JP2007115185A - プラント運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プラントの運転制御の制御性を向上させ、オペレータの利便性が向上されたプラント運転支援装置を提供する。
【解決手段】オペレータの操作行動に応じた操作指令情報を受け付ける操作入力手段２１０、受け付けられた操作指令情報に基づいてオペレータが意図するプラントの運転状態を示す運転命令情報に変換する変換手段２２０、操作手順データ及び各種設定値データを記憶する記憶手段２３０、変換された運転命令情報に対応する操作手順データ及び設定値データに基づいてプラントの具体的な操作内容を示す操作内容情報を決定する操作内容決定手段２４０、決定された操作内容情報をオペレータに対して報知し、操作内容情報の承認指示を受け付ける操作内容承認手段２５０、承認指示が受け付けられた操作内容情報に応じて操作量を算出するプラント制御手段２６０を備えるプラント運転支援装置１。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラントの運転状態に基づいてプラントの運転支援を行うプラント運転支援装置に関する。

近年、発電、石油精製、鉄鋼、ガス、上下水道などのプラントは、各生産工程における生成物の品質に関する物理量や化学量を実時間（リアルタイム）で計測することが困難であるため、プラント各部に設けられた温度センサ・流量計・圧力センサ等の各種計測機器や、バルブ・ヒータ等の各種調整機器から取得された機器の状況データに応じて、オペレータ自身のプラント運転制御の経験や技術的な秘訣（ノウハウ）に依存した運転制御が行われている。

例えば、定常時は現在迄の運転実績とプラントシミュレーション結果とを表示させ、非常時には現在迄の運転データから検索された類似運転実績例を更に表示させる方法（特許文献１参照）、プラントデータに基づいてプロセスの予測値を算出し、算出された予測値、過去値及び現在値に基づいて今後のプラント状態を算出して操作ガイダンスを出力する装置（特許文献２参照）、保存された運転操作履歴に対して解析及び評価を行い、正式登録データとして当該運転操作履歴を登録すると共に、登録された運転操作履歴を読み出して制御運転を実行させる装置（特許文献３参照）が開示されている。
特開平３−２１６７０５号公報 特開平４−１９９２０２号公報 特開平９−２２３０１号公報

しかしながら、このような従来のプラント運転支援装置では、各オペレータのプラント運転制御の経験や技術的な秘訣を他のオペレータに伝承させることが困難であり、安定したプラント運転制御を実現することが難しいという問題がある。また、従来のプラント運転支援装置は、制御対象となる各種調整機器が各プラント固有の機器であるため、プラント毎に運転制御方法が異なり、オペレータはプラント毎に運転制御方法の経験や技術的な秘訣を習得しなければならいため利便性に乏しいという問題や、複数の類似プラントを同時に制御することができないという問題がある。

本発明の課題は、プラントの運転制御の制御性を向上させ、オペレータの利便性が向上されたプラント運転支援装置を提供することである。

請求項１に記載の発明は、オペレータの操作行動に応じた操作指令情報を受け付ける操作入力手段と、前記操作入力手段により受け付けられた操作指定情報を解析し、当該解析結果に基づいてプラント内に配置された機器に対する具体的な操作量を算出する制御手段と、を備えるプラント運転支援装置であること、を特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプラント運転支援装置において、前記制御手段は、前記操作入力手段により受け付けられた前記操作指令情報に基づいて、オペレータが意図するプラントの運転状態を示す運転命令情報に変換する変換手段と、前記プラントの具体的な操作手順を示す操作手順データ及び前記操作手順データに代入される各種設定値データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている前記変換手段により変換された運転命令情報に対応する操作手順データ及び前記設定値データに基づいて前記プラントの具体的な操作内容を示す操作内容情報を決定する操作内容決定手段と、前記操作内容決定手段により決定された操作内容情報に応じて前記操作量を算出するプラント制御手段と、を備えること、を特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のプラント運転支援装置において、前記記憶手段は、各種変数を用いて前記プラントの具体的な操作手順が示された操作手順データを前記運転命令情報に対応して記憶している操作手順記憶手段と、前記操作手順データの各種変数に代入される各種設定値データを前記運転命令情報に対応して記憶している設定値記憶手段と、を有すること、を特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載のプラント運転支援装置において、前記操作内容決定手段は、前記変換手段により変換された運転命令情報に対応する操作手順データ及び前記設定値データを前記記憶手段から検索する検索手段と、前記検索手段により検索された操作手順データに設定値データを代入して前記プラントを具体的に操作する操作内容情報を生成する操作内容生成手段と、を有すること、を特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のプラント運転支援装置において、前記検索手段は、前記記憶手段から前記運転命令情報に対応する前記設定値データが検索されない場合、当該運転命令情報の近傍の複数の運転命令情報に対応する設定値データに基づいて新たに設定値データを生成すること、を特徴としている。

