JP2014164063A - プラント運転教育支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、プラント機器からの入力信号と監視画面との関連を容易に把握することにより、計装制御システムの動作を容易に理解することを目的とする。
【解決手段】本発明は、検索ルール格納部７と、抽出部としての制御ロジック解析部４と、検索部としての監視画面検索部８とを備える。検索ルール格納部７には、制御ロジックの有向グラフを辿るためのルールを記述する検索ルールが格納されている。制御ロジック解析部４は、検索ルールに基づいて、複数のノードのうちで指定された第１ノードを起点として有向グラフを辿り、到達する第２ノードを抽出する。監視画面検索部８は、抽出した第２ノードに対応する画面画像を検索する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラントの運転員に対する教育を支援するプラント運転教育支援装置に関するものである。

一般に、発電プラント等における計装制御システムは、温度および圧力等の各種センサーの値を計測し、モーターまたは弁等の制御を行う制御装置と、制御装置から出力される情報を画面等に表示して運転員に提示する運転監視装置とから構成されている。

運転員は、プラントの起動および停止時、さらには通常運転時だけでなく、プラント機器の故障または制御の異常が発生した時にも原因の究明および迅速な対応ができることが求められている。そのために運転員には、プラント機器自体の動作原理および制御操作に加え、プラント機器の計装制御システムの挙動についても理解することが求められている。

一般に、プラント機器を制御するために制御装置で実行される制御ロジックは、制御ロジック図面と呼ばれる回路図のような図的言語で記述されることが多い。制御ロジックは、信号および演算子等をノードとし、信号と演算子とを向きを有する線（リンク）で結んだ有向グラフで表される。制御ロジックにはプロセス制御、警報発信または抑制等、さまざまな処理が記述されている。

制御ロジックにおける演算結果を示す一部の信号は、監視信号として運転監視装置に伝送される。そして監視信号は、監視画面上にグラフィカルな画面部品として表示される。例えば、数値の表示、「開」または「閉」の文字列、「運転」または「停止」の文字列の表示、弁、または、ポンプ等の図形表示、さらには数値変化を時系列に示すトレンドグラフ等がある。また監視信号は、警報として表示される。

運転員が監視画面を介して行った操作指示は、操作信号として制御装置に伝送される。そして、当該信号が制御装置における制御ロジックを経ることによって、プラント機器に対する指示がなされる。

運転員は、運転監視装置における監視画面を介して操作指示を行う訓練を受けている。ここで監視画面上の表示は、運転員が操作しやすいように配慮された設計となっている。

これに対し、制御装置で実行される制御ロジックは、プロセス工学の原理に基づいて記述されたプログラムであるため、制御ロジックの記述に不慣れな運転員には理解し難い場合がある。

また、大規模なプラントを扱う計装制御システムになると、制御するプラント機器の数が増えるため、制御ロジック図面の枚数が数千枚にも及ぶ。そのため、すべての制御ロジックを把握することは難しくなる。

また、監視画面、制御ロジックおよびプラント機器の情報は別々に作成および管理されており、プラント機器からの入力が監視画面に至るまで、もしくは、監視画面からの操作がプラント機器に至るまでの知識を体系的に学ぶことは容易ではなかった。

特許文献１では、監視画面上の画面部品（グラフィックシンボル）に関連する制御ロジック図面（ロジックシート）の図面番号（シート番号）を検索するシート番号検索手段を設けることにより、監視画面上の画面部品から関連する制御ロジック図面を検索し、制御ロジックの動作を可視化するロジックモニターの画面を呼び出す機能を実現している。

特開２０１１−２３７９７６号公報（第３頁［０００６］）

特許文献１によると、シート番号検索手段により、監視画面上の画面部品に割り付けられている信号の伝送元である制御ロジック図面を、その図面番号から検索することができる。また、検索結果にもとづき、画面部品から制御ロジックの動作を可視化するロジックモニターの画面を自動的に表示することができる。これにより、画面部品に関連する制御ロジックの演算状態を容易に確認することができる。

ここで検索対象となる信号（画面部品に割り付けられている信号）は、制御ロジックを表す有向グラフの末端で、運転監視装置への出力となる監視信号である。そのため、監視信号に至る有向グラフの起点であるプラント機器からの入力信号を検索したい場合には、さらに有向グラフを逆方向に辿る必要があった。また、入力信号から出力信号までの経路について知りたい場合にも、やはり有向グラフを逆方向に辿る必要があった。

また逆に、制御ロジック図面から関連する監視画面を検索する場合、シート番号検索手段が参照しているテーブルを逆引きすることで出力となる監視信号に対応する監視画面を検索することはできるが、制御ロジックにおける出力信号に対応する監視画面を検索することができるに過ぎなかった。

