JPH06109497A - 故障判定方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 センサー故障の場合にも誤診断の無い有効な
故障診断機能を提供すること。 【構成】 予め想定される利用形態に関するデータを記
憶する想定データ記憶装置と、実際の利用状況を記憶す
るための比較用記憶装置と、前記比較用記憶装置の内容
を前記想定データ記憶装置の内容と比較する比較装置よ
りなる故障診断装置において、前記比較装置が前記比較
用記憶装置の内容を前記想定データ記憶装置の内容と比
較し、故障診断装置の組み込まれた機械の故障を診断す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は機器の故障診断方式に係
わり、特にセンサー故障の場合にも有効な故障診断方式
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、故障診断で主として用いられてい
たモデルベースの方法は、機器の動作仕様（入出力の関
係）を予め記述しておき、実際の機器の入出力と比較す
ることで、入出力関係がモデルと異なる部品を故障と判
定していた。例えば特開昭５８−１７８２１５の発明で
は、プラントの実測出力と特性近似のモデルで計算した
予測出力の差の頻度分布を求め、正常時における頻度分
布と比較して故障診を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、セン
サーを通じて故障診断システムに伝えられる情報が正し
い場合は有効である。一方この方法には、センサー故障
の場合に誤診断をしやすい、使用方法の誤りは検出でき
ないという欠点があった。例えば前記の発明においては
センサ−異常の時には、計算に利用する値が誤ったもの
を利用しているため異常の検出はできない。

【０００４】本発明の目的は上記問題を解決するために
センサー故障の場合などにも有効な故障診断機能を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、予め想定さ
れる利用形態に関するデータを記憶する想定データ記憶
装置と、実際の利用状況を記憶するための比較用記憶装
置と、前記比較用記憶装置の内容を前記想定データ記憶
装置の内容と比較する比較装置よりなる故障診断装置に
おいて、前記比較装置が前記比較用記憶装置の内容を前
記想定データ記憶装置の内容と比較し、故障診断装置の
組み込まれた機械の故障を診断することにより達成され
る。

【０００６】

【作用】予め想定される利用形態に関するデータを記憶
しておき、実際のデータと記憶するため、センサー故障
や利用者の誤使用によって、故障診断装置の組み込まれ
た機器への入力データがおかしくなった場合にも、セン
サーの入力情報と予め想定された入力情報を比較するこ
とでセンサー故障や誤使用を、機器本体の故障と判別で
きる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の１実施例を図面を参照して説
明する。

【０００８】図１は本発明による故障診断装置の１実施
例の構成を示した図である。aは予め想定された利用形
態を記憶しておくためのデータベースである。bは故障
診断の対象となる実プラントであり、dはプラントbを制
御する制御装置である。cはデータベースaに記憶された
想定データfと実際に計測された実データg及びセンサー
入力eを比較する比較装置である。センサー入力eも想定
データfとの比較対象になる点が,従来、故障診断で主と
して用いられていたモデルベースの方法と大きく異なっ
ている。

【０００９】図2は本発明による故障診断装置の１実施
例の構成を少し詳しく示した図である。１は想定データ
記憶装置であり、適切な計算機上のデータベースで良
い。これは図1のデータベースaに相当する。２は比較用
記憶装置であり、適切な計算機上のデータベースで良
い。これは図1の実データgを記憶する装置に相当する。
３は比較装置であり、適切な計算機上のプログラムで良
い。これは図1の比較装置cに相当する。４は制御用記憶
装置であり、適切な計算機上のデータベースで良い。５
は制御装置であり、適切な計算機上のプログラムで良
い。６は表示装置であり、適切な計算機の表示装置で良
い。

【００１０】想定データ記憶装置１には、予め該故障診
断装置が診断の対象とする機械の想定される利用形態に
関するデータを記憶しておく。比較用記憶装置２には、
該故障診断装置が診断の対象とする機械の実際の利用状
況を記憶する。

【００１１】比較装置３は、適切なアルゴリズムによ
り、想定データ記憶装置１と比較用記憶装置２の記憶内
容を比較し、該故障診断装置が診断の対象とする機械の
実際の利用状況と想定されていた利用状況を比較し、両
者の差異が予め定められた範囲を越えた場合には、異常
な状態が発生していると判定し、表示装置６に異常状態
を示す表示を行なう。

