JPS58205812A - プラント診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、大規模プラントの運転信頼性、稼動率の向
上に寄与するために、プラントの異常事象ヲオンライン
・リアル・タイムで同定するプラント診断装置に関する
ものである。

従来この種の装置として第１図に示すものかあつた。図
において、（１）はプロセスデータを読み込むためのデ
ータ収集装置（例えば、アナログ・ディジタル変換器）
　、（２）はプロセスデータを基準値と比較し、許容範
囲内にあれば＃Ｑ＃、範囲外にあれば＃１“に変換する
ための演算処理装置１、（３）は演算処理装置１（２）
が演算処理した結果を格納しておく記憶装置１　、　（
４）は原因結果ツリー（以下ＣＣＴと記す）を記憶して
おく記憶装置２　、　（５）　＃−１’記憶装置１（３
）と２（４）に格納しであるプロセス情報とＯＣＴを用
いて、すべてのメートの論理演算値の計算を実行する論
理演算部のための演算処理装置、（６）は演算処理装置
（５）で求めた各７−ドの論理演算値（ノードのステー
タスと推定事象発生時刻）を格納する記憶装置、（７）
は演算処理装置（５）から得られるＯＣＴロジックに関
して、記憶装置（３）からの観測データ及び記憶装置（
６）からの論理演算値とを比較し、一致、不一致等によ
りエントリー・ノードの変化検出、原因同定及び予測を
行う診断解析部のための演算処理装置、（８）は診断結
果を表示するだめのグラクン管表示装置である。

次に＃作について、！明する。

プロセス・データをＸｌ（１＝ｌ、２．・・・、Ｎ）と
する。

Ｘｉ／ｄデータ収集装置（１）によりｔ子化される。量
子で 化されたデータＸ１を入力さし演算処理装置（２）け０
式に示す処理を施こし、その結果５ｉ（１＝＝１．２　
、・・・、Ｎ）及び事象発生時刻を記憶装置（３）に格
納する。

ここで８１をＸｌのステータスと呼ぶ、また、ステータ
スが１となった時間を事象発生時刻と呼ぶ。

記憶装置（４）に格納されているＯＣＴの一部分の例を
第２図に示す。第２図中、Ｍ５、Ｍ７は診断メツセージ
、ｒけ時間遅れ、Ｇｌｔ％Ｇ１２は論理積ゲート、　Ｇ
２１　、　Ｇ２２け論理和ゲートを夫々示す。ＯＣＴに
おいて、　Ｓｉが定巻される位置をノードと呼んでいる
。第２図中のｓｉ、・・・、Ｓ７　　は記憶装置（３）
に格納されている。ＯＣＴ実行処理は記憶装置（３）と
（４）と（６）からの１１Ｖ報を基に診断処理装置（５
）と（７）で行われる。

論理演算部演算処理装置（５）では、記憶装置（３）内
のプライマリ−・ノードの観測値を人力として、記憶装
置（４）のＯＣＴゲートロジックに従い、他のすべての
論理演算を毎回サイクリックに実行し、記憶装置（６）
に格納する。この演算は、プライマリ−・ノードの観測
値のステータスの値や変化にかかわらずサンプリング周
期毎に毎回上方に向けて演算される。ここで処理するプ
ログラムは対象ＯＣＴが決まれば一意的に決まるもので
あるから、ＯＣＴモジュール毎にオブジェクト・モジュ
ールを作成する方式を彩用する。

診断解析部演算処理装置（７）では、記憶装置（６）に
格納された論理演算部の解析結果を基にＯＣＴの診断処
理を行うが、解析内容はエントリー・ノードの変化検出
、原□因同定、予測に分けられる。エントリーノードと
け解析を始めるノードとしてあらかじめ指定しであるノ
ードである。

エントリー・ノードの父化検出は、プラントが正常・異
常発生・異常事象継続・異常回復かを調べ、診断処理の
必要性を判断するためにサンプリング周期毎にエントリ
ー・／−ドのステータスを調べることによって実施され
る。即ち、記憶装置（３）から今回のサンプリングでの
観測結果及び前回の観測結果をチェックし、そのチェッ
ク内容よりステータス・インジケータを割り当て、その
インジケータに応じて原因同定、予測等の診断又は次の
エントリー・メートの検索をする。

この処理の流れを第２図に示す。

原因同定の処理の流れを第３図に示す。

原因同定はエントリーノードの観測値が事象発生を示し
たとき及び事象発生が継続していてかつ原因が不明なと
き行われる。

以Ｆ第３図に従って動作を述べる。原因同定の処理が始
まるとまずホールの検出を行う。ホールきはプライマリ
−ノードを除く観測１直とプライマリ−ノードの観測値
から演算される演算値が異なっていることを指し、全観
測点に関して両者を比較してホールを検出する。

