JP2002202713A - Plant operation training simulator, computer and method for performing simulated calculations on characteristics of plant dynamic using plant model, computer-readable recording medium, and plant model generation method - Google Patents

Plant operation training simulator, computer and method for performing simulated calculations on characteristics of plant dynamic using plant model, computer-readable recording medium, and plant model generation method

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JP2002202713A
JP2002202713A JP2000400189A JP2000400189A JP2002202713A JP 2002202713 A JP2002202713 A JP 2002202713A JP 2000400189 A JP2000400189 A JP 2000400189A JP 2000400189 A JP2000400189 A JP 2000400189A JP 2002202713 A JP2002202713 A JP 2002202713A
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JP
Japan
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plant
equipment
model
operation training
facilities
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Japanese (ja)
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Takehiko Dewa
竹彦 出羽
Hidenori Gomi
秀式 五味
Takashi Sato
孝 佐藤
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plant operation training simulator at a low cost which gives an operator the presence, as though he has operated and monitored actual facilities, and does not give him sense of incongruity. SOLUTION: This plant operation training simulator comprises a computer 4 for performing simulated calculations of plant dynamic characteristics using not the whole plant constituted of a plurality of equipment but using a plant model for operation training on some of a plurality of the facilities, and a control device including a operation console equipment 1 similar to an actual one, and the plant model is a combination of a main model part modeled only on the facilities for training the operator on the operation and a plurality of sub-model parts modeled only on the processes and equipment and/or modeled on the degrees of influences on the process conditions of the facilities for the operation training as disturbance elements, concerning the facilities which are other than those for the operation training but their operation states have influences on the process conditions of the facilities for the operation training.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、プラントが複数
の設備から構成され、それらの設備が複数の制御装置で
運転監視されている大規模なものであり、かつ、プラン
ト全体ではなく複数の設備のうちのいくつかの設備を運
転訓練の対象としたプラントモデルによりプラント動特
性の模擬演算を行う計算機と、実機と同様な操作監視機
器を含む制御装置とからなるプラント運転訓練シミュレ
ータ、それに用いられるプラントモデルによりプラント
動特性の模擬演算を行なう計算機、方法、コンピュータ
読み取り可能な記憶媒体、及びプラントモデル作成方法
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a large-scale plant in which a plant is composed of a plurality of facilities, and these facilities are monitored and operated by a plurality of control devices. A plant operation training simulator consisting of a computer that performs a simulated calculation of plant dynamic characteristics using a plant model for which some equipment is subjected to operation training, and a control device that includes operation monitoring equipment similar to the actual machine, The present invention relates to a computer, a method, a computer-readable storage medium, and a method for creating a plant model for performing a simulation operation of a plant dynamic characteristic using a plant model.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、プラントの運転監視用の制御装置
の進歩にはめざましいものがあり、多くのプラントに制
御装置の導入が進められている。図7には、制御装置の
構成を示す。運転員がプラントの運転監視を行なうCR
T1a〜1cと、プラントの制御及びデータ収集を行な
うコントローラ2a〜2dとが、ネットワーク3を介し
て有機的に結合されている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been remarkable progress in control devices for monitoring operation of plants, and control devices have been introduced into many plants. FIG. 7 shows the configuration of the control device. CR where operator monitors plant operation
T1a to 1c and controllers 2a to 2d for controlling the plant and collecting data are organically connected via a network 3.

【0003】かかる制御装置の導入により、プラントの
運転監視をCRT1a〜1cで集中して行なえること
や、高度な自動化をコントローラ2a〜2dで実現でき
ることから、運転員が少数化され、かつ、運転員が手動
操作を行なう機会が減少している。
With the introduction of such a control device, the operation of the plant can be centrally monitored by the CRTs 1a to 1c, and high-level automation can be realized by the controllers 2a to 2d. Opportunities for personnel to perform manual operations are decreasing.

【0004】また、制御装置や設備機器の信頼性の向上
により、プラントの安定な稼動が実現され、トラブル発
生時の運転員の対応操作の機会も減少している。
[0004] In addition, by improving the reliability of the control device and the equipment, stable operation of the plant has been realized, and the opportunity for the operator to take an action in the event of a trouble has been reduced.

【0005】そのため、プラントの実際の運転経験のみ
では、多様な状況に対応できる運転技能の維持が困難な
状況にあり、運転員の熟練度の低下が危惧されている。
[0005] For this reason, it is difficult to maintain operating skills that can cope with various situations based on only the actual operating experience of the plant, and there is a concern that the skill of the operators may be reduced.

【0006】しかし、制御機能がいかに高度化し、自動
化が進展しようとも、プラントの運転の最後の砦は運転
員であり、様々な局面に迅速に対応できる運転員の育成
は重要課題である。
[0006] However, no matter how advanced the control function becomes and the degree of automation advances, the last fort of the operation of the plant is the operator, and the training of the operator who can quickly respond to various situations is an important issue.

