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DE4338237A1 - Method and device for analyzing a diagnosis of an operating state of a technical system - Google Patents

Method and device for analyzing a diagnosis of an operating state of a technical system

Info

Publication number
DE4338237A1
DE4338237A1 DE19934338237 DE4338237A DE4338237A1 DE 4338237 A1 DE4338237 A1 DE 4338237A1 DE 19934338237 DE19934338237 DE 19934338237 DE 4338237 A DE4338237 A DE 4338237A DE 4338237 A1 DE4338237 A1 DE 4338237A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
diagnosis
rule
rules
symptoms
logical
Prior art date
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.)
Withdrawn
Application number
DE19934338237
Other languages
German (de)
Inventor
Joerg Dipl Phys Fandrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to DE19934338237 priority Critical patent/DE4338237A1/en
Priority to PCT/DE1994/001307 priority patent/WO1995013572A1/en
Publication of DE4338237A1 publication Critical patent/DE4338237A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218Electric 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
    • G05B23/0224Process history based detection method, e.g. whereby history implies the availability of large amounts of data
    • G05B23/0227Qualitative 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
    • G05B23/0229Qualitative 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 knowledge based, e.g. expert systems; genetic algorithms
    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07CTIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C3/00Registering or indicating the condition or the working of machines or other apparatus, other than vehicles

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Ein­ richtung zum Analysieren einer durch eine Anzahl von Regeln entstandenen Diagnose eines Betriebszustandes einer techni­ schen Anlage. Hierbei werden unter technischen Anlagen bei­ spielsweise auch fossil befeuerte oder nukleare Kraftwerksan­ lagen sowie Fertigungs- und Produktionsanlagen verstanden.The invention relates to a method and a direction to analyze one by a number of rules diagnosis of an operating state of a techni system. Here are under technical systems for example, fossil-fueled or nuclear power plants were understood as well as manufacturing and production facilities.

In einer Kraftwerksanlage sollen Überwachungseinrichtungen die aktuellen Betriebszustände der Anlage erkennbar machen und Abweichungen von einem Sollzustand melden. Dazu ist eine umfangreiche Meßwerterfassung der Betriebszustande aller An­ lagenteile erforderlich. Dies sind beispielsweise in einer fossil befeuerten Gas- und Dampfturbinenanlage unter anderem Komponenten und Hilfssysteme der Turbosätze und des Dampfer­ zeugers. Ein Turbosatz umfaßt als Funktionsgruppe die Gas- oder Dampfturbine sowie einen mit dieser jeweils über eine Welle gekoppelten Generator. Weitere Anlagenteile sind bei­ spielsweise auch die Komponenten und Hilfssysteme der Brenn­ stoff- oder Luftzuführung und der Brennersteuerung sowie der Generatorkühlung. Wichtig sind auch die Komponenten und Hilfssysteme der Gas- oder Dampfturbine selbst. Ein Signal- oder Datenaustausch erfolgt üblicherweise über ein Bussystem innerhalb eines den Anlagenteilen gemeinsamen Leitsystems, mit dem die Betriebs zustande der Anlage teil- oder vollauto­ matisch gesteuert und überwacht werden.Monitoring devices are to be installed in a power plant make the current operating status of the system recognizable and report deviations from a target state. There is one Comprehensive measurement of the operating status of all types layer parts required. These are, for example, in one fossil-fired gas and steam turbine plant among others Components and auxiliary systems of the turbo sets and the steamer producer. As a functional group, a turbo set includes the gas or steam turbine and one with this one each Shaft coupled generator. Other parts of the plant are at for example, the components and auxiliary systems of the Brenn material or air supply and the burner control as well as the Generator cooling. The components and are also important Auxiliary systems of the gas or steam turbine itself. or data exchange usually takes place via a bus system within a control system common to the system parts, with which the operating state of the system partially or fully auto are controlled and monitored mathematically.

