JPH083747B2

JPH083747B2 - プラント保守支援装置

Info

Publication number: JPH083747B2
Application number: JP62174175A
Authority: JP
Inventors: 隆雄佐藤; 洋明加藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-07-13
Filing date: 1987-07-13
Publication date: 1996-01-17
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPS6417105A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はプラント、特に原子力プラントのような大規
模プラントの保守作業を実施する保守員を効果的に支援
するのに好適なプラント保守支援装置に関する。

〔従来の技術〕

プラントの保守作業を支援するシステムは、従来より
数多く発表されており、いわゆる知識工学を応用したも
のが多い。例えば動力炉核燃料事業団が発表した「高速
実験炉常陽用保守支援システム」は、入力データにより
異常を検知した後、その原因と対応方法を推論し、保守
作業を支援するもので知識ベース編集および推論エンジ
ンとしてエキスパートシステム構築ソフトウエアを採用
しており、大型汎用計算機により日本語会話形式で動作
する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般にあらかじめ計画的に保守作業をする場合は、そ
の方法や具体的作業計画などを時間的に余裕をもつて決
定することができるので、特に保守作業上大きな問題に
なることは少ない。しかし、実際のプラント現場では予
測し難い時刻に、予測し難い機器の保守作業の要求がな
されることがある。また、機器全体が停止中でない限り
プラント現場には種々の機器が動作しているため、通常
非常な騒音環境下にあることが多い。

上記のような環境の中で保守作業をする場合従来のよ
うにプラント現場と中央制御室間の音声による情報伝達
では、情報伝達能率が悪いという問題があつた。またあ
る異常が異なる場所に設置した複数機器の重複故障で発
生しているときなど、従来の異常診断システムなどでは
解を見つけるのが極めて困難であるという問題があつ
た。

本発明の目的は、人間の優れたパターン認識能力、総
合的判断能力と機械の高速情報処理能力とを使つてプラ
ント現場における保守員の保守作業を効果的に支援する
ことができるようにしたプラント保守支援装置を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる目的達成のため、本発明は、プラント情報を収
集するプロセス計算機が接続されたデータ伝送線と、こ
のデータ伝送線に接続された中央処理装置とを備え、こ
の中央処理装置は前記前記プロセス計算機により収集さ
れた前記プラント情報を取り込んで、保守作業を支援す
るためのプラント診断、機器診断および保守法決定の処
理を行う構成のプラント保守支援システムにおいて、プ
ラントの複数の保守対象機器の近傍にそれぞれ前記デー
タ伝送線に接続して複数の通信用端末器を配設し、この
通信用端末器に送受信用コネクタを介してデータ入力部
と表示部と制御部とを備えてなる可搬型入出力装置を接
続可能に形成し、前記中央処理装置は前記処理のために
不足しているプラント情報の入力要求を前記可搬型入出
力装置に対して指示し、前記可搬型入出力装置は入力要
求にかかる不足プラント情報を前記表示部に表示し、こ
の表示に対して前記データ入力部を介して現場保守員が
入力する回答を前記中央処理装置に送信し、前記中央処
理装置は前記可搬型入出力装置から送信された現場保守
員の回答を用いて前記処理を行うことを特徴とする。

〔作用〕

このように構成されるプラント保守支援システムによ
れば、プラントに何らかの異常が発生すると、データ伝
送線を介してプロセス計算機により中央処理装置が起動
され、プロセス計算機により収集されたプラント情報に
基づいて保守支援の処理が実行される。その際、データ
伝送線に可搬型入出力装置が接続されていると、その表
示部に中央処理装置により得られた保守処理データが表
示される。ここで、中央処理装置における保守支援処理
のためのプラント情報が不足しているときは、そのプラ
ント情報の入力要求が可搬型入出力装置の表示部に表示
される。保守員は、その表示された要求内容に従って目
視等による情報収集や確認情報を回答としてデータ入力
部から入力する。このように、中央処理装置は保守員と
の対話により補充されたプラント情報を用いて保守支援
処理を実行し、保守対象機器の適切な保守法が最終的に
決定される。特に、保守員が入力する回答には、人間の
優れたパターン認識能力や総合能力などを使って収集す
るプラント情報を含めることができ、又は入力要求する
ことができるから、確度の高い保守支援を実現できる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明す
る。