よって、プラント機器からの入力信号と監視画面との関連を把握することは困難であった。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、プラント機器からの入力信号と監視画面との関連を容易に把握することにより、プラントを制御する計装制御システムの動作を容易に理解することができるプラント運転教育支援装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に関するプラント運転教育支援装置は、複数のノードからなる有向グラフで記述された、プラント機器の制御するための制御ロジックの、前記有向グラフを辿るためのルールを記述する検索ルールが格納された検索ルール格納部と、前記検索ルールに基づいて、複数の前記ノードのうちで指定された第１ノードを起点として前記有向グラフを辿り、到達する第２ノードを抽出する抽出部と、前記有向グラフにおける各前記ノードと対応し、かつ、プラント機器から入力される信号値に応じて表示態様が変化する複数の画面画像のうち、抽出した前記第２ノードに対応する前記画面画像を検索する検索部とを備えることを特徴とする。

本発明の上記態様によれば、第１ノードおよび検索ルールを指定することにより、制御ロジックの有向グラフを辿って到達する第２ノードに対応する監視画面の画面部品を検索することができる。このような動作により、有向グラフにおいて経由した経路を含めた制御ロジックの動作を、第２ノードに対応する画面画像と関連付けて理解することができる。よって運転員は、プラントを制御する計装制御システムの動作を、容易に理解することができる。

第１実施形態についてプラント運転教育支援装置を示すブロック図である。 第１実施形態について検索ルールの一例を示す図である。 第１実施形態について探索パターンの一例を示す図である。 第１実施形態について演算子の一例を示す図である。 第１実施形態について演算子の組み合わせの一例を示す図である。 第１実施形態について制御ロジック図面の一例を示す図である。 第１実施形態について制御ロジック図面の一例を示す図である。 第１実施形態について制御ロジック図面の一例を示す図である。 第１実施形態について監視画面の一例を示す図である。 第１実施形態について監視画面定義情報の一例を示す図である。 第１実施形態について信号情報テーブルの一例を示す図である。 第１実施形態についてプラント機器情報テーブルの一例を示す図である。 第１実施形態について検索処理のフローチャートを示す図である。 第１実施形態について表示情報の一例を示す図である。 第１実施形態について表示情報の一例を示す図である。 第１実施形態について表示情報の一例を示す図である。 第１実施形態について表示情報の一例を示す図である。 第２実施形態についてプラント運転教育支援装置を示すブロック図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
＜構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に関するプラント運転教育支援装置１００の構成を概念的に示すブロック図である。なお本構成は、例えばコンピュータによって機能的に実現される。具体的には、ＣＰＵがソフトウェアに基づいてプログラム処理することによって実現される。

図１に示されるようにプラント運転教育支援装置１００は、検索処理実行部３と、制御ロジック解析部４と、制御ロジック図面格納部５と、探索パターン格納部６と、検索ルール格納部７と、監視画面検索部８と、監視画面格納部９と、表示情報生成部１０と、信号情報格納部１１と、プラント機器情報格納部１２とを備える。また、図１に示されるように、外部には、プラント運転教育支援装置１００と通信可能な表示装置１と、入力装置２とが備えられる。

表示装置１は、表示情報生成部１０からの出力信号に基づいて、表示を行う。

入力装置２は、信号の入力を受け付け、さらに入力された信号に基づいて検索処理実行部３に対して出力を行う。

制御ロジック図面格納部５は、制御ロジックを記述した制御ロジック図面を格納している。制御ロジック図面格納部５は、表示情報生成部１０および制御ロジック解析部４に対して出力を行う。

探索パターン格納部６は、１または複数の探索パターンを格納している。制御ロジック解析部４に対して出力を行う。探索パターンについては後述する。

検索ルール格納部７は、検索ルールを格納している。検索処理実行部３および制御ロジック解析部４に対して出力を行う。検索ルールについては後述する。

信号情報格納部１１は、図面番号を記述する信号情報を格納している。信号情報格納部１１は、検索処理実行部３および制御ロジック解析部４に対して出力を行う。

制御ロジック解析部４は、信号情報格納部１１に格納された信号情報が記述する図面番号を取得する。そして制御ロジック解析部４は、当該図面番号に基づいて、制御ロジック図面格納部５から制御ロジック図面を取り出す。

さらに制御ロジック解析部４は、検索ルール格納部７に格納された検索ルールと、探索パターン格納部６に格納された探索パターンとを参照しながら、制御ロジックの有向グラフを辿る。

監視画面格納部９は、監視画面の情報、および、監視画面定義情報を格納している。表示情報生成部１０および監視画面検索部８に対して出力を行う。

監視画面検索部８は、監視画面格納部９から検索対象となる信号に関連する監視画面を検索する。そして監視画面検索部８は、検索処理実行部３に対して出力を行う。

検索処理実行部３は、入力装置２からの出力信号、および、検索ルール格納部７の検索ルールに基づいて、制御ロジック解析部４および監視画面検索部８から必要な情報を抽出する。