Mit zunehmender Energie- oder Arbeitsausnutzung derartiger Anlagen wachsen auch die Anforderungen an die Anlagenverfüg­ barkeit. Dabei werden besonders kurze Stillstandszeiten für Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen angestrebt. Bei einer kombinierten Gas- und Dampfturbinenanlage bedeutet dies, daß allein für die Überwachung der Komponenten und Hilfssysteme der Generatoren und der Turbinen eine Vielzahl von Meßwerten in zum Teil besonders engen Zeitintervallen diskontinuierlich ausgewertet werden müssen. Die dadurch bedingte steigende Komplexität der Überwachungseinrichtungen führt zu wachsenden Schwierigkeiten bei der Handhabung durch das Bedienpersonal in einer Leitwarte, und zwar hinsichtlich sowohl eines umfas­ senden Überblicks über den aktuellen Betriebszustand der An­ lage als auch einer frühzeitigen Erkennung von Defekten und Anlagenanormalitäten.With increasing use of energy or work such Plants are also growing the demands on plant availability availability. This means particularly short downtimes for Maintenance and repair measures aimed for. At a combined gas and steam turbine plant, this means that  solely for monitoring the components and auxiliary systems the generators and the turbines a variety of measurements discontinuous at times in particularly narrow time intervals must be evaluated. The resulting rising The complexity of the monitoring facilities leads to growing Difficulties in handling by the operating personnel in a control room, with regard to both one aspect send overview of the current operating status of the To location and early detection of defects and Plant abnormalities.

In der älteren deutschen Anmeldung P 43 29 714.5 ist ein Ver­ fahren zur Überwachung von Betriebszuständen einer techni­ schen Anlage beschrieben, bei dem zum Erreichen einer beson­ ders hohen Informationsverdichtung ausgehend von für die Be­ triebszustände charakteristischen Meßwerten mittels zum Be­ trieb der technischen Anlage relevanten technologischen Wis­ sen automatisch eine Diagnose erstellt wird.In the older German application P 43 29 714.5 a Ver drive to monitor the operating status of a techni described system in which to achieve a particular the high level of information compression based on for the Be operating states characteristic measured values by means of Be drove relevant technological knowledge of the technical system a diagnosis is created automatically.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Ein­ richtung anzugeben, mit denen eine Analyse einer derartigen Diagnose ermöglicht wird.It is an object of the invention, a method and a to indicate direction with which an analysis of such Diagnosis is made possible.

Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zur Diagnose beitragenden Regeln und Symptome sowie deren Verknüpfungen ermittelt werden,With regard to the method, this object is achieved according to the invention solved by the fact that the rules and Symptoms and their connections are determined,

  • - wobei die der Diagnose zugrundeliegenden Regeln eingelesen werden,- Reading in the rules on which the diagnosis is based become,
  • - wobei jede Regel in deren logische Bestandteile zerlegt wird, und- whereby each rule is broken down into its logical components will, and
  • - wobei die logischen Bestandteile sowie deren Verknüpfungen dargestellt werden.- The logical components and their links being represented.

Bezüglich der Einrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine elektronische Datenverarbeitungsan­ lage vorgesehen ist, umfassendWith regard to the device, the task is according to the invention solved in that an electronic data processing an location is provided comprehensively

  • a) einen Darstellungsbaustein zur graphischen Darstellung der logischen Bestandteile und deren Verknüpfungsstruktur jeder einer Diagnose zugrundeliegenden Regel, unda) a representation module for the graphical representation of the logical components and their link structure each a rule on which a diagnosis is based, and
  • b) einen Datenspeicher zur Speicherung von Regeln, Symptomde­ finitionen und Diagnosetexten.b) a data storage for storing rules, symptoms definitions and diagnostic texts.

Auf diese Weise ist beim Eintritt einer Diagnose eine Spur­ verfolgung möglich, d. h., daß die erstellte Diagnose über al­ le zu ihr beitragenden Regeln, Verknüpfungspunkte und Sympto­ me zurückverfolgt werden kann. Dies bietet die Möglichkeit, logische Widersprüche und Unvollkommenheiten einer Wissensba­ sis, in der alle Regeln und Diagnosen hinterlegt sind, schnell zu lokalisieren und zu beheben. Dieses Verfahren und diese Einrichtung eignen sich daher sowohl zum komfortablen Aufbauen und Testen der Wissensbasis als auch zur Implemen­ tierung einer Erklärungskomponente für erstellte Diagnosen.This way there is a trace when a diagnosis occurs tracking possible, d. that is, the diagnosis made via al le contributing rules, tie points and symptoms me can be traced. This offers the opportunity logical contradictions and imperfections of a knowledge base sis, in which all rules and diagnoses are stored, quickly locate and fix. This procedure and these facilities are therefore both convenient Building and testing the knowledge base as well as the implemen an explanatory component for diagnoses.