請求項６に記載の発明は、請求項２から５のいずれか一項に記載のプラント運転支援装置において、前記制御手段は、前記操作内容決定手段により決定された操作内容情報をオペレータに対して報知し、操作内容情報の承認指示を受け付ける操作内容承認手段を備え、前記プラント制御手段は、前記操作内容承認手段により承認指示が受け付けられた操作内容情報に応じて前記操作量を算出すること、を特徴としている。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のプラント運転支援装置において、前記操作内容情報の生成根拠である設定値データの修正指示を受け付ける設定値修正指示入力手段と、前記設定値修正指示入力手段により受け付けられた修正指示に応じて設定値データを修正し、当該修正された設定値データを記憶手段に記憶させる設定値修正手段と、を備えること、を特徴としている。

請求項８に記載の発明は、請求項２から７のいずれか一項に記載のプラント運転支援装置において、前記運転命令情報は、前記プラントの操作対象の種類情報と、当該プラントの操作対象の種類情報に対する操作要求量を含み、前記操作要求量は、前記操作指令情報に含まれるオペレータの操作行動に応じた物理的な信号変化量に基づく値であること、を特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、オペレータの操作行動に応じた操作指令情報に基づいて、プラント内に配置された機器に対する具体的な操作量が算出されてプラントが制御されるため、オペレータがプラント固有の操作方法を習熟する必要がなくなり、本来そのプラントに要求される基本的な動作を身に付けてさえいれば運転操作できるため、オペレータの操作負荷を低減させることができ、オペレータのプラント運転制御の経験に拘わらず安定したプラントの運転制御を実現することができると共に、プラントの機器構成が異なる複数のプラントも容易に制御することができる。従って、オペレータに対する利便性及び制御性を向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を得られるのは勿論のこと、操作指令情報がオペレータの意図するプラントの運転状態を示す運転命令情報に変換され、変換された運転命令情報に対応する操作手順データ及び設定値データに基づいてプラントの具体的な操作内容を示す操作内容情報が決定され、オペレータの承認指示が受け付けられた操作内容情報に応じて具体的な操作量が算出されるため、オペレータがプラント固有の機器構成や具体的な操作手順を知らなくとも、本来そのプラントに要求される基本的な動作を身に付けてさえいれば運転操作できるため、オペレータのプラント運転制御の経験に拘わらず安定したプラントの運転制御を実現することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２と同様の効果を得られるのは勿論のこと、操作手順データ及び設定値データが運転命令情報に対応してそれぞれ予め記憶されていることにより、操作内容情報の決定に関わる制御負荷を低減することができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は３と同様の効果を得られるのは勿論のこと、オペレータは各プラント固有の操作内容情報の生成方法を熟知しなくとも、運転命令情報に対応する操作手順データ及び設定値データが記憶手段から検索され、検索された操作手順データに設定値データが代入されることにより操作内容情報が生成されるため、複数の異なるプラントを容易に制御することができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項４と同様の効果を得られるのは勿論のこと、運転命令情報に対応する設定値データが検索されない場合は、当該運転命令情報の近傍の複数の運転命令情報に対応する設定値データに基づいて新たに設定値データが生成されるため、オペレータが新たに設定値データを設定する手間を省くことができ、操作性を向上させることができる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項２から５のいずれか一項と同様の効果を得られるのは勿論のこと、オペレータの承認指示が受け付けられた操作内容情報に応じて具体的な操作量が算出されるため、オペレータは、決定された操作内容情報を確認することができると共に、承認された操作内容情報に応じて操作量が算出されることによりプラントの誤作動を防止することができ、安定したプラントの運転制御を実現することができる。

請求項７に記載の発明によれば、請求項６と同様の効果を得られるのは勿論のこと、オペレータにより設定値データの修正指示を受け付け、受け付けられた修正指示に応じて設定値データが修正されて記憶手段に記憶されるため、記憶手段に記憶される設定値データをオペレータの要望に沿って更新することができ、更新された設定値データを再利用することができ得るため、利便性及び制御性を向上させることができる。

請求項８に記載の発明によれば、請求項２から７のいずれか一項と同様の効果を得られるのは勿論のこと、オペレータの操作行動に応じた物理的な信号変化量がプラントの操作対象の種類情報に対する具体的な操作要求量に変換されるため、オペレータの意図に沿ったプラントの運転制御を実現することができる。

以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、この発明にはこの実施の形態に限定されるものではない。また、この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明の用語はこれに限定されない。

まず、構成を説明する。
図１に、本実施の形態におけるプラント運転支援装置１の構成図を示す。

図１に示すように、プラント運転支援装置１は、プラント２と通信可能に接続されており、プラント２内に配置された各種機器から検出されたプロセス検出量（以下、センサデータ）をオペレータ３に表示させると共に、センサデータに基づいてプラント２内に生じる現象を数値表現に比べてより抽象的かつ簡略化された表現で表された報知メッセージをオペレータ３に報知し、オペレータ３により入力されるオペレータ３の操作行動に応じた操作指令情報を解析し、この解析結果に基づいてプラント２内の各種機器の操作量を算出して制御する装置である。

