JPS6351936A

JPS6351936A - プロセスの異常診断方法

Info

Publication number: JPS6351936A
Application number: JP61195540A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Matsuyama; 松山　久義; Junichi Shiosaki; 潮崎　淳一
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1986-08-22
Filing date: 1986-08-22
Publication date: 1988-03-05
Also published as: JPH0437732B2

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〕本発明は、化学プラント、各株生産処理プロセス等の異
常の原因すなわち障害発生点を自動的に求める異常診断
方法に関するものである。

〔従来の技術〕

化学処理プロセス等の異常診断方法としては、プロセス
の各点相互間における被処理体の物理量変化相関々係を
示す符号付有向グラフを用いる方法が開発されてお）、
ジャーナル・オペレーション・リサーチ令ソサイティー
ジャパン（ＪｏｕｒｎａｌＯｐｅｒａｔｉｏｎ　Ｒｅ５
ｅａｒｃｈ　５ｏｃｉｅｔｙ　Ｊａｐａｎ、）Ｖｏｌ　
　２３．Ｐ２９５　（１９８０）Ｋ詳細が記載されてい
る。

また、前述の方法では、単一の障害点すなわち単一の原
因による異常しか診断できず、複数の障害点すなわち複
合原因による異常も診断可能とした方法が開発され、化
学工学論文集、第１１巻。

ＷＪ３号、第３４３〜３４６頁（１９８５）に記載され
ている。

なお、診断時刻以前のデータも用い、異常パターンの経
時変化を利用すると共に、多層グラフを用い、診断状況
をより正確とする方法が実用化されておシ、化学工学論
文集、第１０巻、第５号。

第６０９〜６１５頁（１９８４）に開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、複数の障害点（以下、これらの障害点の組を候
補と称する）Ｋよる異常も診断可能とした方法では、場
合によシ診断結果として多数の候補が求められ、障害点
の特定が不可能となる開運を生じておシ、異常パターン
の経時変化を利用する方法においては、大規模なプロセ
スへ適用する場合、前述の方法に比し数１０倍のメモリ
容量と演算時間とを必要とし、実用が＃１ソ不可能とな
る問題を生じている。

〔問題点を解決するための手段〕

前述の問題を解決するため、本発明はつぎの手段により
構成するものとなっている。

すなわち、被処理体の処理を行なうプロセスの各点相互
ｘ１における被処理体の物理景変化相関々係を記憶し、
プロセスの特定な複数点から得た被処理体の物理量が基
準値から正または負方向へ変化したことを検出し、この
検出状況の変化方向および物理量変化相関々係に基づき
プロセスの障害点を判断する異常診断方法において、物
理量の変化検出に応じて第１次の異常診断金石ない、異
常の原因に対応する障害点の候補を求めて記憶し、前記
物理量の変化と異なる物理量の変化検出に応じ、第１次
の異常診断における候補から更に候補を求めるｗＪ２次
の異常診断を行なうものとしている。

〔作　用〕

したがって、第１次および第２次の各異常診断により、
異常状態の経時変化を利用した診断がなされ、診断積置
の向上によシ障害点の特定が可能になると共に、ＩＲ２
次の異常診断では、第１次の異常診断によシ求めた仮定
候補中から最終的な候補を求めるため、メモリ容量およ
び演算所要時間の低減が実現する。

〔実施例〕

以下、実施例を示す図によって本発明の詳細な説明する
。

第２図はプロセスの概要図であり、被処理体として液体
Ｗが管路１から槽２へ供給され、これよｐ管路３．５．
７を介し、順次に槽４．８．８へ供給されたうえ、６槽
４．６．８において各々所定の処理を受けた後、管路９
から給送古れるものとなっている一方、槽２，４からは
、各々管路１０　、１１により槽１２，１３へ供給され
、こ＼においても所定の処理を受けた後、各個に管路１
４．１５を介して給送されるものとなっている。

したがって、液体Ｗは、槽２から槽８へ、檜２および４
から槽１２および１３へ、各々一定方向へ流動し、６槽
４，６，８，１２．１３において順次に処理されてから
、図上省略した部位へ給送される。

また、６槽２．４，８，８，１２．１３の各点中、特定
の複数点として槽８，１２．１３が選定され、これらに
は圧力発信器等を用いた液量計１６〜１８が各個に設け
てあｐ、これらにより液量Ｌ４．Ｌ８．Ｌｌを物理量と
して計測し、電子計算機（以下、ＣＰＴ）２１　　へ計
測負を与えている。

