと見なされ
得る。

【００７２】

【付録】

ルール ０６６ もし、１）弁動作が閉であり、かつ ２）動作開始時にモータ駆動電流が高であるならば、 次に、１）起こり得る原因の１つが、パッキンの膨張で
ある示唆的な証拠（６０％）がある。

【００７３】ルール ０６８ もし、１）動作開始時のモータ駆動電流が高であるなら
ば、 次に、１）起こり得る原因の１つが、弁体内への球形の
焼き付きである示唆的な証拠（５０％）があり、そして ２）起こり得る原因の１つがパッキンの膨張である示唆
的な証拠（５０％）がある。

【００７４】ルール ０７５ もし、１）弁動作が閉であり、かつ ２）閉成障害もしくは抗力（ドラッグ）が高ならば、 次に、１）起こり得る原因の１つが、弁体内への球形の
焼き付きであるという弱い示唆的な証拠(４０％）があ
り、そして ２）起こり得る原因の１つが、パッキンの膨張であると
いう示唆的な証拠（６０％）がある。

【００７５】ルール ０９５ もし、１）動作開始時におけるモータ駆動電流が高くな
いならば、 次に、１）起こり得る原因の１つがパッキンの膨張でな
いという示唆的な証拠（６０％）がある。

【００７６】ルール ０９６ もし、１）弁動作が閉であり、かつ ２）動作開始前の弁棒における圧縮ピークが高いなら
ば、 次に、１）起こり得る原因の１つがパッキンの膨張であ
る示唆的な証拠（６０％）がある。

【００７７】ルール ０９７ もし、１）弁動作が閉であり、かつ ２）動作開始前の弁棒の圧縮ピークが高くないならば、 次に、１）起こり得る原因の１つがパッキンの膨張でな
いという示唆的な証拠（６０％）がある。

【００７８】ルール ０９８ もし、１）弁動作が閉であり、かつ ２）閉成抗力もしくは障害（ドラッグ）が高いならば、 次に、１）起こり得る原因の１つが、パッキンの膨張で
ないという示唆的な証拠(６０％）がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による弁診断装置を示すブロック回路図
である。

【図２】弁の動作を監視するように用いられ得るセンサ
の配置と共に、球形弁を示す断面図である。

【図３】本発明による弁診断装置におけるプログラムの
全体の流れを示すフローチャートである。

【図４】本発明による専門家システムの更新方法におけ
るソフトウエア・モジュールを示すブロック図である。

【図５】本発明の第１の実施例による専門家システムの
更新方法の競合分析を示すフローチャートである。

【図６】本発明の第２の実施例による専門家システムの
更新方法における競合分析を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

２０ 弁 ２２ 弁制御 ２４ 電力感知手段 ２６ モータ ２８ 棒ひずみ感知手段 ３０ 弁棒 ３１ 位置感知手段 ３２ 加速度計 ３４ 水分／湿度センサ ３６ 音響放出変換器 ３８ 弁体 ４０ 同軸ケーブル ４２ ドロップ ４４ Ｉ／Ｏプロセッサ ４５ データ伝送装置 ４６ 診断プロセッサ ４８ 大容量記憶装置 ５０ 専門家システム ５２ オペレータ・ステーション

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フレッド・ハロルド・ベドナー アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、ピッ ツバーグ、エマーソン・ロード 261 (72)発明者 ジェイムズ・ムーア・フォーカー アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、マリ ースビル、ユニット 202、ブルックサイ ド・ドライブ 3885 (72)発明者 フランク・ジェラルド・アーセラ アメリカ合衆国、メリーランド州、エリコ ット・シティ、フェアウェイ・ドライブ 10227 (72)発明者 ニール・ペサル アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、モン ロービル、ムーンライト・ドライブ 105

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラントにおける運転ユニットを監視す
   るためのオンライン・プラント運転監視装置であって、 プラント内の運転ユニットの状態を連続的に感知してセ
   ンサ信号を生成するセンサ手段と、 該センサ信号を伝送するためのデータ収集手段と、 専門家システムのルール・ベースを適用することによっ
   て前記センサ信号を評価すると共に、前記センサ信号に
   依存して前記専門家システムのルール・ベースを修正す
   る処理手段と、を備えた、オンライン・プラント運転監
   視装置。
2. 【請求項２】 プラントにおける運転ユニットを監視す
   る方法であって、 （ａ）センサ信号を生成するため、前記プラント内の前
   記運転ユニットの状態を連続的に監視する段階と、 （ｂ）前記センサ信号を伝送する段階と、 （ｃ）専門家システムのルール・ベースの適用により前
   記センサ信号を評価する段階と、 （ｄ）前記センサ信号に依存させて前記専門家システム
   のルール・ベースを修正する段階と、を含んだ方法。