JPH07182036A - 設備機器の故障発生シミュレーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機器の故障発生に対して機器要素にまで及ぶ
完全なシミュレートを可能にして、故障診断の操作方法
および故障の原因追求の学習、さらには診断ロジックの
検証を行なえるようにする。 【構成】 設備機器２に対するシーケンス制御回路１か
ら出力される指令信号ａを選択的に取り込み、その取り
込んだ指令信号２に基づいて設備機器２の実際の動作と
同様または類似した機能を発生させるようなプログラム
を予め組み込んでいる機器シミュレータ７と、そのシミ
ュレーション結果において実際の設備機器２からの出力
がない場合にもその状態を表示する表示装置９および模
疑故障を設定入力する模疑故障入力手段１０とを備えて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばポンプ場設備な
どの各種プラント設備における故障診断システムの学習
や診断ロジックの検証を行なう場合に好適な設備機器の
故障発生シミュレーション装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】所定の順序に従って、自動的に次の動作
や状態変化が開始されるようなシーケンシャルな指令信
号を出力するシーケンス制御回路から出力される指令信
号に基づいて複数の設備機器を所定通りの動作手順に自
動制御するように構成されたプラント設備において、該
設備における事故防止や未熟練者の保守・保全作業の支
援等の要求に応えるべく、上記シーケンス制御回路から
の入出力信号（データ）を取り込み、その取り込んだデ
ータと記憶装置に格納されている故障診断用ルールとを
つき合わせて故障原因などを推論装置により探索し、そ
の推論結果を表示装置に表示させるようになしたプラン
ト設備の故障診断システムが従来から一般的に知られて
いる。

【０００３】しかし、上記のような従来一般のプラント
設備の故障診断システムにあっては、故障の症状および
それに対する故障原因が表示されるだけであって、両者
間の機能的な関連性などは監視者などにとって非常に分
りにくく、また、故障原因となった箇所がプラント設備
のどこに位置しているかなども分りにくいため、事故防
止や未熟練者の保守・保全作業の支援という観点からみ
て十分に満足のいくものでなかった。

【０００４】そこで、プラント設備は各種機能の組合わ
せからなり、各々の機能が種々の機器の互いに関連性を
有する集合から構成されているために、ある１つの機器
が故障すると、その影響が他の機器にも次々と派生し
て、集合からなる機能が異常をきたすことに鑑みて、あ
る機能を実現するための種々の機器を故障条件との因果
関係のもとでフロー的に表すことにより、その機能の故
障原因がどの機器であるかを、フローを辿ることにより
追求し判別できるようにしたプラント設備の故障診断シ
ステムが特開平１ー２７４２０９号公報などによって提
案されている。

【０００５】上記公報などに開示されている故障診断シ
ステムは、上述したようなフローを表現した故障木を使
用して、ある機能的な異常が発生した場合、センサなど
の監視データ入力手段から入力される各種データに基づ
き当該データに関与する部分の症状を診断し、その結果
を、故障木データを表示しているディスプレイなどの画
面へ出力し表示するといった具合に、故障木中に故障箇
所およびその診断経緯を順次表示することにより、故障
原因となった箇所などを容易に判別できるようになした
ものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な故障木を用いた故障診断システムは、構造的に多少複
雑に入り組んだプラント設備であっても、故障原因とな
った機器の判別などを容易かつ正確に行なえるといった
利点を有するものの、シーケンス制御回路から一部の入
力信号（データ）だけを取り込んでいるために、機器要
素の故障などはシミュレートすることができない。その
ために、診断の操作方法の学習や故障原因の追求過程の
学習は全く行なうことができず、また、故障木の分岐点
の確認事項（Ｙｅｓ／Ｎｏ）の内容など診断ロジックの
検証も行なうことができないものであった。

【０００７】本発明は上記した実情に鑑みてなされたも
ので、機器の故障発生に対して機器要素にまで及ぶ完全
なシミュレートを可能にして、故障診断の操作方法およ
び故障原因の追求過程を学習することができ、また診断
ロジックの検証も行なうことができる設備機器の故障発
生シミュレーション装置を提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る設備機器の故障発生シミュレーション
装置は、設備機器に対し所定の順序に従って、自動的に
次の動作や状態変化が開始されるような指令信号を出力
するシーケンス制御回路から出力される指令信号を選択
的に取り込み可能で、その取り込んだ指令信号に基づい
て上記設備機器の実際の動作と同様または類似した機能
を発生させるように設備機器の動作手順を予めプログラ
ムに組み込んでなる機器シミュレータと、そのシミュレ
ーション結果において実際の設備機器からの出力がない
場合にもその状態を表示する表示装置と、模疑故障を設
定する模疑故障入力手段とを備えているものである。