なお、図１ではプラント運転支援装置１と通信可能に接続されているプラント２は１つであるが、複数のプラントと通信可能に接続されていてもよい。本実施の形態において、説明を簡略化するために、プラント運転支援装置１とプラント２とが接続されている場合において、説明する。

プラント運転支援装置１は、表示手段１０１、報知メッセージ出力手段１０２、操作入力手段２１０、変換手段２２０、記憶手段２３０、操作内容決定手段２４０、操作内容承認手段２５０、プラント制御手段２６０、設定値修正指示入力手段２７０、設定値修正手段２８０を備えて構成されている。

表示手段１０１は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等によって構成され、操作入力手段２１０から入力される指示に従ってプラント運転支援装置１において実行される各種情報を表示画面上に表示を行うと共に、プラント２内の各種機器から収集されたセンサデータを表示画面上に表示させる。

報知メッセージ出力手段１０２は、プラント２内に配置された各種機器から検出されたセンサデータに基づいて、プラントシミュレータを用いてプラント２の未来の運転状態を物理法則又は化学法則の各種諸量に基づいたプラント制御モデル式を用いて推定し、当該演算結果としての推定値を数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現でプラント２内に生じる現象を示す報知メッセージに変換し、当該報知メッセージをオペレータに報知する。

報知メッセージ出力手段１０２によりオペレータに報知される報知メッセージは、具体的な数値や動作状態を示すメッセージ（例えば、発電量はＸｋｗです。）ではなく、数値等の具体的な表現を伴わずにオペレータが直感的に理解できる程度に省略又は単純化された表現のメッセージ（例えば、発電量が低下します。）である。

このように、プラントの未来の運転状態に基づいて数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現で前記プラント内に生じる現象を表す報知メッセージがオペレータに報知されるため、オペレータは、プラント固有の操作方法を習熟しなくとも事前にプラントの異常を認識することができ、早期に異常を回避するための方策を整えることができるため、安定したプラントの運転制御を実現することができる。

操作入力手段２１０は、オペレータの操作行動に応じた操作指令情報を受け付ける。操作指令情報としては、オペレータが所望する操作対象となるプラントの操作内容の種類を示す情報と、操作指令情報に含まれるオペレータの操作行動に応じた物理的な信号変化量に基づく当該操作内容の種類情報に対する操作要求量とを含み、これらは各種物理的な信号値である。

操作入力手段２１０としては、例えば、ＣＵＩ（Character-based User Interface）、ＧＵＩ（Graphical User Interface）等のユーザインターフェースを用いて利用されるカーソルキー、数字入力キー及び各種機能キー等を備えたキーボード、マウスやタブレット、ジョイスティック等のポインティングデバイス、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の表示画面を覆うように設けられたタッチパネルなどや、オペレータが発する音声を送話器（マイクロフォン）にて受け付け、受け付けた音声を指示メッセージとして認識する音声認識装置などが挙げられる。なお、操作入力手段２１０としては、オペレータの操作行動（例えば、キーを連続して早く押す、ジョイスティックを一方向に素早く倒す等。）に応じた操作指令情報を連続的な物理量で受け付けられる構成であることが好ましい。

以下、本実施の形態においては、操作入力手段２１０として、操作対象となるプラントの操作内容の種類に対応して複数設けられたジョイスティックを用いた場合において説明する。

各ジョイスティックは、操作対象となるプラントの操作内容の種類に対応して識別情報が付されており、このジョイスティックに付された識別情報が後述するプラントの操作対象の種類を示す情報としての操作内容の種類情報に対応する。

また、ジョイスティックがオペレータによって操作された場合、ジョイスティックの倒れ角及びジョイスティックが倒されたときの加速度が示す物理的な信号変化量としての信号強度が後述する操作要求量に対応する。なお、ジョイスティックの倒れ角は、可変抵抗器、光学センサ等を用いて検出することができ、ジョイスティックの加速度は、加速度センサ等を用いて検出することができることは公知であるため、詳細な説明は省略する。

従って、操作入力手段２１０としてのジョイスティックは、操作されたジョイスティックに付された識別情報と、信号強度としての倒れ角及び加速度を操作指令情報として受け付け、変換手段に出力する。

変換手段２２０は、操作入力手段２１０から入力された操作指令情報（識別信号及び信号強度）に基づいて、オペレータが意図するプラントの運転状態を示す運転命令情報に変換する。運転命令情報は、プラント２の操作対象の種類を示す情報としての操作内容の種類情報、この操作内容の種類情報に対する要求度合及び操作形式（操作モード）を示す操作要求量を含む情報である。

変換手段２２０は、操作入力手段２１０としてのジョイスティックから入力された識別情報をプラント２の操作内容の種類情報に、信号強度を操作要求量に変換する。更に変換手段２２０は、信号強度に含まれるジョイスティックの倒れ角を操作内容の種類情報に対する要求度合に変換し、ジョイスティックが倒されたときの加速度を操作内容の種類情報に対する操作モードに変換する。