さらに検索処理実行部３は、信号情報格納部１１の信号情報およびプラント機器情報格納部１２のプラント機器に関する情報を抽出して、これらに基づく出力を表示情報生成部１０に対して行う。

表示情報生成部１０は、監視画面格納部９、制御ロジック図面格納部５および検索処理実行部３からの出力に基づいて検索結果から運転員に提示する情報を生成し、さらに表示装置１に対して出力を行う。

プラント機器情報格納部１２は、プラント機器に関する情報を格納する。

なお、上記の各格納部は、例えばＨＤＤまたはメモリ等によって構成される。また各格納部は、プラント運転教育支援装置１００の外部に設置された記憶領域であってもよい。

図２は、検索ルール格納部７に格納されている検索ルールの例を示した図である。

図２に示されるように検索ルールは、有向グラフを辿るためのルールを記述するデータであり、識別子となるＩＤと、それぞれのＩＤに対応する検索モードと、それぞれのＩＤに対応する検索手順と、制御ロジックの有向グラフを辿る際に利用する利用探索パターンとから構成されている。

図３は、探索パターン格納部６に格納されている探索パターンの例を示した図である。

図３に示されるように各探索パターンでは、制御ロジックの有向グラフを辿る際のパターンがそれぞれ定義されている。

図４は、図３に示された探索パターンの例で使われている演算子の例を示した図であり、図５は、その演算子の組合せの例を示した図である。

図４および図５に記述されている制御ロジックにおいて、破線矢印はアナログ値、実線矢印はデジタル値をそれぞれ表している。

図４に示された演算子４１は上限検定演算子であり、入力信号４１ａの値がしきい値を超えていた場合に、出力信号４１ｂがＯＮ状態（出力状態）となる。

演算子４２は下限検定演算子であり、入力信号４２ａの値がしきい値を下回っていた場合に、出力信号４２ｂがＯＮ状態（出力状態）となる。

演算子４３はフリップフロップ演算子である。演算子４３は、セット側の入力信号Ｓ（４３ａ）がＯＮ状態になると出力信号４３ｃがＯＮ状態となり、リセット側の入力信号Ｒ（４３ｂ）がＯＮ状態になると出力信号４３ｃがＯＦＦ状態となる。

また、図５に示された演算子４４はＮＯＴ演算子であり、演算子４５はＡＮＤ演算子である。演算子４４には入力信号Ｂ（４４ａ）が入力され、演算子４４の出力信号は、演算子４５へ入力されている。演算子４５には、入力信号Ａ（４５ａ）も入力され、出力信号４５ｂが出力される。

図３に示された探索パターン１（アナログ信号が入力された演算子の出力がデジタル信号である場合には、当該演算子以降の有向グラフを辿らない）で制御ロジックの有向グラフを辿る場合には、図４に示された演算子４１および演算子４２は探索パターンに合致するため、演算子４１および演算子４２以降は辿らないことになる。

一方で探索パターン２（アナログ信号が入力された検定演算子の出力であるデジタル信号を辿る）で制御ロジックの有向グラフを辿る場合には、演算子４１および演算子４２以降の制御ロジックの有向グラフを辿ることになる。

また探索パターン４（ＮＯＴ演算子からＡＮＤ演算子へ接続がなされている場合には、ＡＮＤ演算子の他方の入力を逆方向に辿る）で制御ロジックの有向グラフを辿る場合には、図５に示された演算子４４および演算子４５の組合せが該当するため、入力信号Ｂ（４４ａ）を辿る場合、演算子４５への他方の入力信号である入力信号Ａ（４５ａ）を逆方向に辿ることになる。

図６〜図８は、制御ロジックの例を示した図である。なお、図６〜図８に記述されている制御ロジックにおいて、破線矢印はアナログ値、実線矢印はデジタル値をそれぞれ表している。

図６は、プラント機器からのプロセス値（プラントの状態を表す状態量）の上限検定に関する制御ロジック図面の例を示した図である。

図７は、弁の開閉に関する制御ロジック図面の例を示した図である。

図８は、警報ブロックスイッチに関する制御ロジック図面の例を示した図である。

図９は、監視画面格納部９に格納されている監視画面の画面例を示した図である。

図９に示された画面Ｓ１では、アナログの信号の値に応じて数値表示８１ａ（画面部品）の値が、デジタルの信号の値に応じて弁８１ｂ（画面部品）の表示がそれぞれ変更される。ここで、画面部品を含む監視画面に表示される画像を画面画像とする。

また図９に示された画面Ｓ２では、アナログの信号の値に応じてトレンドグラフ８２（画面部品）の表示が変更される。

また図９に示された画面Ｓ３では、アナログの信号の値に応じて棒グラフ８３（画面部品）の表示が変更される。

また図９に示された画面Ｓ４では、弁を開閉するための操作器８４（画面部品）が示されている。

図１０は、監視画面格納部９に格納されている監視画面定義情報の例を示した図である。図１０に示されるように監視画面定義情報は、画面番号と、それぞれの画面番号に対応する部品番号と、それぞれの画面番号に対応する表示種別と、各画面部品に割り付けられている信号と、各画面部品の表示に関する情報である表示情報（図１０では表示位置に関する情報）とから構成されている。監視画面上に表示される画面部品には一意の部品番号が割り振られている。