【0007】運転員の運転技能の習熟・向上のために
は、実際のプラントを模擬するプラント運転訓練シミュ
レータによる訓練が高い効果を得ることが知られてい
る。プラント運転訓練シミュレータには、運転員の操作
に応じてプラントと同じ挙動を示すことにより、運転員
に違和感を持たせず、実プラントを運転しているような
臨場感のあることが求められ、そのためには、プラント
に導入したのと同様な制御装置と高い精度で実プラント
を再現することができる詳細なプラントモデルとが必要
である。
[0007] It is known that training by a plant operation training simulator that simulates an actual plant can be highly effective in improving and improving the operating skills of operators. The plant operation training simulator is required to exhibit the same behavior as the plant in response to the operation of the operator so that the operator does not have a sense of incongruity and has a sense of presence as if operating an actual plant. For that purpose, a control device similar to that introduced into the plant and a detailed plant model capable of reproducing the actual plant with high accuracy are required.

【0008】図8は、従来のプラント運転訓練シミュレ
ータのシステム構成を示す。実機と同じ機器構成のCR
T1a〜1cとコントローラ2a〜2dとがネットワー
ク3を介して有機的に結合されており、プラントモデル
によりプラント動特性の模擬演算を行なう計算機4a、
4bがネットワーク5により接続される。計算機4a、
4bは、プラントモデルの規模に応じて複数台設置され
る。
FIG. 8 shows a system configuration of a conventional plant operation training simulator. CR with the same device configuration as the actual machine
T1a to 1c and controllers 2a to 2d are organically connected via a network 3, and a computer 4a that performs a simulation operation of a plant dynamic characteristic by a plant model.
4b are connected by the network 5. Computer 4a,
A plurality of units 4b are installed according to the scale of the plant model.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラン
ト運転訓練シミュレータの導入のためには、プラントに
導入した同じ台数、機器仕様を持つシステム構成の機器
の購入費用と、詳細なプラントモデルを構築するための
膨大な開発費用とが必要となり、その導入費用が高価な
ものとなっている。そのために、プラント運転訓練シミ
ュレータの普及が遅れているのが実情である。
However, in order to introduce a plant operation training simulator, it is necessary to purchase equipment having the same number of units and equipment specifications and to construct a detailed plant model. Enormous development costs are required, and the introduction costs are high. As a result, the spread of plant operation training simulators has been delayed.

【0010】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、実際の設備を運転監視しているのと同じような
臨場感があり、運転員に違和感を持たせないプラント運
転訓練シミュレータを安価に提供することを目的とす
る。
[0010] The present invention has been made in view of the above points, and is a plant operation training simulator that has the same sense of realism as operating and monitoring actual equipment and does not make the operator feel uncomfortable. The purpose is to provide a low-cost.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、従来技術の課
題を有利に解決するものであって、上記目的を達成する
ために発明者らは創意工夫を重ねた結果、運転員にとっ
て実際の設備を運転監視している場合と同じような臨場
感があり、運転員に違和感を持たせないプラント運転訓
練シミュレータを安価に提供することを可能としたもの
であって、その発明の要旨とするところは、本発明のプ
ラント運転訓練シミュレータは、複数の設備から構成さ
れるプラント全体ではなく、前記複数の設備の内のいく
つかの設備を運転訓練の対象としたプラントモデルによ
りプラント動特性の模擬演算を行う計算機と、実機と同
様な操作監視機器を含む制御装置とからなるプラント運
転訓練シミュレータであって、前記プラントモデルが、
運転員の運転訓練の対象とする設備のみをモデル化した
メインモデル部と、運転訓練の対象外の設備でその稼動
状況が前記運転訓練の対象とする設備のプロセスの状態
に影響を与える設備について、そのプロセスや機器のみ
をモデル化及び/又は運転訓練の対象とする設備のプロ
セスの状態への影響度合を外乱要素としてモデル化した
複数のサブモデル部とを結合したプラントモデルである
点に特徴を有する。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention advantageously solves the problems of the prior art, and the inventors of the present invention have made creative efforts to achieve the above-mentioned object, and as a result, the actual operation of It is possible to provide a plant operation training simulator that has the same sense of realism as monitoring the operation of equipment and does not cause uncomfortable feelings to the operator at low cost. However, the plant operation training simulator of the present invention does not simulate a plant dynamic characteristic by using a plant model in which operation training is performed on some of the plurality of facilities, rather than the entire plant including a plurality of facilities. A computer that performs an operation, and a plant operation training simulator including a control device including an operation monitoring device similar to the actual device, wherein the plant model is
About the main model part that models only the equipment that is the subject of the operation training of the operator, and the equipment whose operation status affects the process state of the equipment that is the object of the operation training in the equipment that is not the object of the operation training , Is a plant model that combines multiple sub-models that model the degree of influence on the process state of the equipment of which the process and equipment alone are modeled and / or trained for operation as a disturbance element. Having.

