JPS6022211A - 故障診断装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、万一装置に異常が生じたときその異常個所を
速やかに発見することが必要な装置、例えば原子力発電
所の原子炉保護装置等に対して適用される故障診断装置
に関す′る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、原子力発電所等の極めて重要度の高い設備に適
用される装置、特にその機能の喪失が安全上際めて重大
な内容を伴うか、あるいはその機能の喪失が他へ及埋す
影響が非常に大きい装置に対しては、その装置を高信頼
度に設計することもさることながら、もし異常が生じた
場合にはこの異常および異常部位を速やかに検出して、
容易に機能修復が可能なような装置設計が必要となる。

このだめの方法として、装置機能のある範囲のモデルを
組込んだ故障診断装置を設詮することが考えられる。

故障診断装置の有する診断機能の範囲は、基本的にはそ
の内蔵しているモデルの精度によって制約され、単にあ
るべき信号の喪失をもって故障を診断するものから、装
置の全機能に匹敵するモデルを有し、装置の全体にわた
る詳細な故障診断を行ないうるものまで様々である。高
度な故障診断を行なう場合には、第１図に示すように模
擬信号発生装置２によ〕発生させた模擬信号を被診断装
置１に入力して被診断装置１の出力応答の正しさを診断
装置３によシ前述の模擬信号と出力応答との比較により
診断判定する方法が一般的である。

この診断を被診断装置の個別構成要素毎に実施して装置
全体にわたる詳細な診断を遂行する方法がとられる。こ
こで使用する模擬信号としては、その構成要素の全機能
を診断しうる・リーンを用いることが詳細診断のだめの
前提であシ、多大刀系の場合にはその組合せが莫大とな
シ、従って診断に要する時間も非常に長いものとなる。

基本的な考え方として診断装置機能は診断単位となる装
置構成要素と１対１に設けることは無く、−一ドウェア
量を削減する意味から基本診断部を１台等に限定して各
診断単位を走査しつつ診断を行なう方法が通例である。

このため装置の異常個所を詳細に判定しようという意図
で設計された装置では、−巡の診断サイクルの所要時間
が数十分間にも及ぶものがあった。このことは、診断に
よって正常と診断された部位が診断直後に異常となった
場合、その検出は次の診断が行なわれる数十分後になる
ヒとを意味し、装置の速やかな修復という本来の目的に
とって甚だ不本意な事態を招来せしめることとなってい
た。

〔発明の目的〕

本発明の目的は被診断装置に対して詳細な診断を実施し
つつ、かつ装置異常の発生時にはその異常個所を即座に
同定しうる故障診断装置を実現して、装置修復のために
有用な故障診断装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、常時は被診断装置の実運転と、その診断装置
の各構成要素の詳細な異常診断とを交互に実施する一方
、上記実運転中に被診断装置の入出力情報を調べて被診
断装置の概略の異常個所を診断し、その異常個所を上記
実運転の次に来る詳細異常診断時に詳しく調べるように
したものである。

〔発明の実施例〕

本発明の故障診断装置の一実施例の概念図を第２図に示
し、第２図における被診断装置内部と故障診断装置部と
の信号授受説明図を第３図に示す。

また、本発明の故障診断装置で用いる診断シーケンスの
概要を第４図に示す。

本発明による故障診断装置は、第２図に示す通シ被診断
装置１に対して供給する診断用模擬信号５を・臂ターン
指令６に従って生成供給するテスト・譬ターン発生回路
７と被診断装置１よシの実出力群８を模擬信号５による
診断実施時診断前の実入力群９に対応した出力状態にラ
ッチ指令１０に基づき保持り、外部出力１１を安定に保
つ出力回路１２、被診断装置１の実入力に対する実出力
を常時照合診断して被診断装置の全体的な機能異常の有
無を検出し、異常検出時に異常検知信号１３を出力する
被診断装置１全体の機能モデムを有したシステ奔異常診
断回路１４と、被診断装置１内部の異常部位を被診断装
置１への実入力群９およびテスト・臂ターン発生回路７
よシの診断用模擬信号逼に対する応答信号４等を用い、
被診断装置１内部の異常部位を構成単位別、結線別に詳
細診断して異常部位情報１５を出力する被診断装置１内
の機能構成単位毎の機能モデムをイした分析診断回路１
６と、診断情報１７を表示する表示装置１８と、被診断
装置内部の診断部位を指定する部位選択信号１９の出゛
力を含めこれら各故障診断゛装置構成要素の動作を制御
管理し、常時は定められた被診断装置内異常部位診断シ
ーケンスを実行して、異常検知信号１３０発生時にはそ
の異常出力個所に対応する最適な手順の異常部位詳細診
断シーケンスを優先実行するとともに、その結果を診断
゛情報１７として出力する診断シーケンス制御回路２゜
と、更に第３図に示す通シ被診断装置１を構成する各機
能構成・単位２の入力部、出力部に介在して設けられ、
部位選択信号１９に従い特定の機能構成単位２１を選択
し、その入力を単位実入力群２２から診断用模擬信号５
に切換え、各機能構成単位２１からの￥位出力群２３お
よび単位実入力群２２を応答信号４として取）出す部位
選択信号１９をデコードする入力デコーダ２４．模擬信
号デコ、−、ダ２５および出力デコーダ２６、そしてこ
れらよシの入力デコーダ出力２７′、出力デコーダ出力
２９によ、ってイネーブルとなる入カパッファ３０．応
答バッファ３１また模擬信号デコーダ出力２８によって
各機能構成単位２１への入力を診断用模擬信号５に切換
えるセレクタ３２からなる診断インタフェース回路３３
とから構成される。閏、第２図には示さｈｕが、被診断
装置１０機能は実入力群９０単位実入力群２２との接続
、単位出力群２３０単位実入力群２２との接続および単
位出力群２３の実出力群８との接続によって形成されて
いる。

