JP2015064787A - プラント運転支援装置、プラント運転支援方法及びプラント運転支援プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】運転員ごとに推奨操作を提示することが可能なプラント運転支援技術を提供する。
【解決手段】プラント運転支援装置１０は、プラントの運転員を相互に識別する運転員ＩＤを保存する運転員データベース１１と、プラント監視制御装置１９を用いて実施される各種プラント運転操作のそれぞれを識別する操作コードを保存する運転操作データベース１２と、操作コードに対応するプラント運転操作を実施した運転員の運転員ＩＤと実施された操作方法に関する操作情報とを関連付けて操作履歴として保存する操作履歴データベース１３と、運転員ＩＤ及び操作コードを入力して、操作履歴データベース１３で照合し合致する操作履歴を抽出する処理部１４と、抽出された操作履歴の操作情報に基づく操作を推奨操作としてプラント監視制御装置１９に提示する推奨操作提示部１５と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、運転員によるプラントの運転操作を支援する技術に関する。

火力プラントや原子力プラント等の産業プラントでは、プラント監視制御装置を用いてプラントの状態を監視し、現場機器を操作することにより安定的な運転が実施される。
通常、プラント監視制御装置を操作してプラントの運転を行う際、運転員は操作方法が記載された運転手順書に従って運転操作を行う。

近年、運転手順書の電子化が進んでおり、電子化した運転手順書を利用して運転員の運転操作を支援する技術が検討されている。

例えば、特許文献１では、運転員が電子化した運転手順書を選択するだけで、操作を行なうための画面や監視すべきパラメータ等を自動で監視制御装置上に展開する運転支援装置が開示されている。
また、特許文献２では、過去のプラントデータ及び操作実績を参照することにより、現在実施中の操作を推定して、次の推奨操作を自動で提示する運転支援技術が開示されている。

特開２０００−５６８２４号公報 特開２０１０−２３１５９１号公報

特許文献１のように電子化した運転手順書の内容をそのまま利用する技術では、運転手順書に記載されている手順でしか操作を行なうことができないため、操作について融通がきかず、運転員の操作実態に即したプラント運転ができないという課題があった。

一方、特許文献２のように操作実績から推奨操作を提示する技術を利用すれば、運転員の操作実態に近い運転操作が可能となる。しかしながら、各運転員の操作歴や経験等により、運転員ごとに操作方法がカスタマイズされている場合も多い。この場合、過去の操作実績を単に参照するのみでは、運転員は自らの運転方法で操作を実施することはできず、運転員個々の操作効率が低下するおそれがあった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、運転員ごとに推奨操作を提示することが可能なプラント運転支援技術を提供することを目的とする。

本実施形態のプラント運転支援装置は、プラントの運転員を相互に識別する運転員ＩＤを保存する運転員データベースと、プラント監視制御装置を用いて実施される各種プラント運転操作のそれぞれを識別する操作コードを保存する運転操作データベースと、前記操作コードに対応する前記プラント運転操作を実施した前記運転員の前記運転員ＩＤと実施された操作方法に関する操作情報とを関連付けて操作履歴として保存する操作履歴データベースと、前記運転員ＩＤ及び前記操作コードを入力して、前記操作履歴データベースで照合し合致する前記操作履歴を抽出する処理部と、抽出された前記操作履歴の前記操作情報に基づく操作を推奨操作として前記プラント監視制御装置に提示する推奨操作提示部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、運転員ごとに推奨操作を提示することが可能なプラント運転支援技術が提供される。

第一実施形態に係るプラント運転支援装置の構成図。 （Ａ）操作履歴を操作履歴データベースに保存する方法を示すフローチャート、（Ｂ）第一実施形態に係る運転支援の動作を示すフローチャート。 第二実施形態に係るプラント運転支援装置の構成図。 第二実施形態に係る運転支援の動作を示すフローチャート。