ＣＰＴ２１　には、ブラウン管表示装置（以下、ＣＲＴ
）２２、キーボード（以下、ＫＢ　）　２３、プリンタ
（以下、ＰＲＴ）２４　等が付属しておシ、ＫＢ２３　
の操作およびＣＲＴ２２のライトベン等による入力操作
等によシ、ＣＰＴ２１中のメモリには槽２〜槽１３によ
るプロセスの構成が格納されていると共に、ＣＰＴ２１
中のプロセッサ（以下、ＣＰｔＪ）は、メモリ中のプロ
グラムを裏打し、液量計１６〜１８からの計測値および
プロセスの構成に基づいて異常診断を行ない、この結果
をＣＲＴ２２およびＰＲＴ２４　　により表示およびプ
リントアウトを行なうものとなっている。

ｉ！３図は、プロセスの構造をＣＰＴ２１　　中のメモ
リへ格納する際に用いる符号付有向グラフを示す図であ
や、これによって槽２，４．６．８，１２．１３の各点
における液量Ｌ１〜Ｌ・の変化相関関係を表わすものと
なっている。

すなわち、液量Ｌ１〜Ｌ＠を各々管路３，５゜７．１０
．１１と対応する矢印によシ連結すると共に、上流側の
液量変化と同一方向へ下流側の液量変化が生ずるときは
十の符号を付し、両者の関係が反対方向となるときは−
の符号を付するものとなっており、第２図の例では、す
べてが同一方向となるため、ｔＰＳａ図の符号がすべて
十となっている。

また、ＣＰＴ２１　　は、液量計１６〜１８　の計測値
を基準値との対比により正または負方向の変化育焦とし
て判断するものとなっておシ、この状況は第４図に示す
とおシとなっている。

すなわち、計測値ＬＫ対し、各々基準値Ｏが定めである
と共に、正および負の方向へ許容範囲を二重に設定し、
とれに応じて判断レベルα“、α−２β“、β−が定め
てあシ、つぎの関係により正方向変化１＋“、負方向変
化１−＃、および、志いまいな正方向変化％＋？＃１　
同様の負方向変化１−？“を検出している。

α−≦Ｌ≦α１・・・・・・％Ｏ’　　（無変化）Ｌ〉
β＋、、、、、、　＠　＋＃Ｌ〈β−”００１．％　　ＩＴ β１≧Ｌ〉Ｃ４・・・・・・１＋７＃ α−〉Ｌ≧β−・・・・・・１−７１第５図は、ＣＰＴ２１　　中のプログラムによゐ異常診
断状況の総合的なフローチャートであシ、ステップ１０
１．１０２の前処理プログラムを常時実行しておシ、前
述の変化検出に応じ、異常診断プログラムの実行へ移行
するものとなっている。

すなわち、「測定点の符号判定」１０１によシ、液量計
１６〜１８からの計測値につき前述の１０１．１＋１、
％＃、１４７″、−一↑”　を各々判定し、これらのい
ずれかに１＋〇　または％−１のものが生ずればｒ　％
　４　＃　Ｏｒ　％　−＃の点あ、り　？　Ｊ　１０２
がＹ（ＹＥＳ）　　となシ、「異常診断処理」１１１へ
移行する。

第１図は、「異常診断処理」の詳細を示すフローチャー
トでちシ、同時に生じ九故障の数ｎをカウントするため
ＣＰＵ　　中へ構成したカウンタをｒｎ＝ｌＪ２０１　
　によシセットし、これによってまず故障の数を単一と
仮定して候補探索」２０２によシ、第５図のステップ１
０２によシ検出した変化に基づき、第３図の関係とある
仮定した候補とが矛盾しない関連性を有するか否かを探
索し、同一の測定点の符号の組に対するすべての障害点
の組すなわち、すべての候補の算えあげが終ったかを　
「全組み合せ終了？Ｊ２０３によシ判断し、これがＮ　
（ＮＯ）の間はステップ２０２以降を反復のうえ、ステ
ップ２０３がＹとなれば、「候補あり　？　Ｊ　２１１
　　のＮに応じ、ステップ２０１　のカウンタを［ｎ＝
ｎ＋ＩＪ　２１２　　によシ加算し、故障の数を変更し
て複合故障を仮定して診断を行なうために、故障の原因
の個数を１つ増加し、ステップ２０２以降を反復する。

ステップ２１１　がＹとなれば、以上の第１次異常診断
によシ求めた候補の集合ｒ　Ｃｍ　（Ｃ１、Ｃｍ＠ｅ＠
（ｒ）ストア」２１３によυメそすへ格納し、記憶を行
なう。

ついで、第５図のステップ１０１，１０２　　と同じく
「測定点の符号判定」２２１、「１＋″ｏｒ’−’の点
あ、β５　？　Ｊ　２２２　　を実行し、ステップ２２
２のＹに応じて「前回と同じ？　Ｊ　２２３により、第
１図のステップ１０１がＹとなったときの変化検出点と
ステップ２２２がＹとなったときの変化検出の点とが同
一か否か、また、同一点でも検出状況が変更されたか否
かを判断し、これがＹのときはステップ２２１以降を反
復するＯに対し、ステップ２２３がＮ″′Ｃあれば、前
回の液量変化と異なる液量変化が検出された＼め、これ
に応じて第２次の異常診断を開始する。

