JPH0765911B2 - センサ・データの計算制御装置 - Google Patents

センサ・データの計算制御装置

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JPH0765911B2
JPH0765911B2 JP3046552A JP4655291A JPH0765911B2 JP H0765911 B2 JPH0765911 B2 JP H0765911B2 JP 3046552 A JP3046552 A JP 3046552A JP 4655291 A JP4655291 A JP 4655291A JP H0765911 B2 JPH0765911 B2 JP H0765911B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】発明の背景 発明の分野 本発明は、専門家システムの診断に基づいてセンサ信号
処理計算アルゴリズムを制御するための装置に関し、特
に、遠くに配置された専門家システムによりセンサの故
障を診断し、該診断結果を、診断に基づく制御計算及び
センサ計算を制御するセンサ・サンプリング及びプラン
ト制御装置に転送するのを許容する装置に関する。
【０００２】関連技術の説明 複雑な計算は、現在、発電プラントのような複雑なプラ
ントに配置されているプラント・データ・センタにより
行われている。複雑な計算の一例は、熱力学的な（ther
modynamic）タービン効率計算である。このような計算
は、オンライン・データを基にしており、不良センサの
値は、１００％以上または０％以下のタービン効率のよ
うな途方もない結果を生じ得る。タービン効率は、プラ
ントの効率を最大にすることを試みる制御動作を導くよ
うにプラント・オペレータにより用いられるので、悪い
計算結果は、オペレータが最大のプラント効率を得るこ
とを阻止し得る。悪い計算の問題に対処するために、複
雑なセンサ分析アルゴリズムがデータ・センタ・コンピ
ュータに設けられて、センサが遭遇し得る多くの起こり
得る問題を処理する。新しいセンサの問題が生じたと
き、複雑なセンサ分析アルゴリズムはしばしば破壊し、
正されないセンサ値に基づいて複雑な計算が行われる。
必要とされるものは、プラント・データ中央（センタ）
コンピュータをセンサ診断の仕事から解放し、該プラン
ト・データ中央コンピュータがオンライン・データ取得
及びプロセス制御に集中するのを可能とするセンサ診断
を行う方法である。
【０００３】離れて配置された診断センタは、このよう
な状況で悪いデータを受信し続け、結果として、高いレ
ベルの不完全なシステム診断が行われるか、もしくは診
断装置は単に、或る高レベルの診断が行われ得る前にセ
ンサを固定しなければならないということを示すメッセ
ージをプラント・オペレータに送るだけである。現在、
専門家診断システムからデータ収集ルーチンにどんな通
信も送られない。必要とされるものは、センサ走査及び
処理ルーチンが診断装置と通信することを許容する方法
である。
【０００４】発明の概要 本発明の目的は、センサの問題が制御装置の破壊を生じ
ない充分な柔軟性を提供するセンサ診断装置及び計算制
御装置を提供することである。
【０００５】この目的の観点から、本発明は、センサ・
データを走査するプロセス制御コンピュータ及び該セン
サ・データを伝送するために前記プロセス制御コンピュ
ータに結合される通信リンクを備えたセンサ・データの
計算を制御する装置において、前記伝送されたセンサ・
データに基づいて故障のセンサを診断することにより診
断メッセージを生成するよう前記通信リンクに結合され
る専門家システム診断コンピュータを設け、前記通信リ
ンクは、診断メッセージに応答してセンサ・データ計算
を行うために前記プロセス制御コンピュータに前記診断
メッセージを供給するよう適合されたことを特徴とする
センサ・データの計算制御装置を提供することにある。
【０００６】本発明は、説明のためだけで添付図面と共
に為される以下の好適な実施例の説明から容易に明瞭と
なるであろう。
【０００７】好適な実施例の説明 図１に示されたように、ディジタル装置マイクロＶＡＸ
コンピュータのようなプラント・データ中央コンピュー
タ１０は、センサ１２からセンサ・データを得、原子力
または化石燃料発電プラントのような複雑な処理プラン
ト１４を制御するためにそのデータを用いる。本発明
は、データ中央コンピュータ１０にセンサ分析を行わせ
