JPS60167007A - プラントの故障原因推定方式 - Google Patents
プラントの故障原因推定方式Info
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- JPS60167007A JPS60167007A JP59021694A JP2169484A JPS60167007A JP S60167007 A JPS60167007 A JP S60167007A JP 59021694 A JP59021694 A JP 59021694A JP 2169484 A JP2169484 A JP 2169484A JP S60167007 A JPS60167007 A JP S60167007A
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- Japan
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- failure
- cause
- matrix
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- 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
- G05B23/0259—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
- G05B23/0275—Fault isolation and identification, e.g. classify fault; estimate cause or root of failure
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- Automation & Control Theory (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、原子カプラント、化学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（故障原因が
１個）が発生した場合、故障原因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
原因推定方式に関する。
機器から構成される系において、単一故障（故障原因が
１個）が発生した場合、故障原因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
原因推定方式に関する。
プラントの故障原因推定方式として、本発明者はすでに
特願昭５６−１８７８７８号、特願昭５７−７９９５４
号、特願昭５８−８７４２９号および特願昭５８−１９
０７２６号を提案したが、これらの方式では、プラント
を構成する機器の故障波及関係に条件付故障波及関係（
弁の開、閉などの条件が成立して初めて先へ影響が波及
する関係）がある場合には、事前に条件の成立、不成立
を仮定して、モデル化しておく必要があった口上のため
、事前の仮定と異なる状況下では、推定を誤る可能性が
あった。
特願昭５６−１８７８７８号、特願昭５７−７９９５４
号、特願昭５８−８７４２９号および特願昭５８−１９
０７２６号を提案したが、これらの方式では、プラント
を構成する機器の故障波及関係に条件付故障波及関係（
弁の開、閉などの条件が成立して初めて先へ影響が波及
する関係）がある場合には、事前に条件の成立、不成立
を仮定して、モデル化しておく必要があった口上のため
、事前の仮定と異なる状況下では、推定を誤る可能性が
あった。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決するため
に、プランｌ−を構成する機器の故障波及関係に条件付
故障波及関係がある場合にも、真の故障原因を的確に推
定することのできる故障原因推定方式を提供することに
ある。
に、プランｌ−を構成する機器の故障波及関係に条件付
故障波及関係がある場合にも、真の故障原因を的確に推
定することのできる故障原因推定方式を提供することに
ある。
上記目的を達成するために、本発明は、複数個の機器か
らなる系において、機器毎には故障率を与え、かつ２機
器間には直接的な故障波及関係（波及方向、波及時間、
波及確率）を与えておき、センサから得られる異常情報
とそれらの検知時刻および正常情報と条件成立情報に基
づいて故障原因を推定している。本発明は特願昭５８−
１９０７２６号で提案した方式に、条件付故障波及関係
を故障波及関係として扱うか、削除するかを条件成立情
報に基づいて判定する段階を加える事により故障原因推
定の精度を上げた点に特徴がある。
らなる系において、機器毎には故障率を与え、かつ２機
器間には直接的な故障波及関係（波及方向、波及時間、
波及確率）を与えておき、センサから得られる異常情報
とそれらの検知時刻および正常情報と条件成立情報に基
づいて故障原因を推定している。本発明は特願昭５８−
１９０７２６号で提案した方式に、条件付故障波及関係