【０００９】

【作用】本発明によれば、機器シミュレータがシーケン
ス制御回路から出力される指令信号を選択的に取り込む
ことによって、設備機器が実際に動作した同様または類
似した機能を模疑的に発生させることが可能である。そ
して、そのシミュレーション結果において実際の設備機
器からの出力はシーケンス制御回路に帰還させる一方、
出力がない設備機器についてはその状態を表示装置に表
示させることにより、故障発生の完全なシミュレートが
可能となり、故障診断の操作方法や故障原因の追求過程
の学習を対話型式で行なうことができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の一実施例による設備機器の故障
発生シミュレーション装置をプラント設備の故障診断シ
ステムに組込んだ状態を示す構成図である。同図におい
て、Ａはプラント設備の故障診断システム、Ｂは故障発
生シミュレーション装置である。

【００１１】１はシーケンス制御回路であって、対象プ
ラントにおける設備機器２に対して所定の順序に従っ
て、自動的に次の動作や状態変化が開始されるようなシ
ーケンス制御用の指令信号ａを出力するとともに、設備
機器２からは上記指令信号ａにもとづいて動作や状態が
開始されたことを示す出力信号ｂが入力される。３は情
報処理装置（故障診断手段）であって、上記シーケンス
制御回路１からの設備機器２に関わるセンサなどの自動
監視データｃや対話型データ入力手段などのデータ入力
装置４からの作業員の現場監視による設備機器２に関わ
る情報を対話により入力する各種データｄが入力され
る。５は対象プラントにいて任意に設定される機能ごと
に、つまり対象プラントおける複数の設備機器２の集合
からなる機能ごとに分類された故障木データおよび系統
図データを格納する記憶装置である。６は表示装置で、
上記記憶装置５に記憶されている故障木データおよび系
統図データを表示するとともに、上記シーケンス制御回
路１から入力される自動監視テータｃおよび上記データ
入力装置４から入力される各種データｄに基づいて上記
情報処理装置３が診断した当該データに関与する部分の
症状の診断結果（診断経緯）を出力し表示する。

【００１２】以上のシーケンス制御回路１、情報処理装
置３、データ入力装置４、記憶装置５および表示装置６
によってプラント設備の故障診断システムＡが構成され
ており、この故障診断システムＡは、ある機能的な異常
が発生した場合、上記データ入力装置４から情報処理装
置３に入力される各種データに基づいて、その情報処理
装置３が当該データに関与する部分の症状を診断し、そ
の診断結果（診断経緯）を、記憶装置５から取り込んだ
故障木データおよび系統図データとともに表示装置６に
おける画面へ出力し表示することにより、故障原因およ
びその故障原因となった箇所などが容易に判別できるよ
うになされている。

【００１３】７は機器シュミレータであり、上記シーケ
ンス制御回路１から出力される指令信号ａを切換回路８
を介して任意選択的に取り込み可能で、その取り込んだ
指令信号ａ１に基づいて上記設備機器２の実際の動作と
同様な機能もしくは類似した機能を発生させるように設
備機器２の動作手順、および、好ましくは設備機器２の
各要素毎の故障状態をシミュレートできるようなプログ
ラムが予めに組み込んでおり、実際の設備機器２が出力
する出力信号ｂ１は上記シーケンス制御回路１に帰還さ
せるようにしている。９は表示装置であり、上記機器シ
ュミレータ７によるシミュレーションにおいて実際の設
備機器２からの出力がない場合にも当該設備機器２の状
態を出力し表示する。１０は模疑故障入力手段であり、
機器シュミレータ７に組み込んだプログラムで設備機器
２の故障を入力設定するものである。以上の機器シュミ
レータ７、切換回路８、表示装置９、および模疑故障入
力手段１０によってプラント設備の故障診断システムＡ
用の故障発生シミュレーション装置Ｂが構成されてい
る。

【００１４】上記構成のプラント設備における設備機器
の故障発生シミュレーション装置において、切換回路８
を介してシーケンス制御回路１と設備機器２とを接続し
た状態では、プラント設備の故障診断システムＡのみが
成立して、上述した故障木による故障診断が行なわれ
る。