プライマリ−ノードが信号部２りである場合、演算結果
は「偽Ｊであるので、エントリーノードはホールとなる
。従って、エントリーノードがホールか否かを調べるだ
けでブライマリノードに信号体りがあることを指運でき
る。従って、この場合原因同定は失敗としてセカンドペ
ストメツセージを出す。

次にホールの数が一定数を越えた場合も原因同定失敗さ
する。

次に親子関係にある２つのＯＴ観測ノード（途中に非観
測ノードが含まれていてもよい）が七もにホールである
場合、たとえ全ホールの数がＮ蘭以下であっても原因同
定は失敗とする。

Ｎけ通常３とし、あら力１しめ指定する頭である。

イマリーノードの観測器が故障あるいけ計器遅れとなる
場合が考えられる。この場合、プライマリ−ノードの観
測器が不具合であるから、一般にそれより上位に位置し
たすべてのノードはホールになると考えられる。プライ
マリ−ノードの不都合は原因同定不能であるからこれを
原因同定失敗とする。

このように、連続ホールの場合は一様に原因同定失敗と
してもよさそうであるが、その連続ホールがエントリノ
ードのツルー（Ｔｎｕｅ）となった原因でない場合もあ
るのでエントリーノードとの関連性を調べる。

以上の処理によって原因同定が成功する場合は次の場合
である。

エントリーノードは観測値・論理演算値ともツルー　（
Ｔｎｕｅ）である。ホールの数はｙ−１個以下（通常１
〜２以下）であり、かつ連続ホールになっているものけ
エントリーノードとの関連性はない。

このことより、ＯＣＴ図の階層が浅い（２〜３段）か、
メート数が極端に少なくなければ次のことが言える。

（１）プライマリ−ノードの観測値は信用でき、従って
論理演算値は正しい。

（２）ホールになっているものは観測値が故障している
か計器遅れになっている。

従って、論理演算値を信用し、論理演算値がツルー　（
Ｔｎｕｅ）になっているノードについているメツセージ
のうちエントリーノードに関係するものをすべて出力す
る。

次に予測機能について説明する。予測の処理の流れを第
４図に示す。予測は論理演算結果が正しいとして診断を
進めて行くのでノードの論理演算値と観測値が異なって
いれば次のいずれかであると言える。

■計器故障のため、観測結果は誤っている。

■事象は、すでにおこっているが計器遅れのためまだ観
測値に表われていない。

■事象は今後起こるのであるが、今まだ起こっていない
。

このうち■と■は計器出口の状態として事象は起こって
いないのであるから、同一の扱いができる。

以下■を故障、■■を遅れと呼ぶことにする。

予測は、エントリー・ノードより上位側の各ノードに対
して行われるが、そのノードめ種類により処理が異なる
ため、各項目別に記述する。

（１）上位ノードが非観測の場合 この場合、論理演算の結果しかなく、かつこれは正しい
のであるから　真ならばアクティブとし、偽ならば終了
し、次のエントリー・ノードへ行く。

（１１）上位ノードの演算結果と観測値が等しい場合こ
の場合、論理演算の結果も観測結果も等しいので、この
結果は正しいと言える。従って偽であれば終了し、真で
あればアクティブなノードとする。

（ｉｉｉ）上位のノードの演算結果と観測結果が等しく
ない場合 この時、演算結果が偽で観測結果が真の場合とその逆が
考えられる。演算結果は、正しいのであるから、前者の
場合、計器故障である。後者の場合、観測値が故障か遅
れである。このいずれであるかけ、このメートだけでは
不明なので更に上位の９観測点を調べる。すなわち、こ
の更に上位側を検索する機能が従来のものにけなかった
のである。

（１ｖ）上位ノードの上位ノードの観測値が真の時（９
） この時、上位ノードの演算結果は真、観測結果は偽、上
位ノードの上位ノードの演算結果は真で、観測結果は真
である。

上位の上位ノードは真なので、少なくとも上位の上位ノ
ードが遅れているとは考えられない。

また、２つの観測器が連続して故障していることは考え
ないとすると、これは、上位ノードが故障のため偽とな
り、上位の上位メートは正常でＩ’ｒｕｅを示したと考
え、上位ノードは真と見なしてアクティブとして上位へ
進む。

（Ｖ）上位ノードの上位ノードの観測値が偽の場合この
時、上位ノードの演算結果は真、観測結果は偽、上位の
上位ノードの演算結果が真で観測結果が偽である。

この時も２つの観測器が連続して故障していることけ考
えないとすると、これは、上位のノードは遅れのため偽
になっているとして、ボテンシャリー・アクティを出し
て終了する。

