JPS6057414A - プロセス異常検出装置 - Google Patents
プロセス異常検出装置Info
- Publication number
- JPS6057414A JPS6057414A JP58165141A JP16514183A JPS6057414A JP S6057414 A JPS6057414 A JP S6057414A JP 58165141 A JP58165141 A JP 58165141A JP 16514183 A JP16514183 A JP 16514183A JP S6057414 A JPS6057414 A JP S6057414A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- time
- signal
- abnormality
- delay
- control deviation
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
- G05B23/0224—Process history based detection method, e.g. whereby history implies the availability of large amounts of data
- G05B23/0227—Qualitative history assessment, whereby the type of data acted upon, e.g. waveforms, images or patterns, is not relevant, e.g. rule based assessment; if-then decisions
- G05B23/0235—Qualitative history assessment, whereby the type of data acted upon, e.g. waveforms, images or patterns, is not relevant, e.g. rule based assessment; if-then decisions based on a comparison with predetermined threshold or range, e.g. "classical methods", carried out during normal operation; threshold adaptation or choice; when or how to compare with the threshold
Landscapes
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- Automation & Control Theory (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】
［発明の技術分野］
本発明はプロセスおよびその制御装置の異常を検出する
のに好適なプロセス異常検出装置に関する。
のに好適なプロセス異常検出装置に関する。
［発明の技術的背景］
一般にプロセス制御装置は、プロセスの状態量を与えら
れた設定値に一致させるべく制御を行なっている。従っ
て、制御装置およびプロセスが正常であれば、設定値と
プロセスの状態量の差すなわち制御偏差は零あるいは零
に近い値となる。逆に言えば、もしも制御装置あるいは
プロセスに異常が生じている場合には制御偏差は零ある
いは零に近い値とならない。従って、制御偏差を監視す
ることにより、制御装置あるいはプロセスの異常を検出
することができる。
れた設定値に一致させるべく制御を行なっている。従っ
て、制御装置およびプロセスが正常であれば、設定値と
プロセスの状態量の差すなわち制御偏差は零あるいは零
に近い値となる。逆に言えば、もしも制御装置あるいは
プロセスに異常が生じている場合には制御偏差は零ある
いは零に近い値とならない。従って、制御偏差を監視す
ることにより、制御装置あるいはプロセスの異常を検出
することができる。
第１図はそのような原理に基づき制御装置あるいはプロ