【0012】また、本発明のプラントモデルによりプラ
ント動特性の模擬演算を行う計算機は、複数の設備から
構成されるプラント全体ではなく、前記複数の設備の内
のいくつかの設備を運転訓練の対象としたプラントモデ
ルによりプラント動特性の模擬演算を行う計算機であっ
て、前記プラントモデルが、運転員の運転訓練の対象と
する設備のみをモデル化したメインモデル部と、運転訓
練の対象外の設備でその稼動状況が前記運転訓練の対象
とする設備のプロセスの状態に影響を与える設備につい
て、そのプロセスや機器のみをモデル化及び/又は運転
訓練の対象とする設備のプロセスの状態への影響度合を
外乱要素としてモデル化した複数のサブモデル部とを結
合したプラントモデルである点に特徴を有する。
A computer for simulating plant dynamic characteristics by using the plant model of the present invention is not limited to an entire plant composed of a plurality of facilities, but is a target for operation training of some of the plurality of facilities. A computer that performs a simulation calculation of plant dynamic characteristics by using a plant model as described above, wherein the plant model is a main model unit that models only facilities to be subjected to operation training by an operator, and a facility that is not subjected to operation training. With respect to the equipment whose operation status affects the state of the process of the equipment targeted for the operation training, only the process or the equipment is modeled and / or the degree of the influence on the process state of the equipment targeted for the operation training. Is a plant model obtained by combining a plurality of sub-model parts that are modeled as a disturbance element.

【0013】また、本発明のプラントモデルによりプラ
ント動特性の模擬演算を行う計算方法は、複数の設備か
ら構成されるプラント全体ではなく、前記複数の設備の
内のいくつかの設備を運転訓練の対象としたプラントモ
デルによりプラント動特性の模擬演算を行う計算方法で
あって、前記プラントモデルが、運転員の運転訓練の対
象とする設備のみをモデル化したメインモデル部と、運
転訓練の対象外の設備でその稼動状況が前記運転訓練の
対象とする設備のプロセスの状態に影響を与える設備に
ついて、そのプロセスや機器のみをモデル化及び/又は
運転訓練の対象とする設備のプロセスの状態への影響度
合を外乱要素としてモデル化した複数のサブモデル部と
を結合したプラントモデルである点に特徴を有する。
Further, the calculation method of the present invention for simulating a plant dynamic characteristic by using a plant model is not limited to an entire plant composed of a plurality of facilities, but to several facilities of the plurality of facilities for operation training. A calculation method for performing a simulation calculation of a plant dynamic characteristic by using a target plant model, wherein the plant model includes: a main model unit that models only facilities to be subjected to operation training of an operator; For the equipment whose operation status affects the state of the process of the equipment to be subjected to the operation training, the model of only the process or the equipment and / or the conversion to the state of the process of the equipment to be subjected to the operation training is performed. It is characterized in that it is a plant model in which a plurality of sub-models in which the degree of influence is modeled as a disturbance element are combined.

【0014】また、本発明のコンピュータ読み取り可能
な記憶媒体は、複数の設備から構成されるプラント全体
ではなく、前記複数の設備の内のいくつかの設備を運転
訓練の対象としたプラントモデルによりプラント動特性
の模擬演算を行う計算処理を実行するプログラムを格納
したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、前
記プラントモデルが、運転員の運転訓練の対象とする設
備のみをモデル化したメインモデル部と、運転訓練の対
象外の設備でその稼動状況が前記運転訓練の対象とする
設備のプロセスの状態に影響を与える設備について、そ
のプロセスや機器のみをモデル化及び/又は運転訓練の
対象とする設備のプロセスの状態への影響度合を外乱要
素としてモデル化した複数のサブモデル部とを結合した
プラントモデルである点に特徴を有する。
Also, the computer-readable storage medium of the present invention is not limited to a whole plant including a plurality of facilities, but a plant model based on a plant model in which some of the plurality of facilities are subjected to operation training. A computer-readable storage medium storing a program for executing a calculation process for performing a simulation operation of dynamic characteristics, wherein the plant model is a main model unit that models only facilities to be subjected to operation training of an operator. For equipment that is not subject to operation training and whose operation status affects the state of the process of the equipment to be subjected to the operation training, only the process or equipment is modeled and / or the equipment is subjected to the operation training. A plant model that combines multiple sub-model parts that model the degree of That has a feature to the point.

