JPH0444772B2 - - Google Patents
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- JPH0444772B2 JPH0444772B2 JP58076621A JP7662183A JPH0444772B2 JP H0444772 B2 JPH0444772 B2 JP H0444772B2 JP 58076621 A JP58076621 A JP 58076621A JP 7662183 A JP7662183 A JP 7662183A JP H0444772 B2 JPH0444772 B2 JP H0444772B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plant
- process data
- cause
- storage device
- reference value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
- G05B23/02—Electric testing or monitoring
- G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
- G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
- G05B23/0243—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults model based detection method, e.g. first-principles knowledge model
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
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
象をオンライン・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。
動率の向上に寄与するために、プラントの異常事
象をオンライン・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図に示すものがあ
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
イジタル変換器）、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“０”、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（以下、CCTと記す）を記憶す
る記憶装置２，５は記憶装置１、３に記憶された
判定結果と記憶装置２、４に記憶されたCCTを
用いて異常の第１原因を同定し、その第１原因を
ブラウン管表示装置６に出力する診断処理装置で
ある。
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
イジタル変換器）、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“０”、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（以下、CCTと記す）を記憶す
る記憶装置２，５は記憶装置１、３に記憶された
判定結果と記憶装置２、４に記憶されたCCTを
用いて異常の第１原因を同定し、その第１原因を
ブラウン管表示装置６に出力する診断処理装置で
ある。
次に動作について説明する。
プロセス・データをxi（ｉ＝１、２、…、Ｎ）
とする。xiはデータ収集装置１により量子化され
る。量子化されたデータxiを入力として演算処理
装置２は式に示す処理を施こし、その結果si
（ｉ＝１、２、…、Ｎ）及び事象発生時刻を記億
装置３に格納する。
とする。xiはデータ収集装置１により量子化され
る。量子化されたデータxiを入力として演算処理
装置２は式に示す処理を施こし、その結果si
（ｉ＝１、２、…、Ｎ）及び事象発生時刻を記億
装置３に格納する。
Si＝Ｏ IF XL i≦Xi≦XU i
Si＝ｌ IF Xi＞XU iorXi＜XL i
（ｉ＝１、２、…、Ｎ）
ここで、xL iは下限警報レベル、xL iは上限警報レ
ベルであり、式で演算される。
ベルであり、式で演算される。
XL i＝XR i−σi
XU i＝XR i＋σi
ここで、σiは変動許容値、xR iはプロセスデータ
xiの基準値であり、各プロセスデータの性質によ
り、次の３種の方法から選択され演算される。
xiの基準値であり、各プロセスデータの性質によ
り、次の３種の方法から選択され演算される。