セスの異常を検出するプロセス異常検出装置の従来例を
示したもので、ｌは設定値ＳＬおよびプロセスの状態量
Ｓ２から制御偏差Ｓ３を演算する演算器、２は制御偏差
Ｓ３により操作信号Ｓ７を出力する制御器、３は操作信
号Ｓｙにより制御されるプロセス、４は制御偏差Ｓ３の
大きさを監視し、制御偏差Ｓ３の絶対値が与えられた一
定値Ｓ４を越えた場合、異常信号Ｓ５を出力する比較器
、５は異常信号Ｓ５が入力された場合、与えられた遅れ
時間Ｔ後に異常検出信号Ｓ６を出力する遅れ要素である
。
セスの異常を検出するプロセス異常検出装置の従来例を
示したもので、ｌは設定値ＳＬおよびプロセスの状態量
Ｓ２から制御偏差Ｓ３を演算する演算器、２は制御偏差
Ｓ３により操作信号Ｓ７を出力する制御器、３は操作信
号Ｓｙにより制御されるプロセス、４は制御偏差Ｓ３の
大きさを監視し、制御偏差Ｓ３の絶対値が与えられた一
定値Ｓ４を越えた場合、異常信号Ｓ５を出力する比較器
、５は異常信号Ｓ５が入力された場合、与えられた遅れ
時間Ｔ後に異常検出信号Ｓ６を出力する遅れ要素である
。
上記構成で、まず、何らかの異常が制御器２あるいはプ
ロセス３に生じた場合を第２図を参照して説明する。こ
の場合、設定値を５１、プロセスの状態量を５２とする
と、 Ｓ＋≠Ｓ２ ・・・・・・（１） となるため、制御偏差Ｓ３は零から増加（あるいは減少
）して一定値Ｓ４を越え。
ロセス３に生じた場合を第２図を参照して説明する。こ
の場合、設定値を５１、プロセスの状態量を５２とする
と、 Ｓ＋≠Ｓ２ ・・・・・・（１） となるため、制御偏差Ｓ３は零から増加（あるいは減少
）して一定値Ｓ４を越え。
＋５３１＞１５４１ ・・・・・・（２）となった時点
で、異常信号Ｓ５がＯＮとなる。しかし、この時点では
遅れ要素５による遅１Ｌ時間丁があるため、異常検出信
号Ｓ６はＯＮとはならず、異常信号Ｓ５の０１１状態が
遅れ時間１以上継続した場合に異常検出信号Ｓ６がＯＮ
となる。
で、異常信号Ｓ５がＯＮとなる。しかし、この時点では
遅れ要素５による遅１Ｌ時間丁があるため、異常検出信
号Ｓ６はＯＮとはならず、異常信号Ｓ５の０１１状態が
遅れ時間１以上継続した場合に異常検出信号Ｓ６がＯＮ
となる。
次に、制御器２およびプロセス３が正常で過渡状態が生
じた場合を第３図を参照して説明する。制御器２および
プロセス３が正常であっても過渡状態が生じた場合には
、一般に前記（１）式あるいは（２）式と同様の状況が
生じる。しかしながら、たとえ異常信号Ｓ５がＯＮシた
としても、制御器２およびプロセス３が正常である以上
、いずれは、ＳＩ：Ｓ２ ・・・・・・（３） となり、異常信ｔｓｓはＯＦＦとなる。従って、異常信
号Ｓ５がＯＮＬ、ている時間が遅れ要素５の遅れ時間Ｔ
より小さければ、異常検出信号Ｓ６はＯＮとならず。
じた場合を第３図を参照して説明する。制御器２および
プロセス３が正常であっても過渡状態が生じた場合には
、一般に前記（１）式あるいは（２）式と同様の状況が
生じる。しかしながら、たとえ異常信号Ｓ５がＯＮシた
としても、制御器２およびプロセス３が正常である以上
、いずれは、ＳＩ：Ｓ２ ・・・・・・（３） となり、異常信ｔｓｓはＯＦＦとなる。従って、異常信
号Ｓ５がＯＮＬ、ている時間が遅れ要素５の遅れ時間Ｔ
より小さければ、異常検出信号Ｓ６はＯＮとならず。
過渡状態に起因する誤検出は防止できる。
［背景技術の問題点］
しかしながら、上記従来装置においては、遅れ要素５に
よる遅れ時間Ｔを小さく設定すると、過渡時に制御器２
およびプロセス３が正常であるにも拘わらず異常検出信
号Ｓ６がＯＮとなってしまい誤検出が発生する。一方、
遅れ時間Ｔを大きく設定すると、制御器２あるいはプロ
セス３が異常になっても異常検出信号Ｓ６がＯＮするま
で長い時間がかかり、プロセスの現状維持動作あるいは
保護動作に遅れが生じる。このため、遅れ時間Ｔは考え
られる最大過渡変化に対して異常検出信号Ｓ６がＯＮＬ
。
よる遅れ時間Ｔを小さく設定すると、過渡時に制御器２
およびプロセス３が正常であるにも拘わらず異常検出信
号Ｓ６がＯＮとなってしまい誤検出が発生する。一方、
遅れ時間Ｔを大きく設定すると、制御器２あるいはプロ
セス３が異常になっても異常検出信号Ｓ６がＯＮするま