図１１は、信号情報格納部１１に格納されている信号情報のテーブルの例を示した図である。図１１に示されるように信号情報は、信号名と、各信号名に対応する図面番号と、各信号のアナログとデジタルとの識別と、信号種別（計器入力信号、監視信号、警報信号または操作信号等）と、信号表示名（出口温度または給水弁等）とから構成されている。

図１２は、プラント機器情報格納部１２に格納されているプラント機器に関する情報のテーブルの例を示した図である。図１２に示されるようにプラント機器に関する情報は、機器番号と、各機器番号に対応する機器名と、機器情報と、信号名と、各信号のアナログとデジタルとの識別と、各信号の入力と出力との識別とから構成されている。

次に、図６〜図８に記載されている制御ロジックについて詳細に説明する。

図６では、温度センサーからの値である入力信号ＰＡＩ０００１（５０１）が既定値（しきい値）を上回った場合、警報信号ＡＬ０００１（５０３）が出力される。これは、入力信号ＰＡＩ０００１が上限検定演算子５０２に接続（入力）され、その出力が警報信号ＡＬ０００１に接続（出力）されることにより記述されている。また、入力信号ＰＡＩ０００１の値が、そのままアナログの監視信号ＴＡ０００１（５０４）としても出力されている。

図７は、運転員が監視画面上の操作器から弁の開ボタンまたは閉ボタンを押した場合の、弁からの出力される開閉状態を示す信号について記述する制御ロジックである。

弁の開ボタンが押された場合は、開操作信号ＤＯ００１Ｏ（６０１）がＯＮ状態となり、接続されたフリップフロップ演算子６０３のセット側に入力される。さらに、接続された機器への閉操作信号ＰＤＯ００１（６０４）がＯＮ状態となり、弁の開操作信号がＯＮ状態となる。

一方で、弁の閉ボタンが押された場合は、閉操作信号ＤＯ００１Ｃ（６０２）がＯＦＦ状態となり、接続されたフリップフロップ演算子６０３のリセット側に入力される。これによって、弁の開操作信号がＯＦＦ状態となる。

また、弁の開状態を示す入力信号ＰＤＩ００１Ｌ（６０５）、および、弁の閉状態を示す入力信号ＰＤＩ００１Ｈ（６０６）はそれぞれ、弁の開状態を示す監視信号ＤＩ００１Ｌ（６０７）、および、弁の閉状態を表す監視信号ＤＩ００１Ｈ（６０８）として運転監視装置へ伝送される。

図８は、警報ブロックスイッチに関する制御ロジック図面の例を示した図である。ここで警報ブロックスイッチとは、例えばメンテナンス中でプラント機器が正常に動作していない場合に、不要な警報を抑制するためのスイッチである。

図８では、警報ブロックスイッチが押された場合、押下信号ＰＢＬ０００１（７０１）が出力され、接続された警報ブロック信号ＢＬ０００１（７０２）がＯＮ状態となる。押下信号ＰＢＬ０００１（７０１）はＮＯＴ演算子７０３に接続され、ＮＯＴ演算子７０３の出力が３つのＡＮＤ演算子に接続されている。

各ＡＮＤ演算子は、それぞれ入力信号ＤＩ０００２（７０４）、入力信号ＤＩ０００３（７０５）または入力信号ＤＩ０００４（７０６）を他方の入力として有し、出力としてそれぞれ警報信号ＡＬ０００２（７０７）、警報信号ＡＬ０００３（７０８）または警報信号ＡＬ０００４（７０９）に接続されている。

押下信号ＰＢＬ０００１（７０１）がＯＮ状態の場合、ＮＯＴ演算子７０３の出力値、すなわちＯＦＦの値が各ＡＮＤ演算子の入力値となり、ＡＮＤ演算子の出力値はすべてＯＦＦ状態となる。これはすなわち、警報信号ＡＬ０００２（７０７）、警報信号ＡＬ０００３（７０８）または警報信号ＡＬ０００４（７０９）それぞれの入力元である入力信号ＤＩ０００２（７０４）、入力信号ＤＩ０００３（７０５）または入力信号ＤＩ０００４（７０６）を無効化する処理となっている。なお図８では省略しているが、入力信号ＤＩ０００２（７０４）、入力信号ＤＩ０００３（７０５）および入力信号ＤＩ０００４（７０６）の先には入力となる接続が存在している。