もし、上位ノードは、故障のため偽となり、上位の上位
ノードは遅れのため偽であったとして（１０） も、本来故障しているのであるからアクティグとしなけ
ればならないものをポテンシャリー・アクティグとした
だけでありこれも上位メートが時間が来て真となれば（
１ｖ）のロジックより故障が発晶でき、予測処理を実行
できる。

以上、原因同定及び予測処理により、外乱の発生から将
来の伝搬までをシーケンシャルに我わすツリーが決定で
きる。

この該当ツリーに接続されているメツセージ内容及び変
数をリストアツブする。そして、以下の情報をグラクン
′＃衆示装置ｔ（８）にリストアツブする。

（１）現在までに進行してきたツリ一部に指定されてい
るメツセージ（ｅｘ％Ｍ１？、Ｍ４メツセージ）（２）
　ａい将来アクティグになるであろうメツセージ（例：
Ｍｌ） 従来のＯＣＴを用いたプラント診断装置は以上のように
構成されているので、事故の原因が解消されなくてもエ
ントリーノードが回復すれば事故が消滅したと判断して
いた。これは２つ以上の目標をもつ制御系（例えばＰＷ
Ｈの給水制呻系は流（１１） 量産と蒸気発生器水位、ＦＢＨの蒸気温度制御糸では流
量と温度を制御する）で故障が生じたとき、１つの目標
に対する検出器が故障しても他の目標に対する検出器が
故障していない場合に相当する。

この発ＥｆＪは上記のような従来のものの欠点を除去す
るためになされたもので、論理演算値を有効に使うこと
より、プラントが安定になっても故障原因を検知できる
プラント診断装置を提供することを目的としている。

以下、この発明の詳細な説明する。第５図はこの発明に
よる処理の流れ図である。従来エントリーノードの観測
値が「真」から「偽」になった時回復処理をしていたと
ころを、単にこれだけでなく、更にそのエントリーノー
ドの演算値も調べ、「偽」であれば従来の回復処理を行
い、「真」であれば予測回復処理をするように変えたと
ころに４Ｉ徴がある。

エントリーノードの観測値が「真」から「偽」に変化し
たときを詳しく説明する。これ以外は従（１２） 米の処理と同じである。

エントリーノードの観測値が「真」から「偽」に変化し
たとき及び「偽」から「偽」であるが、１サイクル前の
処理で予測回復処理をしたときにはエントリーノードの
演算値を調べる。

エントリーノードの演算値が「偽」であれば回復処理を
行う。回復処理ではそれまでこのエントリーにより出力
されていたすべてのメツセージを消去する。

エントリーノードの演算値が「真」であれば予測回復処
理を行う。予測回復処理では、それまでこのエントリー
により出力されていたすべての予測メツセージを消去し
、原因メツセージの出力方式を変える。出力方式の変え
方には色を変える場合、点滅させる場合などがある。

なお、上記実施例では、論理演算を行う演算処理装置（
７）と診断処理を行う演算、処理装置（９）を別々なも
のとして、表現したが、本発明による処理方式を適用し
、前記機能を有していれば、ハードフェアとして１つの
装置としても上記実施例と同等（１３） の効果を奏する。

以上のようにこの発明によれば簡単な処理により、制御
系の構成により故障原因が隠蔽されることなく表示でき
、マン・マシンシステムトシて運転員に良好なガイドを
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のプラント診断装置を示すグロック図、第
２図は従来の診断解析部の処理を示した図、第３図は原
因同定の処理を示した図、第４図は予測の処理を示した
図、第５図は本発明による診断解析部の処理を示した図
。 図において、（１）はデータ収集装置、（２）は第１の
演算処理装置、（３）は第１の記憶装置、（４）は第２
の記憶装置、（８）はグラクン管表示装置、（５）はノ
ードの論理演算を行う演算処理装置、（６）　Ｉ／１（
５）で求めた論理演算値を格納する第３の記憶装置、（
７）は記憶装置（３）、（４）、（６）からの情報を基
に演算を行う診断処理装置である。 なお図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 （１４） 第２図 −５５− 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラントで生ずる各種異常事象の伝搬シーケンスを論理
   式で記述した原因結果ツリーを演算処理することにより
   、異常の第１原因をオンライン、リアル・タイムで同定
   し、プラント運転員の総合判断をサポートすることによ
   り高信頼運転を可能とするプラント診断装置において、
   制御基を含めたプラントの自己修正機能により異常が表
   面上隠蔽される場合にも論理演算値を有効に使うことに
   より異常を検知できる機能を持たせたことを特徴とする
   プラント診断装置。