【００１２】図3は想定データ記憶装置１の記憶内容例
を示した図である。想定データ記憶装置１には、センサ
ーからの入力情報や制御出力が、予め想定された機器の
利用環境下で取り得る値の範囲と、実際の利用状況で、
その値になる確率と、許容誤差を記憶しておく。図3
は、あるセンサーからの入力であるデジタル信号（デー
タ番号１）が、１である確率が８０±１０％で、２であ
る確率が２０±５％で、３である確率が０±５％である
ことを示している。

【００１３】図4は想定データ記憶装置１の記憶内容の
別の例を示した図である。図4は、ある制御装置の出力
であるアナログ信号（データ番号２）が、別のセンサー
からの入力信号（データ番号３）が１０〜２０の時に確
率１０±１０％で１０〜２０であり、確率６０±３０％
で２０〜３０であり、確率３０±１０％で３０〜４０で
あることや、同じく、データ番号３の入力信号が２０〜
３０の時に確率２０±１０％で１０〜２０であり、確率
６０±３０％で２０〜３０であり、確率２０±１０％で
３０〜４０であること、さらに、データ番号３の入力信
号が３０〜４０の時に確率３０±１０％で１０〜２０で
あり、確率６０±３０％で２０〜３０であり、確率１０
±１０％で３０〜４０であること、などを示している。

【００１４】図5は比較用記憶装置２の記憶内容例を示
した図である。比較用記憶装置２には、実際のセンサー
からの入力情報や制御出力が、値と発生頻度の組で記憶
される。図5は、図3に対応する想定データ記憶装置１の
記憶内容を示したセンサーからの入力であるデジタル信
号（データ番号１）が、実際には１であった回数が７０
回で、２であった回数が２５回で、３であった回数が５
回であったことを示している。

【００１５】図6は比較用記憶装置２の記憶内容の別の
例を示した図である。図6は、図4に対応する想定データ
記憶装置１の記憶内容を示したセンサーからの入力信号
（データ番号２）が、実際には別のセンサーからの入力
信号（データ番号３）が、１０〜２０の時に１０〜２０
であった回数が３０回であり、２０〜３０であった回数
が６０回であり、３０〜４０であった回数が１０回であ
ったことや、同じく、２０〜３０の時に１０〜２０であ
った回数が２０回であり、２０〜３０であった回数が６
０回であり、３０〜４０であった回数が２０回であった
ことや、さらに、３０〜４０の時に１０〜２０であった
回数が３０回であり、２０〜３０であった回数が６０回
であり、３０〜４０であった回数が１０回であったこ
と、などを示している。

【００１６】図3および図5に例示した内容を比較し、比
較装置３は実際の利用環境が予め想定された範囲内にあ
ると判定する。この場合は利用環境の確認とセンサー故
障の診断を行なったことになる。すなわちセンサ−異常
や誤使用により入力デ−タがおかしくなった場合の判定
をしたことになる。

【００１７】図4および図6に例示した内容を比較した場
合、データ番号３のセンサー入力が１０〜２０の時のデ
ータ番号２の出力は予め想定された範囲の分布からずれ
ている。この場合、比較装置３は表示装置６に異常状態
を示す表示を行なう。この場合、図6に内容を例示した
比較用記憶装置２の記憶内容を機器の動作仕様（データ
２とデータ３の関係）を用いたシュミレーションで作成
しておけば、単に利用環境の確認だけなく、従来のよう
なモデルベースの異常診断も同時におこなったことにな
っている。すなわち本発明によれば従来のようなモデル
ベースの診断も、同時に行なうことができる。

【００１８】さらに、比較用記憶装置２を利用して制御
方法を利用環境に適応させることも可能である。具体的
には、想定データ記憶装置１に実際の機器の利用環境に
応じて制御特性を適応させるための情報を予め記憶して
おく。さらに、比較用記憶装置２に記憶した機器の実際
の利用環境をもと、に制御装置５が制御信号を生成する
時に利用する制御用記憶装置４の内容を変化させる。

【００１９】このような構成にした場合の想定データ記
憶装置１の記憶内容の例を図7に示す。また制御用記憶
装置４の記憶内容例を図8に示す。図7は比較用記憶装置
２に記録された実際のセンサー入力のデータ１が値１で
ある確率が７８以下であれば、制御用記憶装置４に記憶
された制御用データAの値を１０に設定することを意味
している。制御用記憶装置にはこの他に、図8に例を示
した制御信号の出力方法を記憶しておく。図8の例は制
御信号１はセンサー入力１をデータA倍して出力するこ
とを意味している。