で長い時間がかかり、プロセスの現状維持動作あるいは
保護動作に遅れが生じる。このため、遅れ時間Ｔは考え
られる最大過渡変化に対して異常検出信号Ｓ６がＯＮＬ
。
ないような時間に設定するが、そうすると、重大異常発
生時に検出動作の遅れからプロセスを停止あるいは危険
な状態に陥れる問題点があった。
生時に検出動作の遅れからプロセスを停止あるいは危険
な状態に陥れる問題点があった。
［発明の目的］
本発明は上記問題点を解消し、制御装置およびプロセス
の異常を迅速、適確に検出することのできる信頼性の高
いプロセス異常検出装置を堤供することを目的とする。
の異常を迅速、適確に検出することのできる信頼性の高
いプロセス異常検出装置を堤供することを目的とする。
［発明の概要コ
このため１本発明は異常信号発生から異常検出信号を出
力するまでの遅れ時間を制御偏差に応じて変え、制御偏
差が大きければ遅れ時間を小さく、また、制御偏差が小
さければ遅れ時間を大きくして誤検出を防止し、重大異
常に対し迅速に現状維持動作あるいは保護動作を行ない
得るようにしたことを特徴としている。
力するまでの遅れ時間を制御偏差に応じて変え、制御偏
差が大きければ遅れ時間を小さく、また、制御偏差が小
さければ遅れ時間を大きくして誤検出を防止し、重大異
常に対し迅速に現状維持動作あるいは保護動作を行ない
得るようにしたことを特徴としている。
［発明の実施例］
以下１本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第４図は本発明の一実施例に係るプロセス異常検出装置
の構成図を示したものである。図中、第１図と同一符号
は同−又は相当部分を示し、第１図と異なる点は制御偏
差ｓ３を遅れ要素５に久方し、遅れ時間Ｔを制御偏差ｓ
３により可変とした点である。
の構成図を示したものである。図中、第１図と同一符号
は同−又は相当部分を示し、第１図と異なる点は制御偏
差ｓ３を遅れ要素５に久方し、遅れ時間Ｔを制御偏差ｓ
３により可変とした点である。
第５図はその制御偏差ｓ３の絶対値と遅れ時間Ｔ。
の関係の一例を示したもので、制御偏差ｓ３の絶対値が
大きいほど遅れ時間Ｔは小さくなるＴ＝ｆ（Ｓ３）なる
関数関係にある。
大きいほど遅れ時間Ｔは小さくなるＴ＝ｆ（Ｓ３）なる
関数関係にある。
以上の構成で、まず、制御器２あるいはプロセス３に異
常が生じた場合について第６図のタイムチャートを参照
して説明する。
常が生じた場合について第６図のタイムチャートを参照
して説明する。
前記第１図に説明した従来例同様、制御偏差ｓ３の絶対
値が一定値ｓ４を越えると、比較器４より出力する異常
信号ｓ５がＯＮする。この異常信号ｓ５のＯＮにより遅
れ要素５は経過時間のカウントを開始し、遅れ時間Ｔに
達したが否が判断する。一方、この遅れ時間Ｔは制御偏
差ｓ３に応じて第５図に示した関数関係で時々刻々変化
する。即ち、制御偏差Ｓ３が大きくなるに従って次第に
小さくなる。
値が一定値ｓ４を越えると、比較器４より出力する異常
信号ｓ５がＯＮする。この異常信号ｓ５のＯＮにより遅
れ要素５は経過時間のカウントを開始し、遅れ時間Ｔに
達したが否が判断する。一方、この遅れ時間Ｔは制御偏
差ｓ３に応じて第５図に示した関数関係で時々刻々変化
する。即ち、制御偏差Ｓ３が大きくなるに従って次第に
小さくなる。
これにより、遅れ要素５の経過時間カウント値がその遅
れ時間Ｔに一致すると、このときの異常信号Ｓ５の状態
を判断し、異常信号Ｓ５がＯＮならば。
れ時間Ｔに一致すると、このときの異常信号Ｓ５の状態
を判断し、異常信号Ｓ５がＯＮならば。
異常検出信号Ｓ６をＯＮとする。
従って５第６図に示すように、制御偏差Ｓ３の変化状態
として、５３＋１５３２なる２つの制御偏差状態を考え
れば、早く制御偏差が増す曲線５３１の方が早く遅れ時
間Ｔが小さくなるため、先に経過時間１゛３１てＯＮす
る。一方１曲線Ｓ３２の方は遅れ時間Ｔかなかなか小さ
くならないため、その分遅れて経過時間Ｔ３２でＯＮす
る。このことは重大異常であればあるほど迅速に異常検
出信号Ｓ６がＯＮして現状維持動作あるいは保護動作を
行ないプロセスの安定を図り得ることを意味する。