を故障波及関係として扱うか、削除するかを条件成立情
報に基づいて判定する段階を加える事により故障原因推
定の精度を上げた点に特徴がある。
以下、本発明の一実施例を第１図から第１０図により詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図は本発明による故障原因推定方式を実現するプラ
ント系の一実施例の構成を示すものである。
ント系の一実施例の構成を示すものである。
第１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
各構成機器１０２の動作状態、たとえば、流量、温度、
弁の状態などの信号１０４を検出し、検出信号１０５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、または状態判定器１０９からなる条
件判定装置１１０に出力する。異常検知装置１０７には
、あらかじめ、各信号が正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１０５を比較し、各
検出信号１０５が正常か異常かの信号１０８を故障原因
推定装置１１２に出力する。条件判定装置１１０には、
あらかじめ、各信号に対応する条件が成立か不成立かを
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１０５を比較し、各検出信号１０５に対応する条件が
成立か不成立かの信号１１１を故障原因推定装Ｍ１１２
に出力する。故障原因推定装置１１２では、一定の時間
毎に信号１０８をチェックし、正常信号から異常信号に
変化した場合にはその時刻を記憶する。オペレータコン
ソール１１３から演算指示信号１１４が出力されると。
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
各構成機器１０２の動作状態、たとえば、流量、温度、
弁の状態などの信号１０４を検出し、検出信号１０５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、または状態判定器１０９からなる条
件判定装置１１０に出力する。異常検知装置１０７には
、あらかじめ、各信号が正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１０５を比較し、各
検出信号１０５が正常か異常かの信号１０８を故障原因
推定装置１１２に出力する。条件判定装置１１０には、
あらかじめ、各信号に対応する条件が成立か不成立かを
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１０５を比較し、各検出信号１０５に対応する条件が
成立か不成立かの信号１１１を故障原因推定装Ｍ１１２
に出力する。故障原因推定装置１１２では、一定の時間
毎に信号１０８をチェックし、正常信号から異常信号に
変化した場合にはその時刻を記憶する。オペレータコン
ソール１１３から演算指示信号１１４が出力されると。
故障原因推定装置１１２では、演算指示信号１１４に応
じて、信号１０８と正常信号から異常信号に変化した時
刻、信号１１１、および初期データ入力装置１１５から
入力された故障波及方向。
じて、信号１０８と正常信号から異常信号に変化した時
刻、信号１１１、および初期データ入力装置１１５から
入力された故障波及方向。
波及時間、波及確率、各機器の故障率に対応した信号１
１６とに基づいて、故障原因の推定または推定された故
障原因の優先順位付けを行って、その信号１１７を表示
装置１１８に出力表示する。
１６とに基づいて、故障原因の推定または推定された故
障原因の優先順位付けを行って、その信号１１７を表示
装置１１８に出力表示する。
なお、初期データは一度入力しておけば、データの変更
を行わない限り、再入力の必要はない。
を行わない限り、再入力の必要はない。
第２図は、第１図の故障原因推定装置１１２での処理の
流れの一例を示すフローチャートである６以下、本発明
の実施例を、プラント構成機器の故障波及関係が第３図
のネットワークで表わされるプラントへの適用例を用い
て説明する。
流れの一例を示すフローチャートである６以下、本発明
の実施例を、プラント構成機器の故障波及関係が第３図
のネットワークで表わされるプラントへの適用例を用い
て説明する。
第３図のネットワークで節点はプラント構成機器を表わ
し、矢印の向きは故障の影響が直接波及する方向を表わ
す。四角で囲んだ節点はセンサによって、その機器が異
常がどうかを判定できる機器を表わす。また、三角は条
件を表わす。たとえば第３図では、機器４から３への波
及には条件ａの成立が必要であることを示している。
し、矢印の向きは故障の影響が直接波及する方向を表わ
す。四角で囲んだ節点はセンサによって、その機器が異
常がどうかを判定できる機器を表わす。また、三角は条
件を表わす。たとえば第３図では、機器４から３への波
及には条件ａの成立が必要であることを示している。
このような複数個（第３図では１９個）の機器において