（第一実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示す第一実施形態に係るプラント運転支援装置１０（以下、運転支援装置１０とする）は、プラントの運転員を相互に識別する運転員ＩＤを保存する運転員データベース１１と、プラント監視制御装置１９（以下、監視制御装置１９とする）を用いて実施される各種プラント運転操作のそれぞれを識別する操作コードを保存する運転操作データベース１２と、操作コードに対応するプラント運転操作を実施した運転員の運転員ＩＤと実施された操作方法に関する操作情報とを関連付けて操作履歴として保存する操作履歴データベース１３と、運転員ＩＤ及び操作コードを入力して、操作履歴データベース１３で照合し合致する操作履歴を抽出する処理部１４と、抽出された操作履歴の操作情報に基づく操作を推奨操作としてプラント監視制御装置１９に提示する推奨操作提示部１５と、を備える。また、運転支援装置１０は、運転支援装置表示部１６、入力部１７を備えており、ＬＡＮ１８を介して監視制御装置１９と接続され相互にデータ通信を行う。

なお、図１では監視制御装置１９を１つで構成しているが、監視制御装置１９はプラントの決められた工程や運転単位ごとに複数設けられるものであり、運転支援装置１０はそれぞれの監視制御装置１９に対応して設けられる。

プラントの運転操作に用いる監視制御装置１９は、制御部２０、監視制御装置表示部２１、操作部２２を備える。

制御部２０は、プラントから送信された温度、流量、圧力等のプロセス値やプラント機器の開、閉、運転、停止等の状態情報を処理する。処理されたプロセスデータ等のプラント情報は、監視制御装置表示部２１に表示されて、運転員によるプラント状態の監視に供せられる。

運転員は、プラント情報に基づいて監視制御装置表示部２１あるいは操作部２２を介して各種運転操作、例えばプラント機器の稼働、停止あるいはプロセス値の設定・調整等を実施する。

運転支援装置１０は、運転員が監視制御装置１９を操作してプラントの運転を実施する際に、推奨される運転操作を監視制御装置１９に提示して、運転員によるプラント運転を支援するものである。

運転員データベース１１は、複数のプラント運転員を相互に識別するための運転員ＩＤとともに各運転員に関する情報（運転員名、所属、職位等）を保存している。

運転操作データベース１２は、監視制御装置１９で実施する各種運転操作の操作方法を記載した運転手順書（マニュアル）を電子化して保存している。そして、各運転操作にはこれらを相互に識別する操作コードが付与されている。
なお、ある機能を実現するための運転操作が、複数の個別手順から構成される場合には、一連の手順を一まとまりとして保存する。

運転員は、監視制御装置１９で運転操作を実施する際、運転支援装置１０の入力部１７を介して運転員データベース１１にアクセスする。そして、運転支援装置表示部１６に表示された全ての運転員ＩＤの中から自己の運転員ＩＤを選択する。

続けて、運転操作データベース１２にアクセスして、運転支援装置表示部１６に表示された全ての操作コードの中から実施対象となる運転操作の操作コードを選択する。

運転員ＩＤ及び操作コードの選択後、操作コードに対応する運転操作の操作方法を記載した運転手順書が運転操作データベース１２から運転支援装置表示部１６に送信される。
そして、運転員は、運転支援装置表示部１６に表示された運転手順書を参照して、監視制御装置１９で運転操作を実施する。

このとき、運転員は、運転支援装置表示部１６に表示された運転手順書どおりに操作を実施する必要はなく、自由な操作方法で実施することができる。

操作履歴データベース１３は、運転員により実施された実際の操作方法に関する操作情報、例えば操作時に表示させた画面、操作の順番等の情報を監視制御装置１９から処理部１４を介して入力して記録する。そして、実施した運転員の運転員ＩＤと記録した操作情報とを関連付けて操作履歴として保存する。

これにより、操作履歴データベース１３には、各操作コードに対してどのように操作を実施したかを示す操作情報が運転員ＩＤごとに蓄積される。

また、操作実施の際に、入力部１７から操作に関する運転員のコメントを入力して、このコメントを操作履歴とともに操作履歴データベース１３に保存することができる。

図２（Ａ）は、操作履歴を操作履歴データベース１３に保存する方法を示すフローチャートである（適宜、図１参照）。
運転員は、入力部１７から運転員データベース１１及び運転操作データベース１２にアクセスして、運転支援装置表示部１６を用いて自己の運転員ＩＤ及び実施する運転操作の操作コードを選択する（Ｓ１０）。
選択後、操作コードに対応する運転手順書が運転操作データベース１２から運転支援装置表示部１６に送信される。