＜動作＞
次に、上記の各具体例について、本実施形態に関するプラント運転教育支援装置の機能を説明する。当該説明において、図１に示された構成を随時参照する。

まず入力装置２が、運転員から入力される検索モードと入力信号とを受け付ける。

例えば図６の例では、プラント機器からの入力信号ＰＡＩ０００１（５０１）に関連する画面部品（画面画像）を知りたい場合、検索モードのＩＤとして「１」を、信号として「ＰＡＩ０００１」をそれぞれ入力する。

ここで、本装置の具体的な動作について、図１３に示されたプラント運転教育支援装置の動作を示すフローチャートに基づいて説明する。

検索処理実行部３は、検索ルールに記載されている検索手順に従って処理を進めていく。

まず、ステップＳ１では、検索処理実行部３が、制御ロジックから信号を抽出する必要があるか否かを判断する。当該判断は、検索ルール格納部７において格納されている検索ルールを参照することによって行われる。抽出する必要がある場合にはステップＳ２へ進み、抽出する必要がない場合はステップＳ４へ進む。

例えば図２を参照すると、ＩＤが「１」の検索手順において、制御ロジックから信号を抽出する必要があるため、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、検索処理実行部３が、制御ロジック解析部４に入力信号および検索ルールを指定し、制御ロジックから該当する信号を抽出するよう制御ロジック解析部４に依頼する。例えば、検索ルールのＩＤの「１」と入力信号「ＰＡＩ０００１」を指定する。

ステップＳ２での信号抽出処理の詳細について、さらに説明する。

抽出部としての制御ロジック解析部４は、信号情報格納部１１に格納されている信号情報テーブルから入力信号が記述されている図面番号を取得し、当該図面番号に基づいて、制御ロジック図面格納部５から該当する制御ロジック図面を取り出す。図６では、図面Ｚ１が該当する。そして制御ロジック解析部４は、取り出した制御ロジックにおける、第１ノードとしての入力信号ＰＡＩ０００１（５０１）を特定する。

次に制御ロジック解析部４は、検索ルールが利用する探索パターンを探索パターン格納部６から選択して取り出す。ここでは探索パターン１が該当する。なお、検索パターンが１つしか格納されていない場合には、その検索パターンを取り出す。そして制御ロジック解析部４は、取り出した検索パターンに従って、第１ノードとしての入力信号ＰＡＩ０００１（５０１）を起点として有向グラフを辿る。

図６では、入力信号ＰＡＩ０００１（５０１）は上限検定演算子５０２と監視信号ＴＡ０００１（５０４）とに接続されているが、探索パターン１により、上限検定演算子５０２以降は追跡対象外となる。よって、監視信号ＴＡ０００１（５０４）までの経路に限定される。

監視信号ＴＡ０００１（５０４）は制御ロジックの末端の信号であるため、ここで検索処理を終了する。また、有向グラフを辿ることで到達した監視信号ＴＡ０００１（５０４）は第２ノードに対応する。

ステップＳ３では、制御ロジック解析部４が、抽出された監視信号ＴＡ０００１（５０４）に関して、信号情報格納部１１に格納されている信号情報テーブルから信号情報を取得する。ここでは、アナログの監視信号であることがわかる。そのため検索結果として、監視信号ＴＡ０００１（５０４）が抽出される。制御ロジック解析部４は、抽出した監視信号ＴＡ０００１（５０４）と、入力信号ＰＡＩ０００１（５０１）から監視信号ＴＡ０００１（５０４）に至る経路を検索処理実行部３に出力する。

ステップＳ４では、検索処理実行部３が、監視画面（画面画像）を検索する必要があるかを判断する。当該判断は、検索ルール格納部７において格納されている検索ルールを参照することによって行われる。検索する必要がある場合にはステップＳ５へ進み、検索する必要がない場合はステップＳ６へ進む。

ＩＤ「１」の検索ルールでは、検索手順において監視信号に関する監視画面（画面画像）を検索する必要があるためステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、検索処理実行部３が、抽出した監視信号が割り付けられている監視画面（画面画像）を検索するよう監視画面検索部８に依頼する。

ステップＳ５での処理の詳細について、さらに説明する。

監視画面検索部８は、監視画面格納部９に格納されている監視画面定義情報から、監視信号が割り付けられている画面部品、すなわち、第２ノードに対応する画面画像を検索する。このとき、例えばトレンドグラフ等の場合であれば、時系列データを扱うための信号として、加工された信号が割り付けられている場合がある。加工された信号についても割り付けられている画面部品（画面画像）を検索する。抽出結果は検索処理実行部３に出力する。

例えば、図１０に示された監視画面定義情報から、画面番号Ｓ１の部品番号「１」および画面番号Ｓ３の部品番号「２００」、さらには、加工された信号が登録された画面番号Ｓ２の部品番号「１００」を抽出する。

ステップＳ６では、検索処理実行部３が、プラント機器情報を検索する必要があるかを判断する。検索する必要がある場合にはステップＳ７へ進み、検索する必要がない場合はステップＳ８へ進む。