【0015】また、本発明のプラントモデル作成方法
は、プラント動特性の模擬演算を行う計算に用いられる
プラントモデルであり、複数の設備から構成されるプラ
ント全体ではなく、前記複数の設備の内のいくつかの設
備を運転訓練の対象としたプラントモデルを作成するプ
ラントモデル作成方法であって、運転員の運転訓練の対
象とする設備のみをモデル化したメインモデル部を作成
する手順と、運転訓練の対象外の設備でその稼動状況が
前記運転訓練の対象とする設備のプロセスの状態に影響
を与える設備について、そのプロセスや機器のみをモデ
ル化及び/又は運転訓練の対象とする設備のプロセスの
状態への影響度合を外乱要素としてモデル化した複数の
サブモデル部を作成する手順とを有する点に特徴を有す
る。
The plant model creation method of the present invention is a plant model used for calculation for performing a simulation operation of plant dynamic characteristics. A plant model creation method for creating a plant model in which some equipment is subjected to operation training, a procedure for creating a main model part that models only equipment to be subjected to operation training of an operator, and an operation training For equipment that is not subject to the above and whose operation status affects the state of the process of the equipment targeted for the operation training, only the process or equipment is modeled and / or the process of the equipment targeted for the operation training is performed. And a procedure of creating a plurality of sub-models in which the degree of influence on the state is modeled as a disturbance element.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
プラント運転訓練シミュレータ、プラントモデルにより
プラント動特性の模擬演算を行なう計算機、方法、コン
ピュータ読み取り可能な記憶媒体、及びプラントモデル
作成方法の実施の形態について説明する。まず、大規模
なプラントの概要について説明すると、図1に示すよう
に、最初に原料が投入され、最終的には製品が生産され
るのであるが、その製品を生産する過程において、いく
つかの設備を経由して原料が加工されながら製品とな
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to the drawings, a plant operation training simulator of the present invention, a computer for performing a simulation operation of a plant dynamic characteristic by a plant model, a method, a computer-readable storage medium, and a method for creating a plant model will be described. An embodiment will be described. First, the outline of a large-scale plant will be described. As shown in FIG. 1, raw materials are initially charged, and finally a product is produced. Raw materials are processed as raw materials through the equipment.

【0017】各々の設備は、多数の機器(モータ、ポン
プ、バルブ等)やプロセス(熱反応プロセス、化学反応
プロセス等)から構成される。ただし、各設備は、他設
備と全く無関係に独立しているものではなく、その設備
の運転状況が他の設備へ影響を与えるものである。
Each facility is composed of a number of devices (motors, pumps, valves, etc.) and processes (thermal reaction processes, chemical reaction processes, etc.). However, each facility is not independent independently of other facilities, and the operation status of the facility affects other facilities.

【0018】このような大規模なプラントにおいて、プ
ラント運転訓練シミュレータを構築する場合に、一人の
運転員が一度にすべての設備を運転することはなく、基
本的には設備単位で運転が行なわれるため、訓練を対象
とする設備のみをモデル化すれば、最低限の訓練は可能
である。
In such a large-scale plant, when constructing a plant operation training simulator, one operator does not operate all equipment at once, but basically operates in units of equipment. Therefore, the minimum training is possible if only the equipment targeted for training is modeled.

【0019】しかし、上述のように、各設備は、他設備
と全く無関係に独立しているものではなく、その設備の
運転状況が他の設備へ影響を与えるものであることか
ら、実際の設備を運転監視している場合と同じような臨
場感があり、運転員に違和感を持たせないプラント運転
訓練シミュレータを提供するためには、他設備の運転状
況も考慮する必要がある。この場合、関連あるすべての
設備を詳細にモデル化すると、モデルの開発工数が膨大
なものとなる。
However, as described above, each facility is not independent independently of other facilities, and the operation status of the facility affects other facilities. In order to provide a plant operation training simulator that has the same sense of realism as in the case where operation monitoring is performed and does not cause the operator to feel uncomfortable, it is necessary to consider the operating conditions of other facilities. In this case, if all the related facilities are modeled in detail, the man-hour for developing the model becomes enormous.

【0020】図2に、本発明のモデル化の考え方を示
す。運転員の運転訓練を対象とする設備については、メ
インモデル部として、設備を構成するすべてのプロセス
及び機器を詳細にモデル化する。一方、運転訓練の対象
外の設備であるが、その稼動状況が運転訓練を対象とす
る設備のプロセスの状態に影響を与える設備は、サブモ
デル部として扱う。
FIG. 2 shows the concept of modeling according to the present invention. As for equipment that is targeted for operator training, all processes and equipment that make up the equipment are modeled in detail as a main model unit. On the other hand, facilities that are not subject to operation training and whose operation status affects the state of the process of the facility targeted for operation training are treated as sub-model units.

【0021】すなわち、設備の構成要素の中の運転訓練
を対象とする設備のプロセスの状態へ影響を与える一部
の機器やプロセスのみをモデル化するとともに、場合に
よっては、機器やプロセスのモデル化は行なわず運転訓
練を行なう設備のプロセスの状態への影響具合を外乱要
素として扱う。メインモデル部と複数のサブモデル部を
結合したプラントモデルとすることで、簡素化されたも
のであるが、運転員の訓練に最低限必要な臨場感のある
プラントモデルを少ない開発工数で実現することが可能
である。
That is, only a part of the equipment or the process which influences the state of the process of the equipment for the operation training in the component of the equipment is modeled, and in some cases, the modeling of the equipment or the process is performed. The degree of influence on the process state of the equipment for which operation training is performed is treated as a disturbance element without performing the operation. By simplifying the plant model by combining the main model section and multiple sub-model sections, it is possible to realize a plant model with a sense of reality required for operator training with minimum development man-hours. It is possible.