、２機器間で故障の影響が直接波及する場合には、波及
方向と波及時間を与え、この関係を第４図に示すように
行列表現する。この行列をＡ＝ （ａｉｊ）、ｉ、ｊ＝
１．＝２．−１９とすると、たとえば、行列Ａの１行２
列目の１００は、機器ｌから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。空白部分は
直接波及がないことを意味し、演算上φとして扱う。行
列Ａは、すべての条件が成立している場合の関係を表わ
す。
、２機器間で故障の影響が直接波及する場合には、波及
方向と波及時間を与え、この関係を第４図に示すように
行列表現する。この行列をＡ＝ （ａｉｊ）、ｉ、ｊ＝
１．＝２．−１９とすると、たとえば、行列Ａの１行２
列目の１００は、機器ｌから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。空白部分は
直接波及がないことを意味し、演算上φとして扱う。行
列Ａは、すべての条件が成立している場合の関係を表わ
す。
さらに、２機器間で故障が直接波及する場合の波及方向
と波及確率を与え、この関係を第５図に示すように行列
表現する。この行列をＢ ＝ ［ｂ ｉ、ｊ）。
と波及確率を与え、この関係を第５図に示すように行列
表現する。この行列をＢ ＝ ［ｂ ｉ、ｊ）。
１、ｊ＝ｌ、２．・・・、１９とすると、たとえば、行
列Ｂの１行２列目の１は、機器１から２へ故障の影響が
直接に波及する確率が１であることを示すことになる。
列Ｂの１行２列目の１は、機器１から２へ故障の影響が
直接に波及する確率が１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意味し、演算上はＯと
して扱う。行列Ｂは、すべての条件が成立し、でいる場
合の関係を表わす。
して扱う。行列Ｂは、すべての条件が成立し、でいる場
合の関係を表わす。
第１図の初期データ入力袋Ｗ１１５から故障原因推定袋
Ｗ１１２へ入力する故障波及時間は行列Ａの形で、波及
確率は行列Ｂの形で入力する。
Ｗ１１２へ入力する故障波及時間は行列Ａの形で、波及
確率は行列Ｂの形で入力する。
いま、第３図のネットワークで故障波及関係が表わされ
るプラントにおいて、Ｒ常信号を出している機器３，９
，１８，１９、正常信号を出している機器７，１１，１
５．１７とする。条件ａは不成立、条件すは成立とする
。また、ある基準時刻から異常検知時刻までの経過時間
をそれぞれｔ３＝１００秒、ｔｇ＝２００秒＊ｔ＋ａ＝
３００秒＊ｔ＋ｅ＝３００秒とし、オペレータコンソー
ル１１３から演算開始の指示信号が故障原因推定装置１
１２に入力されるまでの経過時間ｔ０＝３００秒とする
。
るプラントにおいて、Ｒ常信号を出している機器３，９
，１８，１９、正常信号を出している機器７，１１，１
５．１７とする。条件ａは不成立、条件すは成立とする
。また、ある基準時刻から異常検知時刻までの経過時間
をそれぞれｔ３＝１００秒、ｔｇ＝２００秒＊ｔ＋ａ＝
３００秒＊ｔ＋ｅ＝３００秒とし、オペレータコンソー
ル１１３から演算開始の指示信号が故障原因推定装置１
１２に入力されるまでの経過時間ｔ０＝３００秒とする
。
まず、第２図のステップ１１９により、正常情報用故障
波及時間行列を計算する。ここでは、行列Ｂで１未満の
値の要素に対応する行列Ａの要素の値と条件付故障波及
関係にある行列Ａの要素の値をべてＱに置き換える。そ
の結果を第６図に示す。この行列をＣ＝ （ｅｌｊ）
ｔ １ ｔ ｊ＝ １ ｔ ２ｅ・・・、１９とすると
、たとえば、行列Ｃの１行２列目の１００は、機器１か
ら２へ故障の影響が１００秒で必ず直接波及することを
示す。空白部分は必ずしも直接波及しないことを意味し
、演算上はωとして扱う。この行列Ｃを用いて、すべて
の機器から正常信号を出している機器までの最短故障波
及時間をめる。これは、既知の最短距離と最短路をめる
解法（たとえば、伊理正夫・古林隆：ネットワーク理論
、日科技連出版社（１９７６） 。
波及時間行列を計算する。ここでは、行列Ｂで１未満の
値の要素に対応する行列Ａの要素の値と条件付故障波及
関係にある行列Ａの要素の値をべてＱに置き換える。そ
の結果を第６図に示す。この行列をＣ＝ （ｅｌｊ）
ｔ １ ｔ ｊ＝ １ ｔ ２ｅ・・・、１９とすると
、たとえば、行列Ｃの１行２列目の１００は、機器１か
ら２へ故障の影響が１００秒で必ず直接波及することを
示す。空白部分は必ずしも直接波及しないことを意味し
、演算上はωとして扱う。この行列Ｃを用いて、すべて
の機器から正常信号を出している機器までの最短故障波
及時間をめる。これは、既知の最短距離と最短路をめる
解法（たとえば、伊理正夫・古林隆：ネットワーク理論
、日科技連出版社（１９７６） 。
ＰＰ、３４−３７．を参照のこと）によりめることがで
きる。得られた波及時間を行列で表わすと第７図のよう
になる。この行列をＤ＝（ｄｉｊ〕、ｉ＝１．２．・・
・、１９、ｊ＝７．１０，１１，１５゜１７とすると、
たとえば１行列りの１行１列目の４１０は、機器１から
７へ故障の影響が波及するのに要する時間は高々４１０