として、５３＋１５３２なる２つの制御偏差状態を考え
れば、早く制御偏差が増す曲線５３１の方が早く遅れ時
間Ｔが小さくなるため、先に経過時間１゛３１てＯＮす
る。一方１曲線Ｓ３２の方は遅れ時間Ｔかなかなか小さ
くならないため、その分遅れて経過時間Ｔ３２でＯＮす
る。このことは重大異常であればあるほど迅速に異常検
出信号Ｓ６がＯＮして現状維持動作あるいは保護動作を
行ないプロセスの安定を図り得ることを意味する。
次に、制御器２およびプロセス３が正常で過渡状態が生
じた場合について第７図のタイムチャートを参照して説
明する。
じた場合について第７図のタイムチャートを参照して説
明する。
この場合、最大過渡状態における制御偏差Ｓ３の変化を
、第７図に示す通り、異常信号Ｓ５がＯＮＬ。
、第７図に示す通り、異常信号Ｓ５がＯＮＬ。
てからＴ２時間後最大制御偏差５３ ｍａｘに達し、以
後は減少するものとする。すると、遅れ要素５における
遅れ時間Ｔは、第５図のＴｌｌ１ｉｎ ＝ ｆ （Ｓ
ｓ ｍａｘ）を最小遅れ時間としてあとは制御偏差ｓ３
の増減に応じて丁ｍ ｉ ｎ以上の値をとるように関数
曲線Ｔ＝ｆ（Ｓ３）に沿って変化する。この場合に異常
検出信号Ｓ６をＯＮさせないようにするためには、遅れ
要素５における経過時間カウント値がＴ＋暗時間間遅れ
時間１°に追いつがないようにする必要がある。
後は減少するものとする。すると、遅れ要素５における
遅れ時間Ｔは、第５図のＴｌｌ１ｉｎ ＝ ｆ （Ｓ
ｓ ｍａｘ）を最小遅れ時間としてあとは制御偏差ｓ３
の増減に応じて丁ｍ ｉ ｎ以上の値をとるように関数
曲線Ｔ＝ｆ（Ｓ３）に沿って変化する。この場合に異常
検出信号Ｓ６をＯＮさせないようにするためには、遅れ
要素５における経過時間カウント値がＴ＋暗時間間遅れ
時間１°に追いつがないようにする必要がある。
そのためには、最大制御偏差Ｓ ３ ｍａｘに達したと
きの時間Ｔ２より遅れ時間Ｔ耐ｎを太きくり、Ｓ３の減
少に対して指数関数的にＴを増加させればよい。
きの時間Ｔ２より遅れ時間Ｔ耐ｎを太きくり、Ｓ３の減
少に対して指数関数的にＴを増加させればよい。
即ち、
Ｔｍ１ｎ以下（Ｓ ３ｍａｘ）＞Ｔ ２ −−（４）を
満足する曲線状に第５図の関数Ｔ＝ｆ（Ｓ３）を決定す
れば、最大過渡状態時の異常信号ｓ５がＯＮとなるＴ１
の間、遅れ要素５における経過時間カウント値と遅れ時
間１゛との一致を阻止することができ、異常検出信号Ｓ
６をＯＮとする如き誤検出を防止することができる。
満足する曲線状に第５図の関数Ｔ＝ｆ（Ｓ３）を決定す
れば、最大過渡状態時の異常信号ｓ５がＯＮとなるＴ１
の間、遅れ要素５における経過時間カウント値と遅れ時
間１゛との一致を阻止することができ、異常検出信号Ｓ
６をＯＮとする如き誤検出を防止することができる。
これと同時に、最大過渡状態時の勾配以上に急峻に立上
る実際の異常のときには、遅れ時間ＴはＴｍ１ｎ以下と
なるため、極めて迅速な異常検出が可能となる。このこ
とは従来例のものが異常検出に最低１゛１時間要したの
と比べ格段な差を生じる。
る実際の異常のときには、遅れ時間ＴはＴｍ１ｎ以下と
なるため、極めて迅速な異常検出が可能となる。このこ
とは従来例のものが異常検出に最低１゛１時間要したの
と比べ格段な差を生じる。
このように本実施例の場合、制御器４５３の立上りが急
峻になればなるほど、即ち、重大異常はど異常検出時間
が短かくなるというこれまでのプロセス異常検出装置に
見られない優れた特性を有することから、原子カプラン
トのような高度の安定性が要求されるプロセス制御に適
用して顕著な作用効果を発揮する。
峻になればなるほど、即ち、重大異常はど異常検出時間
が短かくなるというこれまでのプロセス異常検出装置に
見られない優れた特性を有することから、原子カプラン
トのような高度の安定性が要求されるプロセス制御に適
用して顕著な作用効果を発揮する。
［発明の効果］
以上のように本発明によれば、制御装置およびプロセス
の異常を迅速、適確に捉えることができる。特に、重大
異常はど迅速に検出することができることから、プロセ
スの安定性の確保と不用なプロセス停止防止に役立つ信
頼性の高いプロセス異常検出装置が得られる。
の異常を迅速、適確に捉えることができる。特に、重大
