JPS5890122A - プラントの故障源推定方式 - Google Patents

プラントの故障源推定方式

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JPS5890122A
JPS5890122A JP18787881A JP18787881A JPS5890122A JP S5890122 A JPS5890122 A JP S5890122A JP 18787881 A JP18787881 A JP 18787881A JP 18787881 A JP18787881 A JP 18787881A JP S5890122 A JPS5890122 A JP S5890122A
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JP
Japan
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plant
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Pending
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JP18787881A
Other languages
English (en)
Inventor
Masazumi Furukawa
古河 雅澄
Satoshi Miyazaki
聡 宮崎
Sadanori Shintani
新谷 定則
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00Measuring or testing not otherwise provided for

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

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】 本発明は、原子カプラント、化学プラント、上下水道プ
ラントなど複数個の機器から構成される系において、単
一故障(故障源が1個)が発生した場合、故障源となっ
ている機器を、限られた数のセンサの情報から推定する
プラントの故障源推定方式に関する。
プラントの機器の故障を調べる故障診断方式とし、従来
から種々の方式が知られているが、これらの方式では、 (1)センサは故障源となる機器に設置できること全前
提にしている、 (2)圧力、流量などの状態量と異常現象(故障源)と
の因果関係、たとえば圧力が低く、流量が少なくなった
場合は、配管のK(裂という関係を前もって作成してお
き、センサがら得られる現在の圧力、流量などの値と比
較することによって異常を診断する、 という特徴があった。そのため、(1)の前提では、現
存するセンサの種類から診断できる異常現象は少数に限
定される、(2)では、大規模・複雑なプラントを対象
とする場合には因果関係の作成が困!trillである
という欠点があった。
本発明の目的は、上記従来技術の間:61点を解決する
ために、限られた設置数のセンサの情報から、大規模・
抜雑なプラントにおいても、真の故障源を的確に推定し
、烙らに故障源である可能性の順序づけを行なうことが
できる故障源推定方式全提供することにある。
°このような目的′!f−達成するために、本発明は、
複数個の機器からなる系において、2機器間に直接的な
故障波及関係を与え、行列演算を行なうことによって、
全機器間での直接的・間接的な波及関係を求め、この波
及関係に、センサから得られる異常情報と正常情報を与
え、故障源全推定するようになっている。また、本発明
は、故障源と推定したものが複数個ある場合は、各機器
の故障率、2機器間の故1暉波及確率によって、複数個
の推定故障源の間に、故障源である可能性の高い順に優
先問をつけるようにするものである。
1″J、ド、本究明の実Mli N全第1図〜第7図に
より訂惰用に、脱明する。
第1図は本発明による故障源+ifl定方式全方式する
プラント系の一実施例のす177成を示すものである。
、11図において、プラント101は、複数個の構成機
器102と、その中のいくつかの機器の状態を検出する
ためのセンサ103とからなる。これらのセンサ103
は各+tit成機器102の動作状態、たとえば、流計
、温度、周波数などの信号104を検出し、検出信号1
05を各センサ103に対応した異常検知器106から
なる異常検知装置107に出力する。異常検知装置t1
07には、あらかじめ、各信号が正常か異常かを判定す
る基準信号が記憶されており、基準信号と検出信号10
5を比較し、各検出信号105が正常か異常かの信号1
08を故障源推定装置109に出力する。故障源推定装
置109では信号108と、初期データ入力装置110
から入力された故障波及方向、波及時間、波及確率、各
@器の故障率に対応した信号111とに基づいて、故障
源の推定と優先順位づけを行なって、その信号112を
表示装置113に出力する。
なお、初期データは一度入力しておけば、データの変更
を行なわない限り、再入力の必要はない。
第2図は、第1図の故障源推定装置f 109での処J
ulの(At、れの−例を示すフローチャートである。
第:3図は、2系統からなるIJPG(しquifie
dpetroleum Qas )プラントのポンプ設