るよりもむしろ、センサが故障であるときに処理を続け
させ、そしてＰＤＳ（プロセス診断装置）のような専門
家システムを用いてセンサ問題を診断するディジタル装
置ＶＡＸコンピュータのような診断動作中央コンピュー
タ１６にセンサ・データを伝送し、ここにＰＤＳは、ウ
エスチングハウスから入手可能であり、ここにも参照に
よって組み込まれた米国特許第 4、644、479号及び第 4、6
49、515 号明細書に述べられている。もちろんセンサの
異常を診断する能力を有する限り、センサの診断タスク
に他の専門家システムが用いられても良い。
【０００８】動作中、プラント・コンピュータ１０にお
ける通常のセンサ走査ルーチン２０は、センサ１２を走
査し、センサ・データを生センサ・データ・ファイル２
２内にロードする。照合されたセンサ・データは中立帯
付けされる（deadbanded）。ディジタル装置ＶＡＸ Ｖ
ＭＳコンピュータ・システムで得られるＤＥＣ−ＮＥＴ
のような通常の通信ルータ（router）・ルーチンまたは
ユーティリティは、センサ・データをメッセージ内にフ
ォ−マット化し、そして電話線またはマイクロ波データ
通信システムのような通常の通信回路網を渡って、その
中立帯付けされたセンサ・データを動作中央診断コンピ
ュータ１６に伝送する。
【０００９】対応する通信ルーチン２６は、メッセージ
を分解し、その生センサ・データを生センサ・データ・
ファイル２８内に記憶する。ファイル２８が完成する
と、専門家システム３０に通知され（点線で示されたよ
うに）、生センサ・データは、故障センサを診断するた
めにルールベース３２内のルールを用いる前述したＰＤ
Ｓシステムのような専門家システム推定手段（engine）
３０によってアクセスされる。診断の結果は、ＰＤＳの
内部に維持されるノード・リスト・データベース３４内
に記憶される。このリストは、ＰＤＳユーティリティを
通してアクセス可能である。ＰＤＳはまた、２つの出力
ファイルを生成し、第１の出力ファイルは、0.0 以上の
確実性を有するすべての異常ノードの完全なリストであ
り、診断装置を監視する人によって用いられ、そして第
２の出力ファイルは、0.5 以上の確実性を有するすべて
の異常ノードのリストであり、プラント・データ・セン
タ１０内のディスプレイ５２に送られる。
【００１０】各診断は、それと関連した診断インジケー
タもしくは診断値を有し、該診断インジケータもしくは
診断値は、以後より詳細に述べられるように、連続する
センサ処理を制御するためにデータ中央コンピュータ１
０によって用いられる。センサ異常の完全な診断が完了
すると、図５により詳細に示されたメッセージ・ルーチ
ン３６は、センサ処理制御メッセージに対するノード・
リスト・データベースにアクセスし、メッセージ・ファ
イル３８内にそのメッセージを記憶する。メッセージ・
ルーチンが終了し、ダイナミック・メッセージ・ファイ
ルが生成されてしまうと、メッセージ・ファイル３８の
内容を通信ルーチン２４に転送するために通信ルーチン
２６が附勢され、通信ルーチン２４は、対応のメッセー
ジ・ファイル４０を作る。通信ルーチンがメッセージ・
ファイル４０を作ることを完了すると、図６により詳細
に示された、メッセージ・インタプリタ・ルーチン４２
が開始され、該ルーチン４２は、メッセージを精査し、
そして計算制御データ・ファイル４４内の適当な場所に
そのセンサ処理ルーチン制御値を記憶する。
【００１１】図７及び図８内により詳細に示された実施
例のセンサ処理ルーチンは、メッセージ・インタプリタ
・ルーチン４２が実行を完了すると、ファイル４４から
計算制御データを得、そして生センサ・データを被処理
センサ・データに処理して適切なファイル４８に記憶す
るか、または、プラント１４に関する実際のプロセス制
御動作を行う。図は、ルーチン４２がルーチン４６を起
動することができることを示しているが、ルーチン４６
はタイミング付けされた割り込みベースに基づいて起動
されるのが好ましい。
【００１２】過渡雑音を減じるための試みにおいて、走
査サイクルを１０秒から２０秒に変化させるような走査
ルーチンのパラメータにおける変化を制御値が示すと
き、センサ走査ルーチン２０は制御値を得ることがで
き、適切な走査サイクル調整を行う。また、センサに対
する中立帯限界が調整され得ることも可能である。処理
されたセンサ・データがファイル４８のために生成され
るとき、通信ルーチン２４は、次に、処理されたセンサ
・データを診断コンピュータ１６に送り、該コンピュー