要求度合Ｄの変換方法としては、ジョイスティックを倒す前の角度（現在値Ｘ_０）、ジョイスティックを倒した後の角度（目標値Ｘ）、ジョイスティックを一方に倒した際に倒れる最大角度（最大目標値Ａ_ｍａｘ）、ジョイスティックを他方に倒した際に倒れる最大角度（最小目標値Ａ_ｍｉｎ）と、下記の（式１）を用いて倒れ角を要求度合Ｄに変換することができる。

Ｄ＝{（Ｘ−Ｘ_０）／（Ａ_ｍａｘ−Ａ_ｍｉｎ）}×１００ ・・・・・・・（式１）
Ｄ：要求度合[％]
Ｘ：目標値
Ｘ_０：現在値
Ａ_ｍａｘ：最大目標値
Ａ_ｍｉｎ：最小目標値

図２及び上記（式１）を用いて、要求度合Ｄの変換例について説明する。
図２に、ジョイスティックの倒れ角の例を図示する。
図２に示すように、ジョイスティックが倒れる方向Ｙにおいて、オペレータの手間から奥側に向かう方向を正としてジョイスティックの倒れ角を検出する際に、オペレータの手前にジョイスティックを倒した際に倒れる最大角度（最小目標値Ａｍｉｎ）を１５°、オペレータの奥側にジョイスティックを倒した際に倒れる最大角度（最大目標値Ａｍａｎ）を１６５°と設定した場合、現在値Ｘ_０（９０°）から目標値Ｘ１（１２０°）にジョイスティックを倒した場合に算出される要求度合Ｄは２０[％]として算出される。また、現在値Ｘ_０（９０°）から目標値Ｘ２（６０°）にジョイスティックを倒した場合に算出される要求度合Ｄは、−２０[％]として算出される。

即ち、要求度合Ｄは、物理的な数値情報及び正負情報を有することとなる。従って、変換手段２２０により変換された要求度合Ｄが有する正負情報に基づいて、正である場合には、「増加」、負である場合には「減少」という情報が判別される。例えば、ジョイスティックの倒れ角に基づいて要求度合Ｄが２０[％]として算出された場合には、「２０[％]増加」という情報に変換され、要求度合Ｄが−２０[％]として算出された場合には、「２０[％]減少」という情報に変換される。

次に、操作モードの変換方法について説明する。変換手段２２０は、予め設定された複数の閾値を有しており、ジョイスティックの加速度と各閾値とを比較することにより操作モードを判定し変換することができる。

図３に、加速度Ａと閾値Ａ１、Ａ２に応じて操作モードを判定する変換表の例を示す。
図３に示すように、入力されたジョイスティックの加速度Ａが０よりも大きく第１閾値Ａ１未満である場合は、省エネルギーに配慮してゆっくり動作させる操作モードを示す「省エネモード」が判定され、加速度Ａが第１閾値Ａ１以上第２閾値未満である場合には、運転効率を重視する定常時の操作モードを示す「効率重視モード」が判定され、加速度Ａが第２閾値以上である場合には、運転速度を重視して早く動作させる操作モードを示す「速度重視モード」が判定されることにより、加速度が操作モードに変換される。

記憶手段２３０は、操作手順記憶手段としての操作手順ＤＢ２３１と設定値記憶手段としての設定値ＤＢ２３２とを有しており、磁気的、光学的記録媒体若しくは半導体メモリで構成される電気的に消去及び書き換え可能な不揮発性の記録媒体で構成されている。記憶手段２３０としては、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）やフラッシュメモリなどが挙げられる。なお、記憶手段２３０は、着脱自在に装着可能な構成としてもよい。

操作手順ＤＢ２３１は、変数を用いてプラント２の具体的な操作手順が示された操作手順データ２３１ａを運転命令情報に対応して複数記憶している。設定値ＤＢ２３２は、操作手順データ２３１ａの変数に代入される各種設定値データを運転命令情報に対応して記憶する設定値データテーブル２３２ａを複数記憶している。また、記憶手段２３０には、操作手順ＤＢ２３１及び設定値ＤＢ２３２に夫々記憶されている操作手順データ２３１ａ及び設定値データテーブル２３２ａを参照する参照テーブルが記憶されている。

図４に、参照テーブル２３０ａの一例を示す。
図４に示すように、参照テーブル２３０ａは、運転命令情報に対応して各種操作手順データが格納されている操作手順ＤＢ２３１のアドレスを示すフィールドと、設定値データテーブルが格納されている設定値ＤＢ２３２のアドレスを示すフィールドから構成されている。運転命令情報を示すフィールドには、操作内容の種類情報を示すフィールド、操作内容の種類情報に対応する要求度合を示すフィールド、操作内容の種類情報に対応する操作モードを示すフィールドを有している。

