JPH11153940A - プラント運転訓練シミュレーションシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 臨場感に富んだ高度な現場対応訓練が可能な
プラント運転訓練シミュレーションシステムを提供す
る。 【解決手段】 中央模擬制御装置と、現場機器模擬操作
装置３と、プラントシミュレータ１とを備え、前記現場
機器模擬操作装置３を、各現場機器に対応し、且つ、そ
の現場機器の異なる状態に対応した複数の現場機器モデ
ルを備え、それら現場機器モデルから選択された特定の
現場機器モデルを三次元グラフィック処理部１２で表示
し、前記プラントシミュレータ１から入力された状態変
数に基づいて特定の現場機器モデルを更新する状態変数
／現場機器モデル変換部１４を備えるとともに、入力操
作された現場機器モデルに基づいて、前記プラントシミ
ュレータ１へ出力する操作データを生成する現場機器モ
デル／操作データ変換部１５を備えて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多くの知識や経験
が要求される複雑なプラント機器の運転制御を行い得る
運転員を早期に養成するためのプラント運転訓練シミュ
レータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプラント運転訓練シミュレータで
は、プラント機器類に対して集中して所要の操作を行う
中央制御装置を模擬した中央模擬制御装置と、前記プラ
ント機器類の設置現場において所要の操作を行う現場機
器操作装置を模擬した現場機器模擬操作装置と、前記中
央模擬制御装置または前記現場機器模擬操作装置からの
操作入力データに基づいて前記プラント機器類の諸動作
を模擬演算して所定の状態変数を出力するプラントシミ
ュレータとを備えて構成し、前記現場機器模擬操作装置
を、実際の現場機器を撮影して生成した映像情報を出力
するモニタ装置と、現場機器における操作部を模擬した
簡易操作部とを設けて構成し、訓練員がモニタ装置に表
示された現場機器の映像情報を目視しながら前記簡易操
作部を操作するものがあった（特開昭６２−２９５０８
７号公報、特開昭６３−２４１５８９号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のプラン
ト運転訓練シミュレータは、中央模擬制御装置では不可
能なプラントの運転に欠かせない現場機器の設置現場に
おける操作訓練、つまり、各現場機器の具体形状や配置
箇所さらには操作手順を訓練する目的で構成されたもの
であるが、実際に撮影された現場機器の映像情報と簡易
操作部とが一体のものではなく、臨場感に欠けることか
ら訓練の効果が充分に得られないという問題点があっ
た。さらに、現場機器の外見上の異常などを点検すると
いう観点からすると、実際に撮影された現場機器の映像
情報を使用する場合には、現場機器の複数の破損状態ま
でも予め実際に撮影する必要があり、現実的にはそのよ
うな訓練は不可能であるという問題点もあった。本発明
は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的
は、上述の問題点を解消し、臨場感に富んだ高度な現場
対応訓練が可能なプラント運転訓練シミュレーションシ
ステムを提供する点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明によるプラント運転訓練シミュレーションシステ
ムの第一の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項１
に記載した通り、プラント機器類に対して集中して所要
の操作を行う中央制御装置を模擬した中央模擬制御装置
と、前記プラント機器類の設置現場において所要の操作
を行う現場機器操作装置を模擬した現場機器模擬操作装
置と、前記中央模擬制御装置または前記現場機器模擬操
作装置からの操作入力データに基づいて前記プラント機
器類の諸動作を模擬演算して所定の状態変数を出力する
プラントシミュレータとを備えて構成してあるプラント
運転訓練シミュレーションシステムであって、前記現場
機器模擬操作装置を、各現場機器に対応し、且つ、その
現場機器の異なる状態に対応した複数の現場機器モデル
を備え、それら現場機器モデルから選択された特定の現
場機器モデルをプラント設置空間に配して三次元プラン
トモデルを生成するモデリング部と、前記モデリング部
により生成されたプラントモデルを任意の視点情報に基
づいて二次元画像に変換して表示させるレンダリング処
理部とからなる三次元グラフィック処理部を備えて構成
し、前記特定の現場機器モデルを、前記プラントシミュ
レータから入力された状態変数に基づいて更新する状態
変数／現場機器モデル変換部を備えてある点にある。