本実施例の故障診断装置は以上のように構成されて、第
４図の診断シーケンスに示すように、被診断装置１の実
運転と被診断装置１内診断とを交互に実施する。−即ち
１．実運転状態ではシステム異常診断回路１４が被診断
装置１の外部出力１１を監視する。被診断装置１内の診
断では各機能構成単位２１．結線等の構成要素毎に診断
を行ない、その構成要素に対する一連の診断が終了した
後、実運転とな）次の診断時には別の構成要素を選択診
断する。機能構成単位２１−１よ）はこのステップで順
次進行し、機能構成単位２１−ｎ診断の後はまた機能構
成単位間２−１に戻る過程を反復する。

被診断装置１内の診断は、゛診断シーケンス制御回路２
０からノ４ターン指令６１ラッチ指令１０゜部位選択信
号１９をテストノ母ターン発生回路７゜分析診断回路１
６および診断インタ？エース回路３３ド出力して制御し
、被診断装置構成要素（機能構成単位２１および結線）
を個別に選択してその要素毎に模擬信号デコーダ２５に
よって選択された〜セレクタ３２を用いた診断用模擬信
号５０入力とそれに対する応答を応答バッファ３１よ多
信号４を介して分析診断装置１６に導き判定することに
よって行なう・ 第３図の機能構成単位２１に対する診断は、その入力の
数およびそのそれぞれの入力の取のうる入力信号状態の
中で機能診断に必要な状態数によって導かれる複数個の
異った模擬信号・母ターンを入力し、それに対する機能
構成単位２１の単位出力群２３の正しさを判定すること
で行ない、各機能構成単位間の結線の正しさについては
、このときの応答ノクッファ３１の読み出しデータと次
段に結線を介して接続される機能構成単位の入力を入力
デコーダ２４によって選択された入カパッファ３０の読
みとを分析診断装置１６で照合することによって行ガう
。従って、第４図の診断シーケンスの中の構成要素装置
には複数パターンの模擬信号による機能構成単位２１の
応答診断あるいは前段機能構成単位２１の出力と結線な
通したこの読み出しデータの照合による結線の診断が含
まれる。

この診断に際し被診断装置１からの実出力群８が診断用
模擬信号５によって本来の状態から異なったものとな′
る可能性があるが、それが不都合な場合、診断シーケン
ス制御回路２０よシ出力回路１２にラッチ指令１０を出
力し、診断前の状態にホールドして診断を実施し、診断
終了後ホールドを解く・ 以上の構成要素単位の診断は被診断装置１の実入力群に
対する実出力群８の出力を出力回路１２を介して外部出
力１１とする実運転状態に対し、十分短い時間割合の中
で実施する必要があるが、構成要素数が多大な場合、全
構成要素の一巡の診断には長い時間を必要とする。従っ
て、この構成要素単位の診断のみでは、万一故障が発生
してもその検出は、当該故障構成要素の診断が行なわれ
たときにしかなされず、速やかな故障の判定は困難であ
る。しかし、本実施例では実運転時にシステム異常診断
回路１４が外部出力１１を監視することで、この問題を
解決している。即ち、システム異常診断回路１４は実入
力群９に対してそのときの被診断装置外部出力１１が正
当であるか否か、すなわち、マクロ的なシステム診断を
実施するものであシ、実運転時に外部に表われる被診断
装置１内故障の有無を検出する。その結果、異常が検出
されたとき、システム異常診断回路１４は異常検知信号
１３として異常の発生とその異常の内容すなわちどの外
部出力１１が異常かを診断シーケンス制御回路２０に伝
える。これにょシ、診断シ−ケンス制御回路２０は実運
転時に被診断装置内に異常が発生したことを知シ、異常
部位の診断シーケンスに分岐しこれを実行する。