例えば、操作内容の種類情報が「発電量変更」、要求度合が「増加」、操作モードが「省エネモード」である場合には、図４に示す参照テーブル２３０ａのレコード２３０ａ１に基づいて、操作手順ＤＢ２３１内の「＊＊＊＊＊＊＊１」のアドレスと、設定値ＤＢ２３２内の「Ｘ＊＊＊＊＊＊１」のアドレスが参照されることとなる。

図５に、操作手順ＤＢ２３１内に記憶されている操作手順データ２３１ａのイメージ図を示す。図５に示すように、操作手順データ２３１ａは、運転命令情報に対応してプラント２内の各種機器の操作量を算出するために、変数を用いて操作手順が模擬されたシーケンスデータにより構成されている。

図６に、設定値ＤＢ２３２内に記憶されている設定値データテーブル２３２ａの一例を示す。図６に示すように、各種要求度合[％]及び操作手順データの変数に対応して、変数に代入される各種設定値データが記憶されている。

例えば、要求度合[％]が１０[％]である場合には、「ＴＣ００１．ＳＶ」の設定値データとして「１０」、「ＦＣ００２．ＳＶ」の設定値データとして「０．５」、「ＴＣ００３．ＳＶ」の設定値データとして「０」が設定されている。

このように、操作手順データ及び設定値データを有する設定データテーブルが運転命令情報に対応してそれぞれ予め記憶されていることにより、後述する操作内容情報の決定に関わる制御負荷を低減することができる。

操作内容決定手段２４０は、検索手段２４１と操作内容生成手段２４２とを有しており、変換手段２２０により変換された運転命令情報に対応する操作手順データ及び設定値データに基づいて、プラント２を具体的に操作する操作内容情報を決定する。

検索手段２４１は、記憶手段２３０に記憶されている参照テーブルを参照して、変換手段２２０により変換された運転命令情報に対応する操作手順データ及び設定データテーブルのアドレスを参照し、操作手順ＤＢ２３１から操作手順データを検索して読み出すと共に、設定ＤＢ２３２から設定値データテーブルを検索して設定値データを読出す。そして検索手段２４１は、読み出した操作手順データ及び設定値データを操作内容生成手段２４２に出力する。

操作内容生成手段２４２は、検索手段２４１により検索されて読み出された操作手順データの変数に設定データを代入して操作内容情報を生成する。

図７に、操作内容情報の一例を示す。
図７に示す操作内容情報２４２ａは、図５に示す操作手順データ２３１ａと図６に示す設定値データテーブル２３２ａの要求度合[％]が１０[％]である場合の設定値データとに基づいて生成された操作内容情報２４２ａである。図７に示すように、生成された操作内容情報２４２ａは、プラント２内の各種機器の操作量を算出するための変数に設定値データが代入された具体的な操作手順が模擬されたシーケンスデータにより構成されている。

このように、オペレータが各プラント固有の操作内容情報の生成方法を熟知しなくとも、運転命令情報に対応する操作手順データ及び設定値データが記憶手段２３０から検索され、検索された操作手順データに設定値データが代入されることにより操作内容情報が生成されるため、オペレータは複数の異なるプラントを容易に制御することができる。

操作内容承認手段２５０は、操作内容決定手段２４０により生成されて決定された操作内容情報をオペレータに対して報知し、報知した操作内容情報の承認指示を受け付ける。

操作内容承認手段２５０としては、例えば、ＬＣＤやＥＬディスプレイと、ＣＵＩ、ＧＵＩ等のユーザインターフェースを用いて利用されるキーボード、ポインティングデバイス、タッチパネルなどを備え、操作内容情報をＬＣＤやＥＬディスプレイの表示画面上に表示させて報知すると共に、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネルなどにより認証指示を受け付ける構成を挙げることができる。

プラント制御手段２６０は、操作内容承認手段２５０により承認指示が受け付けられた操作内容情報に応じてプラント２内に設けられた各種機器に対する具体的な操作量（Set point Value；ＳＶ値）を算出し、算出されたＳＶ値をプラント２内に設けられた各種機器に出力する。

このようにオペレータは、決定された操作内容情報が報知されることにより操作内容情報を確認することができると共に、承認された操作内容情報に応じて操作量が算出されることにより、プラントの誤作動を防止することができ、安定したプラントの運転制御を実現することができる。

設定値修正指示入力手段２７０は、当該操作内容情報の生成根拠となる設定値データの修正指示を受け付ける。

設定値修正指示入力手段２７０としては、例えば、ＬＣＤやＥＬディスプレイと、ＣＵＩ、ＧＵＩ等のユーザインターフェースを用いて利用されるキーボード、ポインティングデバイス、タッチパネルなどを備え、操作内容情報をＬＣＤやＥＬディスプレイの表示画面上に表示させて報知すると共に、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネルなどにより認証指示を受け付ける構成を挙げることができ、表示画面上に表示された設定データの修正指示を受け付け、修正指示を設定値修正手段２８０に出力する。

