JPH02173809A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えば電力や一般産業の広い分野に導入さ
れつつある制御対象としてのプラントの監視・故障診断
エキスパートシステムに関し、特に複雑な構成要素から
なるプラントや制御機器の故障箇所を図形によって明示
する機能をもつ故障診断装置に関する。

（従来の技術） 一般に、プラントや各種機器の監視・故障診断エキスパ
ートシステムにおいては、図形表示は限定した状態の表
示画面を外部手続きにより呼び出してＣＲＴ表示装置に
表示するに留まっている。

従って、静止画像の表示が基本であり、複数のＩ制御対
ｔｌｔＩ器を含む図形においであるａ器が故障している
場合、故障の発生している機器に対して他の８３１３１
とは異なった表示によりオペレータに知らせようとする
場合には、各機器毎にその故障発生時に他の機器とは異
なった表示を行なう画面を用意し、故障発生機器が異な
る時には画面を入替えるようにして故障表示を行なって
いた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の故障診断装置では、故
障判断を行なうエキスパートシステム構築ツールと故障
箇所を他の部分と異なった表示形態で表示するための作
画ツールとの連動が充分ではなく、オペレータは故障診
断結果の大部分の情報をエキスパートシステム構築ツー
ルからの診断メツセージによって与えられ、故障部分を
表示する画面表示は単なる補助的な情報として与えられ
ているにすぎず、このために次のような問題点があった
。

つまり、上記のような故障診断結果の表示では、診断結
果をオペレータが直感的に把握することが難しく、特に
未熟なオペレータにとっては故障箇所を具体的に図示し
ないと状況を正しく理解することができず、また熟練オ
ペレータにとっても緊急処理を必要とするような故障の
場合にその故障状況を素早く把握することができない問
題点があった。

この発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、エキスパートシステムにより故障判断ルールに基
き推定された故障箇所を画面上に明示すると共に、故障
判断ルールのうち故Ｐｉ＠所の推定のためにたどった部
分のフローチャートをも画面上に明示するようにし、オ
ペレータが表示画面を見ることにより直感的に故障箇所
と故障原因とを把握することができるようにした故障診
断装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決づるための手段） この発明の故障診断装置は、故障判断ルールデータを記
憶する知識ベースと、制御対象の各部の図形データ及び
前記故障判断ルールのフローチャートデータを記憶する
図形ファイルと、制御対象の状態データの入力手段と、
前記知識ベースの故障判断ルールデータと前記入力手段
を介して入力される制御対象の状態データとから制御対
象の故障箇所を推定する推論手段と、この推論手段が推
定した１ＩＩＪｌｊ対象の故障箇所を含む部分の図形デ
ータを前記図形ファイルから呼び出し、当該故障箇所に
対して他の部分と異なる表示形式データを付与すると共
に、前記知識ベースに記憶されている故障判断ルールデ
ータのうちの前記推論手段が故障箇所の推定のためにた
どった部分を含む７０−チャートデータを前記図形ファ
イルから呼び出し、当該故障箇所の推定のためにたどっ
た部分について他の部分と異なる表示形式データを付与
して出力する図形データ加工手段と、この図形データ加
工手段からの表示形式データに基き表示図形データを作
成する表示図形データ作成手段と、この表示図形データ
作成手段からの表示図形データに基き図形表示を行なう
図形表示手段とを備えたものである。

（作用） この発明の故障診断装置では、知識ベースの故障判断ル
ールデータと制御対象の状態データとから推論手段によ
り制御対象の故障箇所を推定する。そして、この推論手
段により推定された故障箇所について、当該故障箇所を
含む部分の図形データを図形ファイルから読み出し、当
該故障箇所については他の部分と異なった表示形式で表
示するための表示形式データを与え、同時に推論手段が
故障判断ルールデータのうちの故障箇所の推定のために
たど９た部分を含むフローチャートデータを図形ファイ
ルから呼び出し、当該故障箇所の推定のためにたどった
部分について他の部分と異なる表示形式データを付与す
る。

続いて、これらの表示形式データに基き、表示図形デー
タ作成手段が表示手段に対して故ｌｌ！ｉＩｌ！！ｉ所
を他の部分と異なった形式で表示させると共に、故障判
断ルールデータの７０−チャートをもその故障箇所の推
定のためにたどった部分を他の部分から識別できる形式
で表示させるようにし、オペレータにとって表示手段の
表示画面を見ることにより故障箇所の特定と共に故障原
因をも画面表示から直ちに読み取れるようにできる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図に基いて詳説する。

第１図はこの発明の一実施例のシステム構成図であり、
この故障診断装置は、制御対象としてのプラントからの
各種状態データを入力するプラントデータ入力部１と、
ｉｌ制御対象プラントの各部の故障判断のための故障判
断ルールデータを記憶する知識ベース２と、ｉｌｉ制御
対象プラントの各部の図形データを記憶し、同時に前記
知識ベース２に蓄えられている故障判断ルールデータの
フローチャートデータを記憶する図形ファイル３とを備
えている。