すなわち、今度は、ステップ２１３によシスドアし九Ｗ
Ｊ１次の診断によシ求めた候補の集合Ｃから逐次仮定候
補Ｃ１＝Ｃｒを選定する指標１をカウントするため、Ｃ
ＰＵ中へ構成し九カウンタをｒｉ＝ｌＪ２３１　によシ
セットし、これに応じた仮定候補ｒｃｔ　を前提として
候補探索」２３２をステップ２０２と同様に行ない、ｒ
ｉ＝ｒ？Ｊ２３３　のＮを介し、ｒｌにｉ＋１Ｊ２３４
によシステップ２３１　０カウンタを加算し、逐次つぎ
の仮定候補を用い、ステップ２３２以降を反復のうえ、
ステップ２３３がＹとなれば、「候補あり？」２４１　
ＯＹにしたがい、ＣＲＴ２２　に！すｒ　候補９示」２
４２　を行なう。

また、ステップ２４１がＮであれば、ステップ２３１　
のカウンタを再びｒｉ＝ＩＪ２５１　　によシ「１」ヘ
セットすると共に、ステツ７”２０１　（Ｄカウンタを
ｒ　ｎ＝ｎ＋ｌ　Ｊ　２５２　　によシ叉に加算し、「
Ｃ１を含むｎ個の障害点からなる仮定候補を前提として
候補探索」２５３をステップ２０２　と同様であるが同
時に複数の障害点を仮想して行ない、ｒ　ｉ＝ｒ　？　
Ｊ　２６１　がＮの間はステップ２３４と同じ＜　ｒ　
ｉ＝ｉ＋ＩＪ　２６２の加算を行なってから、ステップ
２５３以降を反復し、ステップ２６１がＹとなるのにし
たがい、［候補あ、り　？　Ｊ　２６３　をチェックし
、これがＮの間はステップ２５２　以降を反復する。

たｙし、通常はステップ２３１〜２３３によりステップ
２４１　がＹとなるため、ステップ２５１以降を省略す
ることができる。

また、一般には、ステップ２４２以降、ステップ２１３
に戻り、診断を反復する。

第６図および第７図は、以上の各次異常診断の状況を示
す具体例であり、第６図はステップ２０１〜２１２　と
対応し、第７図はステップ２３１〜２４１と対応するも
のとなっている。

なお、この例では、第５図のステップ１０２による時刻
１の検出、および、第１図のステップ２２３　Ｋよる時
刻２の検出が第２図において次表のとおシに行なわれた
ものとしている。

このため、第６図においては、第３図の液量変化相関々
係および時刻１の検出状況に基づな、まず、■〜（Ｑの
とおυ仮定候補を二重丸によシ示す液量Ｌ４Ｏ槽８とし
、これ以外の変化検出点でちる槽１３との関連性が矛盾
を生じないか否かを（Ｂ）、（Ｃ）において判断し、つ
いで、■）〜（Ｆ５のとおυ、仮定候補点を槽６とし、
これと変化検出点の楢８．１３との関連性を判断し、つ
ぎに、（Ｇ）　、（社）のとおシ、仮定候補を槽４とし
、とれと槽８，１３との関連性を判断し、更に、（１）
　、　（Ｊ）のとおシ、仮定候補を槽２とし、これと槽
８，１３との関連性を判断している。

すると、Ｑ〜（０では１．槽１３の液量Ｌ６の減少に対
し、（Ｂ）　、　（ｃ）に示す太矢印の関係は成立して
も、槽８の液量Ｌ４の減少との関連性が成立せず、候補
を求めろことができず、（２）〜（Ｆ）においても、太
矢印が不連続となシ、同様に候補を求められない。

以上に対し、（Ｇ）　、（６）では、（２）のとおり太
矢印が槽４と槽８および１３との間に連続し、第３図の
相関々係と８８　、１３の変化検出状況との間に矛盾を
生じないため、槽４が候補として求められる。

また、（ロ）〜（Ｊ）においても同様となり、（Ｊ）の
とおシ、槽２と槽８および１３との間に太矢印が連続し
、槽４も候補として求められ、この場合では、槽２，４
が障害点の候補となる。

すなわち、第３図の符号付有向グラフでは、すべての液
量変化関係が上流側と下流側との間において同一方向で
あシ、液量Ｌ４　ｒ　Ｌ＠が１−＃の変化を示した＼め
、これと関連する液量Ｌ１〜Ｌ３は、１−“の変化がそ
のま＼反影するものとなり、これらの％−１と液量Ｌ４
　ｒ　Ｌ＠の１−＃とが符号上一致し、Ｈ、（Ｊ）の条
件が適合するものとして求められる。