設定値修正手段２８０は、設定値修正指示入力手段２７０により受け付けられた修正指示に応じて、設定値ＤＢ２３２内の設定値データテーブルの設定値データを書き替えて修正し、修正された設定値データテーブルを記憶させる設定値データ修正処理を実行する。

このように、オペレータにより設定値データの修正指示を受け付け、受け付けられた修正指示に応じて設定値データが修正されて記憶手段２３０に記憶されるため、オペレータに報知した操作内容情報の承認が得られない場合などには、記憶手段に記憶される設定値データをオペレータの要望に沿って更新することができ、更新された設定値データを再利用することができるため、利便性及び制御性を向上させることができる。

なお、本実施の形態においては、操作入力手段２１０、操作内容承認手段２５０、設定修正指示入力手段２７０は夫々別の構成として説明するが、これらを組み合わせた構成や同一の構成としてもよい。

本実施の形態のプラント運転支援装置１は、変換手段２２０、記憶手段２３０、操作内容決定手段２４０、操作内容承認手段２５０、プラント制御手段２６０により制御手段が構成される。

なお、本実施の形態における制御手段は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成され、ＲＯＭに記憶された各種データやシステムプログラム等をＲＡＭ内に展開し、これらのプログラム及びデータとの協働により実行されるソフトウェアとして実現される例を説明するが、ハードウェアとして実現されていてもよく、ソフトウェアとハードウェアとの組合せにより実現されてもよい。

次に、本実施の形態の動作を説明する。
図８に、本実施の形態におけるＳＶ値の算出処理のフローチャートを示す。

操作入力手段２１０は、オペレータによりジョイスティックが操作されたか否かを判別し、ジョイスティックが操作された場合には、操作されたジョイスティックに付された識別情報、ジョイスティックの倒れ角及び加速度の操作指令情報を取得し、変換手段２２０に出力する（ステップＳ１）。

変換手段２２０は、入力された操作指令情報を操作内容の種類、要求度合、操作モードの運転命令情報に変換し、検索手段２４１に出力する（ステップＳ２）。

検索手段２４１は、運転命令情報に対応する設定値データテーブルを検索し、検索された設定値データテーブル内に運転命令情報の要求度合に対応する設定値データの有無を判別する（ステップＳ３）。

検索手段２４１は、検索された設定値データテーブル内に運転命令情報の要求度合に対応する設定値データが無いと判別した場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、検索された設定値データテーブルから当該要求度合近傍の複数の要求度合に対応する設定値データを読出し（ステップＳ４）、読み出した複数の設定値データを用いた線形１次補間処理を行い、当該運転命令情報の要求度合に対応する設定値データを算出する（ステップＳ５）。算出された設定値データは、一時的に記憶手段２３０内に保持される。

このように運転命令情報に対応する設定値データが検索されない場合は、当該運転命令情報近傍の複数の運転命令情報に対応する設定値データに基づいて新たに設定値データが生成されるため、オペレータが新たに設定値データを設定する手間を省くことができ、操作性を向上させることができる。

検索手段２４１は、検索された設定値データテーブル内に運転命令情報の要求度合に対応する設定値データが有ると判別した場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、又はステップＳ５において設定値データが算出された後（ステップＳ５後）、運転命令情報に対応する操作手順データ及び設定値データを記憶手段２３０から読み出し、操作内容生成手段２４２に出力する（ステップＳ６）。

操作内容生成手段２４２は、入力された操作手順データの変数に設定値データを代入するマージ処理を実行して操作内容情報を生成し、操作内容承認手段２５０に出力する（ステップＳ７）。

操作内容承認手段２５０は、入力された操作内容情報を表示画面上に表示してオペレータに対して報知する（ステップＳ８）。

オペレータは、表示画面上に表示された操作内容情報を承認するか否か判別して承認の適否を操作内容承認手段２５０に対して指示し、操作内容承認手段２５０は、承認指示が受け付けられたか否かを判別する（ステップＳ９）。

操作内容承認手段２５０が承認指示が受け付けられなかった（承認指示が得られなかった）と判別した場合（ステップＳ９；Ｎｏ）、設定値修正指示入力手段２７０は、オペレータにより設定値データの修正指示を取得し、取得した修正指示を設定値修正手段２８０に出力する（ステップＳ１０）。

設定値修正手段２８０は、設定値ＤＢ２３２内の設定値データテーブルの設定値データを書き替え、書き替えられた設定値データテーブルを記憶させる設定値データ修正処理を実行する（ステップＳ１１）。

ステップＳ１１において実行される設定値データ修正処理は、設定値データテーブルの設定値データを指定された値に書き替える書替処理と、ステップＳ５において算出された要求度合に対応する設定値データを新たな要求度合フィールドとして設定値データテーブルに追加する追加処理とをステップＳ３の判別結果に応じて実行する。

書替処理は、ステップＳ３において検索された設定値データテーブル内に運転命令情報の要求度合に対応する設定値データが有りと判別された後（ステップＳ３；Ｙｅｓ後）、ステップＳ９において操作内容情報が承認されなかった場合（ステップＳ９；Ｎｏ後）に実行される。