【0022】図3は、本実施の形態におけるプラント運
転訓練シミュレータのシステム構成を示す。訓練を対象
とする設備に関連のある制御装置であるCRT1とコン
トローラ2、さらに簡素化されたプラントモデルが構築
される計算機4のみがネットワーク3、5を介して接続
されて構成される。
FIG. 3 shows a system configuration of a plant operation training simulator according to the present embodiment. Only the CRT 1 and the controller 2, which are control devices related to the equipment to be trained, and the computer 4, on which a simplified plant model is constructed, are connected via the networks 3, 5.

【0023】図4には、計算機4の構成の一例を示す。
計算機4は、上述したプラントモデルが格納される記憶
部4aと、該プラントモデルによりプラント動特性の模
擬演算を行う演算部4bと、ネットワークを介して通信
するための通信インタフェース4cとを備えている。な
お、プラントモデルを、外部の記憶装置に格納しておい
てもよい。
FIG. 4 shows an example of the configuration of the computer 4.
The computer 4 includes a storage unit 4a in which the above-described plant model is stored, an operation unit 4b for performing a simulation operation of a plant dynamic characteristic using the plant model, and a communication interface 4c for communicating via a network. . Note that the plant model may be stored in an external storage device.

【0024】かかる構成とすることにより、必要最小限
の機器構成となり、安価な導入費用でプラント運転訓練
シミュレータを導入することが可能である。また、他の
設備の訓練を行なう場合には、CRT1の操作監視用ソ
フト、コントローラ2の制御用ソフト、及び計算機4の
プラントモデルを、その設備のものと交換することによ
り、その設備の訓練が可能である。
By adopting such a configuration, a minimum required device configuration can be obtained, and a plant operation training simulator can be introduced at a low introduction cost. In the case of training other equipment, the training of the equipment is exchanged by exchanging the operation monitoring software of the CRT 1, the control software of the controller 2, and the plant model of the computer 4 with those of the equipment. It is possible.

【0025】(具体的な実施の態様)以下、図5、6を
参照して、本実施の形態にかかるプラント運転訓練シミ
ュレータについて、鉄鋼業での高炉プラントのガス清浄
設備へ適用した例を説明する。高炉プラントは、図5に
示すように、高炉炉体設備、ガス清浄設備、原料装入設
備、熱風炉設備、鋳床設備等の複数の設備から構成され
る。ただし、各設備は、他設備と全く無関係に独立して
いるものではなく、その設備の運転状況が他の設備へ影
響を与える。
(Specific Embodiment) Hereinafter, an example in which the plant operation training simulator according to the present embodiment is applied to a gas cleaning facility of a blast furnace plant in the steel industry will be described with reference to FIGS. I do. As shown in FIG. 5, the blast furnace plant includes a plurality of facilities such as a blast furnace furnace facility, a gas cleaning facility, a raw material charging facility, a hot stove facility, and a cast floor facility. However, each facility is not independent independently of other facilities, and the operation status of the facility affects other facilities.

【0026】図6には、ガス清浄設備の運転訓練シミュ
レータのモデルの例を示す。ガス清浄設備においては、
特に、高炉炉体の状況により大きく影響を受ける。例え
ば、吹き抜けが発生した場合、その結果として高炉ガス
流量が変化し、その影響が炉頂圧の変動となって、ガス
清浄設備へ影響を及ぼす。
FIG. 6 shows an example of a model of an operation training simulator for a gas cleaning facility. In gas cleaning equipment,
In particular, it is greatly affected by the condition of the blast furnace body. For example, when blow-through occurs, the flow rate of the blast furnace gas changes as a result, and the influence of the blow-through changes the furnace top pressure, which affects the gas cleaning equipment.

【0027】また、炉体内に原料を装入する事前作業と
して、炉頂装入設備で、ホッパー内圧力を高炉炉頂圧力
と同じにする必要があるが、そのための一次均圧用ガス
体として高炉ガスを使用することが多い。この場合、均
圧を行なっている間、高炉ガス流量が少なくなるため、
ガス清浄設備に影響を与える。
As a preparatory operation for charging the raw materials into the furnace, the pressure inside the hopper needs to be the same as the blast furnace top pressure in the furnace top charging equipment. Gas is often used. In this case, during equalization, the blast furnace gas flow rate decreases,
Affects gas cleaning equipment.

【0028】また、炉体内に原料を装入する際にも、高
炉ガス流量が減少することが経験的にわかっている。
It has been empirically known that the flow rate of the blast furnace gas decreases when the raw material is charged into the furnace.