【０００５】同第二の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項２に記載した通り、プラント機器類に対して集
中して所要の操作を行う中央制御装置を模擬した中央模
擬制御装置と、前記プラント機器類の設置現場において
所要の操作を行う現場機器操作装置を模擬した現場機器
模擬操作装置と、前記中央模擬制御装置または前記現場
機器模擬操作装置からの操作入力データに基づいて前記
プラント機器類の諸動作を模擬演算して所定の状態変数
を出力するプラントシミュレータとを備えて構成してあ
るプラント運転訓練シミュレーションシステムであっ
て、前記現場機器模擬操作装置を、各現場機器に対応し
た複数の現場機器モデルを備え、前記現場機器モデルを
プラント設置空間に配して三次元プラントモデルを生成
するモデリング部と、前記モデリング部により生成され
たプラントモデルを任意の視点情報に基づいて二次元画
像に変換して表示させるレンダリング処理部とからなる
三次元グラフィック処理部と、前記三次元グラフィック
処理部で表示された模擬現場機器に対して所要の操作入
力を行う操作入力部とを備えて構成し、前記操作入力部
から入力操作された模擬現場機器に対応する現場機器モ
デルに基づいて、前記プラントシミュレータへ出力する
操作データを生成する現場機器モデル／操作データ変換
部を備えてある点にある。

【０００６】同第三の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項３に記載した通り、上述の第二の特徴構成に加
えて、前記現場機器モデルが、操作対象単位毎に生成さ
れたものである点にある。

【０００７】同第四の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項４に記載した通り、プラント機器類に対して集
中して所要の操作を行う中央制御装置を模擬した中央模
擬制御装置と、前記プラント機器類の設置現場において
所要の操作を行う現場機器操作装置を模擬した現場機器
模擬操作装置と、前記中央模擬制御装置または前記現場
機器模擬操作装置からの操作入力データに基づいて前記
プラント機器類の諸動作を模擬演算して所定の状態変数
を出力するプラントシミュレータとを備えて構成してあ
るプラント運転訓練シミュレーションシステムであっ
て、前記現場機器模擬操作装置を、各現場機器に対応
し、且つ、その現場機器の異なる状態に対応した複数の
現場機器モデルを備え、それら現場機器モデルから選択
された特定の現場機器モデルをプラント設置空間に配し
て三次元プラントモデルを生成するモデリング部と、前
記モデリング部により生成されたプラントモデルを任意
の視点情報に基づいて二次元画像に変換して表示させる
レンダリング処理部を備えた三次元グラフィック処理部
と、前記三次元グラフィック処理部で表示された疑似現
場機器に対して所要の操作入力を行う操作入力部とを備
えて構成し、前記特定の現場機器モデルを、前記プラン
トシミュレータから入力された状態変数に基づいて更新
する状態変数／現場機器モデル変換部を備えるととも
に、前記操作入力部から入力操作された疑似現場機器に
対応する現場機器モデルに基づいて、前記プラントシミ
ュレータへ出力する操作データを生成する現場機器モデ
ル／操作データ変換部を備えてある点にある。

【０００８】同第五の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項５に記載した通り、上述の第四の特徴構成に加
えて、前記状態変数／現場機器モデル変換部は、前記操
作入力部から該当する疑似現場機器に対して入力操作さ
れた時点で作動するように構成してある点にある。

【０００９】以下に作用を説明する。第一の特徴構成に
よれば、各現場機器に対応し、且つ、その現場機器の異
なる状態に対応した複数の現場機器モデルを予め準備し
ておけば、モデリング部により、それら現場機器モデル
から選択された特定の現場機器モデルをプラント設置空
間に配した三次元プラントモデル、即ち仮想現実空間が
生成され、レンダリング処理部により、前記モデリング
部により生成されたプラントモデルに対して任意の視点
情報に基づいた二次元画像に変換され表示されることと
なり、現場機器の異なる状態に対応した臨場感に溢れた
現場機器の認識が可能となる。例えば、中央制御室から
目的の現場機器設置箇所に到るまで前記視点情報を順次
更新して表示（ウォークスルー）すれば、現場機器まで
の動線（移動経路）を居ながらにして把握できるのであ
り、実際にプラントの運転に携わる場合であっても、迅
速な行動が可能となるのである。そして、状態変数／現
場機器モデル変換部を設けることにより、前記特定の現
場機器モデルを、前記プラントシミュレータから入力さ
れた状態変数に基づいて更新することが可能となり、プ
ラントシミュレータの出力と現場機器模擬操作装置にお
けるグラフィク表示画像とを連動させたより臨場感に溢
れた動的表示を行うことにより、訓練員が居ながらにし
て現場機器の状態を的確に把握できるのである。

【００１０】第二の特徴構成によれば、三次元グラフィ
ック表示部で表示された模擬現場機器に対して所要の操
作入力を行う、例えばマウスやタッチパネルのようなポ
インティング操作部を備えた操作入力部を設ければ、そ
の操作入力部から模擬現場機器を指定する入力操作によ
り、その模擬現場機器に対応する現場機器モデルに基づ
いて、現場機器モデル／操作データ変換部が、前記プラ
ントシミュレータへ出力する操作データを生成すること
が可能となるので、現場機器毎の別途の操作入力部を設
けることなく、該当する現場機器の臨場感のある操作訓
練を確実に行い得るのである。例えば、第三の特徴構成
に示すように、ある現場機器に複数の操作部が備わって
いる場合に、前記現場機器モデルを操作対象単位毎に設
けておけば、訓練者はどの操作対象を操作しなければな
らないかを明確に意識して操作入力しなければならなく
なり、より確実な操作入力訓練が可能となる。