Die Wissensbasis ist dabei in der Art eines auf Fuzzy-Logik basierenden Expertensystems konstruiert. Dabei sind die den Diagnosen zugrundeliegenden Regeln und Symptome sowie deren Verknüpfungsstruktur in verständlicher und einfach nachvoll­ ziehbarer Weise formuliert und somit der Sprache des Experten angepaßt. Das Einlesen der Regeln aus der Wissensbasis er­ folgt daher in deren konkreter sprachlicher Hinterlegung, und zwar anhand von den Regeln zugeordneten Kennungen. Dabei wird jede der Diagnose zugrundeliegende Regel anhand der jeweili­ gen Kennung vorteilhafterweise in Form einer Zeichenkette eingelesen. In dieser Zeichenkette sind alle die Regel reprä­ sentierenden logischen Bestandteile enthalten.The knowledge base is like fuzzy logic based expert system. Here they are Rules and symptoms underlying diagnoses as well as their Link structure in an understandable and simple way formulated drawable and thus the language of the expert customized. Reading the rules from the knowledge base therefore follows in their concrete linguistic deposit, and based on the identifiers assigned to the rules. Doing so each rule on which the diagnosis is based on the respective gene identifier advantageously in the form of a character string read. In this string, all are the rule including logical components.

Die Bestandteile einer Regel sind Symptome, deren Verknüpfun­ gen repräsentierende logische Operatoren und/oder Fuzzy-Ope­ ratoren und ein Ergebnis oder Teilergebnis (Diagnose bzw. Teildiagnose). Die Symptome, die einen Meßwert frei von sei­ ner absoluten Größe und geprüft auf dessen Relevanz für den entsprechenden Betriebszustand eines bestimmten Anlagenpro­ zesses beschreiben, setzen sich zusammen aus einem Meßstel­ lennamen und/oder einer Meßstellennummer und einem aus der absoluten Meßgröße mittels Fuzzy-Logik abgeleiteten Zustand. Im on-line- oder Simulationsbetrieb sind den Symptomen, die aus einer Anzahl von einen bestimmten Betriebszustand reprä­ sentierenden Meßwerten abgeleitet sind, Konfidenzfaktoren zu­ geordnet, die ein Maß für den Wahrheitsgehalt oder die Wahr­ scheinlichkeit des entsprechenden Zustands sind.The components of a rule are symptoms, the connection of which logical operator and / or fuzzy ope rators and a result or partial result (diagnosis or Partial diagnosis). The symptoms that a reading is free of absolute size and checked for its relevance to the corresponding operating status of a certain plant pro describe processes, consist of a measuring point  name and / or a measuring point number and one from the absolute measured value derived from fuzzy logic. In on-line or simulation mode, the symptoms are that from a number of a certain operating state measured values are derived, confidence factors too ordered which is a measure of the truth content or the true probability of the corresponding state.

Die Analyse erfolgt zweckmäßigerweise mit graphischen Mit­ teln. Dabei wird im Unterschied zu in der Datenverarbeitung üblichen Interpretationsverfahren nach Erkennen und Auswerten eines gültigen Teilausdrucks nicht ausschließlich dessen Er­ gebnis zwischengespeichert, sondern es werden vielmehr alle logischen Bestandteile der inneren Verknüpfungsstruktur ge­ speichert. Dadurch wird erreicht, daß alle zu einer bestimm­ ten Diagnose führenden Wege über die entsprechenden Regeln bis hin zu allen Meßstellen und deren Zuständen, d. h. bis hin zu allen Symptomen zurückverfolgt werden können. Dazu werden vorteilhafterweise die in jeder der Regeln enthaltenen logi­ schen Bestandteile unterschiedlichen graphischen Objektklas­ sen zugeordnet. Dabei werden die Symptome einer ersten Ob­ jektklasse, die Operatoren einer zweiten Objektklasse und die Ergebnisse (Diagnosen, Teildiagnosen) einer dritten Objekt­ klasse zugeordnet. Außerdem werden zur Kennzeichnung der lo­ gischen Operationsfolge die in der Regel gesetzten Klammern ermittelt.The analysis is expediently carried out using graphic elements teln. This differs from in data processing usual interpretation procedures after recognition and evaluation of a valid partial expression, not exclusively its er result cached, but rather everyone logical components of the internal link structure saves. This ensures that all at a certain diagnosis through the relevant rules down to all measuring points and their states, d. H. up to can be traced back to all symptoms. To do this advantageously the logi contained in each of the rules components of different graphic object classes assigned to sen. The symptoms of an initial ob object class, the operators of a second object class and the Results (diagnoses, partial diagnoses) of a third object class assigned. In addition, to identify the lo In general, the brackets that are used are used for the sequence of operations determined.