異常はど迅速に検出することができることから、プロセ
スの安定性の確保と不用なプロセス停止防止に役立つ信
頼性の高いプロセス異常検出装置が得られる。
第１図は従来のプロセス異常検出装置のブロック構成図
、第２図および第３図は第１図の各部信号のタイムチャ
ー１〜で、第２図は異常時のタイムチャー１〜、第３図
は過渡時のタイムチャート、第４図は本発明の一実施例
に係るプロセス異常検出装置のブロック構成図、第５図
は第４図における遅れ要素の特性図、第６図および第７
図は第４図における各部信号のタイムチャートで、第６
図は異常時のタイムチャート、第７図は過渡時のタイム
チャー１へである。 １・・・演算器、２・・・制御器、３・・・プロセス、
４・・・比較器、５・・・遅れ要素。 第７図 ＋ ７” − 第３図 第４図 第５図 呻１ツ＝ 第７０
、第２図および第３図は第１図の各部信号のタイムチャ
ー１〜で、第２図は異常時のタイムチャー１〜、第３図
は過渡時のタイムチャート、第４図は本発明の一実施例
に係るプロセス異常検出装置のブロック構成図、第５図
は第４図における遅れ要素の特性図、第６図および第７
図は第４図における各部信号のタイムチャートで、第６
図は異常時のタイムチャート、第７図は過渡時のタイム
チャー１へである。 １・・・演算器、２・・・制御器、３・・・プロセス、
４・・・比較器、５・・・遅れ要素。 第７図 ＋ ７” − 第３図 第４図 第５図 呻１ツ＝ 第７０
Claims (1)
- プロセスおよびその制御装置の異常を検出するプロセス
異常検出装置において、設定値とプロセス状態量との偏
差を演算する演算器と、この演算器からの偏差信号の大
きさを監視し、偏差信号が予め与えられた一定値を越え
たとき異常信号を出力する比較器と、前記比較器から異
常信号が出力されたとき、前記偏差（ｉ号の大きさに応
じて変化する遅れ時間をもって前記異常信号の有無を検
出する可変遅れ要素とを備えて成ることを特徴とするプ
ロセス異常検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58165141A JPS6057414A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | プロセス異常検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58165141A JPS6057414A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | プロセス異常検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6057414A true JPS6057414A (ja) | 1985-04-03 |
Family
ID=15806669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58165141A Pending JPS6057414A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | プロセス異常検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6057414A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008265604A (ja) * | 2007-04-23 | 2008-11-06 | Komatsu Ltd | 建設機械における空調ダクトの配置構造 |
-
1983
- 1983-09-09 JP JP58165141A patent/JPS6057414A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008265604A (ja) * | 2007-04-23 | 2008-11-06 | Komatsu Ltd | 建設機械における空調ダクトの配置構造 |
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