タ１６は、ゼネレータのような１片の装置の保守が行わ
れるべきであるか否かを決定するためのような高レベル
診断動作を行うために前述した専門家システムを用い得
る。かかるより高いレベルの診断動作の結果は、データ
中央コンピュータ１０に戻り通信され得、そこで、表示
処理ルーチンのような他の処理ルーチン（ブロック５
０）が、オペレータ５４によって精査するために、より
高いレベルの診断の結果をディスプレイ５２に与え得
る。診断に基づく処理されたセンサ・データ２２はま
た、ファイル４８としてまずそれを記憶し次に制御動作
を行うよりむしろ、制御動作のために直ちに用いること
もできる。
【００１３】図１に示されたような装置は、センサ異常
診断の負担を、かかる診断をより有効的に行うことの可
能なソフトウェアの型に移す。この装置はまた、データ
中央コンピュータ１０のセンサ診断の負担も軽減する。
かかる装置はまた、複雑なセンサ分析ソフトウェアを有
するプラント・データ中央コンピュータに新たな改善を
施すことなく、より小さいデータ中央コンピュータを有
するプラントが、プラント効率計算装置のような正確な
センサ・データを要求する複雑な計算装置の長所を取る
のを許容する。
【００１４】図２は、熱い再熱圧力センサと関連した計
算制御値を生成するための代表的なルールの動作を示
す。図２に示されたルールは、入力として、熱い再熱圧
力センサ７０と、冷たい再熱圧力センサ７２と、抽出圧
力センサ７４とに関連した診断の結果を有する。センサ
の診断は、それ自身、通常に熟達した専門家システム知
識の技術者の熟達範囲内にあり、有効なデータ範囲限界
に対して生センサ・データを検査するような比較的単純
なタスクを行う。ＯＲゲート７６、ＮＯＴゲート７８及
びＡＮＤゲート８０によって抽出されたこのルールの論
理は、再熱圧力センサが故障した信頼係数が 0.6 及び
1.0 間にあり、再熱圧力アルゴリズムがルーチン１（伝
達圧力センサの読み）よりもむしろルーチン２（冷たい
再熱圧力と第１のＩＰ抽出圧力との間の補間）を用いる
べきであるということを示すメッセージ・ノード出力８
２を生成する。
【００１５】ヒータの再熱圧力アルゴリズムに対する計
算制御通信は、この場合２である診断値を用いて通信さ
れる。この特定の例において、通信された値は、用いら
れるべき補間ルーチンを示しており、もちろん、診断値
は、センサ・データの代わりに実際に用いられるよう
な、または、センサ・データがあらかじめ限定されたデ
ータ値で置き換えられるべきであるということを示すよ
うな、他の方法で計算を制御することもできる。
【００１６】もちろん、上述した例における故障センサ
の組み合わせは、８つの異なった組み合わを生じ得るの
で、該組み合わに対応する８つの異なったルールまたは
異なった論理動作が、ルールベース３２において表わさ
れなければならない。これら異なったルールの結果は、
図３に示されるようなテーブルに表わされ得、このテー
ブルは、各ルールまたはメッセージが、ルール実行の信
頼係数に基づいて選択される対応する制御値を有すると
いうことを示す。かかる表示において、ルールの信頼係
数出力は、かかるテーブルにアクセスするために用いら
れ得、それにおけるの制御値でもってメッセージ・ノー
ド８２を指定する。
【００１７】ＰＤＳのような専門家システムにおいて、
システム内の各ノードは、それらと関連した１組のスロ
ットを有する。図４は、ノード・リスト・データベース
３４内に記憶された診断を生成するとき、好適な専門家
システムによって用いられるであろう、仮定ノード・ス
ロット９０と、異常ノード・スロット９２と、メッセー
ジ・ノード・スロット９４とを示す。専門家システムの
推定手段によるセンサ診断の結果として、ノード・リス
ト・データベースは、図４のブロック９４によって示さ
れたようなメッセージ・スロットで満たされる。
【００１８】メッセージ・リスト・データベースは、メ
ッセージ・ノード・スロットが遭遇されるまで、メッセ
ージ・ルーチン３６によって走査され、図５に示された
ように、このメッセージ・ノード・スロットの内容が取
り出される（ブロック１０２）。信頼係数が最大及び最
小信頼係数間にあるならば（ブロック１０４）、値フィ
ールドがノード名を含んでいるか否かを決定するために
メッセージ・ノード・スロットの値フィールドに関し検
査（ブロック１０６）が行われる。実際の整数値並びに
ノード名が値フィールドを占めるのを許容することによ
り、センサ処理ルーチンに対する計算制御値への間接的