Anhand dieser Zuordnung der logischen Bestandteile zu graphi­ schen Objektklassen erfolgt der Aufbau der graphischen Dar­ stellung zweckmäßigerweise in Form einer Baumstruktur, deren Verkettung unter Berücksichtigung der Klammern aus den Sym­ ptomen und den Operatoren sowie der Diagnose gebildet wird.Based on this assignment of the logical components to graphi Object classes are used to build the graphical display expediently in the form of a tree structure, the Concatenation taking into account the brackets from the sym ptomen and the operators as well as the diagnosis is formed.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeich­ nung näher erläutert. Darin zeigen: Embodiments of the invention are based on a drawing tion explained in more detail. In it show:  

Fig. 1 ein Funktionsschema einer Einrichtung zum Analy­ sieren einer durch eine Anzahl von Regeln entstan­ denen Diagnose, und Fig. 1 is a functional diagram of a device for analyzing a diagnosis by a number of rules, and

Fig. 2 ein Ablaufschema der Umsetzung einer konkreten Re­ gel in eine graphische Darstellungsform. Fig. 2 is a flowchart of the implementation of a concrete Re gel in a graphical representation.

Das in Fig. 1 dargestellte Funktionsschema einer Einrichtung zur syntaktischen Analyse einer durch eine Anzahl von Regeln RG entstandenen Diagnose DG umfaßt nachfolgend mit der Be­ schreibung des Funktionsschemas benannte Bausteine und Kompo­ nenten. Die dem Ausführungsbeispiel zugrundeliegende techni­ sche Anlage ist eine hier nur angedeutete Gas- und Dampftur­ binenkraftwerksanlage.The functional diagram shown in FIG. 1 of a device for the syntactic analysis of a diagnosis DG created by a number of rules RG subsequently includes components and components named with the description of the functional diagram. The technical system on which the exemplary embodiment is based is a gas and steam turbine power plant which is only indicated here.

Die zu analysierende Diagnose DG eines Betriebszustandes des Anlagenprozesses 2, der im Ausführungsbeispiel der Wasser­ stoff-Kühlkreislauf 3 eines mit einer Turbine 4 gekoppelten Generators 6 ist, wird auf der Grundlage von aus dem Anlagen­ prozeß 2 gesendeten Meßwerten MW gebildet. Dazu werden die zunächst in einem Baustein 8 aufbereiteten und mit einer meß­ stellenspezifischen Kennung versehenen Meßwerte MW als Meß­ werttelegramm MT an einen als Inferenzserver ausgebildeten Aktionsbaustein 10 adressiert und dort - z. B. durch Mittel­ wert-, Gradienten- und/oder Trendbildung - in aussagekräftige Meßwerte MW umgewandelt. Diese Meßwerte MW werden mittels Fuzzy-Logik anhand von Zustandsfunktionen zu Symptomen SY qualifiziert, denen Konfidenzfaktoren oder Wichtigkeitswerte zugeordnet sind.The diagnosis DG to be analyzed of an operating state of the plant process 2 , which in the exemplary embodiment is the hydrogen cooling circuit 3 of a generator 6 coupled to a turbine 4 , is formed on the basis of measured values MW sent from the plant process 2 . For this purpose, the measured values MW, which are first prepared in a module 8 and provided with a measuring point-specific identifier, are addressed as a measured value telegram MT to an action module 10 designed as an inference server, and there - e.g. B. by means of value, gradient and / or trend formation - converted into meaningful measured values MW. These measured values MW are qualified by means of fuzzy logic on the basis of state functions for symptoms SY, to which confidence factors or importance values are assigned.