(A) 一定値
(B) タービン負荷、原子炉出力の関数
(C) 別のプロセスデータxj
(A)は全負荷帯において一定値に制御されるプロ
セスデータに適用される。(B)は負荷によつて設定
値が変化するプロセスデータに適用される。第２
図にその代表例を示す。(C)は多重化された検出器
から得られるプロセデータや、診断対象の入力プ
ロセス信号に依存して変動する出力プロセス信号
に適用される。
セスデータに適用される。(B)は負荷によつて設定
値が変化するプロセスデータに適用される。第２
図にその代表例を示す。(C)は多重化された検出器
から得られるプロセデータや、診断対象の入力プ
ロセス信号に依存して変動する出力プロセス信号
に適用される。
で得られたsiをxiのステータスと呼ぶ。また、
ステータスが１となつた時間を事象発生時刻と呼
ぶ。
ステータスが１となつた時間を事象発生時刻と呼
ぶ。
CCT実行処理装置は記憶装置３と４からの情
報を基に診断処理装置５で行われる。外乱の第１
原因探索のため以下の処理が実施される。
報を基に診断処理装置５で行われる。外乱の第１
原因探索のため以下の処理が実施される。
まず多数のCCT群の中から検索すべきサブ
CCT部分を抽出するために記憶装置３に格納さ
れているエントリーノード（解析を始めるノード
としてあらかじめ指定）のうちステータスが変化
したものを検出し、そのノードから下位のノード
側への検索が始まる。そして最初のゲートか
ANDゲートかORゲートか調べる。次に記憶装置
３に書き込まれているプラント観測データである
そのゲートの各入力の状態及び事象発生装置の関
係が、記憶装置４に書き込まれているCCTモデ
ルと一致しているか調べる。ロジツクが成立して
いる場合、更に下位のノードへと展開するための
記憶装置４に格納されているCCTモデルに従つ
て次の検索すべきノードを決める。検索ノードの
順番は、エントリー・ノードから始めて、エント
リー・ノードに対して子供に当るノードを全て検
索したのち孫に当るノードを全て検索すると言う
順序である。
CCT部分を抽出するために記憶装置３に格納さ
れているエントリーノード（解析を始めるノード
としてあらかじめ指定）のうちステータスが変化
したものを検出し、そのノードから下位のノード
側への検索が始まる。そして最初のゲートか
ANDゲートかORゲートか調べる。次に記憶装置
３に書き込まれているプラント観測データである
そのゲートの各入力の状態及び事象発生装置の関
係が、記憶装置４に書き込まれているCCTモデ
ルと一致しているか調べる。ロジツクが成立して
いる場合、更に下位のノードへと展開するための
記憶装置４に格納されているCCTモデルに従つ
て次の検索すべきノードを決める。検索ノードの
順番は、エントリー・ノードから始めて、エント
リー・ノードに対して子供に当るノードを全て検
索したのち孫に当るノードを全て検索すると言う
順序である。
こうして順番に従つて、エントリー・ノードの
下方に接続されている各ゲート毎に、各ゲートの
入力側のノードの偽（不一致）、真（一致）を判
定し、真なブランチを継ぎあわせていく。そして
展開がプライマリー・ノードにまで達すると、こ
のエントリー・ノードのロジツクが成立し、原因
同定が成功したと判定する。
下方に接続されている各ゲート毎に、各ゲートの
入力側のノードの偽（不一致）、真（一致）を判
定し、真なブランチを継ぎあわせていく。そして
展開がプライマリー・ノードにまで達すると、こ
のエントリー・ノードのロジツクが成立し、原因
同定が成功したと判定する。
展開の途中でエントリー・ノードに対してカツ
ト・セツトがない事が判明した時はそこで診断を
打ち切る。
ト・セツトがない事が判明した時はそこで診断を
打ち切る。
診断が打ち切られるか又は終了すれば、次のエ
ントリー・ノードからの解析が優先順位を考慮し
て実行される。
ントリー・ノードからの解析が優先順位を考慮し
て実行される。
原因同定が成功したエントリー・ノードに対し
ては、そのノードから上にロジツクをたどつてい
き、外乱の進行状態の解析を行なう。すなわち、
外乱が上位方向にどれだけ拡がつたかチエツク
し、更に外乱が拡がると仮定し最上位のアクテイ
ブ・ノードより上のノードがしばらく後に状態を
変えるかどうかを決めるためにチエツクする。従
つて、まずエントリー・ノードの直ぐ上のゲート
の種類を調べる。次にそのゲートの入力ステータ
スを調べ、その出力ステータスは現在はまだ
Falscであるが時間がたてばTrueとなるかどうか
検索する。
ては、そのノードから上にロジツクをたどつてい
き、外乱の進行状態の解析を行なう。すなわち、
外乱が上位方向にどれだけ拡がつたかチエツク
し、更に外乱が拡がると仮定し最上位のアクテイ
ブ・ノードより上のノードがしばらく後に状態を