図９に、ステップＳ１１において書替処理が実行された図６に示した設定値データテーブル２３２ａの例を示す。
図９に示す設定値データテーブル２３２ａは、ステップＳ１０において要求度合１０[％]に対する変数「ＴＣ０００１．ＳＶ」の設定値データを１０から５０に修正する指示が取得された場合において、要求度合１０[％]に対する変数「ＴＣ０００１．ＳＶ」の設定値データが太字で示された値（５０）に書き替えられた設定値データテーブル２３２ａである。

追加処理は、ステップＳ３において検索された設定値データテーブル内に運転命令情報の要求度合に対応する設定値データが無しと判別された後（ステップＳ３；Ｎｏ後）に要求度合に対応する設定値データが算出され（ステップＳ５後）、ステップＳ９において操作内容情報が承認されなかった場合（ステップＳ９；Ｎｏ後）に実行される。

図１０（ａ）に、ステップＳ５において算出された要求度合に対応する各種設定値データから成る要求度合フィールドを一時的に保持した状態の図９に示した設定値データテーブル２３２ａの例を示し、図１０（ｂ）に、ステップＳ１１において追加処理が実行された図９に示した設定値データテーブル２３２ａの例を示す。

図１０（ａ）に示す設定値データテーブル２３２ａには、ステップＳ５において要求度合（５[％]）の要求度合フィールドの近傍の要求度合（０[％]）の要求度合フィールドが有する各種設定値データ及び要求度合（１０[％]）の要求度合フィールドが有する各種設定値データを用いた線形１次補間処理により算出された要求度合（５[％]）に対応する各種設定値データから成る要求度合フィールドが一時的に保持されている。

図１０（ｂ）に示す設定値データテーブル２３２ａは、ステップＳ５において要求度合（５[％]）に対応する設定値データが算出された後、ステップＳ１０において要求度合（５[％]）に対する変数「ＦＣ０００２．ＳＶ」の設定値データを０．２５から０．１に修正する指示が取得された場合において、一次保持されている要求度合５[％]の要求度合フィールドに対する変数「ＦＣ０００２．ＳＶ」の設定値データを太字で示された値（０．１）に書き替え、新たな要求度合フィールドとして追加した設定値データテーブル２３２ａである。

設定値データ修正処理が実行された後（ステップＳ１１後）、検索手段２４１により運転命令情報に対応する操作手順データ及び設定値データが記憶手段２３０から読み出され、操作内容生成手段２４２に出力される（ステップＳ６に戻る）。

操作内容承認手段２５０は、承認指示が受け付けられたと判別した場合（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、承認指示が受け付けられた操作内容情報をプラント制御手段２６０に出力する（ステップＳ１２）。

プラント制御手段２６０は、入力された操作内容情報に応じてＳＶ値を算出し、算出したＳＶ値をプラント２内の各種機器に出力し（ステップＳ１３）、本処理は終了される。

なお、ステップＳ５において算出された各種設定値データから成る要求度合フィールドは、ステップＳ９において承認された場合（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、ステップＳ１３においてＳＶ値が算出された後、破棄される。

一次保持された各種設定値データから成る要求度合フィールドは、必要なときにその都度算出することができるため、ステップＳ９において承認された場合、ＳＶ値が算出された後に破棄されることにより、記憶手段２３０の記憶領域の増大を避けることができ、コストの増大を低減することができる。

なお、本実施の形態においては、各ジョイスティックが識別信号を有することで、操作対象となるプラントの操作内容の種類を判別することとしたが、操作内容の種類に対応した操作ボタンを備えるジョイスティクであってもよい。

また、本実施の形態においては、操作入力手段２１０としてジョイスティックを用いた場合について説明したが、例えば、マウス、タッチパネル、キーボード等を用いた場合には、表示画面上に表示された操作内容の種類を示すボタンを選択する選択信号が識別信号に対応し、操作モードを示すボタンを選択する選択信号がジョイスティックの加速度に対応し、ホイールの回転量や上下キーの操作量がジョイスティックの倒れ角に対応することにより適用することができ、これに限らない。

更に、操作入力手段２１０として音声認識装置を用いた場合には、オペレータが発する音声を分析して算出された音響特徴を、識別信号、ジョイスティックの倒れ角及び加速度に対応させることができる。

以上のように本実施の形態によれば、オペレータの操作行動に応じた操作指令情報に基づいて、プラント内に配置された機器に対する具体的な操作量が算出されてプラントが制御されるため、オペレータはプラント固有の操作方法を習熟する必要がなくなり、プラント固有の機器構成や具体的な操作手順を知らなくとも、本来そのプラントに要求される基本的な動作を身に付けてさえいれば運転操作できるため、オペレータの操作負荷を低減させることができ、オペレータのプラント運転制御の経験に拘わらず安定したプラントの運転制御を実現することができると共に、プラントの機器構成が異なる複数のプラントも容易に制御することができる。従って、オペレータに対する利便性及び制御性を向上させることができる。