Aus durch Vergleich mit symptomspezifischem Wissen SW einer Symptombeschreibungs- oder Symptomdefinitionsdatei 12 defi­ nierten Symptomen SY werden anhand von in einer Regelbasis 14 abgelegten symptomspezifischen Regeln RG eine Anzahl von Dia­ gnosen DG gebildet, die - z. B. durch Aufrufen einer diagnose­ spezifischen Diagnosenummer - in einen Darstellungsbaustein 16 eingelesen werden können. Die Symptombeschreibungsdatei 12 und die Regelbasis 14 bilden zusammen mit einer Diagnosetext­ datei 18 die in der Art eines Expertensystems konstruierte Wissensbasis 20. In der Diagnosetextdatei 18 sind erläuternde Diagnosetexte DT hinterlegt, die ebenfalls in den Darstel­ lungsbaustein 16 eingelesen werden können.From a comparison with symptom-specific knowledge SW of a symptom description or symptom definition file 12 defi ned symptoms SY a number of diagnoses DG are formed on the basis of symptom-specific rules RG stored in a rule base 14 . B. by calling a diagnosis-specific diagnosis number - can be read into a display module 16 . The symptom description file 12 and the rule base 14 together with a diagnosis text file 18 form the knowledge base 20 constructed in the manner of an expert system. In the diagnosis text file 18 are explanatory diagnostic texts DT are stored which can be read also in the block depicting lung sixteenth

In dem Aktionsbaustein 10 für die nachfolgende Symptoinbildung zu aussagekräftigen Meßwerten MW bearbeitete Ergebnisse E werden unter der Meßstellenspezifischen Kennung in einem Er­ gebnisspeicher 22 abgelegt, auf den der Darstellungsbaustein 16 ebenfalls bedarfsweise zugreifen kann. Dadurch wird er­ reicht, daß sowohl unter Berücksichtigung von tatsächlichen Meßwerten MW und daraus abgeleiteten Symptomen SY als auch unabhängig von tatsächlichen Meßwerten MW eine syntaktische Analyse der Regelbasis 14 möglich ist.Results E processed in the action module 10 for the subsequent formation of symptoms to give meaningful measured values MW are stored under the measuring point-specific identifier in a result memory 22 , to which the presentation module 16 can also access if necessary. As a result, it is sufficient that a syntactic analysis of the rule base 14 is possible both taking into account actual measured values MW and the symptoms SY derived therefrom and independent of actual measured values MW.

Die der zu analysierenden Diagnose DG zugrundeliegenden Re­ geln RG, die in der Regelbasis 14 zweckmäßigerweise unter ei­ ner Regelnummer RN, einem internen Namen IN, einem Index AP für die Anfangsposition und einem Index ZL für die Zeichen­ länge abgelegt sind, werden vom Darstellungsbaustein 16 in Form einer Zeichenkette ZK (Fig. 2) aus der Wissensbasis 20 aufgerufen. Wie anhand der Fig. 2 später näher erläutert wird, werden zunächst in einer Komponente 16a des Darstel­ lungsbausteins 16 für die weitere Verarbeitung unbrauchbare Worte und Zeichen entfernt. Anschließend werden mittels einer Komponente 16b die logischen Bestandteile jeder Regel RG un­ terschiedlichen graphischen Objektklassen zugeordnet, und es werden in der Regel RG zur Kennzeichnung der logischen Ope­ rationsfolge gesetzte Klammern ermittelt. Daraufhin werden in einer Komponente 16c anhand der Objektklassen und der Klam­ mern die Symptome SY und Operatoren sowie die Diagnose DG verkettet. Anhand dieser vorgegebenen Verkettung wird dann in einer Komponente 16d eine Baumstruktur graphisch erzeugt.The rules RG on which the diagnosis DG is to be analyzed, which are stored in the rule base 14 expediently under a rule number RN, an internal name IN, an index AP for the starting position and an index ZL for the character length, are displayed by the display module 16 in Form of a character string ZK ( Fig. 2) called from the knowledge base 20 . As will be explained in more detail later with reference to FIG. 2, words and characters which are unusable for further processing are first removed in a component 16 a of the display module 16 . Subsequently, by means of a component 16, the logical components of each rule b RG un terschiedlichen graphical object classes associated with, and are generally RG to indicate the logical Ope rationsfolge set parentheses determined. The symptoms SY and operators and the diagnosis DG are then linked in a component 16 c using the object classes and the brackets. A tree structure is then graphically generated in a component 16 d on the basis of this predetermined chaining.