【0029】このような高炉ガス流量の変動に伴う炉頂
圧の変動に対しては、制御装置によりセプタム弁の開度
を変更し、炉頂圧が所定範囲内となるように制御され
る。
With respect to the fluctuation of the furnace top pressure accompanying the fluctuation of the blast furnace gas flow rate, the opening degree of the septum valve is changed by the control device to control the furnace top pressure to be within a predetermined range.

【0030】しかし、炉頂圧の制御が不調となり、炉頂
圧が設定圧力以上となると、炉頂ブリーダーが開放さ
れ、大気へ一酸化炭素ガスを多量に含む高炉ガスが放散
される事態を招くことになる。
However, when the control of the furnace top pressure becomes abnormal and the furnace top pressure becomes higher than the set pressure, the furnace top bleeder is opened and the blast furnace gas containing a large amount of carbon monoxide gas is diffused into the atmosphere. Will be.

【0031】このような場合には、運転員の手動操作に
よる迅速な対応が不可欠となる。ガス清浄設備での高炉
休風前後での設備の立下げ・立上げ時のガス遮断及びガ
ス受入作業の訓練に加えて、吹き抜け等の異常時の対応
訓練が不可欠である。
In such a case, quick response by manual operation of the operator is indispensable. In addition to drilling and shutting down gas before and after shutting down the blast furnace in gas cleaning equipment, drills for handling abnormalities such as blow-by are indispensable in addition to drills for gas shut-off and gas receiving work.

【0032】そのために、メインモデル部としてガス清
浄設備のプラント動特性を表すモデルを作成するととも
に、構成要素であるダストキャッチャDC、ベンチュリ
スクラバVSやセプタム弁についても詳細なモデルを作
成する。
For this purpose, a model representing the dynamic characteristics of the plant of the gas cleaning equipment is created as a main model part, and detailed models are also created for the components such as the dust catcher DC, the Venturi Scrubber VS and the septum valve.

【0033】さらに、高炉炉体からの影響を考慮し、吹
き抜け等の異常状態の発生時にも活用できる臨場感のあ
るシミュレータとするためには、ガス清浄設備に最も影
響を与える高炉本体設備や炉頂装入設備のモデル化が必
要である。ここでは、サブモデル部として、高炉ガス流
量の変動に着目し、高炉本体設備はバルブとしてバルブ
開度を変化させて高炉ガス流量を変動させるモデルを作
成し、また、炉頂装入設備は、高炉ガス流量に対してス
テップ状に外乱を与えて、高炉ガス流量を変動させるモ
デルを作成し、ガス清浄設備のメインモデル部と結合さ
せている。
Further, in consideration of the influence from the blast furnace furnace body, in order to provide a realistic simulator that can be used even when an abnormal state such as blow-through occurs, the blast furnace main equipment and the furnace that most affect gas cleaning equipment are used. Modeling of top-loading equipment is required. Here, as a sub-model part, focusing on the fluctuation of the blast furnace gas flow rate, the blast furnace main equipment creates a model that changes the valve opening degree as a valve to change the blast furnace gas flow rate, and the furnace top charging equipment, A model for varying the blast furnace gas flow rate by applying a stepwise disturbance to the blast furnace gas flow rate is created and connected to the main model section of the gas cleaning equipment.

【0034】そのため、訓練にあたっては、訓練対象設
備のみでなく、本設備に影響を与える他の設備について
も、プロセスの状態を模擬し、実際の操業を再現するよ
うにシナリオを作成することができる。
Therefore, in the training, not only the equipment to be trained but also other equipments affecting the present equipment, a scenario can be created so as to simulate the state of the process and reproduce the actual operation. .

【0035】これにより、プロセスモデルの開発工数を
抑え、かつ運転員の訓練に最低限必要な臨場感のあるガ
ス清浄設備のモデル化が可能となった。また、プラント
に導入される制御装置は、3〜5台のCRTと5〜8台
のコントローラが設置されるが、本実施の形態によれ
ば、図3に示すように、それぞれ1台のCRT1、コン
トローラ2、及びプロセスモデルを構築する計算機4で
実現することができた。
As a result, it is possible to reduce the man-hours required for developing the process model and to model a gas purifying facility having a sense of reality necessary for the training of operators. Further, the control device to be introduced into the plant is provided with 3 to 5 CRTs and 5 to 8 controllers. According to the present embodiment, as shown in FIG. , The controller 2, and the computer 4 for constructing the process model.

【0036】以上説明した実施の形態は、ガス清浄設備
を訓練の対象設備とした例であるが、熱風炉設備におい
ても同様なプロセスモデルを開発し、ガス清浄設備のプ
ラント運転訓練シミュレータである図3のそれぞれ1台
のCRT1、コントローラ2、及びプロセスモデルを構
築する計算機4に熱風炉設備の制御・監視用ソフト及び
プロセスモデルを入れることにより熱風炉設備の訓練を
可能とした。
Although the embodiment described above is an example in which a gas cleaning facility is used as a training target facility, a similar process model has been developed for a hot stove facility, and a plant operation training simulator for a gas cleaning facility has been developed. By putting the software for controlling and monitoring the hot stove equipment and the process model into the CRT 1, the controller 2, and the computer 4 for constructing the process model, training of the hot stove equipment was enabled.