【００１１】第四の特徴構成によれば、上述した第一及
び第二の特徴構成による双方の動作により現場機器の適
切な認識及び操作が可能になるのである。第五の特徴構
成によれば、前記状態変数／現場機器モデル変換部を、
前記操作入力部から該当する疑似現場機器に対して入力
操作された時点で作動するように構成することにより、
例えば、前記プラントシミュレータにより何らかの異常
状態が出力されたとき、または前記プラントシミュレー
タにより異常状態から正常状態に復帰したときに、三次
元グラフィック表示部で表示された模擬現場機器を受け
身で目視するだけでは確認されないように以前の状態の
まま表示し、訓練者が疑似現場機器に対して入力操作す
る、つまりマウスやタッチパネルのようなポインティン
グ操作部を意識的に操作して疑似現場機器を指定するこ
とにより初めてその状態を表示するもので、訓練者があ
たかも現場で現場機器を注意深く点検するような現場機
器点検訓練が効果的に行えるのである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係るプラント運転
訓練シミュレーションシステムをストーカ式の都市ゴミ
焼却プラントに適用した実施の形態を図面に基づいて説
明する。

【００１３】図１に示すように、プラント運転訓練シミ
ュレーションシステムは、都市ゴミ焼却プラントを構成
する各種のプラント機器類に対して集中して所要の操作
を行う中央制御装置を模擬した中央模擬制御装置２と、
前記プラント機器類の設置現場において所要の操作を行
う複数の現場機器操作装置を統括模擬した現場機器模擬
操作装置３と、前記中央模擬制御装置２または前記現場
機器模擬操作装置３からの操作入力データに基づいて前
記プラント機器類の諸動作を模擬演算して所定のプロセ
スデータを含む状態変数を出力するプラントシミュレー
タ１と、所定の訓練シナリオを設定入力する教官用コン
ソール４と、炉内の燃焼火炎やボイラ水位計など実際の
プラントの所定箇所に配されたモニタカメラの入力画像
に関する模擬画像を表示出力するモニタ装置５などを備
えて構成してあり、前記プラントシミュレータ１から他
の構成装置に対してポーリング／セレクティング方式に
より通信を行う通信ネットワーク６で接続してある。

【００１４】前記プラントシミュレータ１は、燃焼系
統、送風系統、排ガス処理系統、発電系統など実際のプ
ラント機器類に対応して各系統毎に数式モデル化された
系統別シミュレータの集合で構成してあり、各系統別シ
ミュレータは、前記中央模擬制御装置２などからの制御
データ及び他系統のシミュレータから入力されたプロセ
スデータに基づいて演算して自系統のプロセスデータを
出力するように構成してあり、各系統毎の出力を統合し
た状態変数が前記プラントシミュレータ１から前記通信
ネットワーク６に出力される。

【００１５】前記中央模擬制御装置２は、実際のゴミ焼
却プラントの中央制御室に設置された分散型中央制御装
置と略同等のハードウェア構成で、オペレータ端末であ
る中央模擬操作部２ａと、前記中央模擬操作部２ａから
の操作入力と前記プラントシミュレータ１から炉内温度
や蒸気圧力といった所定の状態変数の入力に対応して予
め設定されている制御プログラムに基づいて前記プラン
トシミュレータ１に所定の制御信号を出力する中央模擬
制御部２ｂとを分散制御システム用ネットワーク６ａで
接続して構成してある。

【００１６】前記通信ネットワーク６は、前記分散制御
システム用ネットワーク６ａと、シミュレータ用ネット
ワーク６ｂとをゲートウェイ６ｃを介して接続して構成
してある。

【００１７】前記現場機器模擬操作装置３は、各種現場
機器類の状態を設置現場に赴くまでもなく、各種現場機
器に設置されている表示メータ、表示ランプ、操作スイ
ッチなどを、前記中央模擬制御装置２の設置された訓練
現場に居ながらもあたかも現場に赴いて目視確認または
操作する如く疑似体験可能な操作装置であり、図２に示
すように、前記ネットワーク６を介してデータをやり取
りするインターフェース制御部１４，１５，１６と、プ
ラントの構成機器が個別にソリッドモデルまたはサーフ
ィスモデルとして定義されたオブジェクトファイルの集
合である現場機器モデル７と、それら現場機器モデル７
から選択された特定のオブジェクトファイルの集合であ
る特定現場機器モデル８と、前記特定現場機器モデル８
をワールド座標系で構成されるプラント設置空間に配し
て三次元プラントモデルを生成するモデリング部９と、
前記モデリング部９により生成されたプラントモデルを
任意の視点情報に基づいて二次元画像に変換して表示さ
せるレンダリング処理部１０と、前記レンダリング処理
部１０で生成された二次元画像を表示出力する表示装置
１１を備えた三次元グラフィック処理部１２と、前記表
示装置１１にグラフィック表示された疑似現場機器に対
して所要の操作入力を行うマウスやタッチパネルなどの
座標入力機器で構成される操作入力部１３とを備えて構
成してある。