な参照が与えられ得る。このことは、多くの診断ルール
が同じ診断制御値を参照するのを許容して、制御値に対
する変化を容易にする。このことはまた、他のルールが
センサの平均のような制御値を計算して、間接的にアク
セスされた可変ノード内にそれらを置くのを許容する。
値がノード名であるならば、値は名付けられたノードか
ら取り出され（ブロック１０８）、次に、メッセージ
名、転送先及び値を含んでいるファイル・エントリがメ
ッセージ・ファイル３８内に記憶される（ブロック１１
０）。付加的なメッセージに遭遇しないならば（ブロッ
ク１１２）、ルーチンはストップもしくは停止する。
【００１９】メッセージ・ファイル４０が完了したと
き、図６に一層詳細に示されたメッセージ・インタプリ
タ・ルーチン４２は、計算データ制御ファイル４４の適
当な場所にセンサ処理ルーチン制御値を記憶する。この
ルーチンは、まずメッセージ名、転送先及び制御値を分
離するためにメッセージを解読する（ブロック１２
２）。転送先は、メッセージ値が記憶されるべき場所の
実際の場所を見つける（ブロック１２４）ためにＶＭＳ
内の区分（セクション）ファイルと呼ばれるインデック
ス・ファイル内で用いられ、次に、メッセージ値はその
転送先場所内に記憶される（ブロック１２６）。もうメ
ッセージが存在しないならば（ブロック１２８）、シス
テムはストップもしくは停止する。
【００２０】センサ処理ルーチンの動作は、図７及び図
８に一層詳細に示されている。センサ処理ルーチンの実
際の計算を実行することに先だって、コンピュータ１０
は、最初に転送先場所から適切な制御値を得る（ブロッ
ク１４２）。この制御値は、異なったセンサ・データ・
ルーチン１４８及び１５０に対応する先に識別された制
御値との整合を捜すために検査される（ブロック１４４
及び１４６）。整合が生じたならば、対応するセンサ・
データ・ルーチンが実行される。例えば、せンサ計算が
正常時に３つのセンサの平均を用いるならば、１つのセ
ンサが不良であるときは、２つのセンサの平均が計算さ
れ得、そして制御値は、２つのセンサの平均を示す。も
う１つの可能性は、制御値が重み付けされた平均におけ
るセンサの重みを示すことであり、もしくは仮想センサ
値が異なったセンサから計算されるべきであることをさ
え示すことである。整合が生じないならば、ディフォル
ト・センサ・データ・ルーチン（ブロック１５２）が行
われる。図７に示されたようなサブルーチン呼び出しを
本質的に行う代替として、本発明は、フォートランのよ
うな言語で得られる機能能力を介して適切なルーチンを
実行することもできる。このような状況においては、図
８に示されたような機能（function）型実行ルーチン
は、まず転送先場所における適切な制御値を取得し（ブ
ロック１６２）、機能（function）ステートマントの適
切なフィールドにこの値を記憶する（ブロック１６
４）。次に、機能ステートマントが実行される（ブロッ
ク１６６）。また、センサ処理ルーチンが、所定のまた
は計算された値を共通データ・ストレージ領域内にロー
ドすることも可能である。
【００２１】本発明の多くの特徴並びに長所が詳細な説
明から明瞭であり、従って、特許請求の範囲により、本
発明の本当の精神並びに範囲内にある本発明のかかる特
徴並びに長所のすべてを包含することが意図されてい
る。さらに、多くの変更並びに変化が当業者に容易に生
じるであろうので、図示しかつ説明した構成並びに動作
にそのものに本発明を制限することを望むものではな
く、従って、すべての適切な変更並びに等価物は本発明
の範囲内にあるものとされ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の動作及び構成要素を示す図である。
【図２】故障センサを診断するためのルールの例を示す
図である。
【図３】診断結果の行列を示す図である。
【図４】本発明において用いられる好適な専門家システ
ムにより用いられるデータ構造を示す図である。
【図５】専門家システムの診断メッセージ処理を示す図
である。
【図６】プラント・データ中央コンピュータによるメッ
セージ処理を示す図である。
【図７】診断結果に基づいてセンサ処理を行う別の方法
を示す図である。
【図８】診断結果に基づいてセンサ処理を行う別の方法
を示す図である。
【符号の説明】