そして、運転員は、運転手順書を参考にして運転操作を実施する（Ｓ１１）。
操作履歴データベース１３は、実施された操作方法に関する操作情報を監視制御装置１９から処理部１４を介して入力して記録する（Ｓ１２）。
そして、操作履歴データベース１３は、運転員の運転員ＩＤと記録した操作情報とを関連付けて操作履歴として保存する（Ｓ１３）。

次に、図１に戻って、操作履歴が操作履歴データベース１３に蓄積された後について説明する。
運転員は、入力部１７を介して運転員データベース１１及び運転操作データベース１２にアクセスして、自己の運転員ＩＤ及び実施する運転操作の操作コードを選択する。

処理部１４は、選択された運転員ＩＤ及び操作コードを入力して、これらを用いて操作履歴データベース１３を照合する。そして、運転員ＩＤ及び操作コードが合致する操作履歴を抽出する。

推奨操作提示部１５は、抽出された操作履歴の操作情報に基づく操作を推奨操作として監視制御装置１９に提示する。また、操作履歴とともに運転員の操作に関するコメントが保存されている場合は、推奨操作と併せて提示を行う。

そして、監視制御装置１９の制御部２０は、提示された推奨操作を受け付けて、推奨される操作を監視制御装置表示部２１上で自動展開あるいは運転員にガイダンスする。

このように、運転支援装置１０は、運転操作を実施した運転員の運転員ＩＤと実施された操作方法に関する操作情報とを関連付けた操作履歴を保存し、この履歴を操作実施時に抽出することにより、運転員ごとに推奨操作を提示することができる。これにより、運転員それぞれの操作方法に沿った運転支援を行なうことが可能となる。

さらに、操作に関するコメントが提示されることにより、運転員は推奨操作が提示される根拠・理由を確認することができる。

また、運転員が、推奨操作提示部１５から提示された推奨操作と異なる操作を実施した場合には、操作履歴データベース１３に保存された操作履歴は更新可能となる。そして、この場合に実施された操作情報が記録されて、操作履歴が更新される。

なお、処理部１４が、操作履歴データベース１３に記憶されている全ての操作履歴を分析し最も頻度の高い操作方法を判定して、この最頻の操作方法を操作履歴として更新する構成としても良い。

これにより、運転員は、操作履歴データベース１３に記憶された操作履歴を適宜更新することができるため、運転支援装置１０から提示される推奨操作を自由にカスタマイズすることができる。

さらに、運転員は、他人の操作履歴にアクセスして、他人が実施した操作方法を参考に運転操作を実施することができる。具体的には、自己の運転員ＩＤ及び実施対象の操作コードを選択した後、再び運転員データベース１１及び運転操作データベース１２にアクセスして、他人の運転員ＩＤ及び操作コードを選択する。

処理部１４は、選択された他人の運転員ＩＤ及び操作コードを入力して、これらを用いて操作履歴データベース１３を照合する。そして、運転員ＩＤ及び操作コードが合致する操作履歴を抽出する。そして、推奨操作提示部１５は、他人の操作情報に基づく操作を推奨操作として監視制御装置１９に提示する。

これにより、運転員は他人が実施した操作方法・手順を参照して運転操作を実施することができる。はじめて運転操作を実施する場合や操作歴の長い運転員の運転操作を参照したい場合等、他人の操作方法を参照したい場合に有益となる。

さらに、他の運転員の操作に関するコメントが提示されることにより、推奨操作が提示される根拠・理由をノウハウとして活用することも可能となる。

図２（Ｂ）は、第一実施形態に係る運転支援の動作を示すフローチャートである（適宜、図１参照）。
運転員は、入力部１７から運転員データベース１１及び運転操作データベース１２にアクセスして、運転支援装置表示部１６を用いて自己の運転員ＩＤ及び実施する運転操作の操作コードを選択する（Ｓ１４）。

処理部１４は、選択された運転員ＩＤ及び操作コードを入力して、これらを用いて操作履歴データベース１３を照合する（Ｓ１５）。そして、運転員ＩＤ及び操作コードが合致する操作履歴を抽出する（Ｓ１６）。

そして、推奨操作提示部１５は、抽出された操作履歴の操作情報に基づく操作を推奨操作として、監視制御装置１９に提示する（Ｓ１７）。これにより、運転支援装置１０は、運転員それぞれの操作方法に沿った運転支援を行なうことができる。

