JPS63186303A - 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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JPS63186303A
JPS63186303A JP62017990A JP1799087A JPS63186303A JP S63186303 A JPS63186303 A JP S63186303A JP 62017990 A JP62017990 A JP 62017990A JP 1799087 A JP1799087 A JP 1799087A JP S63186303 A JPS63186303 A JP S63186303A
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JP
Japan
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rule
plant
inference
execution
control system
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JP62017990A
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Morikazu Takegaki
盛一 竹垣
Tadashi Oi
忠 大井
Takuya Ishioka
卓也 石岡
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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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】 〔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、5は前記入出力信号処理装置4で二値
化1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−TH
ENルールが格納されたルールペース、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γ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、I
F−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っ
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シ、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
ためにファ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
の推論処理がファ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ァ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ァ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った。
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ペース化し、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、ルールペ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ァジー論理に
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
シブ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、ファジー論理と
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って図示した第
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多構成される
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を取シ込むと
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T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ァ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口実行型、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口実行型、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口実行型で処理する。
(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)ファジー型、この方法はルール群内のルールすべ
てを評価し、ファジー推論処理を実行する。
(fl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の条件部を調べ、
それが成立している場合のみその結論部を実行する。
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?設けることができる。ただし、ファジ
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、ファジー型のルール群からはファジー型以
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
ータ型としてファジー型を用意し、メンバーシップ関数
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I上には例えばプロセス量の値そのものだけを記述
することになる。一方、ファ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の適合度を求
め、これを重みとして全てのルールの結論部を総合し結
論を出す。このため従来通シ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ップ関数
に関するデータを格納することができず、二値論理の場
合とは全く異なったデ−タ処理方式をとっており、両者
を機能的に融合させることはできなかった。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
てファジー型を用意してこれに対応するメンバーシップ
関数を割シ当てている。メンバーシップ関数の形状は折
線で定義しておシ、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、二値論理もファジー論理の場
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、フローチャートでは記述でき
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。−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
)、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ップ関数を折線で与え
るとしているが、台集合を適尚に等分割し、各区間ごと
にメンバーシッ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
テムであってもよく、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1この発明によれば、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シ、ルール
ベースをモジュール化シ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し、さらにそのルール実行
処理様式として二値論理とファジー論理圀基づく推論処
理部を備え、ルール群から他のルール群を自由に起動で
きるようにシステム構成したので、膨大なデータベース
検索やあいまい情報処理を含む複雑な推論アルゴリズム
を容易に実現できると共に、これによシブラントに関す
る知識や運転員の経験に基づいた高度な制御機能や診断
機能を容易に構築することができる効果がある。
【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−又は相当部分を示す。 特許出願人  三菱電機株式会社 (外2名) 第1図 第3図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)制御対象となるプラントと、そのプラントのプロ
    セス量信号をワーキングメモリに格納し、該格納された
    内容とルールベースに格納されているルール条件とを比
    較し入出力信号処理装置を介してプラントを制御するプ
    ラント監視制御システムにおいて、前記プラントの状態
    をオンラインで管理するワーキングメモリと、前記ワー
    キングメモリのプラント・データベースを参照する形式
    のIF−THEN型ルールで構成されるルール群が格納
    されたルールベースと、該ルール群で指定されたルール
    実行様式に従いルールに基づいた推論を下す推論処理部
    と、前記推論処理部内にあつてルール群中で現在起動し
    ているルール群を管理するルール実行様式識別部と、前
    記実行様式識別部で指定されたルール実行様式によつて
    推論処理を実行する推論処理サブシステムと、プラント
    と制御システムとの信号入出力を行う入出力信号処理部
    とを備えたプラント監視制御システム。
  2. (2)前記推論処理サブシステムを複数備え、その推論
    処理サブシステムでのルール実行様式として二値論理と
    フアジー論理等に基づく複数の推論方式を実行できるよ
    うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    プラント監視制御システム。
  3. (3)前記推論サブシステムでの複数のルール実行様式
    として1回実行型、全ルール実行型、繰返えし1回実行
    型、繰返えし全ルール実行型、フアジー型及び順次実行
    型等の推論方式を備えたことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の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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JPS63186303A true JPS63186303A (ja) 1988-08-01
JPH0693204B2 JPH0693204B2 (ja) 1994-11-16

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