ＩＤ「１」の検索ルールでは、検索手順においてこれに該当する処理がないため、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８では、表示情報生成部１０が、制御ロジック解析部４の検索結果に基づき、制御ロジック図面格納部５から制御ロジック図面を取り出す。そして表示情報生成部１０が、検索対象の信号と抽出された信号との経路がそれ以外の経路と判別できる制御ロジック表示情報を生成する。例えば、制御ロジック図面における経路の線の色または太さ等を他の経路とは異なるものとする等により強調表示する。

次に表示情報生成部１０は、監視画面検索部８の検索結果に基づいて監視画面格納部９から監視画面を取り出し、抽出した画面部品が判別できる監視画面表示情報を生成する。例えば、監視画面上の画面部品を破線で囲む、色を変える、または、太さを変える等により強調表示する。

続いて表示情報生成部１０は、制御ロジック表示情報の検索対象の信号から、監視画面表示情報を辿ることが可能なリンク付けを行う。例えば、信号上をマウスクリックすることにより、抽出した信号の一覧がリスト表示されるようにリンク付けを行う。リストの要素を選択することにより、さらに監視画面の一覧がリスト表示されるようにしてもよい。また、リストの要素を選択することにより、対象となる監視画面がポップアップ表示されるようにしてもよい。ただし、表示情報の構成はこの例に限定されるものではない。

表示情報生成部１０により生成される表示情報の例を図１４に示す。

図１４では、検索対象の機器入力信号ＰＡＩ０００１から抽出された信号ＴＡ０００１が表示され、さらにそれと関連づけられて、信号ＴＡ０００１から監視画面の一覧として画面Ｓ１、Ｓ２およびＳ３がリスト表示される。各画面を選択すると、該当する監視画面表示情報が表示される。

別の具体例として、プラント機器からの入力信号ＰＡＩ０００１に関連する警報を知りたい場合に、検索モードのＩＤとして「２」を選択する場合を説明する。

ステップＳ１では、検索処理実行部３が、制御ロジックから信号を抽出する必要があると判断し、ステップＳ２へ進む。

ステップＳ２では、制御ロジックを追跡する際に、探索パターン２により、制御ロジック解析部４が、図６の上限検定演算子５０２の出力である警報信号ＡＬ０００１（５０３）を抽出する。

ステップＳ３では、制御ロジック解析部４が、警報信号ＡＬ０００１（５０３）の信号情報を検索する。

ステップＳ４では、検索処理実行部３が、監視画面を検索する必要がないと判断し、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ６では、検索処理実行部３が、プラント機器情報を検索する必要がないと判断し、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８で表示情報生成部１０によって生成される表示情報の例を図１５に示す。

図１５では、信号ＰＡＩ０００１から抽出された警報の一覧がリスト表示される。ここでは１つの警報だけが表示されている。

別の具体例として、運転員が弁を開く操作に関する操作信号ＤＯ００１Ｏに関連する機器情報を知りたい場合（検索モードのＩＤが５の場合）と、操作信号ＤＯ００１Ｏに関する画面部品を知りたい場合（検索モードのＩＤが６の場合）について説明する。

まず、運転員が弁を開く操作に関する操作信号ＤＯ００１Ｏに関連する機器情報を知りたい場合（検索モードのＩＤが５の場合）について説明する。

ステップＳ１では、検索処理実行部３が、制御ロジックから信号を抽出する必要があると判断し、ステップＳ２へ進む。

ステップＳ２では、検索モードのＩＤが「５」の場合、探索パターン７により、制御ロジック解析部４が、計器出力信号ＰＤＯ０００１を検索する。

ステップＳ３では、制御ロジック解析部４が、計器出力信号ＰＤＯ０００１の信号情報を検索する。

ステップＳ４では、検索処理実行部３が、監視画面を検索する必要がないと判断し、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ６では、検索処理実行部３が、プラント機器情報を検索する必要があると判断し、プラント機器情報格納部１２から信号の元となるプラント機器に関する情報を検索する。そしてステップＳ７へ進む。

ステップＳ７では、検索処理実行部３が、プラント機器情報を検索して抽出する。そして、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８で表示情報生成部１０によって生成される表示情報の例を図１６に示す。

図１６では、操作信号ＤＯ００１Ｏから抽出された計器出力信号ＰＤＯ０００１が表示され、さらに、計器出力信号ＰＤＯ０００１から計器情報が表示される。

次に、操作信号ＤＯ００１Ｏに関する画面部品を知りたい場合（検索モードのＩＤが６の場合）について説明する。

ステップＳ１では、検索処理実行部３が、制御ロジックから信号を抽出する必要がないと判断し、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４では、検索処理実行部３が、監視画面を検索する必要があると判断し、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、検索処理実行部３が、抽出した監視信号が割り付けられている監視画面を検索するよう監視画面検索部８に依頼する。そして、弁の操作を行う操作器を含む監視画面の画面Ｓ４が抽出される。

