JPH0693204B2 - プラント監視制御システム - Google Patents

プラント監視制御システム

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JPH0693204B2
JPH0693204B2 JP1799087A JP1799087A JPH0693204B2 JP H0693204 B2 JPH0693204 B2 JP H0693204B2 JP 1799087 A JP1799087 A JP 1799087A JP 1799087 A JP1799087 A JP 1799087A JP H0693204 B2 JPH0693204 B2 JP H0693204B2
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JP
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rule
plant
working memory
execution mode
logic
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JP1799087A
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盛一 竹垣
忠 大井
卓也 石岡
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、プラントの信頼性向上及び運転員の負担軽
減を図るため、運転員による手動操作領域の自動化ある
いはプラント診断機能を実現するプラント監視制御シス
テムに関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は、例えば特開昭59−163605号に示された従来の
プラント監視制御システムを示す構成図であり、図にお
いて、1は制御の対象となるプラント、2は制御システ
ムである。また、制御システム2は以下のように構成さ
れている。3はプラントの状態量を示すプロセス量信
号、4は入出力信号処理装置(入力部)、5は前記入出
力信号処理装置4で二値化された論理信号、6は推論処
理部、7は推論処理のための作業領域となるワーキング
メモリ、8はIF−THENルールが格納されたルールベー
ス、9は操作指令信号で推論結果を二値論理信号で出力
する。10は操作指令信号である。
次に動作について説明する。まず、制御システム2はプ
ラント1のプロセス量信号3を取り込むと入出力信号処
理装置4で推論処理のために二値論理信号5に変換す
る。そしてこの二値論理信号5に基づいてワーキングメ
モリ7の内容が更新される。ワーキングメモリ7の内容
はプラントの現在の状態を示している。推論処理部6で
は、ワーキングメモリ7の内容とルールベース8に格納
されているIF−THENルールの条件部とを比較し、その中
で適合したルールの結論部の内容のみがワーキングメモ
リ7に書き込まれる。さらに、その比較結果に応じて操
作指令信号9が二値論理信号の形式で出力され、入出力
信号処理装置4を介してプラントへの操作指令信号10が
プラントの操作端に入力される。これにより、IF−THEN
ルールで記述された制御論理に基づいた制御動作が実現
できる。また、ルールベース8に格納するルールを入れ
換えるだけで、プログラムを変更せずに制御論理を変更
することができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のプラント監視制御システムは以上のように構成さ
れているので、二値論理に基づいた推論しかできなかつ
たため、例えば運転員の手動操作領域を自動化する場合
などに必要なあいまい情報処理を含む複雑な制御論理を
実現するのは困難であり、また、ワーキングメモリの形
式は単純に属性名とその値の複数の対であるが、これで
はプラントの状態を管理するには不便であると同時に制
御論理をルール化する場合の見通しが悪い等の問題点が
あった。また、あいまい情報処理に基づいた制御を行う
ためにフアジー論理に基づいた推論方式の制御システム
も開発されているが、従来のこの種のシステムでは全て
の推論処理がフアジー論理に基づいており、あいまい処
理の必要がないルールもフアジー論理で処理するため処
理効率が悪く、適用範囲も限定されていた。また、二値
論理に基づく推論とフアジー論理に基づく推論では全く
処理方法が異なるため単純に結合しても有意な作用は発
揮できない等の問題点があつた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、プラントの知識や運転員の経験を効率良く、
かつ見通し良く知識ベース化し、これに基づいて高度な
制御機能及び診断機能を実現するプラント監視制御シス