プラント保守支援装置１は中央処理装置２と、可搬型
入出力装置３と、通信用端末器４と送受信用コネクタ５
とからなるコネクタ６とを備えており、中央処理装置２
は処理装置８と、知識データ，プラントデータ，機器デ
ータなどを予め記憶したデータベース９とからなつてい
る。処理装置８は表示装置10およびプラント現場に分散
配置された保守対象機器７（第６図参照）近傍に設置さ
れた通信用端末器４（4A,4B,4C,…4N）にデータ伝送線1
1により接続されており、データベース９をもとに必要
な推論を実行し、表示装置10およびデータ伝送線11を介
してプラント現場の各通信用端末器４に処理結果を出力
するように構成されている。

また処理装置８は通常の知識データ処理装置と基本的
に同一であり、第３図は処理装置８の内部機構の一例を
示すブロツク図である。入出力部15は外部とのデータを
入出力する部分であり、データベース9,表示装置10,デ
ータ伝送線11とのデータを授受する動作をする。プラン
ト診断部16はプラント全体の異常個所を診断する部分で
あり、貯えたプラント診断用知識データ18を用いてシス
テムを構成する機器の大まかな異常個所を同定する機能
をもつている。機器診断部19は機器診断用知識データ20
とプラント診断部16の処理結果を用いて当該機器のどの
部品が異常となつたかを診断する。保守法決定部21は保
守法用知識データ22と異常発生機器の故障部品データと
からなり、分解して保守するか又は設置したままで保守
するかなどの判断をし、もし必要であれば記憶している
表示用設計情報データ23を入出力部15から出力する。

要するに処理装置８は、プラントの何らかの異常発生
により推論処理を開始し、診断に必要とするデータの保
守員への要求、異常部の点検手順や診断推論、保守手順
の推論などの機能を有しており、中央制御室に配置され
た表示装置10のキーボード10aからデータの入力が可能
であるし、処理結果を入出力端末と同時に同一の情報と
して表示することができる。

可搬型入出力装置３はデータ表示部25と、データ入力
部の一例である文字入力用キーボード26（26A,26B,…26
N）と、その他の入力指示用として少なくとも情報の受
信モードおよび送信モードに切替えるスイツチ28R,28T
および情報セツト用のスイツチ28Sを備えており、デー
タ表示部25にはプラズマ表示器など低消費電力のものが
適用されている。データを受信，表示するときは装置３
を通信用端末器４のいずれかに送受信用コネクタ５によ
り接続し、受信モード用スイツチ28RをONとする。また
データを送信するときは、まず情報セツト用スイツチ28
Sをonとした後キーボード26を適宜選択してONとし、送
信すべきデータをデータ表示部25で確認後スイツチ28T
をONにして送信する。これらは、従来の技術をそのまま
適用することができるものであり、その詳細な説明は省
略する。

上記のように、保守員は自分の担当するプラント現場
近傍の通信用端末器４に可搬型入出力装置３の送受信用
コネクタ５を接続して処理装置８と対話するように構成
されている。また第１図において、データ伝送線11の右
端部に配置されたプラント異常信号受信端子4Pには、プ
ロセス計算機などプラント情報をオンラインで収集して
いるシステムを接続し、中央処理装置２からの要求によ
りプラント情報を任意に取り込めるように構成されてい
る。

つぎに、本発明の実施例の作用を説明する。

プラントに何らかの異常が発生し、それを警報システ
ム（図示せず）が把握すると、データ伝送線11を介して
処理装置８が起動される。このときの保守法決定までの
処理を処理装置８で自動的に実行する場合の処理のフロ
ーチヤートを第４図に示している。同図において、ステ
ツプ110は、例えば警報などプラント異常発生を知らせ
る信号が、警報システムからプラント異常信号受信端子
4Pおよびデータ伝送線11を介して与えられることによ
り、処理装置８がこれを受信して処理を開始するステツ
プである。ステツプ120は、どのような異常が発生した
かを確認するステツプであり、例えば発生警報の内容な
どにより確認できる。ステツプ130は、処理装置８が警
報やプラント情報を用いて異常原因がどこにあるかを診
断するステツプである。この部分は通常の知識工学応用
のシステムで使用されているプロダクシヨンシステムや
ブラツクボードモデルなどを適用することができる。こ
の段階で入力情報や知識データに不足があれば、通信用
端末器４およびデータ伝送線11を介して保守員又はプラ
ント運転員と対話し、不足データの補充を要求する。

ステツプ140は、診断の結果原因として考えられる候
補の中から、保守員と対話的に最も確からしい原因を同
定するステツプである。

ステツプ150は異常が発生した機器について、どの部
品又はどのモジユールに異常が発生したかを推定するス
テツプであり、この段階でもプラント現場に滞在する保
守員との対話により、人間と機械とが協調して診断を進
める。ステツプ160は異常の内容を正確に診断し、故障
原因を同定するステツプである。ステツプ170は故障部
品又はモジユールが明らかとなつた段階で、具体的保守
法を探索するステツプである。ここでも人間と機械とが
対話的に処理を進め、ステツプ180で、どのような手順
で保守を実施するか具体的な保守法を決定する。