【００１８】前記現場機器モデル７は、プラントの全景
を示すオブジェクトファイル７ａ、プラントの階層毎の
建屋構造を示す断面モデル又は平面モデルで示すオブジ
ェクトファイル７ｂ、各階層に配置される各現場機器を
示す複数のオブジェクトファイル７ｃでなり、各現場機
器を示すオブジェクトファイル７ｃは、さらに、その現
場機器の異なる状態に対応した複数のオブジェクトファ
イルで構成される。オブジェクトファイル７ｃの詳細を
現場機器の一つであるボイラ給水ポンプの操作盤を例に
説明すると、図８に示すように、該操作盤ＯＢにはボイ
ラ給水ポンプの制御モードを現場操作モードと中央制御
室による遠隔操作モードのいずれかを各別に切り替える
モード選択スイッチＳ１，Ｓ２、給水ポンプの始動スイ
ッチＳ３，Ｓ５、給水ポンプの停止スイッチＳ４，Ｓ
６、ポンプの運転状態を表示するメータＭ１，Ｍ２が、
二台の給水ポンプに対応してそれぞれ一対配置されてお
り、前記現場機器の異なる状態に対応した複数のオブジ
ェクトファイル７ｃには、操作盤を示すオブジェクトフ
ァイルが一つ、現場操作モードを示すモード選択スイッ
チのオブジェクトファイルが二台のポンプに対応して二
つ、以下同様に、中央操作モードを示すモード選択スイ
ッチのオブジェクトファイルが二つ、始動スイッチを示
すオブジェクトファイルが二つ、停止スイッチを示すオ
ブジェクトファイルが二つ、始動状態を表すメータを示
すオブジェクトファイルが二つ、停止状態を表すメータ
を示すオブジェクトファイルが二つ存在し、合計１３の
オブジェクトファイルでボイラ給水ポンプの操作盤がモ
デル化され、その中で、モード選択スイッチ及びメータ
は、後述の状態変数／現場機器モデル変換部の作用によ
りいずれかのオブジェクトが選択されるのである。

【００１９】前記特定現場機器モデル８は、前記現場機
器モデル７のうち、プラントの全景を示すオブジェクト
ファイル７ａ、プラントの階層毎の建屋構造を示すオブ
ジェクトファイル７ｂ、各階層に配置される各現場機器
を示す複数のオブジェクトファイル７ｃの中から後述す
る状態変数／現場機器モデル変換部により選択された特
定のオブジェクトファイルとで構成され、それらオブジ
ェクトファイルにより三次元プラントモデルが生成され
る。

【００２０】前記インターフェース制御部１４，１５，
１６は、前記通信ネットワーク６におけるプロトコルを
制御する通信制御部１６と、前記通信ネットワーク６を
介して得られた状態変数に基づいて、前記特定現場機器
モデル８を構成する特定の現場機器モデルを更新する状
態変数／現場機器モデル変換部１４と、前記操作入力部
１３から入力操作された疑似現場機器に対応する現場機
器モデルに基づいて、前記プラントシミュレータ１へ出
力すべき操作データを生成する現場機器モデル／操作デ
ータ変換部１５とで構成してある。

【００２１】上述したプラント運転訓練シミュレーショ
ンシステムは、図３に示すように、前記プラントシミュ
レータ１から各構成装置に所定の時間間隔、例えば１秒
間隔で一巡するようにアクセスされて所要のデータが送
受信される。前記プラントシミュレータ１は、教官用コ
ンソール４から送信された訓練シナリオに基づいたプラ
ントの運転状態を具現し、前記中央模擬制御装置２また
は前記現場機器模擬操作装置３から送信された制御デー
タや操作データに基づいて所定の演算を実行して各種の
状態変数を出力し、前記モニタ装置５はそれら状態変数
に基づいて炉内の燃焼火炎やボイラ水位計などの模擬画
像を表示出力する。運転訓練者は、前記中央模擬操作部
２ａに表示されたプラントの運転状態、前記モニタ装置
５の模擬画像などを目視しながら所定の運転状態を実現
すべく、前記中央模擬操作部２ａや前記現場機器模擬操
作装置３を操作する。