Fig. 2 zeigt schematisch die in dem Darstellungsbaustein 16 einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage ablaufende Um­ setzung einer Regel RG in eine graphische Darstellung. Eine auf der Basis von Expertenwissen über den Wasserstoff-Kühl­ kreislauf 3 des Generators 4 erstellte und in der Regelbasis 14 abgelegte Regel RG hat z. B. folgende Form und folgenden Inhalt: Fig. 2 shows schematically the implementation in the representation module 16 of an electronic data processing system To implement a rule RG in a graphic representation. A on the basis of expert knowledge of the hydrogen cooling circuit 3 of the generator 4 created and stored in the rule base 14 rule RG has z. B. The following form and content:

If ("H₂-Verbrauch ist hoch" AND "Scheinleistung ist niedrig" AND ("Warmgastemperatur ist niedrig" OR "Warmgastemperatur ist fallend") AND (NOT "H₂-Druck ist niedrig") OR (NOT "H₂- Druck ist fallend")<) THEN "Hoher H₂-Verbrauch kann zurückge­ führt werden auf eine fallende (Kaltgas)-Temperatur".If ("H₂ consumption is high" AND "Apparent power is low" AND ("hot gas temperature is low" OR "hot gas temperature is falling ") AND (NOT" H₂ pressure is low ") OR (NOT" H₂- Pressure is falling ") <) THEN" High H₂ consumption can go back leads to a falling (cold gas) temperature ".

Diese Regel RG wird in ihrer textuellen Form unter der ent­ sprechenden Regelnummer RN eingelesen. Die in dieser Regel RG in ihrer konkreten sprachlichen Form enthaltenen Symptome SY, wie "H₂-Verbrauch ist hoch", "Scheinleistung ist niedrig" etc., sind der Übersicht halber in der in Fig. 2 dargestell­ ten Zeichenkette ZK durch fortlaufende Buchstaben A bis F er­ setzt. Auch ist anstelle des Diagnosetextes DT "hoher H₂-Ver­ brauch kann zurückgeführt werden auf eine fallende (Kaltgas)- Temperatur", der in dieser konkreten sprachlichen Form unter z. B. der Kennummer "09" in der Diagnosetextdatei 18 abgelegt ist, die Diagnose DG durch deren Kennung "Diagnosis = 09" re­ präsentiert.This rule RG is read in its textual form under the corresponding rule number RN. The symptoms contained in this rule RG in their specific linguistic form SY, such as "H₂ consumption is high", "apparent power is low" etc., are for the sake of clarity in the character string ZK shown in FIG. 2 by consecutive letters A to F he sets. Also, instead of the diagnostic text DT "high H₂-Ver consumption can be attributed to a falling (cold gas) - temperature", which in this concrete linguistic form under z. B. the identification number "09" is stored in the diagnosis text file 18 , the diagnosis DG is presented by its identification "Diagnosis = 09" re.

Nach Entfernen der für eine graphische Darstellung nicht er­ forderlichen oder verwertbaren Worte und Zeichen, hier "IF" und "THEN", in der Komponente 16a werden die logischen Be­ standteile der Regel RG graphischen Objektklassen zugeordnet und die Klammersetzung analysiert. Dazu werden den auf einan­ der folgenden, in der Komponente 16b in tabellarischer Form aufgelisteten logischen Bestandteilen (Token), die als Sym­ ptom, Operator oder Ergebnis (Objekte) identifiziert sind, fortlaufende Ziffern (Index) zugeordnet. Die Klammersetzung wird anhand der Index-Ziffern ebenfalls tabellarisch erfaßt. Dabei kennzeichnen die in der mit "(" bezeichneten linken Spalte und die in der mit ")" bezeichneten rechten Spalte aufgelisteten Ziffern die Positionen der Klammern in der Zei­ chenkette ZK und damit die logische Operationsfolge der Ver­ knüpfungsstruktur der Bestandteile (Token). Die Symbole "(" und ")" bedeuten "Klammer auf" bzw. "Klammer zu".After removal of a graph not he ford variable or recyclable words and characters, "IF" and "THEN", in the component 16 a here the logical Be constituents usually RG graphical object classes associated with and analyzes the bracketing. For this purpose, consecutive numbers (index) are assigned to one of the following logical components (tokens) listed in component 16 b in tabular form, which are identified as a symptom, operator or result (objects). The replacement of brackets is also tabulated using the index digits. The digits listed in the left column labeled "(" and the right column labeled ")" denote the positions of the brackets in the character chain ZK and thus the logical sequence of operations of the link structure of the components (tokens). The symbols "(" and ")" mean "parenthesis open" or "parenthesis closed".