テムを得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るプラント監視制御システムは、ワーキン
グメモリの形式としてフレーム構造のデータ形式を採用
し、ルールベースをモジュール化してモジュールごとに
ルール実行処理様式を指定できるようにすると共に、そ
のルール実行処理様式として二値論理とフアジー論理に
基づく推論機構を備えるようにしたものである。
〔作 用〕
この発明におけるプラント監視制御システムは、ワーキ
ングメモリをフレーム構造のデータ形式とすることによ
りプラントの状態管理を容易にすると同時に制御論理の
ルール化を見通し良いものとし、また、フアジー論理と
二値論理を融合した推論処理が実行できる推論機構によ
りプラント知識や運転員の経験に基づいた高度な制御機
能や診断機能を実現する。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。図
中、第3図と同一の部分は同一の符号をもつて図示した
第1図において、6は推論処理部、11は推論処理部6を
構成するルール群のルール実行様式識別部、12−1〜12
−nは指定された実行様式で推論処理を行う推論処理サ
ブシステム、9,10は操作指令信号である。ワーキングメ
モリ7は構造化されており、フレーム形式でプラントの
状態が格納される。また、ルールベース8はそれぞれに
実行様式が指定されたルール群より構成される。
次に上記実施例の動作について説明する。まず、制御シ
ステム2はプラント1のプロセス量信号3を取り込むと
入出力信号処理装置4で前処理し、続いてプラントの状
態が管理されているワーキングメモリ7の内容を更新す
る。次に推論処理部6では、ルールベース8の中で現在
どのルール群が起動されているかを管理し、ルール実行
様式識別部11で識別された該当ルール群の実行様式に基
づいて推論処理サブシステム12−1〜12−nの中から一
つを選択し、その推論処理サブシステム12−1〜12−n
に基づいてルール群を実行する。各々の推論処理サブシ
ステムでは、ワーキングメモリ7に格納されているフレ
ーム構造データの内容と現在実行されているルール群に
格納されているルール条件部を比較し、その実行様式に
基づいて推論処理を行い、推論結果がワーキングメモリ
7に書き込まれ、その内容に応じて操作指令信号9が生
成され、入出力信号処理装置4を介して、プラント1へ
の操作指令信号10となりプラント1の操作端に入力され
る。本発明で特徴となるのは、複数の推論処理サブシス
テムを備え、そのルール実行様式として二値論理に基づ
くものとフアジー論理に基づくものを用意していること
にある。ルール実行様式として例えば次のようなものが
ある。
(a)1回実行型、この方法はルール群内のルールを上
から順に試してゆき最初に条件部の成立したルールの結
論部を実行する。
(b)全ルール実行型、この方法はルール群内で条件部
の成立したルールの結論部を全て実行する。
(c)繰返し1回実行型、この方法は設定された繰返し
条件が成立している間(a)の1回実行型で処理する。
(d)繰返し全ルール実行型、この方法は設定された繰
返し条件が成立している間(b)の全ルール実行型で処
理する。
(e)フアジー型、この方法はルール群内のルールすべ
てを評価し、フアジー推論処理を実行する。
(f)順次実行型、この方法はルール群内のルールを順
番に実行する。
以前に実行されたルールの次のルール条件部を調べ、そ
れが成立している場合のみ結論部を実行する。
ルールベース8は、これらのルール実行様式がそれぞれ
指定されたルール群を組み合せて構成できる。即ち、任
意のルール群からルール群を呼び出すことによりルール
群間に階層関係を設けることができる。ただし、フアジ
ー型のルール群は任意のルール群から呼び出されること
が可能だが、フアジー型のルール群からはフアジー型以
外のルール群を呼び出すことは原理的にできない。
ワーキングメモリ7をフレーム形式で構造化しているこ
とにより、ルールはこれらフレームを参照する形式で記
述でき、さらにそのワーキングメモリ7のフレームのデ
ータ型としてフアジー型を用意し、メンバーシツプ関数
も配列の形式でこのフレームに収納することにより、全
ての種類のルール群を一貫した形式で記述でき、かつ、
効率良く推論処理が行える。この点について次に詳しく
説明する。
二値論理に基づいた推論ではルールの条件部がワーキン
グメモリ7の現在の内容と合致しているか否かでそのル
ールを適当とするか否かが判定されるのでワーキングメ
モリ7上には例えばプロセス量の値もそのものだけを記
述することになる。一方、フアジー論理に基づいた推論
ではルールの条件部とワーキングメモリ7の内容とがど
の程度適合しているかを計算してそのルール群の適合度
を求め、これを重みとして全てのルール群の結論部を総