変えるかどうかを決めるためにチエツクする。従
つて、まずエントリー・ノードの直ぐ上のゲート
の種類を調べる。次にそのゲートの入力ステータ
スを調べ、その出力ステータスは現在はまだ
Falscであるが時間がたてばTrueとなるかどうか
検索する。
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ヤルに表わす
ツリーが決定できる。
生から将来の伝搬までをシーケンシヤルに表わす
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プする。そして、以下の
情報をブラウン管表示装置６にリストアツプす
る。
容及び変数をリストアツプする。そして、以下の
情報をブラウン管表示装置６にリストアツプす
る。
(1) 現在までに進行してきたツリー部に指定され
ているメツセージ (2) 近い将来アクテイブになるであろうメツセー
ジ (3) 今までの手順で求められたツリー部に関係し
ているので変数リスト 従来のプラント診断装置は、演算処理装置２に
おいて、プラントの静的な特性より求めた基準
値、あるいは制御系診断対象要素の入出力プロセ
ス信号の比較によりロジツク変換しているため、
プラントの過渡時には、プラントの動特性の持つ
遅れや各要素の遅れなどにより、一時的にステー
タスが生起され、誤診断するなどの欠点があつ
た。
ているメツセージ (2) 近い将来アクテイブになるであろうメツセー
ジ (3) 今までの手順で求められたツリー部に関係し
ているので変数リスト 従来のプラント診断装置は、演算処理装置２に
おいて、プラントの静的な特性より求めた基準
値、あるいは制御系診断対象要素の入出力プロセ
ス信号の比較によりロジツク変換しているため、
プラントの過渡時には、プラントの動特性の持つ
遅れや各要素の遅れなどにより、一時的にステー
タスが生起され、誤診断するなどの欠点があつ
た。
この発明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、演算処理装置２に
入る信号のうち、プライマリーノードに割り当て
られるプロセスデータを、プラントの動特性モデ
ルを用いて演算された基準値と比較してロジツク
変換する装置を付加することにより、プラントの
すべての運転モードに対しても誤診断することの
ないプラント診断装置を提供することを目的とし
ている。
去するためになされたもので、演算処理装置２に
入る信号のうち、プライマリーノードに割り当て
られるプロセスデータを、プラントの動特性モデ
ルを用いて演算された基準値と比較してロジツク
変換する装置を付加することにより、プラントの
すべての運転モードに対しても誤診断することの
ない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、この発明の一実施例を図について説明す
る。第３図において、７はデータ収集装置１によ
り読み込まれたプロセスデータxiを入力し、その
プロセスデータxiと基準値を比較することにより
そのプロセスデータxiが許容範囲内にあるか否か
を判定すべく、その基準値をプラントにおける各
診断対象機器の動特性モデルを用いて演算する演
算処理装置である。
る。第３図において、７はデータ収集装置１によ
り読み込まれたプロセスデータxiを入力し、その
プロセスデータxiと基準値を比較することにより
そのプロセスデータxiが許容範囲内にあるか否か
を判定すべく、その基準値をプラントにおける各
診断対象機器の動特性モデルを用いて演算する演
算処理装置である。
プロセスデータxiはデータ収集装置１により量
子化される。量子化されたデータxiのうち、図２
の基準値との比較によつて正確な診断を行うこと
ができる機器（プラントの過渡時等の影響を受け
ない機器）に関するプロセスデータXiは従来通
り演算処理装置２に入力させ、動特性モデルを用
いて演算した基準と比較しなければ正確な診断を
行うことができない機器に関するプロセスデータ
Xiは演算処理装置７に入力させる。
子化される。量子化されたデータxiのうち、図２
の基準値との比較によつて正確な診断を行うこと
ができる機器（プラントの過渡時等の影響を受け
ない機器）に関するプロセスデータXiは従来通
り演算処理装置２に入力させ、動特性モデルを用
いて演算した基準と比較しなければ正確な診断を
行うことができない機器に関するプロセスデータ
Xiは演算処理装置７に入力させる。
演算処理装置７では、プラントの動特性モデル
を用いて基準値を計算し、ロジツク変換する。以
下に診断対象としてフイルター、コントローラ
ー、弁の各要素に対する演算例を示す。
を用いて基準値を計算し、ロジツク変換する。以
下に診断対象としてフイルター、コントローラ
ー、弁の各要素に対する演算例を示す。