Die infolge der Zuordnung zu den Objektklassen als Symptom, Operator oder Ergebnis identifizierten logischen Bestandteile (Token) werden nun unter Berücksichtigung der anhand der In­ dex-Ziffern festgelegten Operations folge in der Komponente 16c binär verkettet, wie durch die Pfeildarstellung veran­ schaulicht. Anhand dieser Verkettung wird in der Komponente 16d die Baumstruktur graphisch erzeugt und auf einer Bedien­ oberfläche 16d′ dargestellt.The logical ingredients identified as a result of the assignment to the object classes as a symptom, operator or result (token) will now be binary concatenates c with reference to the In dex-digits specified operations follow in the component 16 in consideration of how veran by the arrow display illustrated. On the basis of this concatenation, the tree structure is graphically generated in component 16 d and displayed on an operating surface 16 d '.

Durch die Visualisierung der Verknüpfungsstruktur und des In­ halts der Wissensbasis 20 des auf Fuzzy-Logik basierenden Ex­ pertensystems in Form der beschriebenen graphischen Darstel­ lung ist die Kette der logischen und/oder arithmetischen Ope­ rationen jeder hinterlegten Regel RG für eine Bedienperson über die Bedienoberfläche 16d′ nachvollziehbar. Ebenso ist bei einer Aktivierung des Ergebnisspeichers 22 sowohl im On­ line- als auch im Off-line-Betrieb die Kette der logischen und/oder arithmetischen Operationen, die ausgehend vom Meß­ wert MW zur Diagnose DG geführt haben, lückenlos nachvoll­ ziehbar. Auch ist eine Implementierung der Wissensbasis 20 über die Bedienoberfläche 16d′ möglich, d. h. daß neue oder modifizierte Regeln RG und daraus abgeleitete Diagnosen DG sowie Symptomdefinitionen SW ausgehend von der graphischen Baumdarstellung über die Bedienoberfläche 16d′ des Darstel­ lungsbausteins 16 in die Wissensbasis 20 implementiert werden können.By visualizing the link structure and the content of the knowledge base 20 of the fuzzy logic-based expert system in the form of the graphical representation described, the chain of logical and / or arithmetic operations of each stored rule RG is for an operator via the user interface 16 d ' comprehensible. Likewise, when the result memory 22 is activated, the chain of logical and / or arithmetic operations that led to the diagnosis DG based on the measured value MW can be traced without gaps both in on-line and in off-line operation. It is also possible to implement the knowledge base 20 via the user interface 16 d ', that is to say that new or modified rules RG and diagnoses DG derived therefrom and symptom definitions SW based on the graphical tree representation via the user interface 16 d' of the display module 16 are implemented in the knowledge base 20 can be.

Claims (8)