【0037】(他の実施の形態)上述した計算機4は、
コンピュータのCPU或いはMPU、RAM、ROM等
で構成されるものであり、RAMやROMに記録された
プログラムが動作することで実現される。また、前記実
施の形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログ
ラムコードをコンピュータに供給するための手段、例え
ばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明
の範疇に含まれる。
(Other Embodiments) The above-described computer 4
It is configured by a CPU or MPU of a computer, a RAM, a ROM, and the like, and is realized by operating a program recorded in the RAM or the ROM. Further, means for supplying a program code of software for realizing the functions of the above-described embodiments to a computer, for example, a storage medium storing such a program code is included in the scope of the present invention.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、実
際の設備を運転監視している場合と同じような臨場感が
あり、運転員に違和感を持たせないプラント運転訓練シ
ミュレータを安価に提供することを可能とし、多大の成
果を得ることができた。
As described above, according to the present invention, a plant operation training simulator which has the same sense of realism as in the case where operation monitoring of actual equipment is performed and which does not give an uncomfortable feeling to the operator can be performed at low cost. It has made it possible to obtain the results.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】大規模なプラントの概要図を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic diagram of a large-scale plant.

【図2】運転員の運転訓練を対象とする設備のモデル化
の考え方を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a concept of modeling equipment for operation training of an operator.

【図3】プラント運転訓練シミュレータのシステム構成
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a system configuration of a plant operation training simulator.

【図4】計算機4の構成の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a configuration of a computer 4.

【図5】高炉プラントにおける設備構成を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing an equipment configuration in a blast furnace plant.

【図6】本発明の実施例におけるガス清浄設備のプラン
トモデルを示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a plant model of a gas cleaning facility according to an embodiment of the present invention.

【図7】プラントの運転監視用の制御装置の構成を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a control device for monitoring operation of a plant.

【図8】従来のプラント運転訓練シミュレータのシステ
ム構成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a system configuration of a conventional plant operation training simulator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 CRT 2 コントローラ 3、5 ネットワーク 4 プラントモデルによりプラント動特性の模擬演
算を行なう計算機 4a 記憶部 4b 演算部 4c 通信インタフェース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 CRT 2 Controller 3, 5 Network 4 Computer which performs simulation operation of plant dynamic characteristics by a plant model 4a Storage unit 4b Operation unit 4c Communication interface