【００２２】以下に、前記現場機器模擬操作装置３の動
作をフローチャートに基づいて詳述する。図５に示すよ
うに、前記現場機器模擬操作装置３が起動されると、前
記グラフィック処理部１２が起動されて前記表示装置１
１にプラント全景モデルが表示される＜＃１＞。画面表
示されたアイコンまたはキーボード操作により操作開始
入力がなされると＜＃２＞、前記プラントシミュレータ
１との通信が開始され＜＃３＞、前記表示装置１１にプ
ラント全体の断面モデルが表示される＜＃４＞。運転訓
練者が前記操作入力部１３により行先階を指定入力する
と（例えばマウスカーソルを行先階に移動させてクリッ
クする）＜＃５＞、前記表示装置１１に該当する階の平
面モデルが表示され＜＃６＞、運転訓練者が前記操作入
力部１３により行先エリア、つまり操作対象となる現場
機器の設置エリアを指定入力すると（例えばマウスカー
ソルを平面モデルの行先エリアに移動させてクリックす
る）＜＃７＞、中央制御室から行先エリアまでの移動経
路に沿って自動的に順に画面が切替え表示される所謂ウ
ォークスルー処理がなされる＜＃８＞。尚、ウォークス
ルー処理については後に詳述する。行先エリアに到達
後、手動で目的とする現場機器まで移動、つまり、表示
装置１１に表示された複数の現場機器の中から目的の機
器に近づくように、マウスカーソルを移動させてクリッ
クすることにより、表示を更新させ＜＃８＞、前記表示
装置１１に疑似現場機器が表示されると＜＃９＞、運転
訓練者が前記操作入力部１３により前記表示装置１１に
表示された疑似現場機器を指定入力すると（例えばマウ
スカーソルを疑似現場機器の操作部に移動させてクリッ
クする）＜＃１１＞、前記グラフィック処理部１２は前
記現場機器モデル／操作データ変換部１５に操作された
疑似現場機器に対応する現場機器モデルのオブジェクト
ファイル名を出力し、前記現場機器モデル／操作データ
変換部１５は装置内に備えてあるメモリに操作履歴デー
タとして記憶する＜＃１２＞。上述の操作入力＜＃１１
＞を待つ間に、前記プラントシミュレータ１から受信し
た状態変数が変化し、それに伴い疑似現場機器の表示内
容を更新する必要がある場合（前記状態変数／現場機器
モデル変換部１４から後述する表示更新要求データが入
力されている場合）には、ステップ＜＃９＞に戻り新た
なオブジェクトファイルに対応した現場機器が表示され
る＜＃１０＞。ここに、状態変数の変化によるオブジェ
クトファイルの更新動作については後に詳述する。目的
とする現場機器の操作が終了し、画面表示されたアイコ
ンまたはキーボード操作により現場再選択入力がなされ
ると、上述のステップ＜＃４＞に戻り前記表示装置１１
にプラント全体の断面モデルが表示される。

【００２３】以下に、前記グラフィック処理部１２の動
作を、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
前記モデリング部９は、前記特定現場機器モデル８に含
まれる複数の各オブジェクトファイルで定義された機器
モデルの個々をワールド座標系に配置した三次元プラン
トモデルを生成する＜＃２１＞。前記レンダリング処理
部１０は、前記モデリング部９により生成されたプラン
トモデルを特定の視点位置データ、視線方向データから
なる視点情報に基づいてデバイス座標系に変換する視野
変換を行い＜＃２２＞、視点位置から見えないモデルを
消去する隠面消去処理やピクセルの色を決定するシェー
ディング処理を施し＜＃２３＞，＜＃２４＞、前記オブ
ジェクトファイルで定義されていないプラントの構成機
器や設備の二次元画像を張りつけるテクスチァマッピン
グ処理を行う＜＃２５＞。このようにして出来上がった
二次元画像、即ちラスターデータを前記表示装置１１に
転送して表示させる＜＃２６＞。

【００２４】ここで、上述したウォークスルー処理につ
いて説明すると、前記特定現場機器モデル８には、上述
したプラントの階層毎の建屋構造を示すオブジェクトフ
ァイル７ｂ、各階層に配置される各現場機器を示す複数
のオブジェクトファイル７ｃの他に、各オブジェクトフ
ァイル７ｂ，７ｃに対応して中央制御室からそれぞれの
設置箇所に到る移動経路を示す移動経路ファイルが定義
されている。各移動経路ファイルは、一対の視点位置デ
ータと視線方向データが前記移動経路に沿って複数組設
定されたもので、最初に行先エリアが指定された時点で
ウォークスルーモードとなり、該モードであれば＜＃２
７＞、前記移動経路ファイルで定義される最終の視点位
置データと視線方向データに対応したステップ＜＃２２
＞から＜＃２６＞の処理が終了するまで順次視点情報、
即ち視点位置データと視線方向データが更新されて＜＃
２８＞、ステップ＜＃２２＞から＜＃２６＞の処理が一
定時間サイクルで繰り返され、その後、ウォークスルー
モードが解除される。尚、ステップ＜＃２２＞から＜＃
２６＞の繰り返し処理時間サイクルは必ずしも一定であ
る必要はなく、移動速度に合わせて前記移動経路ファイ
ルの視点情報毎に繰り返し処理時間を設定するものであ
ってもよい。