また、故障診断装置は、前記知識ベース２に蓄えられて
いる故障判断ルールデータとプラントデータ入力部１か
らのプラントの各部の状態データとに基き故障箇所の推
定を行なうと共に、当該システムを構成している各部の
動作制御を行なう制御・推論部４と、この制御・推論部
４により推定された故障箇所を含む図形データを図形フ
ァイル３から呼び出し、故障箇所を他の部分と異なった
表示形式で表示させるために当該故障箇所に他の部分と
は異なる表示形式データを付与し、同時にＩＩＩＩＩ２
ＩＩ・推論部４が知識ベース２の故障判断ルールデータ
のうち当該故障箇所の推定のためにたどった部分のフロ
ーチャ−トデータを図形ファイル３から呼び出して当該
故障箇所の推定のためにたどった部分を他の部分と異な
った表示形式で表示すべく表示形式データを付与する図
形データ加工部５とを備え、さらにこの図形データ加工
部５により加工された図形データに基き表示図形データ
を作成する表示図形データ作成部６と、この表示図形デ
ータ作成部６からの表示図形データに基づきプラント故
障箇所の表示及び故障推定のためにたどったフローチャ
ートとを表示するＣＲ７表示装置７を備えている。

上記構成の故障診断装置の動作について、次に説明する
。

制御・推論部４は制御対象プラントに故障が発生した場
合、第２図のフローチャートに示づように、まずプラン
トデータ入力部１からプラントデータαを読込み（ステ
ップＳ１）、次いでしきい（ぬβを演梼しくステップＳ
２）、知識ベース２に格納されている故障診断ルールの
うちプラントデータαに該当するルールを選び出してき
てその診断ルールに基づき故障個所の推定を行なう（ス
テップ８３）。

このステップＳ３で、プラントデータαがしきい値βよ
りも大きいならば当該診断ルールでは異常箇所はないも
のと判断され、当該診断ルールに基づく故障診断は終了
する。しかしながら、当該診断ルールに基づき故障箇所
γが特定されたならば、図形データ確保のためのサブル
ーチンをコールする（ステップＳ４）。

このサブルーチンのコールにより、図形データ加工部５
は、図形ファイル３から異常箇所γに該当づる図形デー
タを呼び出し、同時に故障診断ルールの７０−ヂヤート
データから異常箇所γを推定づるためにたどっノｃ部分
のフローチャートデータを呼び出しくステップＳ５）、
当該異常箇所γについての表示形式を他の部分と異なっ
たものとする表示形式データを与え（ステップＳ６）、
このようにして加工された図形データを制御・推論部４
を介して表示図形データ作成部６に与える。

表示図形データ作成部６では、図形データ加工部５から
与えられる図形データに基き、故障箇所γを他の部分と
異なった形式で表示するプラント図形データと、故障箇
所γの推定のためにたどった故障判断ルールのフローチ
ャートにおいて該当づ°る部分を他の部分と異なった形
式で表示するフローチャート図形データとを作成し、こ
のデータに基き、ＣＲ７表示装置７に図形表示を行なわ
せる（ステップ８７）。

この動作により、第３図に示すようなｉｉｌ＋御対象プ
ラントの図形データ及び第４図に示すような故障診断ル
ールのフローチャートデータに対し、ＣＲＴ表示装置７
は第５図に示すような図形表示を行なう。

つまり、ＣＲＴ表示装ｄ７の画面をマルチウィンドウ形
式にし、一方の画面７ａにはプラント機器の系統図を表
示するとともに、故障箇所をフリッカ表示、明るく光ら
せる表示、太い線で目立たせる表示等により他の部分か
ら容易に区別できるように表示させ、同時に他方の画面
７ｂでは故障判断ルールのうち当該故障箇所の推定のた
めにたどったフローチャート７ｂを表示するとともに、
当該故障箇所の推定のためにたどった部分を他の部分と
異なる太線で囲み、あるいは塗り潰し、その他の表示形
式により他の部分と異なって素早く読み取れるようにし
て表示するのである。

この故障判断ルールについて更に説明すると、第３図に
示すプラントは、プロセス８と温水発生器９との間に配
管１０が通され、この配管１０にポンプ１１が設けられ
、配管各部には水温検出器１２、吐出圧検出器１３及び
吸入圧検出器１４が備えられたものであり、温水発生器
９で温められた温水を゛送水ポンプ１１によってプロセ
ス８に送り込むようにしている。

ここで、プロセス８側が熱供給不足という異常状態を検
出した場合、第１図の当該実施例の故障診断装置が働き
、制御・推論部４はプラントデータ入力部１から配管１
０上に設けられている各検出１５１２．１３．１４より
状態データを取り込み、知識ベース２に蓄わえられてい
る故障判断ルールデータに基き故障判断を行なう。

そこで、第４図のフローチャートに示づようにプロセス
８における熱供給不足の異常が発生した場合（ステップ
８１１）、まず湿度検出器１２からの温度データをしき
い値と比較しくステップ５１２）、温水温度がしきい値
よりも高いか低いかにより水温が低くすぎるかくステッ
プ５１３）、他の機器の故障を判断する分岐、Ｎｏ側に
推論ルールを進める。