【００１５】一方、上記切換回路８を介してシーケンス
制御回路１と機器シミュレータ７とを接続した状態で
は、故障発生シミュレーション装置Ｂが成立し、シーケ
ンス制御回路１から出力される指令信号ａが機器シミュ
レータ７に取り込まれて、設備機器２が実際に動作した
同様または類似した機能が模疑的に発生される。つま
り、機器シミュレータ７に予めプログラムされている通
りの手順で動作した状態および模疑故障入力手段１０で
設備機器２の各要素毎の故障を設定することにより、故
障の発生した状態がシミュレートされる。そして、この
シミュレーションにおいて、実際の設備機器２が出力す
る出力信号ｂ１は上記シーケンス制御回路１に帰還させ
る一方、実際の設備機器２からの出力がない場合にも当
該設備機器２の状態を表示装置９に出力し画面上に表示
させることによって、故障発生の完全なシミュレートが
可能となり、故障診断の操作方法や故障原因の追求過程
の学習を対話型式で行なうことができる。

【００１６】図２は上記故障発生シミュレーション装置
Ｂを、例えば下水ポンププラントの主ポンプ潤滑水供給
機能に適用した場合のフローチャートを示しており、シ
ーケンス制御回路１からの指令信号ａが冷却水用の電磁
弁の開指令であるか否かを判断し（処理ステップ１
０）、つぎに、その電磁弁に故障の指示があるか否かを
判断する（処理ステップ１１）。この処理ステップ１１
の判断において、電磁弁に故障の指示がある場合はその
電磁弁は全開信号を出力しない（処理ステップ１２）。
さらに、主ポンプの軸受温度を上昇させる（処理ステッ
プ１３）。一方、故障の指示がない場合は、機器シミュ
レータ７に予めプログラムされている通り、例えば１０
秒後に電磁弁は全開信号を出力する（処理ステップ１
４）とともに、減速機フローリレーが動作信号を出力す
る（処理ステップ１５）といったように、模疑故障を与
えて、故障発生の状況を作り出すことができ、故障の原
因追求などを任意に対話型式で学習することができるの
である。

【００１７】なお、上記実施例では、故障発生シミュレ
ーション装置をプラント設備の故障診断システムに組込
んだ状態で説明したが、シーケンス制御回路１から設備
機器２に対して所定の順序に従って、自動的に次の動作
や状態変化が開始されるような指令信号を出力するだけ
のものに適用した場合も、上記実施例と同様な効果を奏
する。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、シーケ
ンス制御回路からの指令信号を選択的に取り入れて、シ
ーケンス制御の対象となる設備機器の動作手順などを任
意にシミュレートするようにしたから、設備機器の故障
原因を模疑的に発生させることが可能であり、特に、そ
のシミュレーション結果において実際の設備機器からの
出力がない場合はその状態を表示装置に表示させること
により、故障発生の完全なシミュレートが可能である。
したがって、設備機器に対する故障診断の操作方法や故
障の原因追求および診断ロジックの検証などを対話型式
で学習することができ、作業員の訓練や設備機器の故障
や事故の予防、設備機器の保守・保全作業の支援などに
非常に優れた成果をもたらすことができるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による設備機器の故障発生シ
ミュレーション装置をプラント設備の故障診断システム
に組込んだ状態を示す構成図である。

【図２】同上装置を下水ポンププラントの主ポンプ潤滑
水供給機能に適用した場合のフローチャートである。

【符号の説明】

１ シーケンス制御回路 ２ 設備機器 ７ 機器シミュレータ ９ 表示装置 １０ 模疑故障入力手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 設備機器に対し所定の順序に従って、自
   動的に次の動作や状態変化が開始されるような指令信号
   を出力するシーケンス制御回路から出力される指令信号
   を選択的に取り込み可能で、その取り込んだ指令信号に
   基づいて上記設備機器の実際の動作と同様または類似し
   た機能を発生させるように設備機器の動作手順を予めプ
   ログラムに組み込んでなる機器シミュレータと、そのシ
   ミュレーション結果において実際の設備機器からの出力
   がない場合にもその状態を表示する表示装置と、模疑故
   障を設定する模疑故障入力手段とを備えていることを特
   徴とする設備機器の故障発生シミュレーション装置。