合し結論を出す。このため従来通りのワーキングメモリ
7の枠組みでは条件部の適合度を算出するメンバーシツ
プ関数に関するデータを格納することができず、二値論
理の場合とは全く異なつたデータ処理方式をとつてお
り、両者を機能的に融合させることはできなかつた。こ
れに対し本発明では、ワーキングメモリ7をフレーム形
式で抽象化し、さらに、フレームが格納している変数の
属性としてフアジー型を用意してこれに対応するメンバ
ーシツプ関数を割り当てている。メンバーシツプ関数の
形状は折線で定義しており、その折点の座標を配列の形
で持つようにしている。このため、二値論理もフアジー
論理の場合も同形式のデータ構造でルールが格納される
ため一貫したルールの取り扱い処理が可能となる。
次に本発明による制御システムにおける実時間推論処理
の流れを第2図に示す。プログラムは関数型言語で作成
することを想定しており、フローチヤートでは記述でき
ないので関数呼出し関係で説明する。まず、ルール群が
起動されるとメイン関数13でその実行様式が識別され、
それに応じて上記(a)〜(f)で述べたようなルール
実行様式に対応したルール群処理関数14−1〜14−nが
呼び出される。各ルール群処理関数では、それぞれ条件
部処理関数15−1〜15−n及び結論部処理関数16−1〜
16−nを呼び出し、その実行様式に基づいた推論処理を
行う。一回の結論部での処理が行なわれるごとにワーキ
ングメモリ更新処理関数17が呼出され、プラントの状態
に応じてワーキングメモリが更新される。また、結論部
では他のルール群を起動する場合があり、この場合は上
記メイン関数13を再帰呼び出しすることによりルール群
からの他のルール群呼び出し機能が実現される。
なお、上記実施例ではメンバーシツプ関数を折線で与え
るとしているが、台集合を適当に等分割し、各区間ごと
にメンバーシツプ関数の値を与える方式でも良い。
また、上記実施例では監視制御システムに本発明を適用
する場合について説明したが、診断システムや管理シス
テムであつてもよく、上記実施例と同様の効果を奏す
る。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、プラントのプロセス
量を示すデータ及びそのプロセス量とルールの適合度を
演算するメンバーシップ関数に関するデータをワーキン
グメモリにフレーム形式で格納するとともに、次に実行
するルール群が二値論理又はフアジー論理の何れに基づ
くものであるかをルール実行様式を識別して特定し、そ
の特定した論理に基づいて推論処理を行うように構成し
たので、二値論理又はフアジー論理のうちの何れかの論
理が適宜選択されて推論される結果、膨大な情報処理を
効率的に処理することができるとともに、あいまい情報
処理も実行できるようになる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるプラント監視制御シ
ステムの構成図、第2図は推論処理の流れを示す関数呼
び出し関係図、第3図は従来のプラント監視制御システ
ムの構成図である。 図において、1はプラント、2は制御システム、3はプ
ロセス量信号、4は入出力信号処理装置、5は二値論理
信号、6は推論処理部、7はワーキングメモリ、8はル
ールベース、9,10は操作指令信号、11はルール実行様式
識別部、12は推論処理サブシステムである。 なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】制御対象となるプラントのプロセス量を入
    力する入力部と、前記入力部により入力されたプロセス
    量を示すデータ及びそのプロセス量とルールの適合度を
    演算するメンバーシップ関数に関するデータをフレーム
    形式で格納するワーキングメモリと、ルール実行様式が
    指定されたルール群を階層的に格納するルールベース
    と、前記ルールベースに格納されているルール群のうち
    次に実行するルール群のルール実行様式を識別し、当該
    ルール群が二値論理又はファジー論理の何れに基づくも
    のであるかを特定するルール実行様式識別部と、前記ル
    ール実行様式識別部により特定された論理に基づいて前
    記ワーキングメモリに格納されているデータと当該ルー
    ル群のルール条件部を比較し、その比較結果に応じて操
    作指令信号を前記プラントに出力する推論処理サブシス
    テムとを備えたプラント監視制御システム。
JP1799087A 1987-01-28 1987-01-28 プラント監視制御システム Expired - Lifetime JPH0693204B2 (ja)

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