JPH10340122A - 系統制御装置の自己診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば圧縮機系統に設けられたセンサからの
観測信号を基に系統の故障を判定し所定の制御を行う系
統制御装置において，センサが誤動作したために実際に
は故障がないにも関わらず，系統の機器或いはセンサの
故障と判定される恐れがあった。 【解決手段】 本発明は，系統制御装置においてなされ
た故障判定がセンサの誤動作によるものである否かを判
定する自己診断機能を備えることにより，上記のような
実際には故障がないにも関わらず例えば系統の運転を停
止するような事態を極力回避することを図ったものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，系統制御装置の自
己診断装置に係り，例えば圧縮機系統等で故障が生じた
場合に該故障が系統に設けられたセンサの誤動作による
ものか否かを判定することのできる系統制御装置の自己
診断装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】生産ラインに欠かせない圧縮空気を生成
する圧縮機系統の概略構成の一例を図３に示す。図３に
示すように，上記圧縮機系統は，吸込口から導入された
空気を圧縮機により２段階に圧縮するものであり，１段
目及び２段目の圧縮機３１，３２により圧縮された圧縮
空気は吐出口から吐き出される。１段目の圧縮機３１と
２段目の圧縮機３２との間には，１段目の圧縮機３１に
より圧縮された圧縮空気を冷却するインタークーラ３３
が，２段目の圧縮機３２の下流には，２段目の圧縮機３
２によりさらに圧縮された圧縮空気を冷却するアフター
クーラ３４が設けられている。また，上記１段目の圧縮
機３１と２段目の圧縮機３２は，電動機３５により駆動
され，その連結部のギアの潤滑油を潤滑させるための油
ポンプ３６，及びその油と冷却水との熱交換を行うオイ
ルクーラ３７も設けられている。ここで，上記のような
圧縮系統では，例えば１段目の圧縮機３１から吐き出さ
れた圧縮空気の１段吐出温度，２段目の圧縮機３２から
吐き出された２段吐出温度，油ポンプ３６から供給され
る油の給油温度，及び給油圧力等がモニターされる。例
えば１段吐出温度のモニターを行うためのセンサには，
通常熱電対等が用いられる。ところで，熱電対は細線を
用いるものであるから，取付け作業中に接続部等が傷め
られ，実際の系統の運転中に切れてしまう場合がある。
このようなセンサの故障や，系統にある圧縮機等の機器
の故障が生じると，適正な系統の運転を行うことができ
ないため，系統を制御する系統制御装置には，センサの
故障や機器の故障を判定する機能が備えられることが多
い。ここで，故障の判定は例えばセンサからの観測信号
の値が設定値を越えることを条件として行われる。上記
故障の診断機能は，もちろん圧縮機系統だけでなく，原
子力，火力，化学，ポンプ等の各種プラントに設けられ
た系統にも必要とされ，このようなプラントの故障診断
を行う装置は，例えば特開平２−２４０４号公報に開示
されている。上記文献に開示されたプラント故障診断装
置では，センサからの観測データやオペレータにより入
力されたデータに基づいて，故障の原因が特定される。
特にこの装置では，センサに故障が生じる等して原因究
明のためのアルゴリズムに矛盾が生じ原因が１つに特定
できない場合にも，センサ故障や入力誤りを仮定して矛
盾を解消したり，故障の恐れがあるという仮定をオペレ
ータに提示することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで，上記プラン
ト故障診断装置では，機器の故障やセンサの故障は含ま
れているが，センサの誤動作は考慮されていない。ここ
で，センサ故障とは定常的に異常な状態が続くこと，こ
れに対しセンサ誤動作とは外的要因により瞬間的に異常
な状態となり，外的要因がなくなれば正常な状態に戻る
ことを言うものとする。即ち，多くの機器が稼働する系
統では，例えば電気的ノイズ等が定常的若しくは非定常
的に発しており，センサが誤動作したり，あるいは観測
信号の伝送中にノイズが重畳する恐れがあり，一時的に
故障の判定が行われるような値にセンサからの入力が変
化し故障判定を誤らせる可能性がある。このノイズはフ
ィルタ等によりある程度除去されるが，全てを排除する
ことは困難である。特に圧縮機系統は，生産において不
可欠な設備であるため，あらゆる環境で使用されること
を考慮しなければならない。従って，実際には故障が生
じていないのにセンサ誤動作により故障が生じていると
判定して，圧縮機の運転を停止させるような状況はでき
るだけ回避しなければならない。本発明は，このような
従来の技術における課題を解決するために，系統制御装
置の自己診断装置を改良し，系統制御装置が下した故障
判定がセンサの誤動作によるものか否かを判定すること
のできる自己診断装置を提供することを目的とするもの
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は，系統に設けられたセンサからの観測信号を
基に系統の故障を判定し所定の制御を行う系統制御装置
の当該故障判定を自己診断する系統制御装置の自己診断
装置において，上記観測信号を時系列に蓄積する信号蓄
積手段と，上記信号蓄積手段により蓄積された観測信号
を基に上記故障判定が上記センサの誤動作によるもので
あるか否かを判定するセンサ誤動作判定手段とを具備し
てなることを特徴とする系統制御装置の自己診断装置と
して構成されている。上記系統制御装置の自己診断装置
では，系統制御装置において下された故障の判定がセン
サの誤動作によるものか否かが判定されるので，実際に
は系統に故障が生じていないにも関わらず，系統の運転
を停止するような所定の制御を行うことが極力回避され
る。従って，系統の故障管理をこれまでより確実に行う
ことができる。例えば上記系統制御装置が上記観測信号
が所定値を越えるか又は下回った場合に上記系統に故障
が生じたと判定するものの場合，センサ誤動作判定手段
により，上記設定値と上記観測信号との差を所定期間内
に積分した値が判定値よりも大きい場合で，かつ上記所
定期間内に上記観測信号が上記設定値を越えるか又は下
回った回数が判定回数以下の場合に，上記故障判定が上
記センサの誤動作によるものであると判定される。上記
系統制御装置の自己診断装置は，例えば圧縮機系統で用
いられる。圧縮機系統は，生産を行うためには欠かせな
い系統であり，センサの誤動作で運転を停止させるよう
な状況を極力防止することができるためとりわけ有用で
ある。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下，添付図面を参照して，本発
明の一実施の形態につき説明し，本発明の理解に供す
る。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例
であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のもので
はない。ここに，図１は本発明の一実施の形態に係る系
統制御装置の自己診断装置の概略構成を示す図，図２は
上記系統制御装置の自己診断装置によるセンサ誤動作の
判定の様子を説明するための図である。図１に示すよう
に，本実施の形態に係る系統制御装置の自己診断装置
は，例えば圧縮機系統（図３参照）に設けられたセンサ
からの観測信号を基に系統の故障を判定し所定の制御を
行う系統制御装置１の当該故障判定を自己診断する系統
制御装置の自己診断装置２であって，上記観測信号を時
系列に蓄積する信号蓄積手段３と，上記信号蓄積手段３
により蓄積された観測信号を基に上記故障判定が上記セ
ンサの誤動作によるものであるか否かを判定するセンサ
誤動作判定手段４とを具備する。この系統制御装置の自
己診断装置２は，例えば複数ある圧縮機コントローラを
統括する台数制御盤５に設けられる。ここで，圧縮機コ
ントローラは系統制御装置１に相当し，圧縮機系統に設
けられたセンサからの観測信号を監視し，上記観測信号
が設定値を越えた場合に機器等の故障を判定して警報を
発し，さらに台数制御盤に故障が生じたことを示す故障
信号を送出する。また，故障判定が確定した場合には例
えば圧縮機を停止させる等の制御を行う。また，系統制
御装置１，即ち圧縮機コントローラから台数制御盤５へ
は上記した故障信号の他に，上記観測信号，制御用のシ
ーケンス入出力，及び故障判定のための設定値が送出さ
れる。また，台数制御盤５から系統制御装置１には制御
指令が送出される。上記台数制御盤５等に設けられた系
統制御装置の自己診断装置２では，圧縮機コントローラ
等の系統制御装置１から入力された観測信号が信号蓄積
手段３により時系列に蓄積される。この状態で，上記観
測信号が設定値を越えて故障信号が台数制御盤５に送出
されると，系統制御装置の自己診断装置２において，上
記信号蓄積手段３に蓄積された過去の観測信号，故障判
定後に送られてきた観測信号の推移，及び故障を判定す
るための設定値を基に，上記系統制御装置１において下
された故障判定がセンサ誤動作によるものか否かが判定
される。