第５図は保守作業の流れの一例を示したフローチヤー
トで、前述のように処理装置８はなんらかの異常が発生
したことを検知（ステツプ210）すると、その異常の内
容を正確に診断し、原因を同定（ステツプ220）して具
体的保守法を検討（ステツプ230）し、可搬型入出力装
置３に手順と図面を表示して保守員に保守法を知らせ
る。保守員が実際に作業する場合には、この外に例えば
当該機器をラインから取り外ずしたり状態を変更したり
する必要がある。このため例えば干渉判断機能を処理装
置８にもたせることもできる。これにより保守作業の影
響を評価（ステツプ240）して問題（この場合はプラン
トの運転継続の可否などの問題）のないような処置をし
て保守作業を実施し（ステツプ250）、異常原因をリセ
ツトして当該機器を復帰させる（ステツプ260）。この
一連の保守作業を円滑に、かつ正確に実施するためには
ステツプ220および230の作業が極めて重要であり、かつ
この部分が保守作業で専門的知識が要求される困難な部
分でもある。

ここで、なんらかの異常が発生してプラント運転員又
は保守員がプラント現場に行き、第５図に示すステツプ
220および230の作業を行なう場合を第６図に示す保守対
象機器７の具体例により説明する。同図は高温水を扱う
モータ31,ポンプ32,タンク33,配管35,36などからなる一
般的なプロセス制御システムを示している。例えばフラ
ンジ38から高温水の漏洩が発生し、ポンプ32部周辺がそ
の蒸気又は凝縮水で水浸しになつているものとすると、
蒸気や水の影響で一見してはその漏洩発生個所や原因を
同定することは困難である。このようなとき、例えば第
６図に示した通信用端末器４（4C）に可搬入出力装置３
を送受信用コネクタ５により接続し、処理装置８とつぎ
のように対話的に処理する。（イ）受信モード（処理装
置８の情報を受信するモードであり、第２図に示す受信
モード用スイツチ28RがONの状態）…処理装置８から可
搬型入出力装置３に対し、漏洩個所詳細情報要求又は漏
洩個所発見のための探索手順、対応処置手順などをデー
タ表示部25に表示し、現場保守員に指示する。（ロ）送
信モード（処理装置８へ情報を伝送するモードであり、
第２図に示す送信モード用スイツチ28TがONの状態）…
保守員の目視などによる収集情報や確認情報をキーボー
ド26を適宜選択してONとして処理装置８側へ入力し、最
終目標達成のために必要な情報の質問およびその回答な
ど、すなわち、処理装置８は人間の優れたパターン認識
能力（現場における保守員の目視による状況把握能
力）、総合判断力又は保守員がそれまでに培かつた過去
の経験やベテラン保守員の有用な知識を活用して診断や
保守法を行なうことができる。

このため処理装置８のデータベース９には少なくとも
つぎのデータを格納しておく。

（ａ）機器の構造の知識（ｂ）機器の各部品破損時の影響（ｃ）機器部品破損時の影響（ｄ）上記知識を有効に活用するための推論の知識
（メタ知識）これらの知識の量が過大となる場合は、経験的に故障
し易い機器、部品又は信頼性解析の結果故障し易い機
器、部品のみの知識を格納しておく。

これらの知識を用い、保守要求が発生した時点から推
論を開始するが、当初からすべての知識を満足できるレ
ベルで格納しておくことは不可能であり知識不足が生ず
る。これを現場にいる保守員との対話によりオンライン
で不足知識を補うことによつて推論の精度が高くなる。
またこの補充知識は、新しい知識として次回から推論に
使用する。

作業の流れと本発明装置の動作の一例は以上のとおり
であるが、第６図では、理解を容易にするため極めて少
数の機器が診断の対象となつた場合の例を説明した。し
かし、実際のプラント、例えば原子力プラントなどの例
を考えると、一つの流体を取扱うラインの機器の数は10
0個以上となることが普通であり、設置場所も種々錯綜
することが多いため、上記の例で示したように対話方式
で診断、原因同定が行なえれば、診断や異常原因の同定
が非常に効率よくかつ正確に行なえるようになる。なお
上記説明では、現場との対話は第１図に示す処理装置８
との場合について説明したが、中央制御室では運転員が
表示装置10に示される情報を見ながら割込みにより、直
接現場に指示や質問応答をするようにできる。