【００２５】以下に、前記プラントシミュレータ１との
通信処理を、図７に示すフローチャートに基づいて説明
する。前記プラントシミュレータ１から前記通信制御部
１６に対して通信割り込みによりポーリングされ通信回
線が確立すると、図３に示すように、前記プラントシミ
ュレータ１からコマンドデータ“ｆｅｄｔ”に続いて模
擬現場機器の表示に関わる状態変数である所定バイト単
位（ここでは１バイト単位）のプロセス値が全２０４８
バイトのバイナリーデータ“ＦＩＬＥ”として送信さ
れ、正常受信した場合にはアクノリッジ信号としてコマ
ンドデータ“ｆａｄｔ”を返送する＜＃３１＞。受信さ
れた状態変数データは前記通信制御部１６から前記状態
変数／現場機器モデル変換部１４に転送され、メモリ
（図示せず）に記憶されている前回受信された状態変数
データと比較される＜＃３２＞。前記状態変数／現場機
器モデル変換部１４には、各現場機器の状態変数と、そ
の状態変数に対応した、つまり現場機器の異なる状態に
対応した複数のオブジェクトファイルとを対応付ける状
態変数／現場機器モデル変換テーブルが備えてあり、比
較の結果、今回受信された状態変数データの中で前回受
信された状態変数データと異なるデータ、つまり状態が
変化したデータがあれば、その状態変数データに対応す
る現場機器モデルのオブジェクトファイル名を前記状態
変数／現場機器モデル変換テーブルに基づいて導き出
し、前記特定現場機器モデル８にある以前のオブジェク
トファイルをアンロードし、該当するオブジェクトファ
イルを前記現場機器モデル７からロードし＜＃３３＞、
表示更新要求データを前記グラフィック処理部１２に出
力する＜＃３４＞。例えば、上述したボイラ給水ポンプ
の操作盤を例に説明すると、給水ポンプの運転状態を表
示するメータが停止状態にある場合、停止状態に対応し
たメータのオブジェクトファイルが前記特定現場機器モ
デル８にロードされており、それに対応する模擬現場機
器が前記表示装置１１に表示されているが、ここで、前
記プラントシミュレータ１から送信された状態変数デー
タのうちメータに対応する状態変数が１６進表示で００
ｈ（停止状態に対応）から０１ｈ（始動状態に対応）に
変化した場合には、停止状態に対応したメータのオブジ
ェクトファイルをアンロードし、始動状態に対応したメ
ータのオブジェクトファイルが前記現場機器モデルから
前記特定現場機器モデル８にロードされるのである。次
に、前記現場機器モデル／操作データ変換部１５に操作
履歴データである現場機器モデルのオブジェクトファイ
ル名が記憶されている場合（上述のステップ＜＃１２
＞）には＜＃３５＞、各オブジェクトファイル名に対し
て、現場機器を特定する０から１０００の十進４桁の機
器コード“ａａａａ”、０から９９の十進２桁の操作内
容コード“ｂｂ”、２００バイト固定長のヒストリカル
メッセージからなるイベントデータを対応付けて構成さ
れる現場機器モデル／操作データ変換テーブルに基づい
て送信すべきイベントデータを生成する＜＃３６＞。生
成されたイベントデータは、図４に示すように、前記プ
ロセスシミュレータ１に対する送信コマンドデータ“ｆ
ｅｆｈ”に引き続き機器コード、操作内容コード、ヒス
トリカルメッセージを送信し＜＃３７＞、前記プロセス
シミュレータ１からアクノリッジ信号“ｆａｆｈ”を受
信した後に通信を終了する＜＃３８＞。図４に示すよう
に、前記プロセスシミュレータ１は、受信した前記イベ
ントデータのなかのヒストリカルメッセージを教官用コ
ンソール４に送信コマンドデータ“ｃｅｆｈ”に引き続
いて送信することにより、教官用コンソール４で運転訓
練員の操作をモニタすることが可能に構成してある。例
えば、上述したボイラ給水ポンプの操作盤を例に説明す
ると、該操作盤が現場操作モードであり、現場モードに
対応するモード選択スイッチのオブジェクトファイルが
前記特定現場機器モデル８にロードされており、それに
対応する疑似現場機器が前記表示装置１１に表示されて
いる状態で、遠隔操作モードに変更する必要が生じて、
操作履歴データに現場モードに対応するモード選択スイ
ッチのオブジェクトファイル名が記憶されている場合を
想定すると、当該オブジェクトファイル名に基づいて、
現場機器モデル／操作データ変換テーブルから、モード
選択スイッチを示す機器コード“１２３４”、遠隔操作
モードへの移行を示す操作内容コード“１０”、ヒスト
リカルメッセージ“ボイラ給水遠隔操作モード”でなる
イベントデータが得られ、当該イベントデータが前記現
場機器モデル／操作データ変換部１５から前記通信制御
部１６に転送され、前記プラントシミュレータ１に送信
されるのである。