【０００６】以下では，図２を参照して上記センサ誤動
作判定手段４により行われるセンサ誤動作の判定をより
具体的に説明する。図２のように，故障設定値を越えて
故障が判定された場合，センサ誤動作判定手段４では，
まず設定値を越えた時点を中心に時間ｔの範囲で観測信
号のサンプリング毎に ΔＰ＝設定値−観測信号 を演算し，この値を時間ｔの範囲で積分して値Ｐを得
る。そして，この値Ｐが判定値ｈよりも大きいか否かの
判定が行われる。即ち，Ｐ＞ｈである。この条件によ
り，故障が生じたと判定された時点の信号の前後で観測
信号が設定値と十分に離れたものであったか否かが確認
される。次に，上記時間ｔの範囲内で設定値を越えた回
数Ｃが所定の判定回数ｎ回以下であるか否かが判定され
る。尚，観測信号のサンプリング点を１回とする。この
条件により設定値を越える信号が外的要因により瞬間的
に発生したものかセンサの故障により定常的に生じたも
のかが判定される。上記センサ誤動作判定手段４では，
上記した２つの条件においてＰ＞ｈかつＣ＜ｎが満たさ
れると，当該故障判定はセンサの誤動作によるものであ
ったと判定して系統制御装置１にセンサ誤動作の判定を
含んだ制御指令を送出し，当該故障判定を取り消す等の
処理を行う。また，上記した２つの条件が満たされない
場合には，当該故障判定はセンサ誤動作によるものでは
ないとして，当該故障判定を確定し，圧縮機を停止させ
る等の所定の制御を系統制御装置１に行わせる。このよ
うに，本実施の形態に係る系統制御装置の自己診断装置
では，系統制御装置によりなされた故障の判定が，セン
サの誤動作によるものであったか否かが判定されるの
で，実際には故障がないにも関わらずセンサの誤動作に
より系統の運転を停止してしまうような事態を極力回避
することができる。