ステップＳ６では、検索処理実行部３が、プラント機器情報を検索する必要がないと判断し、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８で表示情報生成部１０によって生成される表示情報の例を図１７に示す。

図１７では、操作信号ＤＯ００１Ｏから抽出された画面Ｓ４が表示される。さらに、画面Ｓ４の監視画面表示情報が表示される。

＜効果＞
本発明に関する実施形態によれば、プラント運転教育支援装置が、検索ルール格納部７と、抽出部としての制御ロジック解析部４と、検索部としての監視画面検索部８とを備える。

検索ルール格納部７には、制御ロジックの有向グラフを辿るためのルールを記述する検索ルールが格納されている。制御ロジックとは、複数のノードからなる有向グラフで記述された、プラント機器の制御するためのロジックである。

制御ロジック解析部４は、検索ルールに基づいて、複数のノードのうちで指定された第１ノードを起点として有向グラフを辿り、到達する第２ノードを抽出する。

監視画面検索部８は、有向グラフにおける各ノードと対応し、かつ、プラント機器から入力される信号値に応じて表示態様が変化する複数の画面画像（監視画面における画面部品）のうち、抽出した第２ノードに対応する画面画像を検索する。

このような構成によれば、プラント機器からの入力信号または監視画面からの操作信号等の制御ロジックに入力される信号、および、検索ルールを指定することにより、制御ロジックの有向グラフを辿って到達する信号に対応する監視画面の画面部品を検索することができる。このような動作により、有向グラフにおいて経由した経路を含めた制御ロジックの動作を、出力される信号に対応する監視画面の画面部品（さらには、警報情報、プラント機器の情報）と関連付けて理解することができる。よって運転員は、プラントを制御する計装制御システムの動作を、容易に理解することができる。

また、本発明に関する実施形態によれば、検索ルール格納部７が、検索ルールを複数格納する。また制御ロジック解析部４が、複数の検索ルールのうち指定された１つを選択し、当該検索ルールに基づいて第１ノードを起点として有向グラフを辿り、到達する第２ノードを抽出する。

このような構成によれば、制御ロジックの見方に応じて検索ルールを指定し、有向グラフの辿り方を変えることができる。このような動作により、検索ルールに応じて有向グラフにおいて経由した経路を変更し、出力される信号に対応する監視画面の画面部品（さらには、警報情報、プラント機器の情報）と関連付けて理解することもできる。

制御ロジックには、プロセス制御、警報発信、警報抑制、操作端への操作またはインタロック判定等の様々な処理が記述されている。そのため、プラント機器から入力されるプロセス値（プラントの状態を表す状態量）がどのように制御されているか、または、プロセス値に関してどのような警報が発生するか等、制御ロジックの見方が異なれば知りたい情報が異なってくる。

本構成によれば、制御ロジックの様々な処理に対する情報を検索ルールの選択によって適宜得ることができ、運転員は、プラントを制御する計装制御システムの動作をより容易に理解することができる。

また、本発明に関する実施形態によれば、プラント運転教育支援装置が、制御ロジックおよび画面部品が、互いに対応して表示される表示部としての表示装置１を備える。

このような構成によれば、有向グラフにおいて経由した経路を含めた制御ロジックの動作が、出力される信号に対応する監視画面の画面部品（さらには、警報情報、プラント機器の情報）と関連付けられて表示されるため、運転員は、プラントを制御する計装制御システムの動作を、より容易に理解することができる。

また、本発明に関する実施形態によれば、表示装置１において、辿った有向グラフにおける経路が、それ以外の経路と異なる態様で表示される。

このような構成によれば、指定した検索ルールで辿った、有向グラフにおける経路が容易に確認できる。

＜第２実施形態＞
＜構成＞
図１８は、本発明の第２実施形態に関するプラント運転教育支援装置１０１の構成を概念的に示すブロック図である。図１と同様の構成については、同じ符号を付して図示し詳細な説明については省略する。図１と異なる構成については、以下に説明する。

図１８に示されるようにプラント運転教育支援装置１０１は、図１に示された構成に加え、監視データ取得部１３と、制御ロジック演算状態取得部１４とを備える。なお図１８では、説明のために、運転監視装置１５と制御装置１６とプラント模擬装置１７とから構成される運転訓練シミュレータ１０２も図示されている。運転訓練シミュレータ１０２は、プラントの運転を模擬する装置であり、プラント運転教育支援装置１０１とネットワークを介して接続されている。

監視データ取得部１３は、運転訓練シミュレータ１０２における運転監視装置１５から監視画面のオンライン表示に必要な情報を取得する。そして、当該情報を表示情報生成部１０に出力する。例えば、信号の現在値、トレンドグラフの表示に必要な信号の時系列の値、または、表示のためのロジック等を取得する。ロジックの例としては、信号の現在値の値に応じて画面部品の表示態様（色または形状等）を変更するためのロジック等がある。