【００２６】以下に別実施形態を説明する。運転訓練者
が前記操作入力部１３により前記表示装置１１に表示さ
れた疑似現場機器を指定入力した場合に、操作履歴デー
タとして記憶するオブジェクトファイル名は、更新され
るべき新たなオブジェクトファイル名であってもよいし
更新前のオブジェクトファイル名であってもよい。いず
れの場合でも、そのファイル名に対応して必要なイベン
トデータを割りつけた現場機器モデル／操作データ変換
テーブルを構築しておけばよい。また、前記操作入力部
１３からの入力に応答して該当オブジェクトファイルを
更新して新たなオブジェクトファイルに対応した表示に
更新する必要があるが、更新時期は、前記プラントシミ
ュレータ１から送信される状態変数データに対応するデ
ータが含まれるように構成しておき、受信された状態変
数データの変化に基づいて更新してもよいし、前記操作
入力部１３により前記表示装置１１に表示された疑似現
場機器を指定入力した時点で更新処理してもよい。

【００２７】前記状態変数／現場機器モデル変換部１４
は、前記操作入力部１３から該当する疑似現場機器に対
して入力操作された時点で作動するように構成すること
も可能である。例えば、ボイラ配管に対応するオブジェ
クトファイルが、正常状態のオブジェクトファイルと亀
裂の発生した異常状態のオブジェクトファイルで構成さ
れる場合、上述した実施形態では前記プラントシミュレ
ータ１からボイラ配管が異常である旨の状態変数を受信
したときに表示が更新されるものを説明したが、運転訓
練者が前記操作入力部１３により前記表示装置１１に表
示された疑似現場機器を指定入力したときに表示が更新
されるように構成することにより訓練者により高度の注
意力を養成することも可能となる。この場合には、前記
操作入力部１３により該当する疑似現場機器が指定入力
されたときに前記状態変数／現場機器モデル変換部１４
にその旨のデータを入力するように構成しておき、前記
状態変数／現場機器モデル変換部１４には、受信データ
の変化により更新するか操作入力により更新するかの判
別手段を設けておけば実現できる。さらに、前記判別手
段にいずれを優先して更新するかを現場機器モデル毎ま
たは一律に設定する優先モード選択データを付加すれ
ば、さらに訓練成果の向上が期待できる。

【００２８】前記現場機器のオブジェクトファイルとし
ては、実物を模したモデルばかりでなく、例えば、運転
状態や故障状態など現場機器の状態を文字で表示した表
示板や、故障修理や始動／停止などの操作内容を示す文
字を表示した入力操作用表示板を単独または実物を模し
たモデルと併用して構築するものであってもよい。

【００２９】前記表示装置１１の表示画面に対して、前
記操作入力部１３から入力操作された場合、オブジェク
トファイルで定義された疑似現場機器が指示された場合
に効果音を発し、単なるテクスチャマッピングにより表
された疑似現場機器や背景が指示された場合には当該効
果音を発しないような、指定された座標にオブジェクト
ファイルで構築されたモデルの有無を判別する判別機構
を備えた効果音出力部を備えて、訓練効率を向上するよ
うに構成してもよい。

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
臨場感に富んだ高度な現場対応訓練が可能なプラント運
転訓練シミュレーションシステムを提供することができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】プラント運転訓練シミュレーションシステムの
システム構成図