ここで、具体的な例を挙げて説明する。
ここでは、運転員Ａが、操作コードＦ１を操作する場合について説明する。なお、操作コードＦ１は、複数の個別手順ａｉ、ａｊ、ａｋ、ａｌから構成され、手順ａｉでは画面Ｍを展開し、ａｉ〜ａｌの順で操作することが運転手順書に記載されているとする。

まず、運転員Ａが操作コードＦ１を初めて行う場合、入力部１７から運転員データベース１１及び運転操作データベース１２にアクセスして、自己の運転員ＩＤ及び実施する運転操作の操作コードＦ１を選択する。

運転員Ａは、運転支援装置表示部１６に表示された操作コードＦ１の運転手順書を参照して操作を行う。ここで、運転員Ａは、自由に操作を行なうことができるため、手順ａｉを行なう際に画面Ｎを展開し、手順ａｊの後に、手順ａｌ、手順ａｋという順番で操作を実施したものとする。

操作履歴データベース１３は、運転員Ａが操作コードＦ１を実施する操作方法を記録し、この操作方法に関する情報と運転員Ａの運転員ＩＤとを関連付けて操作履歴として保存する。

また、運転員Ａが、例えば「手順ａｉ バルブＸ 閉 確認を行なう際には、槽Ｚの液位を監視することが望ましく、槽Ｚの液位を監視することができる画面Ｎの展開が望ましい」等、操作コードＦ１の操作に関するコメントを入力部１７から入力した場合には、このコメントは操作履歴とともに操作履歴データベース１３に保存される。

続いて、２回目以降、運転員Ａが操作コードＦ１を実施する場合について検討する。
運転員Ａは、入力部１７から運転員データベース１１及び運転操作データベース１２にアクセスして、自己の運転員ＩＤ及び操作コードＦ１を選択する。

処理部１４は、選択された運転員ＩＤ及び操作コードＦ１を入力して、操作履歴データベース１３を照合し合致する操作履歴を抽出する。

そして、推奨操作提示部１５は、抽出された運転員Ａの操作情報に基づく操作を推奨操作として監視制御装置１９に提示する。さらに、操作に関するコメントも監視制御装置１９にあわせて提示する。

提示を受けた監視制御装置１９では、手順ａｉを行う際には画面Ｎが監視制御装置表示部２１に自動展開される。さらに、手順ａｊを行った後には、手順ａｌ、手順ａｋという順番で操作を行なうようにガイダンスされる。

これにより、運転員Ａは、自己の操作方法に沿って運転操作を実施することができる。また、操作に関するコメントが監視制御装置表示部２１に表示され、推奨操作が提示される根拠・理由を運転員は確認することができる。

（第二実施形態）
図３は、第二実施形態に係る運転支援装置１０の構成図を示す。なお、第一実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、重複する動作について説明を省略する。

第一実施形態と異なる点は、運転操作の実施を承認する承認者を識別する承認者ＩＤを保存する承認者データベース２３と、承認者ＩＤに対応する承認者からの承認が入力されたときに推奨操作の提示を許可する承認処理部２４と、をさらに備えた点にある。

承認者データベース２３は、プラント運転操作の実施について承認権限を有する上位運転員（承認者）を識別する承認者ＩＤを保存するものである。この承認者データベース２３は、プラントの各種運転操作の実施について一括して承認権限を有する承認者ＩＤを保存する構成としても良いし、プラントの各種運転操作（操作コード）ごとに承認権限を有する承認者ＩＤを個別に設定して保存する構成としても良い。

承認処理部２４は、運転員が運転操作を開始する際に、承認者データベース２３にアクセスして承認者ＩＤを確認する。そして、承認者ＩＤに対応する承認者からの承認が入力されたときに、推奨操作提示部１５に推奨操作の提示を許可する。
なお、承認処理部２４への承認の入力は、承認処理部２４に直接行っても良いし、入力部１７から処理部１４を介して行っても良い。

図４は、第二実施形態に係る運転支援の動作を示すフローチャートである（適宜、図３参照）。なお、図２（Ｂ）で示した第一実施形態に係る運転支援の動作フローと同一のステップには同一の符号を付して、重複する動作については説明を省略する。