１０ プラント・データ中央コンピュータ １２ センサ １４ 複雑な処理プラント １６ 診断動作中央コンピュータ ２０ センサ走査ルーチン ２２ 生センサ・データ・ファイル ２４ 通信ルーチン ２６ 通信ルーチン ２８ 生センサ・データ・ファイル ３０ 専門家システム推定手段 ３２ ルールベース ３４ ノード・リスト・データベース ３６ メッセージ・ルーチン ３８ メッセージ・ファイル ４０ メッセージ・ファイル ４２ メッセージ・インタプリタ・ルーチン ４４ 計算制御データ・ファイル ４６ センサ処理ルーチン ４８ 処理されたセンサ・データ・ルーチン ５０ 他のルーチン ５２ ディスプレイ ５４ オペレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダニエル・エヴァン・フリズマ アメリカ合衆国、フロリダ州、ウインタ ー・スプリングス、チョークチェリー・ド ライブ 1038 (56)参考文献 特開 平１−96737（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−81009（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−114906（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 センサ・データを走査するプロセス制御
    コンピュータ及び該センサ・データを伝送するために前
    記プロセス制御コンピュータに結合される通信リンクを
    備えたセンサ・データの計算を制御する装置において、
    前記伝送されたセンサ・データに基づいて故障のセンサ
    を診断することにより診断メッセージを生成するよう前
    記通信リンクに結合される専門家システム診断コンピュ
    ータを設け、前記通信リンクは、診断メッセージに応答
    してセンサ・データ計算を行うために前記プロセス制御
    コンピュータに前記診断メッセージを供給するよう適合
    されたことを特徴とするセンサ・データの計算制御装
    置。
  2. 【請求項２】 前記診断コンピュータは、前記制御手段
    によりセンサ・データ計算を制御する制御パラメータを
    伝送するための手段を含む請求項１のセンサ・データの
    計算制御装置。
  3. 【請求項３】 前記診断コンピュータは専門家システム
    を含む請求項１のセンサ・データの計算制御装置。
  4. 【請求項４】 前記診断コンピュータは、前記プロセス
    制御コンピュータに対し離れて配置される請求項１のセ
    ンサ・データの計算制御装置。
  5. 【請求項５】 前記プロセス制御コンピュータにより行
    われるセンサ・データ計算を決定する信頼係数が診断に
    含まれる請求項１のセンサ・データの計算制御装置。
  6. 【請求項６】 前記診断コンピュータは、転送先ルーチ
    ンにより行われるべきセンサ・データの計算の型を示す
    制御値及びルーチン転送先名を含んだメッセージを用い
    て診断の結果を前記プロセス制御コンピュータに通信す
    るよう適合された請求項１のセンサ・データの計算制御
    装置。
JP3046552A 1990-03-12 1991-03-12 センサ・データの計算制御装置 Expired - Fee Related JPH0765911B2 (ja)

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US491926 1990-03-12
US07/491,926 US5122976A (en) 1990-03-12 1990-03-12 Method and apparatus for remotely controlling sensor processing algorithms to expert sensor diagnoses

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JPH04220521A JPH04220521A (ja) 1992-08-11
JPH0765911B2 true JPH0765911B2 (ja) 1995-07-19

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CN (1) CN1026832C (ja)
CA (1) CA2037948A1 (ja)
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