(A) フイルター
フイルターの動特性は次の式で表わされる。
y^f(k)＝y^f(k-1)＝△ｔ／Tf（Uf(k-1)
−y^f(k-1)）
ここで、△ｔは時間きざみ、Tfは時定数、
y^f(k)はフイルターの出力推定値、Ufはフイルタ
ーに入力されるプラントデータ、ｋは時間ステ
ツプである。フイルターが正常であれば、y^f(k)
はフイルターの出力信号値yf(k)を模擬する。
で演算されたy^f(k)はフイルターの出力信号値
yf(k)の基準値として用い、式によりロジツク
変換する。
y^f(k)はフイルターの出力推定値、Ufはフイルタ
ーに入力されるプラントデータ、ｋは時間ステ
ツプである。フイルターが正常であれば、y^f(k)
はフイルターの出力信号値yf(k)を模擬する。
で演算されたy^f(k)はフイルターの出力信号値
yf(k)の基準値として用い、式によりロジツク
変換する。
XL yf(k)＝y^f(k)−σyf
XU yf(k)＝y^f(k)−σyf
Syf(k)＝Ｏ IF XL yf(k)yf(k)XU yf(k)
Syf(k)＝ｌ IF yf(k)＞XU yf(k)oryf(k)＜XL yf(k)
ここで、Syfはフイルタの出力信号に対応す
るステータス、σyfは変動許容量である。
るステータス、σyfは変動許容量である。
(B) コントローラー（比例・積分制御器）
コントローラーの動特性は次の式で表わされ
る。
る。
y^c(k)＝y^c(k-1)＋kc（１＋△ｔ／Tc）uc(k)
−kcuc(k-1)
ここで、kcは比例ゲイン、Tcは積分時定数、
y^c(k)はコントローラの出力推定値、ucは制御器
に入力されるプラントデータ、ｋは時間ステツ
プである。で演算されたy^c(k)はコントローラ
の出力信号値yc(k)の基準値として用い、式に
よりロジツク変換する。
y^c(k)はコントローラの出力推定値、ucは制御器
に入力されるプラントデータ、ｋは時間ステツ
プである。で演算されたy^c(k)はコントローラ
の出力信号値yc(k)の基準値として用い、式に
よりロジツク変換する。
XL yc(k)＝y^c(k)−σyc
XU yc(k)＝y^c(k)−σyc
Syc(k)＝Ｏ IF XL yc(k)yc(k)XU yc(k)
Syc(k)＝ｌ IF yc(k)＞XU yc(k)oryc(k)＜XL yc(k)
ここで、Sycはコントローラ出力信号に対応
するステータス、σycは変動許容量である。
するステータス、σycは変動許容量である。
(C) 弁
弁の動特性は一般に一次遅れ要素と非線形要
素により近似できる。
素により近似できる。
z^v(k)＝z^v(k-1)＋△ｔ／Tv（uv(k-1)−x^v(k-1)）
z^v(k)＝Ｆ（z^v(k)）
ここで、Tvは遅れ時定数、y^v(k)は弁開度の推定
値、uv(k)は弁を駆動する制御器の信号、Ｆは非線
形関数である。で演算されたy^v(k)は弁開度yv(k)
の基準値として用い、ロジツク変換する XL yv(k)＝y^v(k)−σyv XU yv(k)＝y^v(k)−σyv Syv(k)＝Ｏ IF XL yv(k)yv(k)XU yv(k) Syv(k)＝ｌ IF yv(k)＞XU yv(k)oryv(k)＜XL yf(k) ロジツク変換されるステータスは、記憶装置３
に格納される。CCTの実行処理は従来と同様の
方式で実行される。
値、uv(k)は弁を駆動する制御器の信号、Ｆは非線
形関数である。で演算されたy^v(k)は弁開度yv(k)
の基準値として用い、ロジツク変換する XL yv(k)＝y^v(k)−σyv XU yv(k)＝y^v(k)−σyv Syv(k)＝Ｏ IF XL yv(k)yv(k)XU yv(k) Syv(k)＝ｌ IF yv(k)＞XU yv(k)oryv(k)＜XL yf(k) ロジツク変換されるステータスは、記憶装置３
に格納される。CCTの実行処理は従来と同様の
方式で実行される。
上記実施例では、演算処理装置７の演算とし
て、フイルター、コントローラ、弁について説明
したが、プラント主機（たとえば、蒸気発生器）
の動特性モデル等も含めれば多重化されない検出
器のステータス演算も同様の論理で演算できる。
て、フイルター、コントローラ、弁について説明
したが、プラント主機（たとえば、蒸気発生器）
の動特性モデル等も含めれば多重化されない検出
器のステータス演算も同様の論理で演算できる。
以上のように、この発明によればデータ収集装
置により読み込まれたプロセスデータを入力し、
そのプロセスデータと基準値を比較することによ
り、そのプロセスデータが許容範囲内にあるか否
かを判定すべく、この基準値をプラントにおける
各診断対象機器の動特性モデルを用いて演算する
演算処理装置を設けたので、プラントの状態に応
じて適切な基準値を設定でき、その結果として、