本実施の形態におけるプラント運転支援装置１の構成図である。 ジョイスティックの倒れ角の例の図示である。 加速度Ａと閾値Ａ１、Ａ２に応じて操作モードを判定する変換表の例である。 参照テーブル２３０ａの一例である。 操作手順ＤＢ２３１内に記憶されている操作手順データ２３１ａのイメージ図である。 設定値ＤＢ２３２内に記憶されている設定値データテーブル２３２ａの一例でる。 操作内容情報の一例である。 本実施の形態におけるＳＶ値の算出処理のフローチャートである。 ステップＳ１１において書替処理が実行された図６に示した設定値データテーブル２３２ａの例である。 図１０（ａ）は、ステップＳ５において算出された要求度合に対応する設定値データを一時的に保持した状態の図９に示した設定値データテーブル２３２ａの例であり、図１０（ｂ）は、ステップＳ１１において追加処理が実行された図９に示した設定値データテーブル２３２ａの例である。

符号の説明

１ プラント運転支援装置
２ プラント
３ オペレータ
１０１ 表示手段
１０２ 報知メッセージ出力手段
２１０ 操作入力手段
２２０ 変換手段
２３０ 記憶手段
２３０ａ 参照テーブル
２３１ 操作手順ＤＢ
２３１ａ 操作手順データ
２３２ 設定値ＤＢ
２３２ａ 設定値データテーブル
２４０ 操作内容決定手段
２４１ 検索手段
２４２ 操作内容生成手段
２５０ 操作内容承認手段
２６０ プラント制御手段
２７０ 設定値修正指示入力手段
２８０ 設定修正手段

Claims (8)

1. オペレータの操作行動に応じた操作指令情報を受け付ける操作入力手段と、
   前記操作入力手段により受け付けられた操作指定情報を解析し、当該解析結果に基づいてプラント内に配置された機器に対する具体的な操作量を算出する制御手段と、
   を備えること、
   を特徴とするプラント運転支援装置。
2. 前記制御手段は、
   前記操作入力手段により受け付けられた前記操作指令情報に基づいて、オペレータが意図するプラントの運転状態を示す運転命令情報に変換する変換手段と、
   前記プラントの具体的な操作手順を示す操作手順データ及び前記操作手順データに代入される各種設定値データを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶されている前記変換手段により変換された運転命令情報に対応する操作手順データ及び前記設定値データに基づいて前記プラントの具体的な操作内容を示す操作内容情報を決定する操作内容決定手段と、
   前記操作内容決定手段により決定された操作内容情報に応じて前記操作量を算出するプラント制御手段と、
   を備えること、
   を特徴とする請求項１に記載のプラント運転支援装置。
3. 前記記憶手段は、
   各種変数を用いて前記プラントの具体的な操作手順が示された操作手順データを前記運転命令情報に対応して記憶している操作手順記憶手段と、
   前記操作手順データの各種変数に代入される各種設定値データを前記運転命令情報に対応して記憶している設定値記憶手段と、
   を有すること、
   を特徴とする請求項２に記載のプラント運転支援装置。
4. 前記操作内容決定手段は、
   前記変換手段により変換された運転命令情報に対応する操作手順データ及び前記設定値データを前記記憶手段から検索する検索手段と、
   前記検索手段により検索された操作手順データに設定値データを代入して前記プラントを具体的に操作する操作内容情報を生成する操作内容生成手段と、
   を有すること、
   を特徴とする請求項２又は３に記載のプラント運転支援装置。
5. 前記検索手段は、
   前記記憶手段から前記運転命令情報に対応する前記設定値データが検索されない場合、当該運転命令情報の近傍の複数の運転命令情報に対応する設定値データに基づいて新たに設定値データを生成すること、
   を特徴とする請求項４に記載のプラント運転支援装置。
6. 前記制御手段は、
   前記操作内容決定手段により決定された操作内容情報をオペレータに対して報知し、操作内容情報の承認指示を受け付ける操作内容承認手段を備え、
   前記プラント制御手段は、
   前記操作内容承認手段により承認指示が受け付けられた操作内容情報に応じて前記操作量を算出すること、
   を特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載のプラント運転支援装置。
7. 前記操作内容情報の生成根拠である設定値データの修正指示を受け付ける設定値修正指示入力手段と、
   前記設定値修正指示入力手段により受け付けられた修正指示に応じて設定値データを修正し、当該修正された設定値データを記憶手段に記憶させる設定値修正手段と、
   を備えること、
   を特徴とする請求項６に記載のプラント運転支援装置。
8. 前記運転命令情報は、前記プラントの操作対象の種類情報と、当該プラントの操作対象の種類情報に対する操作要求量を含み、
   前記操作要求量は、前記操作指令情報に含まれるオペレータの操作行動に応じた物理的な信号変化量に基づく値であること、
   を特徴とする請求項２から７のいずれか一項に記載のプラント運転支援装置。

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