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の設備から構成されるプラント全体
ではなく、前記複数の設備の内のいくつかの設備を運転
訓練の対象としたプラントモデルによりプラント動特性
の模擬演算を行う計算機と、実機と同様な操作監視機器
を含む制御装置とからなるプラント運転訓練シミュレー
タであって、 前記プラントモデルが、運転員の運転訓練の対象とする
設備のみをモデル化したメインモデル部と、運転訓練の
対象外の設備でその稼動状況が前記運転訓練の対象とす
る設備のプロセスの状態に影響を与える設備について、
そのプロセスや機器のみをモデル化及び/又は運転訓練
の対象とする設備のプロセスの状態への影響度合を外乱
要素としてモデル化した複数のサブモデル部とを結合し
たプラントモデルであることを特徴とするプラント運転
訓練シミュレータ。
A computer for performing a simulation calculation of a plant dynamic characteristic by using a plant model in which operation training is performed on some of the plurality of facilities, not the entire plant including the plurality of facilities; A plant operation training simulator comprising a control device including the same operation monitoring device as described above, wherein the plant model is a main model unit that models only equipment to be subjected to operation training of an operator, and a target of operation training. Regarding equipment whose operation status affects the state of the process of the equipment to be subjected to the operation training in the external equipment,
It is a plant model that combines a plurality of sub-model parts in which the degree of influence on the process state of the equipment to be modeled and / or trained for operation is only a disturbance element. Plant operation training simulator.
【請求項2】 複数の設備から構成されるプラント全体
ではなく、前記複数の設備の内のいくつかの設備を運転
訓練の対象としたプラントモデルによりプラント動特性
の模擬演算を行う計算機であって、 前記プラントモデルが、運転員の運転訓練の対象とする
設備のみをモデル化したメインモデル部と、運転訓練の
対象外の設備でその稼動状況が前記運転訓練の対象とす
る設備のプロセスの状態に影響を与える設備について、
そのプロセスや機器のみをモデル化及び/又は運転訓練
の対象とする設備のプロセスの状態への影響度合を外乱
要素としてモデル化した複数のサブモデル部とを結合し
たプラントモデルであることを特徴とするプラントモデ
ルによりプラント動特性の模擬演算を行う計算機。
2. A computer for performing a simulation calculation of a plant dynamic characteristic by using a plant model in which some of the plurality of facilities are subjected to operation training, not the entire plant including a plurality of facilities. The plant model, a main model part in which only the equipment to be trained by the operator is modeled; and the state of the process of the equipment whose equipment is not to be trained and whose operation status is the trained target. Equipment that affects
It is a plant model that combines a plurality of sub-model parts in which the degree of influence on the process state of the equipment to be modeled and / or trained for operation is only a disturbance element. A computer that performs a simulated calculation of plant dynamics using a plant model.
【請求項3】 複数の設備から構成されるプラント全体
ではなく、前記複数の設備の内のいくつかの設備を運転
訓練の対象としたプラントモデルによりプラント動特性
の模擬演算を行う計算方法であって、 前記プラントモデルが、運転員の運転訓練の対象とする
設備のみをモデル化したメインモデル部と、運転訓練の
対象外の設備でその稼動状況が前記運転訓練の対象とす
る設備のプロセスの状態に影響を与える設備について、
そのプロセスや機器のみをモデル化及び/又は運転訓練
の対象とする設備のプロセスの状態への影響度合を外乱
要素としてモデル化した複数のサブモデル部とを結合し
たプラントモデルであることを特徴とするプラントモデ
ルによりプラント動特性の模擬演算を行う計算方法。
3. A calculation method for performing a simulation calculation of a plant dynamic characteristic by using a plant model in which operation training is performed on some of the plurality of facilities, instead of the entire plant including a plurality of facilities. The plant model is a main model unit that models only the equipment to be subjected to the operation training of the operator, and the operation status of the equipment that is not to be subjected to the operation training and whose operation status is the processing of the equipment to be subjected to the operation training. For equipment that affects the condition,
It is a plant model that combines a plurality of sub-model parts in which the degree of influence on the process state of the equipment to be modeled and / or trained for operation is only a disturbance element. A calculation method for performing a simulation calculation of a plant dynamic characteristic by using a plant model.
【請求項4】 複数の設備から構成されるプラント全体
ではなく、前記複数の設備の内のいくつかの設備を運転
訓練の対象としたプラントモデルによりプラント動特性
の模擬演算を行う計算処理を実行するプログラムを格納
したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、 前記プラントモデルが、運転員の運転訓練の対象とする
設備のみをモデル化したメインモデル部と、運転訓練の
対象外の設備でその稼動状況が前記運転訓練の対象とす
る設備のプロセスの状態に影響を与える設備について、
そのプロセスや機器のみをモデル化及び/又は運転訓練
の対象とする設備のプロセスの状態への影響度合を外乱
要素としてモデル化した複数のサブモデル部とを結合し
たプラントモデルであることを特徴とするコンピュータ
読み取り可能な記憶媒体。
4. A simulation process for performing a simulation calculation of a plant dynamic characteristic by using a plant model in which operation training is performed on some of the plurality of facilities, instead of the entire plant including a plurality of facilities. A computer-readable storage medium storing a program to be executed, wherein the plant model is a main model unit that models only equipment to be subjected to operation training by an operator; For equipment whose situation affects the state of the process of the equipment subject to the operation training,
It is a plant model that combines a plurality of sub-model parts in which the degree of influence on the process state of equipment for which the process or equipment alone is modeled and / or operation training is modeled as a disturbance element. Computer-readable storage medium.
【請求項5】 プラント動特性の模擬演算を行う計算に
用いられるプラントモデルであり、複数の設備から構成
されるプラント全体ではなく、前記複数の設備の内のい
くつかの設備を運転訓練の対象としたプラントモデルを
作成するプラントモデル作成方法であって、 運転員の運転訓練の対象とする設備のみをモデル化した
メインモデル部を作成する手順と、 運転訓練の対象外の設備でその稼動状況が前記運転訓練
の対象とする設備のプロセスの状態に影響を与える設備
について、そのプロセスや機器のみをモデル化及び/又
は運転訓練の対象とする設備のプロセスの状態への影響
度合を外乱要素としてモデル化した複数のサブモデル部
を作成する手順とを有することを特徴とするプラントモ
デル作成方法。
5. A plant model used for a calculation for performing a simulation operation of a plant dynamic characteristic, wherein not only the entire plant including a plurality of facilities but some of the plurality of facilities are subjected to operation training. A method for creating a plant model in which a main model part is created that models only the equipment that is subject to operator training, and the operating status of equipment that is not subject to operation training. For the equipment that affects the state of the process of the equipment targeted for the operation training, only the process or equipment is modeled and / or the degree of influence on the state of the process of the equipment targeted for the operation training is set as a disturbance element. Creating a plurality of modeled sub-model parts.
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CN111027227A (en) * 2019-12-25 2020-04-17 北京金恒博远科技股份有限公司 Hot blast stove dynamic simulation system and method and electronic equipment

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