備ノー例における機器名、系統名金示した系統図である
第3図のように、ポンプ設備のfl(を成機器は、]、
 P G主管1.18,19、スルース弁2,5゜10
 、 13、LI’Gポンプ3,11、電源4゜12、
流粧トランスミツタロ、14、流&を指示調節計7.1
5、エアモータハンドル付弁8 、16、空気作切弁9
,17である。
このような複数個の礪2:号において、2機器間で故障
が直接波及する場合には、波及方向と波及時間を与え、
この関f、%’に第4図に示すように行列表現する。こ
の行列*A=[a++:]、  ’ l J = 11
2+・・・、21とすると、たとえば、行列Aの1行2
列目の100は、機器1から機器2へ故障の影響が直接
波及し、その時間が100秒であることを示すことにな
る。空白部分は直接波及がないことを甘味し、演算上ば
Oとして扱う。−また、20と21はそれぞれダミー人
力節点、ダミー出力節点を表わし、演算の便宜上追加し
たものである。
行列Aで表わされる機器間の故障波及関係をネットワー
ク状に書き直すと、第5図に示すようになる。図中、X
濁1””1121・・・、21は、各構成機器lに対応
しており、矢印上の数字は故障の影響が波及する時間を
示している。
上記行列Aは2機器間の直接的な故障波及関係(波及時
間と波及方向)を表わしている。以下では、故障源推定
の第1ステツプとして、故障の影響がある要素全経由し
て他の要素に波及するという間接的な波及関係も含んだ
形で波及方向のみ全表示する。これには、まず、以下の
演算を簡単にするため、行列Ak、要素の値が0または
1からなる行列Bに変換する。すなわち行列Aで、ある
値をもつ要素に対応した要素の値を1とし、他は0とす
る。この演算は第2図のブロック114で行なわれ、そ
の結果は第6図に示すようになる。
次にBに単位行列■を加え、(Il+I )j = (
B+I )J”となるまでべき乗演算し、第2図のブロ
ック115のように、故障波及経路全構成する。この結
果は第7図に示すようになり、この行列を可到達行列と
よびBとする。
行列■3の要素で1の値をもつものは、その行番号に対
応した故障要素から列番号に対応した故障要素へ最大j
−1個の故障要素を経由すれは故障の影響が必ず波及す
ることを示している。一方、0の値をもつものは、行i
′lT号に対応した要素から列番号に対応した要素へ故
障の影響が決して波及しないことを示している。
以下では、第2図のブロック116のように、信号10
8としての異常情報により、故障源を推定する方法につ
いて述べる。い址、第5図の口で囲んで示したように、
センサの設けられている機器全9.19,15.17と
し、異常信号を出している機器−i9,19、正常信号
を出している機器を15.17とする。
故障源全推定するには、異常が検知された、X、とX、
。に至る矢印金節にたどり、それぞれの経路にに・らる
共通の磯2ニーr全選定する。団体的な演舅の方法とし
ては、第7図でxoに対応する9列目とII9に対応す
る19列目を調べ、それぞれ共通に1の値ヲもつ行、す
なわち1,2,3,4゜20行に対応した、1,2,3
,4.20のいずれかが故障源と推定する。畑らにダミ
ー’116点である20を除くと、推定故障源は1,2
,3.4となる。
次に、第2図のブロック117において、推定故障源の
中で推定数1傘源から除くべきものがあるか否かを、正
常1d号金出している機器15.17に基づいて以下の
方法でチェックする。チェック方法は、まず15.17
へ至る矢印全それぞれ逆にたどシ、上記の推定故障源と
共心となる機器1全求める。次に、機器1から異常機器
9に至る矢数個の経路について最短時間t?+−“ =
300に求める。同様に、1711〜 =400を求め
る。第3に、”冑ト”7’+”o  f!: k比軟L
、最大(D (fll ”°8tTIn=400を求め
る。maze、min、、故障mk x + トL*場
合に、故障発生後、少なくとも400秒は経過している
と考えられる時間を示す。第4に、機器1から正常機器
15に至る経路について最長時間t 、m〕1 =41
0を求める。同様に、’I’l”7=420を求める(
計算時間の短縮を図りたい場合は、計算が容易な最短時
間全求めることも可能であるが、この場合は、11.定
故障源のチェックが不十分になル’jfJ 合fr”j
b ル。)o iiJ’45K、’7’lxlト17”
l”7 (!: ’e比1咬シ、最小)埴m” t”、
”= 410= 、I+1m八 を求メる。ml 、 
tlllaKは、もしX、が酸11?S源であれば、遅
くとも410秒後には、X5wで異常が生じるというこ
とを示している。しかし、410秒後に必ず異常が生じ
るか否かは、XlからXII+までの故障波及確率が1
.0であるか否かに1ぺ存するため、次に波及確率から
の検N=J全行なう。すなわち、第6として、機器1か
ら15−まで故障の影響が波及する確率II J’をN
−13’Jする。II P (1,(lの場合は、故障
発生i、410秒経過してもX4で異常が生じない場合
もあるため、機器1を)イ1モ定故11?F源に含める
、/7 p = 1.、0 (7)場合は、m” t7
1+ト”” 、″、axト金比i1RL、maw 1.
≧n□Ink、  なら、機器15で異常が生じるはず
であるのに正常値を示しているため、機器1は故障源で