さらに第６図において、例えば現場にいる保守員に多
数の機器の中から特定機器の特定場所を重点点検する必
要があるときなど、第７図に示すように、表示部25に対
して必要な設計情報を図面として視覚的に把握すること
ができる。前述の如くプラント現場には種々の機器が動
作しているため一般に騒音が高く、音声による情報伝達
には一定の限界があるが、これが表示部25に図示する情
報によつて視覚的に人間のパターン認識も併用して把握
できるため、非常に情報伝達の能率がよくなる。また、
例えばある異常が異なる場所に設置した複数機器の重複
故障で発生しているときなど、他の保守員が他の可搬型
入出力装置３を当該機器の近傍で操作し、不足データを
両機器で交互に入力してやることにより、殆どの異常を
容易に解明できるようになる。なお可搬型入出力装置３
の処理結果を音声により表示することもできる。

第８図は可搬型入出力装置３の具体的な構成を示した
もので、送受信用コネクタ５の受信用端子41から信号を
入力し、送信用端子42から出力する。ここでスイツチ28
Rを閉じて受信モードにすると、受信データが一旦バツ
フアメモリ43に入り、制御回路45の動作によつて１フレ
ーム毎にデータメモリ46に転送され格納される。そのデ
ータは表示する内容にリフレツシユメモリ48で変換した
後、表示部25に表示される。

一方データを送信する場合は、まずスイッチ28SをON
としてキーボード26からデータを送る。そのデータはデ
ータメモリ46,リフレツシユメモリ48を介して表示部25
に表示される。すべての入力が完了したときは、スイツ
チ28TをONとしてバツフアメモリ43から送信用端子42を
介してデータを送信する。

以上が第８図に示す可搬型入出力装置３の説明である
が、要求される機能をまとめると、第１図に示す処理装
置８とのデータの送受信と受信データの表示、キーボー
ド26からのデータの入力と一次格納およびそのデータの
表示である。

なお、本実施例ではプラント診断部16を装置１内で処
理するようにしたが、プラント診断部16は例えば運転ガ
イドの出力にも使用できるため、これを独立化して診断
結果のみを機器診断部19に入力するようにしてもよい。
また可搬型入出力装置３や処理装置８を接続するデータ
伝送には光データ伝送を用いることが可能であり、これ
は従来から周知の技術を適用できるので、その詳細な説
明は省略する。

〔発明の効果〕

上述のとおり、本発明によれば、機器の保守法を決定
する上で重要な診断情報を人間の優れたパターン認識能
力や総合的能力などの力を使つて収集するとともに、機
械にとつて得意な高速情報処理能力を使つて必要情報の
検索，整理などを実行させるので、プラント現場におけ
る保守員の保守作業を効果的に支援することができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るプラント保守支援装置の基本構成
を示すブロツク図、第２図は第１図に示すものの可搬型
入出力装置の拡大図、第３図は処理装置の機能を示すブ
ロツク図、第４図は処理装置の処理のステツプを示すフ
ローチヤート、第５図は保守作業の流れを示すフローチ
ヤート、第６図は保守作業の具体例を示す斜視図、第７
図は第６図に示すものの可搬入出力装置に表示する表示
画面の一例を示す図、第８図は可搬型入出力装置の構成
を示すブロツク図である。１……プラント保守支援装置、２……中央処理装置、３
……可搬型入出力装置、６……コネクタ、７……保守対
象機器、25……データ表示部、26……データ入力部の一
例である文字入力用キーボード。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラント情報を収集するプロセス計算機が
接続されたデータ伝送線と、このデータ伝送線に接続さ
れた中央処理装置とを備え、この中央処理装置は前記前
記プロセス計算機により収集された前記プラント情報を
取り込んで、保守作業を支援するためのプラント診断、
機器診断および保守法決定の処理を行う構成のプラント
保守支援システムにおいて、プラントの複数の保守対象
機器の近傍にそれぞれ前記データ伝送線に接続して複数
の通信用端末器を配設し、この通信用端末器に送受信用
コネクタを介してデータ入力部と表示部と制御部とを備
えてなる可搬型入出力装置を接続可能に形成し、前記中
央処理装置は前記処理のために不足しているプラント情
報の入力要求を前記可搬型入出力装置に対して指示し、
前記可搬型入出力装置は入力要求にかかる不足プラント
情報を前記表示部に表示し、この表示に対して前記デー
タ入力部を介して現場保守員が入力する回答を前記中央
処理装置に送信し、前記中央処理装置は前記可搬型入出
力装置から送信された現場保守員の回答を用いて前記処
理を行うことを特徴とするプラント保守支援システム。