ここでは、処理部１４が、操作履歴を抽出した後から説明する（Ｓ１６）。
承認処理部２４は、承認者データベース２３にアクセスして承認者ＩＤを確認する（Ｓ１８）。

承認処理部２４は、承認者ＩＤからの承認が入力されたときに、推奨操作提示部１５に推奨操作の提示を許可する（Ｓ１９：ＹＥＳ）。そして、推奨操作提示部１５は、抽出された操作履歴の操作情報に基づく操作を推奨操作として、監視制御装置１９に提示する（Ｓ１７）。なお、承認が入力されていない場合は、承認待ちの状態となる（Ｓ１９：ＮＯ）。

したがって、運転員は、承認者ＩＤからの承認が無い場合は、運転支援装置１０を利用して運転操作を開始することはできない。このため、運転支援装置１０は、承認者による承認が行なわれた上で運転支援を実施するという運用を行うことが可能となる。

以上述べた各プラント運転支援装置によれば、運転操作を実施した運転員の運転員ＩＤと実施された操作方法に関する操作情報とを関連付けた操作履歴を保存することにより、運転員ごとに推奨操作を提示することができ、運転員それぞれの操作方法に沿った運転支援を行なうことが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ プラント運転支援装置
１１ 運転員データベース
１２ 運転操作データベース
１３ 操作履歴データベース
１４ 処理部
１５ 推奨操作提示部
１６ 運転支援装置表示部
１７ 入力部
１８ ＬＡＮ
１９ プラント監視制御装置
２０ 制御部
２１ 監視制御装置表示部
２２ 操作部
２３ 承認者データベース
２４ 承認処理部

Claims (6)

1. プラントの運転員を相互に識別する運転員ＩＤを保存する運転員データベースと、
   プラント監視制御装置を用いて実施される各種プラント運転操作のそれぞれを識別する操作コードを保存する運転操作データベースと、
   前記操作コードに対応する前記プラント運転操作を実施した前記運転員の前記運転員ＩＤと実施された操作方法に関する操作情報とを関連付けて操作履歴として保存する操作履歴データベースと、
   前記運転員ＩＤ及び前記操作コードを入力して、前記操作履歴データベースで照合し合致する前記操作履歴を抽出する処理部と、
   抽出された前記操作履歴の前記操作情報に基づく操作を推奨操作として前記プラント監視制御装置に提示する推奨操作提示部と、を備えることを特徴とするプラント運転支援装置。
2. 前記操作履歴データベースは、前記操作履歴とともに操作に関する前記運転員のコメントを保存して、
   前記推奨操作提示部は、前記推奨操作を提示する際に当該コメントも併せて提示す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. 前記操作履歴は、前記運転員が提示された前記推奨操作と異なる操作を実施したとき、更新可能となることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラント運転支援装置。
4. 前記プラント運転操作の実施を承認する承認者を識別する承認者ＩＤを保存する承認者データベースと、
   前記承認者ＩＤに対応する前記承認者からの承認が入力されたときに前記推奨操作の提示を許可する承認処理部と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のプラント運転支援装置。
5. プラントの運転員を相互に識別する運転員ＩＤを保存するステップと、
   プラント監視制御装置を用いて実施される各種プラント運転操作のそれぞれを識別する操作コードを保存するステップと、
   前記操作コードに対応する前記プラント運転操作を実施した前記運転員の前記運転員ＩＤと実施された操作方法に関する操作情報とを関連付けて操作履歴として操作履歴データベースに保存するステップと、
   前記運転員ＩＤ及び前記操作コードを入力して、前記操作履歴データベースで照合し合致する前記操作履歴を抽出するステップと、
   抽出された前記操作履歴の前記操作情報に基づく操作を推奨操作として前記プラント監視制御装置に提示するステップと、を含むことを特徴とするプラント運転支援方法。
6. コンピュータに、
   プラントの運転員を相互に識別する運転員ＩＤを保存するステップ、
   プラント監視制御装置を用いて実施される各種プラント運転操作のそれぞれを識別する操作コードを保存するステップ、
   前記操作コードに対応する前記プラント運転操作を実施した前記運転員の前記運転員ＩＤと実施された操作方法に関する操作情報とを関連付けて操作履歴として操作履歴データベースに保存するステップ、
   前記運転員ＩＤ及び前記操作コードを入力して、前記操作履歴データベースで照合し合致する前記操作履歴を抽出するステップ、
   抽出された前記操作履歴の前記操作情報に基づく操作を推奨操作として前記プラント監視制御装置に提示するステップ、を実行させることを特徴とするプラント運転支援プログラム。

Images