はないと考え、機器1を1111足故障源か(9) ら1dfL、ra*x tT”< ml°t7X i 
ラ、m器15 テ異常が生じるか否かは、芒らに時間の
経過ktだねばならず、現時点で、故障源でないとは決
定できないから、機器1全推定故障源に含めるものとす
る。
本芙施例でpHP= 1.0とすると、maxtr” 
−400(””tT” =410と7Thるから機器1
を推定故障源に含める。
次に、第2図のブロック118において、推定故障源を
、各機器の故障率PIと機器間の故障波及確率P+ j
k用いて故障源である確からしさの優先度づけを以下の
方法で行なう。
先ず、複数個の推定故障源の中から、最も下流側にある
要素X!  (=(機器3)を選ぶ。次に、X3以外の
推定故障源からX、に至る経路について、以下の頭金計
算し、機器3の酸1fit率P、も含めてそのii十n
:It自金上い吹する。H−1’ )’L ILL:I
の太きいものほど優先度(酸13?五〇?である可能性
)が太きいとする。
実施例では、 (10) Pl ・P3,2 ・P2、。
P、・P2.。
3 P4  ・P、1゜ の値を比較することになる。
上記優先度つけ方法は、厳密なに1゛算ではあるが、ネ
ットワークが大きくなると長い計算時間が必要となる。
厳密烙には欠けるが唱°宍時回の短縮を図るには、以下
の2つの方法が考えられる。
(1)推足故ij4源各々の故障率の大小により優先度
づけ全行なう。例では、PI I P21 Pg 1P
4の頭金比軟する。
(2)複数昭の11F足故(II;C源の中から最も下
流側にある要素X、Aぶ。次に、」二流1則にあるx2
 とX4とを求め、t’s、s l J’4.m があ
る与えられた閾ID’j以丁かどうかをチェックする。
閾値以下のものが・ちる1ル)イ1、たとえばl、’、
、s = (15(閾値=()、8、I’s、5−I)
−9>閾値= 0.8とすると、x3より」1流側にあ
るx2とxlす:故障ゆに候補からはずし、残りのXs
とX4について厳密を優先度(11) づけ方法を通用する。
上述した実施例によれは、 (1)  複数11+’iの嵌結から構成6れるプラン
トを対象とし、設置できるセンサの数が限られていても
故障源の推定可能、 (2)故障源である可能性の大きいものから順に表示可
能、 という効果がある。
以上述べたように、本発明によれば、 (1)センサおよび異常検知装置が設置埒nてぃない機
器を含む系においても故障分を推定可能、(2)正常信
号、故障波及確率を利用して、(1)で求めた推定故障
源を芒らにしぼることが可能、(3)各慎器の故lS率
、故障波及確率を用いて、故障源である可能性の優先度
づけが可能、となる。
このため、従来方法では出来なかった故障源推足が可能
となシ、故障兄生時の対策を容易にできるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
(12) 第1図は本発明の故障σ≦を推定方式全実現するプラン
ト系の一例の構成図、第2図は第1図の故障源J11L
定装jh:での処Jlの一例を示すフローチャート、第
3図〜第7図は本発明による故11iλ源推定方式の一
例を説明するだめの図で、第3図はL P Gプラント
のポンプ設備系統図、第4図は故障波及確率行列を示す
図、第5図はポンプ設備の故11&波及網と設置センサ
の位置を示す図、第6図は故障波及関連行列のプール行
列を示す図、第7181は故障波及関連行列の町到達行
列を示す1ン1 代哩人 弁理士 l専田利幸 (13) 第 1 図 ¥i4 図 第 5 図 χ2I y−ミー出カ台9点、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数個の機器からなり、限られた機器に対応するセ
    ンサの情報によシ、故障源となる機器を推定するプラン
    トの故障源推定方式において、全機器間での故障数及関
    係を求め、求められた故障波及確率と上記センサの情報
    から得られた異常、正常情報とに基づいて、故障源を推
    定するようにしたことkm徴とするプラントの故障源推
    定方式。 2、各機器の故障率および機器間の故障波及確率の少な
    くとも一方に基づいて、推定された故障源の浸先順位付
    けを行なうようにしたこと全特徴とするプラントの故障
    源推定方式。
JP18787881A 1981-11-25 1981-11-25 プラントの故障源推定方式 Pending JPS5890122A (ja)

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JPS5890122A true JPS5890122A (ja) 1983-05-28

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6076640A (ja) * 1983-10-03 1985-05-01 Toshiba Corp 回転機械の異常運転診断装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5617404A (en) * 1979-07-23 1981-02-19 Hitachi Ltd Plant-state supervising method

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