制御ロジック演算状態取得部１４は、運転訓練シミュレータ１０２における制御装置１６から制御ロジックの演算状態を可視化するために必要な情報を取得する。例えば、制御ロジックの有向グラフ上の信号および演算子の値、または、信号線の状態等である。

表示情報生成部１０は、監視データ取得部１３から取得した情報、および、制御ロジック演算状態取得部１４から取得した情報を加えることにより、運転訓練シミュレータ１０２で動作している計装制御システムの現在の状態を可視化した表示情報を生成することができる。

＜効果＞
本発明に関する実施形態によれば、有向グラフには、信号または演算子に対応するノードが含まれ、プラント運転教育支援装置が、プラントの運転を模擬するプラント運転シミュレータから、信号または演算子に対応するノードの信号値または演算状態を示す値を取得する取得部としての監視データ取得部１３および取得部としての制御ロジック演算状態取得部１４を備える。そして、表示部としての表示装置１において、ノードの信号値または演算状態を示す値が表示される。

このような構成によれば、ノードの現在の信号値、演算子の値、信号線の状態、または、トレンドグラフの表示に必要な信号の時系列の値等を表示することができる。

また、本発明に関する実施形態によれば、表示装置１において、信号または演算子に対応するノードの信号値または演算状態に応じて、表示態様が変更される。

このような構成によれば、信号の現在値または演算子の値等により表示態様（色または形状等）を変更し、計装制御システムの現在の状態を可視化することができる。

なお本発明は、その発明の範囲内において、各実施形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ 表示装置、２ 入力装置、３ 検索処理実行部、４ 制御ロジック解析部、５ 制御ロジック図面格納部、６ 探索パターン格納部、７ 検索ルール格納部、８ 監視画面検索部、９ 監視画面格納部、１０ 表示情報生成部、１１ 信号情報格納部、１２ プラント機器情報格納部、１３ 監視データ取得部、１４ 制御ロジック演算状態取得部、１５ 運転監視装置、１６ 制御装置、１７ プラント模擬装置、４１，４２，４３，４４，４５ 演算子、４１ａ，４２ａ，４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４５ａ，５０１，６０５，６０６，７０４，７０５，７０６ 入力信号、４１ｂ，４２ｂ，４３ｃ，４５ｂ 出力信号、８１ａ 数値表示、８１ｂ 弁、８２ トレンドグラフ、８３ 棒グラフ、８４ 操作器、１００，１０１ プラント運転教育支援装置、１０２ 運転訓練シミュレータ、５０２ 上限検定演算子、５０３，７０７，７０８，７０９ 警報信号、５０４，６０７，６０８ 監視信号、６０１，６０２，６０４ 操作信号、６０３ フリップフロップ演算子、７０１ 押下信号、７０２ 警報ブロック信号、７０３ ＮＯＴ演算子。

Claims (6)

1. 複数のノードからなる有向グラフで記述された、プラント機器の制御するための制御ロジックの、前記有向グラフを辿るためのルールを記述する検索ルールが格納された検索ルール格納部と、
   前記検索ルールに基づいて、複数の前記ノードのうちで指定された第１ノードを起点として前記有向グラフを辿り、到達する第２ノードを抽出する抽出部と、
   前記有向グラフにおける各前記ノードと対応し、かつ、プラント機器から入力される信号値に応じて表示態様が変化する複数の画面画像のうち、抽出した前記第２ノードに対応する前記画面画像を検索する検索部とを備えることを特徴とする、
   プラント運転教育支援装置。
2. 前記検索ルール格納部が、前記検索ルールを複数格納し、
   前記抽出部が、複数の前記検索ルールのうちの指定された１つを選択し、当該検索ルールに基づいて前記第１ノードを起点として前記有向グラフを辿り、到達する前記第２ノードを抽出することを特徴とする、
   請求項１に記載のプラント運転教育支援装置。
3. 前記制御ロジックおよび前記画面画像が、互いに対応して表示される表示部をさらに備えることを特徴とする、
   請求項１または２に記載のプラント運転教育支援装置。
4. 前記表示部において、前記抽出部において辿った前記有向グラフにおける経路が、それ以外の経路と異なる態様で表示されることを特徴とする、
   請求項３に記載のプラント運転教育支援装置。
5. 前記有向グラフには、信号または演算子に対応するノードが含まれ、
   プラントの運転を模擬するプラント運転シミュレータから、信号または演算子に対応する前記ノードの信号値または演算状態を示す値を取得する取得部をさらに備え、
   前記表示部において、前記ノードの信号値または演算状態を示す値が表示されることを特徴とする、
   請求項３または４に記載のプラント運転教育支援装置。
6. 前記表示部において、信号または演算子に対応する前記ノードの信号値または演算状態に応じて、表示態様が変更されることを特徴とする、
   請求項５に記載のプラント運転教育支援装置。

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