【０００７】

【実施例】上記実施の形態では，系統制御装置の自己診
断装置は系統制御装置に相当する圧縮機コントローラと
は別の台数制御盤に設けられていた。これは，圧縮機系
統全体を管理するためであるが，もちろん系統制御装
置，即ち圧縮機コントローラそれぞれに上記系統制御装
置の自己診断装置を設けるようにしてもよい。また，上
記実施の形態では，設定値を越えたときに故障であると
の判定が行われたが，設定値を下回ったときに故障であ
ると判定される場合にも，本発明に係る系統制御装置の
自己診断装置は適用可能である。この場合においても，
上記センサ誤動作判定手段４においてセンサ誤動作の判
定が行われるのは，Ｐ＞ｈかつＣ＜ｎの場合である。ま
た，上記実施の形態では，圧縮機系統について故障判定
が行われていたが，他の系統についてももちろん適用可
能である。このような系統制御装置の自己診断装置も本
発明における系統制御装置の自己診断装置の一例であ
る。

【０００８】

【発明の効果】上記のように本発明は，系統に設けられ
たセンサからの観測信号を基に系統の故障を判定し所定
の制御を行う系統制御装置の当該故障判定を自己診断す
る系統制御装置の自己診断装置において，上記観測信号
を時系列に蓄積する信号蓄積手段と，上記信号蓄積手段
により蓄積された観測信号を基に上記故障判定が上記セ
ンサの誤動作によるものであるか否かを判定するセンサ
誤動作判定手段とを具備してなることを特徴とする系統
制御装置の自己診断装置として構成されている。上記系
統制御装置の自己診断装置では，系統制御装置において
下された故障の判定がセンサの誤動作によるものか否か
が判定されるので，実際には系統に故障が生じていない
にも関わらず，系統の運転を停止するような所定の制御
を行うことが極力回避される。従って，系統の故障管理
をこれまでより確実に行うことができる。例えば上記系
統制御装置が上記観測信号が所定値を越えるか又は下回
った場合に上記系統に故障が生じたと判定するものの場
合，センサ誤動作判定手段により，上記設定値と上記観
測信号との差を所定期間内に積分した値が判定値よりも
大きい場合で，かつ上記所定期間内に上記観測信号が上
記設定値を越えるか又は下回った回数が判定回数以下の
場合に，上記故障判定が上記センサの誤動作によるもの
であると判定される。上記系統制御装置の自己診断装置
は，例えば圧縮機系統で用いられる。圧縮機系統は，生
産を行うためには欠かせない系統であり，センサの誤動
作で運転を停止させるような状況を極力防止することが
できるためとりわけ有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態に係る系統制御装置の
自己診断装置の概略構成を示す図。

【図２】 センサの誤動作判定を説明するための図。

【図３】 圧縮機系統を説明するための図。

【符号の説明】

１…系統制御装置 ２…系統制御装置の自己診断装置 ３…信号蓄積手段 ４…センサ誤動作判定手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 系統に設けられたセンサからの観測信号
   を基に系統の故障を判定し所定の制御を行う系統制御装
   置の当該故障判定を自己診断する系統制御装置の自己診
   断装置において，上記観測信号を時系列に蓄積する信号
   蓄積手段と，上記信号蓄積手段により蓄積された観測信
   号を基に上記故障判定が上記センサの誤動作によるもの
   であるか否かを判定するセンサ誤動作判定手段とを具備
   してなることを特徴とする系統制御装置の自己診断装
   置。
2. 【請求項２】 上記系統制御装置が，上記観測信号が所
   定値を越えるか又は下回った場合に上記系統に故障が生
   じたと判定するものであって，上記センサ誤動作判定手
   段が，上記設定値と上記観測信号との差を所定期間内に
   積分した値が判定値よりも大きい場合で，かつ上記所定
   期間内に上記観測信号が上記設定値を越えるか又は下回
   った回数が判定回数以下の場合に，上記故障判定が上記
   センサの誤動作によるものであると判定してなる請求項
   １記載の系統制御装置の自己診断装置。
3. 【請求項３】 上記系統が圧縮機系統である請求項１若
   しくは２記載の系統制御装置の自己診断装置。