【図２】現場機器模擬操作装置のブロック構成図

【図３】通信ネットワークを介した通信データの流れを
示す説明図

【図４】通信ネットワークを介した通信データの流れを
示す説明図

【図５】現場機器模擬操作装置の主動作を示すフローチ
ャート

【図６】現場機器模擬操作装置のグラフィック処理を示
すフローチャート

【図７】現場機器模擬操作装置の通信処理を示すフロー
チャート

【図８】現場機器操作装置の一例を示す説明図

【符号の説明】

１ プラントシミュレータ ２ 中央模擬制御装置 ３ 現場機器模擬操作装置 ４ 教官用コンソール ５ モニタ装置 ６ 通信ネットワーク ７ 現場機器モデル ８ 特定現場機器モデル ９ モデリング部 １０ レンダリング処理部 １１ 表示装置 １２ グラフィック処理部 １３ 操作入力部 １４ 状態変数／現場機器モデル変換部 １５ 現場機器モデル／操作データ変換部 １６ 通信制御部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラント機器類に対して集中して所要の
   操作を行う中央制御装置を模擬した中央模擬制御装置
   と、前記プラント機器類の設置現場において所要の操作
   を行う現場機器操作装置を模擬した現場機器模擬操作装
   置と、前記中央模擬制御装置または前記現場機器模擬操
   作装置からの操作入力データに基づいて前記プラント機
   器類の諸動作を模擬演算して所定の状態変数を出力する
   プラントシミュレータとを備えて構成してあるプラント
   運転訓練シミュレーションシステムであって、 前記現場機器模擬操作装置を、 各現場機器に対応し、且つ、その現場機器の異なる状態
   に対応した複数の現場機器モデルを備え、それら現場機
   器モデルから選択された特定の現場機器モデルをプラン
   ト設置空間に配して三次元プラントモデルを生成するモ
   デリング部と、前記モデリング部により生成されたプラ
   ントモデルを任意の視点情報に基づいて二次元画像に変
   換して表示させるレンダリング処理部とからなる三次元
   グラフィック処理部を備えて構成し、 前記特定の現場機器モデルを、前記プラントシミュレー
   タから入力された状態変数に基づいて更新する状態変数
   ／現場機器モデル変換部を備えてあるプラント運転訓練
   シミュレーションシステム。
2. 【請求項２】 プラント機器類に対して集中して所要の
   操作を行う中央制御装置を模擬した中央模擬制御装置
   と、前記プラント機器類の設置現場において所要の操作
   を行う現場機器操作装置を模擬した現場機器模擬操作装
   置と、前記中央模擬制御装置または前記現場機器模擬操
   作装置からの操作入力データに基づいて前記プラント機
   器類の諸動作を模擬演算して所定の状態変数を出力する
   プラントシミュレータとを備えて構成してあるプラント
   運転訓練シミュレーションシステムであって、 前記現場機器模擬操作装置を、 各現場機器に対応した複数の現場機器モデルを備え、前
   記現場機器モデルをプラント設置空間に配して三次元プ
   ラントモデルを生成するモデリング部と、前記モデリン
   グ部により生成されたプラントモデルを任意の視点情報
   に基づいて二次元画像に変換して表示させるレンダリン
   グ処理部とからなる三次元グラフィック処理部と、 前記三次元グラフィック処理部で表示された模擬現場機
   器に対して所要の操作入力を行う操作入力部とを備えて
   構成し、 前記操作入力部から入力操作された模擬現場機器に対応
   する現場機器モデルに基づいて、前記プラントシミュレ
   ータへ出力する操作データを生成する現場機器モデル／
   操作データ変換部を備えてあるプラント運転訓練シミュ
   レーションシステム。
3. 【請求項３】 前記現場機器モデルが、操作対象単位毎
   に生成されたものである請求項２記載のプラント運転訓
   練シミュレーションシステム。
4. 【請求項４】 プラント機器類に対して集中して所要の
   操作を行う中央制御装置を模擬した中央模擬制御装置
   と、前記プラント機器類の設置現場において所要の操作
   を行う現場機器操作装置を模擬した現場機器模擬操作装
   置と、前記中央模擬制御装置または前記現場機器模擬操
   作装置からの操作入力データに基づいて前記プラント機
   器類の諸動作を模擬演算して所定の状態変数を出力する
   プラントシミュレータとを備えて構成してあるプラント
   運転訓練シミュレーションシステムであって、 前記現場機器模擬操作装置を、 各現場機器に対応し、且つ、その現場機器の異なる状態
   に対応した複数の現場機器モデルを備え、それら現場機
   器モデルから選択された特定の現場機器モデルをプラン
   ト設置空間に配して三次元プラントモデルを生成するモ
   デリング部と、前記モデリング部により生成されたプラ
   ントモデルを任意の視点情報に基づいて二次元画像に変
   換して表示させるレンダリング処理部を備えた三次元グ
   ラフィック処理部と、 前記三次元グラフィック処理部で表示された疑似現場機
   器に対して所要の操作入力を行う操作入力部とを備えて
   構成し、 前記特定の現場機器モデルを、前記プラントシミュレー
   タから入力された状態変数に基づいて更新する状態変数
   ／現場機器モデル変換部を備えるとともに、 前記操作入力部から入力操作された疑似現場機器に対応
   する現場機器モデルに基づいて、前記プラントシミュレ
   ータへ出力する操作データを生成する現場機器モデル／
   操作データ変換部を備えてあるプラント運転訓練シミュ
   レーションシステム。
5. 【請求項５】 前記状態変数／現場機器モデル変換部
   は、前記操作入力部から該当する疑似現場機器に対して
   入力操作された時点で作動するように構成してある請求
   項４記載のプラント運転訓練シミュレーションシステ
   ム。