秒であ゛ることを示す。
きる。得られた波及時間を行列で表わすと第７図のよう
になる。この行列をＤ＝（ｄｉｊ〕、ｉ＝１．２．・・
・、１９、ｊ＝７．１０，１１，１５゜１７とすると、
たとえば１行列りの１行１列目の４１０は、機器１から
７へ故障の影響が波及するのに要する時間は高々４１０
秒であ゛ることを示す。
空白部分は波及しない可能性があることを意味し、演算
上はωとして扱う。
上はωとして扱う。
次に、第２図のステップ１２０により、正常情報に基づ
く故障波及関係の更新を行う。ここでは。
く故障波及関係の更新を行う。ここでは。
行列Ａについて、正常信号を出している機器に対応する
行と列、および条件が不成立の条件付故障波及関係に対
応する要素をすべてのにする。その結果を第８図に示す
。この行列をＥ ” （８１Ｊ） ＋ｉ、ｊ＝１．２．
・・・、１９とする。この演算は、第３図のネットワー
ク上では、正常信号を出している機器の入出力技および
条材不成立の枝を削除することに相当する。
行と列、および条件が不成立の条件付故障波及関係に対
応する要素をすべてのにする。その結果を第８図に示す
。この行列をＥ ” （８１Ｊ） ＋ｉ、ｊ＝１．２．
・・・、１９とする。この演算は、第３図のネットワー
ク上では、正常信号を出している機器の入出力技および
条材不成立の枝を削除することに相当する。
第２図のステップ１２１から１２５までは、前述の特願
昭５８−１９０７２６号と同じであるので、以下のステ
ップは結果のみを示す。
昭５８−１９０７２６号と同じであるので、以下のステ
ップは結果のみを示す。
第２図のステップ１２１により、異常情報用故障波及時
間行列と波及確率行列を計算する。第９図には、異常情
報用故障波及時間行列を、第１０図には、波及確率行列
を示す。
間行列と波及確率行列を計算する。第９図には、異常情
報用故障波及時間行列を、第１０図には、波及確率行列
を示す。
次に、第２図のステップ１２２により、異常情報に基づ
く故障原因の推定を行う。ここでは、機器１，２．３が
故障原因と推定される。
く故障原因の推定を行う。ここでは、機器１，２．３が
故障原因と推定される。
次に、第２図のステップ１２３により、故障率に基づく
推定故障原因のチェックを行う。本例では１機器１，２
．３のいずれも故障率は０でないとする。したがって、
推定故障原因はそのまま。
推定故障原因のチェックを行う。本例では１機器１，２
．３のいずれも故障率は０でないとする。したがって、
推定故障原因はそのまま。
次に、第２図のステップ１２４により、故障波及時間に
基づく推定故障原因のチェックを行う。
基づく推定故障原因のチェックを行う。
この結果、推定故障原因は機器２，３となる。
次に、第２図のステップ１２５により、推定故障原因の
優先度付けを行う。
優先度付けを行う。
上述した実施例によれば、
（１）複数個の機器から構成さ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原因の推
定が可能、 （２）推定故障原因が複数個ある場合には、故障原因で
ある可能性の大きいものから順に表示可能。
、設置できるセンサの数が限られていても故障原因の推
定が可能、 （２）推定故障原因が複数個ある場合には、故障原因で
ある可能性の大きいものから順に表示可能。
（３）正常信号を出している機器の故障波及関係および
条件不成立の条件付故障波及関係を除去して、故障波及
時間を計算するため、正確な故障原因の推定が可能。
条件不成立の条件付故障波及関係を除去して、故障波及
時間を計算するため、正確な故障原因の推定が可能。
という効果がある。
以上説明したごとく本発明によれば、
（ａ）センサおよび異常検知装置が設置されていない機
器を含む系においても故障原因を推定可能、（ｂ）推定
故障原因が複数個ある場合には、各構成機器の故障率、
故障波及確率を用いて、故障原因である可能性の優先度
付けが可能、 （ｃ）正常信号を出している機器の故障波及関係および
条件不成立の条件付故障波及関係を除去して、故障波及
時間を計算するため、正確な故障原因の推定が可能、 となり、この結果、従来方式ではできなかった故障原因
推定が可能となり、故障発生時の対策を容易にできると
いう効果がある。
器を含む系においても故障原因を推定可能、（ｂ）推定
故障原因が複数個ある場合には、各構成機器の故障率、
故障波及確率を用いて、故障原因である可能性の優先度
付けが可能、 （ｃ）正常信号を出している機器の故障波及関係および
条件不成立の条件付故障波及関係を除去して、故障波及
時間を計算するため、正確な故障原因の推定が可能、 となり、この結果、従来方式ではできなかった故障原因
推定が可能となり、故障発生時の対策を容易にできると
いう効果がある。
第１図は本発明の故障原因推定方式によるプラント系の
一実施例の構成図、第２図は第１図の故障原因推定装置
での処理の一例を示すフローチャート第３図はプラント
の故障波及関係と設置センサの位置を示す図、第４図は
直接故障波及時間行列を示す図、第５図は直接故障波及
確率行列を示す図、第６図は正常情報用直接故障波及時