1. Verfahren zum Analysieren einer durch eine Anzahl von Re­ geln (RG) entstandenen Diagnose (DG) eines Betriebszustandes (2) einer technischen Anlage, bei dem die zu dieser Diagnose (DG) beitragenden Regeln (RG) und Symptome (SY) sowie deren Verknüpfungen ermittelt werden,
  • - wobei die der Diagnose (DG) zugrundeliegenden Regeln (RG) eingelesen werden,
  • - wobei jede Regel (RG) in deren logische Bestandteile (Token) zerlegt wird, und
  • - wobei die logischen Bestandteile sowie deren Verknüpfungen dargestellt werden.
1. Method for analyzing a diagnosis (DG) of an operating state ( 2 ) of a technical system which has arisen from a number of rules (RG), in which the rules (RG) and symptoms (SY) and their symptoms contributing to this diagnosis (DG) Links are determined,
  • - The rules (RG) on which the diagnosis (DG) is based are read in,
  • - whereby each rule (RG) is broken down into its logical components (tokens), and
  • - The logical components and their links are shown.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei jede der Diagnose (DG) zugrundeliegende Regel (RG) anhand einer dieser zugeordneten Kennung in Form einer Zeichenkette (ZK) eingelesen wird.2. The method of claim 1, wherein each of the diagnosis (DG) the underlying rule (RG) based on one assigned to it ID is read in the form of a character string (ZK). 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die in jeder der Regeln (RG) enthaltenen logischen Bestandteile unterschiedli­ chen graphischen Objektklassen zugeordnet werden, wobei Sym­ ptome (SY) einer ersten Objektklasse, Operatoren einer zwei­ ten Objektklasse und Ergebnisse einer dritten Objektklasse zugeordnet werden, und wobei zur Kennzeichnung der logischen Operationsfolge die in der Regel (RG) gesetzten Klammern er­ mittelt werden.3. The method of claim 1 or 2, wherein the in each of Rules (RG) contain different logical components be assigned to graphic object classes, whereby Sym ptome (SY) of a first object class, operators of a two object class and results of a third object class are assigned, and being used to identify the logical Sequence of operations using the parentheses usually (RG) be averaged. 4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die in jeder Regel (RG) enthaltenen Symptome (SY) und Operatoren sowie die Diagnose (DG) anhand der jeweiligen Objektklasse und der Klammern ver­ kettet werden, und wobei eine anhand der Verkettung erstellte Baumstruktur graphisch dargestellt wird.4. The method according to claim 3, wherein the in each rule (RG) contained symptoms (SY) and operators as well as the diagnosis (DG) based on the respective object class and the brackets be chained, and one created from the concatenation Tree structure is shown graphically. 5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine elektronische Datenverarbeitungsanlage, umfassend
  • a) einen Darstellungsbaustein (16) zur graphischen Darstel­ lung der logischen Bestandteile und deren Verknüpfungs­ struktur jeder einer Diagnose (DG) zugrundeliegenden Regel (RG), und
  • b) einen Datenspeicher (20) zur Speicherung von Regeln (RG), Symptomdefinitionen (SW) und Diagnosetexten (DT).
5. Device for performing the method according to one of claims 1 to 4, characterized by an electronic data processing system, comprising
  • a) a display module ( 16 ) for the graphical representation of the logical components and their link structure of each diagnosis (DG) underlying rule (RG), and
  • b) a data memory ( 20 ) for storing rules (RG), symptom definitions (SW) and diagnostic texts (DT).
6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Ergebnisspei­ cher (22) zum Hinterlegen von mittels eines Aktionsbausteins (10) bearbeiteten betriebsrelevanten Meßwerten (MW).6. Device according to claim 5, characterized by a result memory ( 22 ) for storing operationally relevant measured values (MW) processed by means of an action module ( 10 ). 7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dar­ stellungsbaustein (16) umfaßt
  • - Mittel (16b) zum Zuordnen der logischen Bestandteile der Regel (RG) zu graphischen Objektklassen und zum Ermitteln von zur Kennzeichnung der logischen Operations folge ge­ setzten Klammern,
  • - weitere Mittel (16c) zum Verketten von Symptomen (SY), Operatoren und der Diagnose (DG) anhand der Objektklassen und Klammern, und
  • - ferner Mittel (16d, 16d′) zur graphischen Erzeugung einer Baumstruktur anhand dieser Verkettung.
7. Device according to claim 5 or 6, characterized in that the Dar position module ( 16 ) comprises
  • Means ( 16 b) for assigning the logical components of the rule (RG) to graphic object classes and for determining brackets which are used to identify the logical operation,
  • - Further means ( 16 c) for concatenating symptoms (SY), operators and diagnosis (DG) using the object classes and parentheses, and
  • - Furthermore means ( 16 d, 16 d ') for graphically generating a tree structure using this chaining.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dar­ stellungsbaustein (16) außerdem Mittel (16a) zum Auswählen der in einer Zeichenkette (ZK) verknüpften logischen Bestand­ teile der Regel (RG) aufweist.8. Device according to claim 7, characterized in that the Dar position module ( 16 ) also has means ( 16 a) for selecting the logical constituent parts of the rule (RG) linked in a character string (ZK).
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