プラントの過渡時における誤診断を防止すること
ができるとともに、プラントの過渡時等を考慮し
た場合、従来は各プラントの状態ごとに原因結果
ツリーを作成する必要があつたが、動特性モデル
を用いて基準値を演算するようにしたため、一種
類の原因結果ツリーを作成するだけで各プラント
の状態に対応できるようになるなどの効果があ
る。
置により読み込まれたプロセスデータを入力し、
そのプロセスデータと基準値を比較することによ
り、そのプロセスデータが許容範囲内にあるか否
かを判定すべく、この基準値をプラントにおける
各診断対象機器の動特性モデルを用いて演算する
演算処理装置を設けたので、プラントの状態に応
じて適切な基準値を設定でき、その結果として、
プラントの過渡時における誤診断を防止すること
ができるとともに、プラントの過渡時等を考慮し
た場合、従来は各プラントの状態ごとに原因結果
ツリーを作成する必要があつたが、動特性モデル
を用いて基準値を演算するようにしたため、一種
類の原因結果ツリーを作成するだけで各プラント
の状態に対応できるようになるなどの効果があ
る。
第１図は従来のプラント診断装置を示すブロツ
ク図、第２図は従来の演算装置２の基準値の関数
例を示す図、第３図はこの発明によるプラント診
断装置の一実施例を示すブロツク図。 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、５は診断処理装置、６はブラウン管表
示装置、７は本発明の動特性モデルを付加したス
テータス演算処理装置である。なお、同図中一符
号は同一又相当部分を示す。
ク図、第２図は従来の演算装置２の基準値の関数
例を示す図、第３図はこの発明によるプラント診
断装置の一実施例を示すブロツク図。 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、５は診断処理装置、６はブラウン管表
示装置、７は本発明の動特性モデルを付加したス
テータス演算処理装置である。なお、同図中一符
号は同一又相当部分を示す。
Claims (1)
- １ プロセスデータを読み込むデータ収集装置
と、上記データ収集装置により読み込まれたプロ
セスデータを入力し、そのプロセスデータと基準
値を比較することによりそのプロセスデータが許
容範囲内にあるか否かを判定すべく、その基準値
をプラントにおける各診断対象機器の動特性モデ
ルを用いて演算する演算処理装置と、上記演算処
理装置の判定結果を記憶する第１の記憶装置と、
上記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記憶す
る第２の記憶装置と、上記第１の記憶装置に記憶
された判定結果と上記第２の記憶装置に記憶され
た原因結果ツリーを用いて異常の第１原因を同定
し、その第１原因を表示装置に出力する診断処理
装置とを備えたプラント診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58076621A JPS59201111A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | プラント診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58076621A JPS59201111A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | プラント診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59201111A JPS59201111A (ja) | 1984-11-14 |
| JPH0444772B2 true JPH0444772B2 (ja) | 1992-07-22 |
Family
ID=13610416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58076621A Granted JPS59201111A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | プラント診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59201111A (ja) |
-
1983
- 1983-04-28 JP JP58076621A patent/JPS59201111A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59201111A (ja) | 1984-11-14 |
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