コノシーケンスは、システム異常診断回路１４より送ら
れてくる異常検知信号１３中の被診断装置１のどの出力
点に異常があるかの情報に基づき、その外部出力１１す
なわち実出力群８の発生元の機能構成単位２１を最初に
選択し、その単位実入力群２２と単位出力群２３を入カ
ッ々ツファ３０゜応答バッファ３１を介して読み出しそ
れを分析診断回路１６によって比較照合することによっ
て異常個所の診断を行なうものである。伺、このとき対
象となった機能構成単位２１の単位出力群２３を分析診
断回路１６を介して診断シーケンス制御回路２０に読゛
°み出し、異常検知信号１３の異常内容とのチェックを
行なう。もし、不一致があれば、機能構成単位２１から
外部出力１１に至るまでの回路（結線部）に異常がある
こととなる。

入カッ々ッファ３０．応答ノ々ツファ３１の読みの比較
照合結果が正しいときには、その機能構成単位２１０入
力を供給する別の機能構成単位に移って順次その入力、
出力の比較照合を行ない、これを機能異常のある機能構
成単位２１が見い出されるまで順次前段して移って診断
を行なう。このとき前段出力部単位出力＄２３とそれに
連々る単位実入力群２２の比較も合せて行ない、結線部
の異常も診断する。

システム異常診断回路１４により異常が検出されたとき
は、被診断装置１内構成要素のそのときの入力状態にお
いて正しくない出力が何れかの要素からなされているこ
とを意味する。従って、以上の手順によ）順次各構成要
素の入出力診断を実施することで機能異常の生じている
要素を検出することが可能であシ、一般に複数個の模擬
信号・ぐターンを入力する診断は不要となる。それ故、
異常発生個所の検出は異常個所から順次その前段を診断
することと、各構成要素毎にそのときの入出力状態１種
の診断を行なうことで異常個所の検出は極めて迅速に行
なわれる。

一方、システム異常診断回路１４は外部出力１１を異常
としない被診断装置１内故障を検出することはできない
が、そのような故障は直に検出する必要はなく、被診断
装置１内の詳細診断過程で検出することで十分である。

以上の診断の結果に応じて、診断シーケンス制御回路２
０には異常検知信号１３あるいは異常部位情報１５が入
力されるが、診断シーケンス制御回路２０はこれを処理
した後、診断情報１７として表示装置１８に出力するこ
とで、異常発生個所。

異常の内容尋を表示する。

このようにして、長い所要時間を要する装置内部の詳細
診断と迅速な異常の検出という相反する要求を満たす故
障診断装置が得られることとなる。

伺、上記実施例では、故障診断装置の各構成要素を個別
に独立した回路として構成することで記述したが、他に
適当なインタフェースを有した計算機等を用いて同じ装
置を構成することも“可能である。

マタ、診断シーケンスとしては、通常の構成要素単位の
診断をある複数構成要素単位分実行し、これが終了した
時点で実運転状態におけるシステム異常検出を行なう方
法とすること等が可能である。

また、システム異常診断回路と分析診断回路を独立に設
ける方法の他、両者を共用しシステム異常診断と分析診
断を短い時間周期で交互に行なう方法等も可能である。

更に、被診断装置の性質によっては出力回路を省略する
ことも可能であるＯ 〔発明の効果〕 以上のように本発明によれば、被診断装置の詳細な診断
を実施しつつ、被診断装置の異常発生時にはその異常個
所を極めて速やかに検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の故障診断装置の構成図、第２図は本発明
の一実施例を示す故障診断装置のブロック図、第３図は
第２図の被診断装置内部の構成図、第４図は第２図の故
障診断装置における診断シーケンスのフローチャートで
ある。 １・・・被診断装置、４・・・応答信号、５・・・診断
用模擬信号、６・・・パターン指令、７・・・テストパ
汐−ン発生回路、８・・・実出力群、９・・・実入力群
、１０・・・ラッチ指令、１１・・・外部出力、１２・
・・出力回路、１３・・・異常検知信号、１４・・・シ
ステム異常診断回路、１５・・・異常部位情報、１６・
・・分析診断回路、１７・・・診断情報、１８・・・表
示装置、１９・・・部位選択信号、２０・・・診断シー
ケンス制御回路、２１・・・機能構成単位・ （７３１７）代理人　弁理士　則　近　憲　佑（ほか１
名）第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の構成要素から成る被診断装置に対して、その入力
   情報に対する出力情報を調べて被診断装置の健全性を診
   断する故障診断装置において、被診断装置の本来の入力
   情報に対する最終的な装置出力情報の妥当性を診断する
   システム異常診断手段と、前記構成要素毎の詳細な異常
   診断を実施する手段と、常時は被診断装置の実運転と前
   記構成要素毎の詳細な異常診断を交互に実施させる一方
   、その実運転中に前記システム異常診断手段にて異常が
   検出されたとき、対広する前記構成要素毎の詳細な異常
   診５断を実施させる診断シーケンス制御手段とを備える
   ことを特徴とする故障診断装置。