間行列を示す図、第７図は正常情報用故障波及時間行列
を示す図、第８図は異常情報用直接故障波及時間行列を
示す図、第９図は異常情報用故障波及時間行列を示す図
、第１Ｏ図は故障波及確率行列を第１図 第 ２ 巴 第 ３ 図 第 ４ 口 第 ！５ 国 第 ６ 口 第１頁の続き ＠発明者橋本 茂男 日立重大みか町５丁目２番１号 株式会社日立製作所大
みか工場内
一実施例の構成図、第２図は第１図の故障原因推定装置
での処理の一例を示すフローチャート第３図はプラント
の故障波及関係と設置センサの位置を示す図、第４図は
直接故障波及時間行列を示す図、第５図は直接故障波及
確率行列を示す図、第６図は正常情報用直接故障波及時
間行列を示す図、第７図は正常情報用故障波及時間行列
を示す図、第８図は異常情報用直接故障波及時間行列を
示す図、第９図は異常情報用故障波及時間行列を示す図
、第１Ｏ図は故障波及確率行列を第１図 第 ２ 巴 第 ３ 図 第 ４ 口 第 ！５ 国 第 ６ 口 第１頁の続き ＠発明者橋本 茂男 日立重大みか町５丁目２番１号 株式会社日立製作所大
みか工場内
Claims (1)
- 複数個の機器−からなる系における限られた機器に対応
するセンサの情報により故障原因となる機器を推定する
プラントの故障原因推定方式において、初期入力である
２機器間の故障波及方向、波及時間、波及確率および各
機器の故障率、センサからの入力である異常情報とそれ
らの検知時刻および正常情報と条件成立情報とに基づい
て、故障原因となる機器を、正常情報用故障波及時間行
列を計算するステップと、条件成立情報・正常情報に基
づいて故障波及関係を更新するステップと、異常情報用
故障波及時間行列・波及確率行列を計算するステップと
、異常情報に基づいて故障原因を推定するステップと、
機器の故障率に基づいて推定故障原因をチェックするス
テップと、故障波及時間に基づいて推定故障原因をチェ
ックするステップと、故障率と波及確率とに基づいて推
定故障原因を優先度付けするステップとを実行すること
により推定することを特徴とするプラントの故障原因推
定方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59021694A JPS60167007A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | プラントの故障原因推定方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59021694A JPS60167007A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | プラントの故障原因推定方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60167007A true JPS60167007A (ja) | 1985-08-30 |
Family
ID=12062170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59021694A Pending JPS60167007A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | プラントの故障原因推定方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60167007A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0541326A3 (en) * | 1991-11-04 | 1993-06-09 | General Electric Company | Determination of control system status |
| CN117608274A (zh) * | 2024-01-23 | 2024-02-27 | 四川鼎鸿智电装备科技有限公司 | 一种工程机械故障诊断方法及系统、设备、介质 |
-
1984
- 1984-02-10 JP JP59021694A patent/JPS60167007A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0541326A3 (en) * | 1991-11-04 | 1993-06-09 | General Electric Company | Determination of control system status |
| CN117608274A (zh) * | 2024-01-23 | 2024-02-27 | 四川鼎鸿智电装备科技有限公司 | 一种工程机械故障诊断方法及系统、设备、介质 |
| CN117608274B (zh) * | 2024-01-23 | 2024-04-02 | 四川鼎鸿智电装备科技有限公司 | 一种工程机械故障诊断方法及系统、设备、介质 |
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