配管１０を流れる温水の温度が充分高く、ステップ８１
２においてＮｏ側に分岐した場合、次にポンプ１１の吐
出圧と吸入圧との差がしきい値よりも高いかどうか判断
するため、吐出圧検出器１３からの吐出圧データと吸入
圧検出器１４からの吸入圧データとを比較しくステップ
５１４）、充分の大きさの吐出圧が得られていないと判
断された場合にはＹＥＳ側に分岐して送水ポンプ１１に
故障が発生していると判断する（ステップＳ　１５　）
。

しかしながら、十分な吐出圧が得られ、吐出圧−吸入圧
がしきい値よりも大きい場合にはＮｏ側に分岐し、温水
発生器９から配管１０に供給される水量に不足があると
判断する（ステップ８１６）。

そして、この故障判断ルールの例では、送水ポンプ１１
に故障が発生しているとすると、上記第４図に示１故陣
判断ルールに基づき送水ポンプ１１に故障があると判断
され、第５図に示すようにＣＲＴ表示装置１７の一方の
画面７ａにプラント図形と共にポンプ１１の部分に故障
が発生していることを他の部分と異なった太い線あるい
はフリッカ表示その他の識別表示によって表示し、同時
に他の画面７ｂには故障判断ルールのフローチャートを
表示すると共に当該送水ポンプ１１の故障発生に至った
判断ルートを表示するための判断ルートを他の′部分と
異なった太い線や塗りつぶし、あるいはフリッカ表示そ
の他のよって明示する。

このようにして、制御対象プラントに異常が発生した場
合、故障判断ルールに基ぎ故障箇所のｉｆ論を行ない、
故障箇所が発見された時には当該故障箇所を他の部分と
異なった形式で明示するようにプラント図形の表示を行
なうと共に、当該故障箇所の推論のためにたどった診断
ルールのフローチャートの判断ルートを他の部分と異な
った形式で明示するフローチャートを画面上に同時に表
示させ、オペレータが故障箇所の判断と共に故障原因を
素早く理解できるようにすることができるのである。

なお、この発明は上記の実施例に限定される一ｂのでは
なく、第６図に示すようにルールデパックのときに当該
機能を利用することができ、第２図に示した故障箇所の
図形表示を全ルールに適用するループ演篩ステップ８８
〜Ｓ１０を追加するようにして全故障判断ルールについ
てデパックを実施し、異常箇所が判断できるところと判
断できないところとをＣＲ７表示装置７に表示される内
容から見いだし、故障判断機能の不足箇所を知ることが
できるようになる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、制御対象機器の故障箇
所の判断にエキスパートシステムを用い、故障判断ルー
ルに基づいて故障箇所の推定を行ない、故障箇所につい
ては他の部分と異なった形式で表示させ、同時に故障判
断ルールのフローチャート図形において当該故障箇所の
判断のためにたどったルートをも他の部分から区別でき
る形式で表示するようにし【いるため、制御対象に異常
が発生した場合、表示手段の表示を見ることによって直
ちに故障箇所と故障原因とをオペレータが容易に理解で
き、異常発生に対して迅速に対応させることができるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図は上
記実施例の動作を示すフローチャート、第３図は上記実
施例で用いる制御対象プラントの一例を示すシステム図
、第４図は第３図に示すプラントにおける故障判断ルー
ルの一例を示すフローチャート、第５図は上記実施例に
おける故障箇所の表示例を示す説明図、第６図は上記実
施例においてルールデパックを行なうときの動作を説明
するフローチャートである。 １・・・プラントデータ入力部 ２・・・知識ベース　　　　３・・・図形ファイル４・
・・制御・推論部　　　５・・・図形データ加工部６・
・・表示図形データ作成部 ７・・・ＣＲＴ表示装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 故障判断ルールデータを記憶する知識ベースと、制御対
   象の各部の図形データ及び前記故障判断ルールのフロー
   チャートデータを記憶する図形ファイルと、制御対象の
   状態データの入力手段と、前記知識ベースの故障判断ル
   ールデータと前記入力手段を介して入力される制御対象
   の状態データとから制御対象の故障箇所を推定する推論
   手段と、この推論手段が推定した制御対象の故障箇所を
   含む部分の図形データを前記図形ファイルから呼び出し
   、当該故障箇所に対して他の部分と異なる表示形式デー
   タを付与すると共に、前記知識ベースに記憶されている
   故障判断ルールデータのうちの前記推論手段が故障箇所
   の推定のためにたどった部分を含むフローチャートデー
   タを前記図形ファイルから呼び出し、当該故障箇所の推
   定のためにたどつた部分について他の部分と異なる表示
   形式データを付与して出力する図形データ加工手段と、
   この図形データ加工手段からの表示形式データに基き表
   示図形データを作成する表示図形データ作成手段と、こ
   の表示図形データ作成手段からの表示図形データに基き
   図形表示を行なう図形表示手段とを備えて成る故障診断
   装置。