【００２０】図９は本発明による故障診断装置を複雑な
機械の部品ごとに複数用意し,部品毎の故障診断を行っ
た場合の表示の様子を表した図である。図９において1
つ１つの四角が故障診断装置の表示に対応し、矢印が部
品の間の入出力関係を示している。図９においては利用
形態に関する判定結果と部品の動作仕様に関する判定結
果を区別して表示している。具体的には今、黒の四角に
対応する部品が故障し,異常が薄い網かけで示した四角
に対応する部品まで波及したとする。

【００２１】この時、それぞれの故障診断装置は、利用
環境がおかしな部品については薄い網かけを表示し、動
作仕様がおかしな部品には黒を表示している。すなわち
故障すれば動作仕様と実際の動きに差異が生じるので黒
の表示を行う。異常が波及すれば利用環境として事前に
想定したものとずれが生じるので薄い網かけの表示を行
う。このようにすることで、異常の原因となった部品と
異常が波及している部品の範囲が1目で区別できるの
で、機械の操作者は異常の原因とその波及範囲に適した
操作をすぐさま実施できる。従来のようなモデルに基づ
く診断方法では異常が波及した箇所の入出力関係は正し
いため、図９で薄い網かけで行った異常波及に関する表
示はできなかった。

【００２２】

【発明の効果】以上の実施例で明らかなように，本発明
によれば、予め想定される利用形態に関するデータを記
憶しておき、実際のデータと記憶するため、センサー故
障がおきて入力データがおかしくなった場合にもセンサ
ーの入力情報と予め想定された入力情報を比較すること
でセンサー故障を判定できる、従来のモデルベースの診
断も同時に行なえるなど、センサー故障の場合などにも
有効な故障診断機能を提供できるのみならず、制御方法
を利用環境に適応させることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の構成図。

【図２】本発明の他の実施例の構成図。

【図３】本発明の１実施例の詳細な構成図であり、想定
データ記憶装置１の記憶内容例を示した図。

【図４】想定データ記憶装置１の記憶内容の他の例を示
した図。

【図５】比較用記憶装置２の記憶内容例を示した図。

【図６】比較用記憶装置２の記憶内容の他の例を示した
図。

【図７】想定データ記憶装置１の記憶内容の他の例を示
した図。

【図８】制御用記憶装置４の記憶内容例を示した図。

【図９】本発明の1利用形態を説明した図。

【符号の説明】

a...データベース, b...プラント, c...比較装置, d...
制御装置, e...センサー入力, f...想定データ, g...実
データ, 1...想定データ記憶装置、2...比較用記憶装
置、3...比較装置、4...制御用記憶装置、5...制御装
置、6...表示装置。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め想定される利用形態に関するデータを
   記憶する想定データ記憶装置と、実際の利用状況を記憶
   するための比較用記憶装置と、前記比較用記憶装置の内
   容を前記想定データ記憶装置の内容と比較する比較装置
   よりなる故障診断装置において、前記比較装置が前記比
   較用記憶装置の内容を前記想定データ記憶装置の内容と
   比較することにより、故障診断装置の組み込まれた機械
   の故障を診断することを特徴とする故障診断方式。
2. 【請求項２】前記比較装置の処理が、故障診断装置の組
   み込まれた機械の複数回の動作の情報を基に比較処理を
   行うことを特徴とする請求項１記載の故障診断方式。
3. 【請求項３】前記比較用記憶装置の内容に、利用形態に
   関するデ−タと共に、機器の動作仕様に関する内容を記
   憶していることを特徴とする請求項１記載の故障診断方
   式。
4. 【請求項４】制御用のデータを記憶するための制御用記
   憶装置と、前記制御用記憶装置の内容を用いて故障診断
   装置が組み込まれた機械を制御する制御装置を有し、比
   較装置の処理結果を用いて前記制御用記憶装置の内容を
   修正することを特徴とする請求項１記載の故障診断方
   式。
5. 【請求項５】利用形態に関する判定結果と,機器の動作
   仕様に関する判定結果を区別して表示することを特徴と
   する請求項３記載の故障診断方式。