たｙし、こ＼までの診断では候補が槽２と４との２ケ所
であり、未だ特定するには診断精度が不足となっている
。

第７図は、第６図につぎ時刻２において行なう診断状況
の具体例でＴｏり、仁の際には、Ｗ、６図により求めた
候補を仮定しその中から候補を更に求めるものとなって
いる。

また、この時刻２においては、上表のとお夛測定点の槽
８，１２．１３の液量Ｌ４〜Ｌ＠かいずれも１−１とな
ってお９、これらの条件に基づいて候補の探索が行なわ
れる。

したがって、第７図の［有］〜Φ）では、仮定候補を４
！１４とし、これと変化検出点の槽８，１２．１３との
関連性を判断し、ついで、（Ｑ〜（１）においては、仮
定候補を僧２とし、とれと変化検出点の槽８゜１２．１
３との関連性を判断しており、この結果、第６図のに）
、（Ｊ）と同様の論理により、第７図（りのとおシ槽２
と楢８．１２．１３との間に太矢印が連続し、槽２が候
補として求められ、時刻１．２において検出された液量
Ｌ４　、　Ｌ・およびＬ４〜Ｌ・の減少は、槽２の漏洩
であることが診断される。

第８図は、第７図に対し、従来の方法を用いた場合の診
断状況を参考として示す具体例で、ｌ、この場合は、第
６図と同様に仮定候補を槽８，６．４，２と順次に選定
し、各々について同様の判断を行なっており、仮定候補
を槽８，６．４とした囚〜（１）では候補が求められず
、仮定候補を槽２とした（Ｊ）〜［有］）の（Ｑに至っ
てようやく候補が槽２として求められるものとなってお
り、第８図では、候補を求めるための紗路組み合せが１
２組を要するのに比し、第７図においては、同様の組み
合せがわずか９組となっており、第７図の方法によると
き、大福にＣＰＴ２１　　の演算所要時間が低減すると
共に、多層グラフを用いておらず、メモリの所要容量が
減少する。

なお、第５図乃至第８図においては、１＋？’。

’　−？　”　　の変化を用いていがいが、化学工学論
文集、第１０巻、第２号、第２３３〜２３９頁（１９８
４）Ｋ開示されているアルゴリズムによシ判断を行なえ
ば、診断の誤）、診断不能等の発生が阻止できる。

たソし、第２図の構成は、プロセスの状況に応じて定ま
るものであり、被処理体としては、液体のみならず、鉱
石、石炭、コンクリートブロック等の塊状体、または、
粉末、粒状体等の物体であればよく、これに応じて検出
する物理量を温度、湿度、流量、圧力、重量等から選定
すればよい等、糧々の変形が自在である。

〔発明の効果〕

以上の説明により明らかなとおり本発明によれば、プロ
セスの異常診断に要する演刀時間およびメモリの容量が
大喝に低減し、籍に大規模なプロセスへ適用する場合に
おいて有利となり、各種プロセスの自動的異常診断にお
いて顕著な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示し、第１図は異常診断処理のフ
ローチャート、第２図はプロセスの概要図、ｆＲ３図は
第２図の液量変化相関々係を表わす符号付有向グラフ、
第４図は液量変化の検出に用いる判断レベルの図、第５
図は異常診断の総合的なフローチャート、第６図および
第７図は異常診断の状況を示す具体例の図、第８図は第
７図と対応する従来の方法による具体例の図である。１．３．５，７，９，１０．１１．１４．１５・令・・
管路、２．４，６，８．１２，１３・會・　・　斗１１
、　１６〜１８　拳　慟　・　拳　液量計、　　２１　
・　・　・・ＣＰＴ（Ｍ、子計算機）、２２ΦφΦ・Ｃ
ＲＴ　（ブラウン管表示装置）、２３・争・・ＫＢ（キ
ーボード〕、２４・・・・ＰＲＴ　（プリンタ）、Ｗ・
・・・液体、Ｌ１〜ｌ、、ｓｏ・・液量。特許出願人　　松　　山　　久　　義山武ハネウェル株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

被処理体の処理を行なうプロセスの各点相互間における
前記被処理体の物理量変化相関々係を記憶し、前記プロ
セスの特定な複数点から得た前記被処理体の物理量が基
準値から正または負方向へ変化したことを検出し、該検
出状況の変化方向および前記物理量変化相関々係に基づ
き前記プロセスの障害点を判断する異常診断方法におい
て、前記物理量の変化検出に応じて第１次の異常診断を
行ない、異常の原因に対応する障害点の候補を求めて記
憶し、前記物理量の変化と異なる物理量の変化検出に応
じ、前記第１次の異常診断における候補から更に候補を
求める第２次の異常診断を行なうことを特徴とするプロ
セスの異常診断方法。